Visa fråga/svar

 

Elektricitet-Magnetism [17625]

Fråga:
Vi håller på att göra ett citronbatteri, vi vet hur vi ska koppla batteriet för att lampan ska fungera. Det vi skulle vilja ha hjälp med är att förstå varför det blir en redoxreaktion i citronen, vilka joner finns i citronen som gör att metallerna reagerar? Dessutom har vi en fråga hur man bäst ska seriekoppla citronen för att få ut så mycket volt som möjligt? Tack på förhand!
/Felicia W, Einar Hansengymnasiet, Malmö

Svar:
Ett batteri är en komponent bestående av en eller flera celler som innehåller lagrad energi som görs tillgänglig i elektrisk form för andra komponenter som är anslutna till den. Den vanligast förekommande typen av batteri lagrar energin elektrokemiskt (galvaniska celler).

Nedanstående video med dokumentation under länk 1 ger en utmärkt beskrivning av hur man tillverkar ett citronbatteri och hur man får ut högre spänning genom att seriekoppla flera batterier.

Citronen innehåller citronsyra (Citric_acid ) som är en karboxylsyra (Carboxylic_acid ). Eftersom det är en syra så bildar citronsyran tillsammans med vatten positiva vätejoner (Oxoniumjon H3O+) och negativa karboxyljoner. Dessa har ingen annan funktion i citronbatteriet än att transportera ström. Bilden nedan från Galvanic_cell visar ett exempel på hur en galvanisk cell är uppbyggd. Zn-anoden (som trots namnet är negativt laddad) omges av Zn-joner och Cu-katoden av kopparjoner. Från länk 2 kan man se att standardpotentialen för Zn är -0.76 och för Cu +0.34. En Zn-Cu cell borde då ge en spänning på 0.34-(-0.76)=1.10 V. I praktiken får man en lite lägre spänning, lite drygt 1 V i videon. Figuren visar att anoden avger positiva Zn-joner (vilket gör den negativt laddad) och katoden tar upp positiva Cu-joner (vilket gör den positivt laddad).

Då återstår bara ett problem vad gäller citronbatteriet: var kommer metalljonerna i elektrolyten ifrån? Så snart kopparn eller zinket kommer i kontakt med citronsyran så kommer en del metalljoner att gå ut i elektrolyten i form av Cu2+ respektive Zn2+. Eftersom det jämfört med cellen nedan finns få metalljoner i elektrolyten har citronbatteriet en mycket begränsad kapacitet, varför det endast är av intresse för demonstrationer. Det finns flera andra bättre kombinationer av elektrod-/elektrolytmaterial som ger både högre spänning och har bättre kapacitet.

Sajten under länk 1 innehåller flera andra intressanta experiment för skolan.



/Peter E

Nyckelord: batteri [23];

1 http://hilaroad.com/camp/projects/lemon/lemon_battery.html
2 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/chemical/electrode.html

*

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.