Die Natriumbatterie

von Dennis Roggenkämper

Thema Energiespeicherung
Klasse 9-10
Art Lehrerversuch
Schlagworte Natriumbatterie

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Ziel des Versuchs Dieser Versuch soll zeigen, dass chem. Energie in elektrische Energie umgewandelt werden kann

Materialien

Stativ, Graphitelektrode, Filterpapier, Kabel, Spannungsmessgerät, Flügelmotor, Krokodilklemme.

Chemikalien

Natrium, Kupferblech, Kupfersulfatlösung.

Gefahrstoffe

Gefahrstoff	H-Sätze	P-Sätze	GHS-Piktogramme
Natrium	H260, H314, EUH014	–
Kupferblech	Nicht in der Gefahrstoffliste enthalten – bitte selbst nachschlagen.
Kupfer(II)-sulfat-Lösung 0,1 M	H410	P273, P501	–

Durchführung

Auf ein Kupferblech wird ein Filterpapiersteifen gelegt, der zuvor in einer 0,1 molaren Kupfersulfatlösung getränkt wurde. Darauf wird ein Stück Natrium gelegt. In das Stativ wird die Graphitelektrode geklemmt, so dass diese direkt mit dem Natrium verbunden ist. Der Stromkreis wird mit einer Krokodilklemme am Kupferblech geschlossen und die Spannung wird abgelesen. Alternativ zum Spannungsmessgerät kann auch ein Flügelmotor in Reihe geschaltet werden.

Beobachtung

Das Spannungsmessgerät zeigt eine Spannung von 2,22 V an. Der Flügelmotor dreht sich.

Abbildungen

Der Aufbau der Natriumbatterie.

Deutung

Bei dieser Redoxreaktion wird chemische in elektrische Energie umgewandelt, aufgrund der Potenzialdifferenz. Das Natrium wird oxidiert, und die Kupferionen werden reduziert. Folgende Reaktionen laufen ab:

Anode: 2 Na _(s) → 2 Na⁺ _(aq) + 2 e^-

Kathode: Cu²⁺ _(aq) + 2 e^- → Cu _(s)

Gesamtgleichung: 2 Na _(s) + Cu²⁺ _(aq) → 2 Na⁺ _(aq) + Cu _(s)

Entsorgung

Das Natrium wird zerkleinert und in Ethanol gelöst, das mit Kupfersulfat getränkte Filterpapier wird in den Feststoffabfall gegeben.