Löffelglätter. Lustiges Chemie-Erlebnis für zu Hause

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Für dieses Experiment eignet sich jeder Aluminiumlöffel – ein Teelöffel oder ein Esslöffel. Es muss gründlich gewaschen und entfettet werden; Sie wissen aus Erfahrung mit dem Eloxieren von Aluminium, wie das geht. Der Löffel wird der erste Teil des zukünftigen Gleichrichters sein, und der zweite wird uns als leere Blechdose dienen, etwa so hoch wie ein Löffel, auf jeden Fall nicht viel niedriger.

Waschen Sie die Blechdose mit Seife oder Waschpulver, spülen Sie sie aus und füllen Sie sie mit einer Lösung zum Eloxieren von Aluminium: 100 ml Schwefelsäure pro 20 ml Wasser (vorsichtig!). Die Säure kann durch Ammoniumcarbonat (NH) ersetzt werden₄)₂MIT₃ (10 g) oder im Extremfall Backpulver und lösen Sie es in Wasser auf, bis es gesättigt ist. Wasser sollte destilliert sein, auch sauberes Regenwasser ist geeignet.

Bevor Sie den Löffel in das Glas absenken, überlegen Sie, wohin die Lösung auf dem Löffel gelangt. An der Grenze zwischen Lösung und Luft löst sich Aluminium intensiv auf und der Löffel zerfällt bald in zwei Teile. Um dies zu verhindern, bedecken Sie den Randbereich mit einer Schicht Lack oder wasserfestem Kleber.

Hängen Sie nun den Löffel so in das Glas, dass er die Wände nicht berührt; Sie können sich wahrscheinlich leicht selbst eine Aufhängevorrichtung ausdenken. Stellen Sie eine Fliese oder einen anderen nicht leitenden Ständer unter das Glas. Dieses Mal werden wir keine Batterien oder Akkus verwenden, sondern Wechselstrom aus dem Netz, und natürlich müssen wir uns vollständig schützen. Isolieren Sie aus dem gleichen Grund sorgfältig alle blanken Enden der Drähte und berühren Sie während des Experiments weder den Löffel noch das Gefäß. Am besten decken Sie sie mit einer umgedrehten Sperrholzkiste oder einem Plastikeimer ab, bevor Sie den Strom einschalten.

Löffelglätter

Der Stromkreis ist einfach: Schalten Sie eine Lampe mit einer Leistung von ca. 40-60 W, einen Schalter, einen Löffel und ein Glas in Reihe. Wenn ein Amperemeter vorhanden ist, können Sie es anschließen. Wenn der Stromkreis zusammengebaut und die Zuverlässigkeit der Isolierung überprüft ist, schalten Sie den Strom ein.

Wie Sie sich vorstellen können, leuchtet zunächst die Lampe auf, da die Lösung im Glas elektrisch leitend ist. Aber nach etwa einer halben Stunde beginnt es merklich schwächer zu leuchten und erlischt dann ganz. Der Löffel ist zum Glätteisen geworden. Es leitet den Strom nur in eine Richtung – vom Glas zum Löffel.

Mit einem Oszilloskop ließe sich dies leicht überprüfen: Zu Beginn des Experiments würde auf seinem Bildschirm eine Sinuskurve leuchten, am Ende würde ihr unterer Zweig verschwinden: Im Stromkreis fließt der sogenannte gepulste Strom. Ein Oszilloskop würde dabei helfen, sofort festzustellen, wo der Pluspol des Gleichrichters und wo er negativ ist (dies ist sehr wichtig, wenn Sie elektrochemische Experimente mit einem selbstgebauten Gleichrichter durchführen möchten). Sie können jedoch auf Instrumente verzichten: Die Polarität des Gleichrichters lässt sich leicht anhand eines Filterpapierstreifens feststellen, der mit einer schwachen Kochsalzlösung unter Zusatz eines Phenolphthalein-Indikators angefeuchtet ist.

Schalten Sie den Strom aus, drücken Sie das Blatt an den Löffel und an das Glas und befestigen Sie es beispielsweise mit Plastikwäscheklammern. Schalten Sie den Strom ein und einige Minuten später wird das Filterpapier an einem der Pole rot. Dieser Pol ist negativ. Bei der Elektrolyse von Wasser (Salz wird nur zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit benötigt) wird an der negativen Elektrode (Kathode) Wasserstoff freigesetzt und es verbleiben OH-Ionen im Überschuss. Diese Ionen sind für die alkalischen Eigenschaften verantwortlich, weshalb sich das Indikatorpapier rot verfärbt.

Der gleiche Test mit nassem Indikatorpapier mit Salz und Phenolphthalein kann durchgeführt werden, wenn Sie den Akku bzw. die Batterie verpolt haben. Da hier die Spannung niedrig ist, kann man einfach einen Papierstreifen mit den Händen gegen beide Pole der Stromquelle drücken.

Aber warum wurde aus einem Aluminiumlöffel ein Glätteisen? Nach dem Einschalten des Stroms wächst darauf ein Aluminiumoxidfilm, wie bei der Aluminiumanodisierung. Und dieser Film ist ein Halbleiter: Er leitet Strom nur in eine Richtung. Diese Eigenschaft wird häufig in der Technik genutzt.

Mit einem selbstgebauten Gleichrichter können Sie einige der in diesem Buch beschriebenen elektrochemischen Experimente durchführen. Schalten Sie den Gleichrichter jedoch gemäß den Bedingungen des Experiments über einen Abwärtstransformator ein. Auf keinen Fall sollte die Spannung 40 V überschreiten. Und der Strom, der einem Aluminiumlöffel entnommen werden kann, kann mehrere zehn Ampere erreichen.

Aber muss man für ein Glätteisen einen Löffel und eine Blechdose mitnehmen? Natürlich nicht. Anstelle eines Löffels können Sie eine Aluminiumelektrode beliebiger Form und anstelle einer Dose eine Eisen-, Blei- oder Graphitelektrode nehmen und diese in ein Glasgefäß eintauchen, in das eine Elektrolytlösung gegossen wird. Darüber hinaus empfehlen wir Ihnen, dies zu tun, wenn Sie sich in der Praxis für den Einsatz eines selbstgebauten Gleichrichters entscheiden. Wenn Sie jedoch demonstrieren möchten, wie Aluminiumoxid Wechselstrom gleichrichtet, sehen Löffel und Glas viel spektakulärer aus ...

Autor: Olgin O.M.

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