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Leh­rer­in­for­ma­ti­on

In­fo­box

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

Hin­weis

Es wird dar­auf hin­ge­wie­sen, dass für jedes Ex­pe­ri­ment ent­spre­chend der ei­ge­nen Durch­füh­rung vor der erst­ma­li­gen Auf­nah­me der Tä­tig­keit eine Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung durch­ge­führt und do­ku­men­tiert wer­den muss. Jede fach­kun­di­ge Nut­ze­rin/jeder fach­kun­di­ge Nut­zer muss die auf­ge­führ­ten In­hal­te ei­gen­ver­ant­wort­lich prü­fen und an die tat­säch­li­chen Ge­ge­ben­hei­ten an­pas­sen.

Weder die Re­dak­ti­on des Leh­rer­fort­bil­dungs­ser­vers noch die Au­to­rin­nen und Au­to­ren der ver­öf­fent­lich­ten Ex­pe­ri­men­te über­neh­men jeg­li­che Haf­tung für di­rek­te oder in­di­rek­te Schä­den, die durch ex­ak­ten, ver­än­der­ten oder feh­ler­haf­ten Nach­bau und/oder Durch­füh­rung der Ex­pe­ri­men­te ent­ste­hen. Wei­ter­füh­ren­de In­for­ma­tio­nen er­hal­ten Sie unter www.​gef​ahrs​toff​e-​schu­le-​bw.​de

Hin­weis

Bei den Auf­ga­ben heißt es bei dem 3. Glie­de­rungs­punkt: „Be­ach­ten Sie dabei das auf dem Leh­rer­pult ste­hen­de Ex­pe­ri­ment der letz­ten Woche.“ Hier­bei ist daran ge­dacht, das Ex­pe­ri­ment, bei dem man einen Zink­strei­fen in (blaue) Kup­fer­sul­fat­lö­sung stellt, eine Woche lang auf­zu­be­wah­ren, damit die Lö­sung auf­hellt bzw. im Ide­al­fall farb­los wird.

Mög­li­che Lö­sung
  1. Zink ist un­ed­ler als Kup­fer
  2. Am Zink­stab gehen – im Ver­gleich zum Kup­fer­blech – we­sent­lich mehr Ionen in Lö­sung.
  3. Daher wer­den am Zink­stab pro Zeit­ein­heit mehr Elek­tro­nen zu­rück­ge­las­sen als am Kup­fer­blech.
  4. Zink ist (im Ver­gleich zum Kup­fer) ne­ga­tiv, Kup­fer (im Ver­gleich zum Zink) po­si­tiv ge­la­den.
  5. Eine elek­tri­sche Span­nung ist ent­stan­den: Wir mes­sen bei Stan­dard­be­din­gun­gen ca. 1,1 V.
  6. Ver­bin­det man die bei­den Me­tal­le lei­tend, so kön­nen die Elek­tro­nen wan­dern.
  7. Die über­schüs­si­gen Elek­tro­nen wan­dern vom Zink­stab zum Kup­fer­blech.
  8. Dort neh­men Kup­fe­rio­nen Elek­tro­nen auf und la­gern sich als Kup­fe­ra­to­me am Kup­fer­blech ab.
  9. Oxi­da­ti­on und Re­duk­ti­on lau­fen par­al­lel in zwei ge­trenn­ten Räu­men ab.
  10. Die Elek­tro­nen wan­dern nicht di­rekt, son­dern über einen „Umweg“ durch den Draht vom Zink­stab zum Kup­fer­blech, so kön­nen sie dabei Ar­beit ver­rich­ten: Der Motor dreht sich.
  11. Der La­dungs­aus­gleich fin­det über den Ton­zy­lin­der statt, der Strom­kreis ist ge­schlos­sen.
  12. Der Zink­stab ist die Anode, hier fin­det die Oxi­da­ti­on statt.
  13. Der Zink­stab löst sich im Laufe der Zeit auf: Zn → Zn 2+ + 2 e -
  14. Das Kup­fer­blech ist die Ka­tho­de, hier fin­det die Re­duk­ti­on statt.
  15. Das Kup­fer­blech nimmt im Laufe der Zeit an Masse zu: Cu 2+ + 2e - → Cu.
  16. Die bei­den ge­trenn­ten Teil­sys­te­me nennt man Halb­zel­len: Man spricht von einer Zink- und einer Kup­fer­halb­zel­le.
  17. Das Zell­dia­gramm be­schreibt in ab­ge­kürz­ter Schreib­wei­se das Da­ni­ell´sche Ele­ment: Zn/Zn 2+ (c = 1 mol/L)// Cu 2+ (c = 1 mol/L)/Cu
  18. All­ge­mein han­delt es sich bei dem Da­ni­ell´schen Ele­ment um eine gal­va­ni­sche Zelle.

Leh­rer­in­for­ma­ti­on: Her­un­ter­la­den [doc] [64 KB]

Leh­rer­in­for­ma­ti­on: Her­un­ter­la­den [pdf] [166 KB]