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Demonstrations-Modellversuch

Infobox

Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.


Anleitung

Das Auftreten eines Ruhepotenzials an Nervenmembran beruht auf Eigenschaften der Axonmembran in Wechselwirkung mit den umgebenden Ionen. Näherungsweise ist das Ruhepotenzial ein Kalium-Potenzial. Das Verständnis des Ruhepotenzials ist eine Grundvoraussetzung für das Verständnis der Leitungsphänomene an Neuronen.
Das Demonstrations-Modellexperiment kann mit einem klassischen Multimeter (auf Wunsch kombiniert mit AK-Labor 11 ) oder Messwerterfassungssystemen, z. B. von Vernier oder Leybold (LD-Didactic) durchgeführt werden. Letztere und AK-Labor 11 oder Allchemist II ermöglichen das Abspeichern der Werte und die Erstellung von Grafiken sowie die Darstellung über Beamer.

Material

Versuchsanordnung

□ Gönner-Kammer (Gerät zum Modellversuch-Ruhespannung; Hedinger-Best.-Nr. 1882)

□ kationenpermeable Membran (Hedinger: Best.-Nr. 1882 C)

□ 2 Elektroden:

  • klassisch :2 chlorierte Silberelektroden
  • Alternative1 : 2 Edelstahlelektroden (V2a Edelstahlschweißdraht)
  • Alternative2 : Kupferelektroden

□ destilliertes Wasser

□ Kaliumchloridlösung (4 M [1] )

□ 10ml Einmalspritze mit Kanüle

□ 1 Messeinheit, z. B. :

  1. Multimeter (z. B. von Voltcraft ; auf Wunsch kombiniert mit AK-Labor 11 )
  2. V ernier -Messwerterfassung:
    • PC mit Messwerterfassungssoftware „ Logger pro“ und Interface Go Link oder Lab pro oder LabQuest [2] und USB-Kabel
    • Vernier -Spannungssensor [3]
  3. Leybold-Cassy -Messwerterfassung:
    • PC mit Messwerterfassungssoftware „ Cassy Lab “ und Interface Pocket-Cassy und USB-Kabel
    • Leybold -Spannung/Stromstärkesensor

□ 2 Experimentierkabel (0,5 m), 2 Steckverbindungen (Doppelbuchsen) für Bananenstecker (zur Verlängerung), 2 Krokodilklemmen

Stativmaterial


Aufbau
  1. Zwischen die flanschbaren Hälften der Gönner-Kammer wird die kationenpermeable Membran eingespannt. Die beiden Kammern werden mit je 100 ml destilliertem Wasser gefüllt. Die beiden Elektroden – gehalten von Krokodilklemmen - werden in das destillierte Wasser eingetaucht und mit Stativmaterial fixiert.
  2. Mit Experimentierkabeln (und ggf. Doppelbuchsen als Verlängerung) wird die Verbindung zum Multimeter oder Spannungssensor (Messbereich prüfen!) hergestellt.

    Für die bessere Sichtbarkeit für alle SuS kann das Multimeter über AK-Labor 11 (PC) über den Beamer vergrößert werden [4] .

Versuchsaufbau

 
Versuch

Nun gibt man einige ml 4 M KCl-Lösung in eines der beiden Kompartimente und startet die Messung.

Beobachtung:
Die Spannung steigt auf Werte von ca. 60 mV (oder -60 mV - je nachdem in welche Kammer man die KCl-Lösung hinzufügt) und bleibt danach auf diesem Wert stehen.

Auswertung und Musterlösung:
Vgl.: „AB Modellexperimente zum Ruhepotential“ (= experimentelle Überprüfung Versuch 2)

[1] 4 M KCl = 29,84 g / 100 ml (bzw. 79,6 g / 250 ml)

[2] LabQuest ist ein kleiner tragbarer Messwerterfassungs-Computer inkl. Interface in einem Gerät. (Sieht ähnlich aus wie ein Multimeter!)

[3] Modifiziert: Siehe Hinweis bei „Tipps zu Vernier “

[4] Alternativ kann statt dem Multimeter und PC mit AK-Labor 11 auch AllChemist II verwendet werden, der ebenfalls einen Beameranschluss hat.

 

zurück: AB Modellexperimente zum Ruhepotential | Lösungsvorschlag

weiter: Vernier oder Leybold - Cassy

 

Ruhepotential: Herunterladen [docx] [2,2 MB]

Ruhepotential: Herunterladen [pdf][1,1 MB]