Wetenschapsforum

haai,

misschien eerst ff kort mij zelf voorstellen. Internet naam = dus perrush (use google ) en ik ben al 20 jaar van't school af. Heb wel chemie gestudeerd, maar sindsdien weinig mee gedaan (ben al 15 jaar terwerkgesteld bij janssen pharmaceutica), doch algemene theoretische kennis is vrij beperkt (vind ik dan zelf toch). Ik ben nu een leraren opleiding aan't volgen en in't kader daarvan wil ik een lesje geven en hierin de bekende citroen batterij tonen en uitleggen. Meeste theorie heb ik op het net kunnen vinden (ook op dit forum), maar ik blijf toch met enkele vraagjes en/of onzekerheden zitten, vandaar mijn post. Zal ik maar beginnen ?

----

reacties anode :

A) Zn <-> Zn2+ + 2 e- (+0.758 V)

B) 2 H+ + 2e- <-> H2 (nevenreactie die we eigenlijk niet zouden willen, maar wel gebeurd)

reacties kathode :

C) Cu <-> Cu2+ + 2e- ( - 0.345 v) wordt regelmatig opgegeven, maar zou dus niet gebeuren. Ook andersom niet omdat er geen Cu2+ ionen aanwezig zijn.

D) 2 H+ + 2e- <-> H2 (hoofdreactie ?)

E) O2 + 4H+ + 4e- <-> 2 H2O (+ 1.23 V) (wordt hier op het forum opgegeven)

Nu mijn vragen :

vraag 1) Kan iemand mij zeggen vanwaar de gemeten spanning van 0.9 V vandaan komt ?

- Met alleen Zn/Zn2+ komen we er niet.

- Een Cu elektrode in Cu2+ opl (reactie B) zou ons theoretich 1.1 V geven, 0.9 V in de praktijk kan dan kloppen. Maar we hebben geen Cu2+ opl

- Is het dan een mengpotentiaal van A) + B) aan de ene kant en D) + E) aan de andere kant ?

- nevenvraag : is het mengpotentiaal van A) + B) > dan A) alleen ? (want B) is alleen 0)

vraag 1bis) Ik vond op het internet dat het vervangen van de Zn elektrode door een Mg elektrode de theoretishe output zou verhogen naar 1.6 V. Ongeveer 0.7 of 0.5 V meer dan met Zn. Doch het redoxpotentiaal van Mg/Mg2+ is 2.38 V, maar liefst 1.6 V meer dan dat van Zn/Zn2+. Vanwaar dan maar de verhoging van ong 0.6 V ??

vraag 2) Het koper in de citroen oxideert weldegelijk als je dat een nachtje laat staan (blauwgroene verkleuring van de citroen), vanwaar komt die dan ? (noot : ik heb een 5 €c gebruikt)

vraag 3) de citroen dient om de H+ van de anode naar de kathode te laten migreren ten einde het geheel neutraal te houden. juist toch he ?

en vraag 4) Ik wil nu een rekenmachine laten werken ipv een LED (lijkt me spectaculairder). Met 4 stukken citroen serie geschakeld meet ik 3.13 V en 0.13 mA. Het LCD scherm van mijn rekenmachine werkt wel, maar ik krijg enkel " 888888888" dus echt werken doet het niet. Ik veronderstel dat ik te weinig stroom heb en dat ik in parrallel moeten werken. Kan iemand me vertellen hoeveel V en/of mA ik moet hebben om een rekenmachine normaal te laten werken ?

---

bij deze dank ik u iig al deze hele boterham te lezen 8-[ Nu nog wat antwoordjes en je maakt mij gelukkig

Greetz

Stefan

Dat gebruik van die euromunt baart mij zorgen, die zijn verkoperd en eigenlijk is dat niet eens roodkoper maar een legering.

Pak daarvoor eens een echt koperen strookje of een oude nederlandse stuiver ofzo.

Edit: of een stukje installatiedraad.

Hallo Stefan, je merkt wel dat de werking van de citroencel moeilijk uit te leggen is. Bovendien presteert die cel bijna niets.

Je kunt beter een 10%-ige zoutoplossing in een jampotje met plastic deksel nemen. Met een Cu strip en een Zn-strip er door heen.

