Voltahlaða

Þetta verkefni gengur út á það að búa til einfalda rafhlöðu. Hún er kennd við Alessandro Volta, líkt og SI-einingin fyrir rafspennu: Volt.

Efni og áhöld

  • Sínkplötur
  • Koparplötur
  • Tauklútur (ýmislegt annað gegndræpt getur dugað; munnþurrkur, bómullarskífur, taudúkur, karton og annað í þeim dúr)
  • Ediksýra (aðrar sambærilegar sýrur virka líka, sítrónusýra, matreiðsluedik, o.s.frv.)
  • Grunn skál

Valkvæm áhöld:

  • Spennumælir eða fjölmælirFlísatöng eða álíka verkfæri
  • Límband (t.d. rafmagnslímband)
  • Eitthvað til að tengja við voltahlöðuna; t.d. ljóstvist (LED peru), klukku eða öðru sem dregur lítinn straum

Framkvæmd

1

Klipptu tauklútinn niður í búta svo þeir passi við málmplöturnar.
Þú vilt að dúkarnir hylji plöturnar sæmilega svo þær snertist ekki óvart, en lafi ekki út því þá getur edikið smitast inn á milli platanna þar sem það á ekki heima.

2

Vættu bútana í ediki, kreistu umframmagn úr þeim, og legðu á milli kopar- og sink-plötu.
Gættu þess að búturinn sé ekki svo blautur að úr honum leki þegar þú þrýstir plötunum saman, og að málmarnir snertist ekki.

3

Mældu samlokurnar með fjölmæli. Hver samloka ætti að gefa á bilinu 0,7 - 0,9 V.
Stilltu fjölmælinn á jafnspennumælingu (V⎓). Ef næmni fjölmælisins er stillt hanvirkt hentar að stilla hann á "20" (en "2000 m" gefur aðeins nákvæmari gildi í millívoltum upp að 2 V).

4

Raðaðu nokkrum samlokum saman til að fá rafhlöðu með hærri spennu.
Gættu þess að fletir málmanna séu þurrir og ekkert edik leki út úr samlokunum og inn á milli þeirra. Ef allt hefur gengið upp hefur þú búið til rafhlöðu með því að stafla upp nokkrum samlokum, sem hver um sig á að vera um 0,8 V. Rafhlaða úr þremur til fjórum samlokum úr kopar og sinki ætti því að vera í kringum 3 V og þannig með næga spennu til að kveikja á ljóstvisti.

Fleiri verkefni

  • Ljóstvistar (LED perur) þurfa um 3 V spennu til að lýsa, en lítinn straum. Athugaðu hvað gerist ef þú leggur fleiri ljóstvista við rafhlöðuna (hliðtengt).
  • Raðtengdu tvo ljóstvista með því að tengja saman mínuspól annars og plúspól hins. Búðu til rafhlöðu sem getur kveikt á ljóstvistunum með því að tengja lausu endana við rafhlöðuna.
  • Finndu rafmagnstæki (t.d. litla klukku) sem gengur fyrir rafhlöðu og athugaðu hvort þú getir knúið hana með rafhlöðunni þinni með því að tengja hana við tækið með vírum. Athugaðu að þú þarft að kanna hversu mikla spennu tækið þarf (hversu mörg Volt).
  • Búðu til rafhlöðu sem hefur ekki nema u.þ.b. 1,5 V spennu, en gefur meiri straum en tvær raðtengdar samlokur geta gefið frá sér.

Hvað er í gangi?

Í ediksýrunni jónast lítill hluti ediksýrusameindanna: CH3COOH ⇌ CH3CO2 + H+

...

Við sinkplötuna oxast sinkið í Zn2+ og leysist upp í sýruna. Vetnisjónirnar, H+, taka við rafeindunum og mynda vetnisgas, H2.

Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)

...

Ítarefni