Zuil van Volta

Datum: November 2002

Principe:

Het bouwen van een primitieve batterij.

Materiaal:

  • koperen muntjes (bv ouderwetse 1 ct munten)
  • tissue keukenpapier 
  • aluminiumfolie
  • multimeter
  • stukje hout + cocktailprikkers
  • azijnzuur

Uitvoering:

 

  • Snij uit het aluminiumfolie en het keukenpapier rondjes ter grootte van de muntjes.

  • Bevochtig de stukjes keukenpapier met azijn of een zoutoplossing.

  • Boor drie gaatjes in het blokje hout en plaats de tandenstokers er in. Deze opstelling helpt met stapelen.

  • Leg een groter rechthoekig stuk aluminiumfolie op het houtje en prik deze eventueel vast met een van de cocktailprikkers.

  • Leg er een koperen muntje op.

  • Leg op het muntje een stukje tissue.

  • Hierop een stukje folie, dan muntje, tissue, etc.

  • Eindig met een muntje.

  • Verbind de multimeter met het folie op de bodem en het muntje aan de top en meet de spanning.

  • Het muntje is de - pool, de folie is de + pool.

 

Resultaten:

We kunnen zien dat we pieken van 3-4 V uit de batterij kunnen halen. Deze maken we door iets harder op de stapel te drukken.

Aan het onderste plaatje kun je zien dat de batterij ook gedurende een langere tijd spanning kan leveren.

 

Discussie en conclusie:

De batterij die we hier gebouwd hebben komt overeen met degene die door Alessandro Volta in 1800 is uitgevonden en verder uitontwikkeld door J.F. Daniell in 1836. Meestal gebruikt men koper en zink. De standaardpotentiaal voor koper en zink half-cel reacties die dan gebruikt worden zijn:
Zn2+(aq) + 2e -->  Zn(s)     E = 0.76 V
Cu2+(aq) + 2e -->  Cu(s)     E = 0.34 V

Bij 25C met [Zn2+] = 1.0 M en [Cu2+] = 1.0 M. Zn wordt makkelijk geoxideerd door het Cu2+ ion. Een koper-zink cel heeft een potentiaal van 1.10 V als Zn2+ en Cu2+ ionen dezelfde concentratie hebben. In de hier gebouwde batterij dient het in azijnzuur gedompelde keukenpapier als elektrolytreservoir dat in contact komt met het elektrodeoppervlak. Door en stapeltje van deze koper-zink cellen in serie te  schakelen vergroten we de potentiaal.

In plaats van zink hebben we echter aluminium gebruikt.

Al3+(aq) + 3e -->  Al(s)     E = 1.67 V
Cu2+(aq) + 2e -->  Cu(s)     E = 0.34 V

Opmerkingen:

  • In plaats van azijnzuur kan men ook een zoutoplossing gebruiken.
  • In plaats van keukenpapier kan men ook karton of dik papier gebruiken. Laat dit dan iets langer weken in de oplossing.
  • Let er bij het stapelen op dat de stukjes tissue elkaar niet aanraken.
  • Een ander type batterij hebben we al behandeld in de elektrochemische cel.

Literatuur:

  • Judith Hahn; "De Jonge Onderzoeker"; Het Spectrum, 1980, ISBN 9027492689; p. 96,97.
  • Neil Ardley; 'Techniek ontdekken'; Davidsfonds;/Infodok; 1996; ISBN 9065657312; p.24,25.
  • Anne Schulp; 'Een zuil van Volta'; Natuur en Techniek; september 2000; p. 84,85.
  • A. Morgan; 'Op avontuur in de elektrochemie'; Centrex; 1964; p. 114-122.
  • Ruud Baars; 'De chemische adelstand'; DJO; 1979 9; p. 287.

Achtergrondinformatie:

 

Alessandro Volta
1745-1827

Allessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta werd op 18 februari 1745 geboren in Como, in het koninkrijk Lombardije, nu behorend tot Italie.  Zijn bekendste uitvinding deed hij in 1794. Die betrof een apparaat waardoor, nadat het was opgeladen, een ononderbroken elektrische stroom kon worden afgegeven, nu bekend als een batterij of een accu. Volta had al enkele jaren veel belangstelling de proefnemingen van zijn vriend, de anatoom Luigi Galvani. Die had gevonden, dat wanneer twee verschillende metalen met elkaar in contact werden gebracht in de spier van een dier (Galvani gebruikte er kikkers voor) er een elektrische stroompje ontstond. Galvani dacht, ten onrechte, dat hij een soort 'dierlijke elektriciteit' had ontdekt. Die zou zich bevinden in het dierlijk weefsel en door aanraking van de metalen vrij komt. In 1800 was het Volta gelukt. Hij ontdekte, dat wanneer twee verschillende metalen met elkaar in aanraking werden gebracht in een oplossing van zout in water, er ook een elektrische stroom ontstond. Volta's kolom van metalen en karton werd bekend als de 'zuil van Volta'. Het werd de eerste bruikbare stroombron ter wereld. Volta stierf in Como, op 5 maart 1827.  De langdurigste eer, die hem toekwam, is dat de eenheid van elektrische spanningsverschil - de Volt - naar hem werd genoemd.


18-01-2017