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Zeitbedarf: |
30 Minuten. |
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Ziel: |
E: Kombination zweier
(verschiedener) Metalle in einer Zitrone erzeugt eine Potentialdifferenz. Maßgebend ist hierfür
nicht die Zitrone, sondern sind die Metalle.
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Material: |
- Kupferblech (oder Kupferelektrode)
- Zinkblech oder verzinktes Blech (oder
Zinkelektrode)
- Zitrone (alternativ: Kartoffel, Apfel,
Nektarine, ...)
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- Kabel, Krokodilklemmen
- Verbraucher (hochohmig)
LED grün oder rot? Motor?
- Schleifpapier
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Chemikalien: |
- Natriumchlorid-Lösung (gesättigt)
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Vorbereitung: |
Löcher in Metallblechgröße (oder
Elektrodengröße) in die Zitrone schneiden. Aufbauskizze:
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Durchführung 1: |
Versuch nach Skizze aufbauen.
Ggf., je nach Saftigkeit der Zitrone, Zitrone fest quetschen (erhöht
Saftkonzentration und Zirkulation).
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Beobachtung 1: |
Die
Lampe
leuchtet bzw. der Motor dreht sich. |
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Deutung 1: |
Das Kupfer- und das Zinkblech (Elektroden) bilden, getrennt durch die
Zitrone als Elektrolyt, eine galvanische Zelle. |
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Durchführung 2: |
Zitrone durch
ein Becherglas mit Natriumchloridlösung ersetzen.
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Beobachtung 2: |
Selbes Ergebnis. |
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Deutung 2: |
Der
Stromfluss, durch den der Verbraucher angetrieben wird, entsteht
unabhängig von der Zitrone. Er wird von den Metallen generiert. |
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Entsorgung: |
Zitrone in
den Hausmüll (nicht mehr zum Verzehr geeignet!), Bleche abspülen und
wieder verwenden. Natriumchlorid-Lösung in den Ausguss. |
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Quelle: |
http://www.unterrichtsmaterialien-chemie.uni-goettingen.de/material/5-6/V5-521.pdf
und
https://www.kids-and-science.de/experimente-fuer-kinder/detailansicht/datum/2010/03/01/die-kartoffelbatterie.html
(13.12.2017)
Bild der
Zitrone:
https://pixabay.com/de/zitrone-gelb-fr%C3%BCchte-zitrusfr%C3%BCchte-576400/
(13.12.2017)
Bild der LED:
https://pixabay.com/de/gef%C3%BChrt-diode-licht-ausgeben-26354/
(13.12.2017) |
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Hintergrund: |
Die
Größe der Bleche (Kontaktfläche) erhöhen die maximal mögliche Stromstärke. Mehrere
Zitronenbatterien in Reihe geschaltet erhöhen die Spannung (Reihenschaltung).
Die
Leistung eines Verbrauchers bzw. die maximal entnehmbare Leistung aus
einer Stromquelle entspricht dem Produkt aus Spannung und
Stromstärke (P=U·I). |
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Did. Hinweise: |
Achtung, Fehlvorstellung:
Die Zitrone ist nicht für den entstehenden Stromfluss verantwortlich. Ggf. mit den Lernenden konkret thematisieren.
Durchführung 2 zeigt, dass ein beliebiger Elektrolyt verwendet werden
kann. Die Bleche sollten zuvor mit einem Schleifpapier gereinigt werden
(wichtig vor allem bei neuen Blechen). Sie dürfen sich nicht direkt berühren, sollten aber nicht zu weit
voneinander entfernt sein.
Auf Polung der Verbraucher, besonders LED, achten.
Alternative, alltagsnahe Elektroden: z.B.:
Kupfermünzen, verzinkte Nägel, ... (mit schlechterem Ergebnis). |