Die presteert wat meer en bovendien is er dan ook meer zichtbaar.

De uitleg is moeilijk. Beide strips nemen een mengpotentiaal aan in de electroliet en het verschil tussen deze twee mengpotentialen is de celspanning. Met de Nernstpotentialen uit een tabel doe je niet zoveel. Je kunt ze hoogstens gebruiken als grenswaarden. Maar de uitleg hierbij lijkt mij veel te moeilijk voor onervaren scholieren.

De chemie bij de genoemde "keukenzoutcel" is bijna hetzelfde als bij de citroencel: Anodisch oplossen van het zink en kathodische reduktie van zuurstof aan het koper.

Helaas zijn er hierbij ook weer de twee ongewenste nevenreakties: Kathodische reduktie van zuurstof aan het zink en anodische oxydatie van het koper. Vandaar dus dat er twee mengpotentialen ontstaan aan beide metaalstrips.

Als je toch wilt redeneren vanuit de wet van Nernst kun je beter koper in kopersulfaat en zink in zinksulfaat plaatsen. Beide oplossingen daarbij gescheiden door een diafragma of een membraan. Deze cel kan nog veel meer presteren. In boeken wordt dit de Danielcel genoemd.

@ Hzeil :

bedankt voor je antwoord. Een andere proef nemen omdat ik deze niet goed kan uitleggen lijkt me niet de oplossing dan moet ik maar wat beter mijn best doen.

maar je uitleg van mengpotentialen is bevredigend hoor. Het toont ook één van de problemen van de citroenbatterij -> nevenreacties. Waar je dan weer de oplossing voor kunt aanreiken (kathode / anode in een apart elektrolyt)

Dat de citroenbatterij niet veel levert o.a. omwille van de beperkte doorlaatbaarheid van het elektrolyt is ook geen probleem. Het gebruik van citroensap of jouw zoutoplossing kan je dan weer (evt experimenteel) als oplossing aanreiken. Zo leren ze dat elk onderdeel van de batterij invloed heeft op het rendement (en in welke zin)

Ik wil in het begin bewust een citroen gebruiken en geen andere meer ideale cel (danielcel) omdat dit abstracter is. Zo'n citroen blijft hun veel beter bij. ze leggen imho dan ook makkelijker de link als je zo'n cel gaat optimaliseren. Uiteindelijk blijft er van die citroencel niets meer over, maar ze gaan daar nog wel altijd de link naar leggen (bij de citroen was het zo, maar wij doen het nu zo omdat dit beter/ rendabeler is)

Dus vraag 1) lijkt me beantwoord. vraag 3) ook omdat ik geen daarop geen reactie kreeg.

@ echtepino :

zo'n cent is Fe met Cu bedekt (en natuurlijk niet zuiver), dus die kleur van ook van iets anders komen. Maar dit was eigenlijk maar een bij-vraag. In't geval iemand hierover een opmerking zou hebben. 't is niet belangrijk voor het concept.

@ blijft dus vraag 4) over. hoeveel V en mA heb ik eigenlijk nodig voor zo'n rekenmachine ?

Greetz

Stefan

het rekenmachientje werkt

ik heb 2 cellen afgekoppeld zodat ik 1.3 V heb ipv 3.1 V, stroom nog altijd rond de 0.15 mA en nu werkt hij wel.

Staat natuurlijk niet voor niets dat je een 1.5 V batterij moet gebruiken

hallo!

ik ben een leerling uit het 5de jaar secundair onderwijs.

Ik moet voor het vak fysica de citroenbatterij bestuderen,

meer bepaald hoe we energie uit vruchten kunnen halen.

Ik heb al veel filmpjes gezien maar goede wetenschappelijke uitleggen heb ik nog niet gevonden..

Zou u mij kort willen uitleggen hoe de citroenbatterij werkt?

Wat is bv het verschil tussen anode en kathode?

Heeft u nog enkele links die me zouden kunnen helpen?

Alvast bedankt!

olvcac,dit bedoelde ik NIET met het gebruik van de zoekmachine! Dit is dus een dubbelpost en NIET toegestaan. Verder in je oorspronkelijke topic.

Topic gesloten! [-X