Die Autobatterie

Becherglas 250 mL, Spannungsquelle, Spannungsmessgerät, Flügelmotor, Kabel, Schmirgelpapier, Einweghandschuhe.

Bleielektroden, Schwefelsäure (w = 30 %).

Der Versuch wird unter dem Abzug durchgeführt.

In das Becherglas werden 250 mL einer 30 % igen Schwefelsäure gegeben sowie die zuvor geschmirgelten Bleielektroden gestellt (beim Schmirgeln unbedingt Handschuhe tragen). Der Stromkreis wird geschlossen und der Bleiakkumulator wird für Minuten bei einer Spannung von 5 V geladen.

Danach wird zunächst das Spannungsmessgerät und anschließend der Flügelmotor zur Batterie in Reihe geschaltet.

Die Spannung beträgt 2,15 V, der Flügelmotor dreht sich. Am Pluspol hat sich durch das Laden ein hellgrauer Mantel gebildet, am Minuspol hat sich durch das Laden eine schwarz-graue Schicht gebildet.

Am Pluspol hat sich ein Bleioxidmantel gebildet, am Minuspol hat sich ein Bleimantel gebildet. Durch den Abbau dieser Schichten wird die zunächst zugeführte elektrische Energie wieder abgegeben. Folgende Reaktionen laufen ab:

Laden:

Anode: PbSO_{4 (aq)} + 2 H₂O _(l) → PbO_{2 (s)} + SO₄^2- _(aq) + 4 H⁺ _(aq) + 2 e^-

Kathode: PbSO_{4 (aq)} + 2 e^- → Pb _(s) + SO₄^2- _(aq)

gesamt: 2 PbSO_{4 (aq)} + 2 H₂O _(l) → Pb _(s) + PbO_{2 (s)} + 2 H₂SO_{4 (aq)}

Entladen:

Anode: Pb _(s) + SO₄^2- _(aq) → PbSO_{4 (aq)} + 2 e^-

Kathode: PbO_{2 (s)} + SO₄^2- _(aq) + 4 H⁺ _(aq) + 2 e^- → PbSO_{4 (aq)} + 2 H₂O _(l)

gesamt: Pb _(s) + PbO_{2 (s)} + 2 H₂SO_{4 (aq)} → 2 PbSO_{4 (aq)}  + 2 H₂O _(l)

Die Lösung wird in den Schwermetallbehälter gegeben.

R. Herbst-Irmer, Skript anorganisch chemisches Grundpraktikum, Göttingen, 2012. S103/104.