Презентация "Влияние физико-химических факторов на работу элемента Калло" 8 класс
Подписи к слайдам:
Гальванический элемент – устройство, в котором энергия химической окислительно-восстановительной реакции преобразуется в электрическую. Назван в честь Луиджи Гальвани, который в 1786 г открыл явление возникновения электрического тока при контакте разных металлов.
Первые гальванические элементы
Элемент
Грове
Элемент Калло
Элемент Бунзена
Элемент Лекланше
Элемент Даниэля
Элемент Вольта
«Вольтов столб»
Луиджи Гальвани
Задачи |
Задачи |
Цель |
Создать электрохимического источника тока из доступных материалов и изучить его работу.
- Изучить литературу по гальваническим элементам.
- Изучить устройство гальванического элемента.
- Собрать и подготовить реактивы, материалов и оборудование, необходимые для создания действующей модели гальванического элемента.
- Произвести экспериментальный подбор материалов, дающих оптимальный результат при изготовлении катода и анода гальванического элемента.
- Подобрать оптимальный состав электролита, позволяющий добиться максимальной разницы потенциала в гальваническом элементе.
- Собрать рабочую модель гальванического элемента, используя полученные результаты.
- Собрать батарею, с использованием разработанного гальванического элемента.
- Оформить презентацию, как форму отчёта о проделанной работе.
Предмет исследования |
Объект исследования |
Рабочая модель гальванического элемента.
Выбор материалов для изготовления электродов рабочей модели гальванического элемента.
- Экологическая безопасность.
- Высокая доступность.
- Низкая стоимость.
- Простота в работе.
Критерии выбора материала электродов |
Проверяемые гипотезы |
- Алюминиевый или магниевый анод должен выдавать более высокое выходное напряжение, чем цинковый.
- В качестве анода можно использовать любое тело из алюминия, даже алюминиевую фольгу.
Переменные в экспериментах |
- Материал анода (цинк, алюминий, свинец).
- Форма и площадь материала анода (проволока, пластины, фольга, гранулы).
- Диаметр катода (1мм, 1,5мм, 2мм).
- Количество медного купороса
(0,1г, 0,5г, 1г, 1,5г)
Схема гальванического элемента |
A(-)AlCuSO4CuK(+)
2 Н2О + 2ē → Н2 + 2 ОН-
Al-3ē → Al3+
Al3+ + 3ОН- → Al(ОН)3
2Al3+ + 3SO42- → Al2(SO4)3
Cu2++ 2ē → Cu
Параллельные реакции |
Суммарно |
6 Н2О +2Al→ 2Al(ОН)3+ 3Н2
3CuSO4 + Al = Al2(SO4)3 + 3Cu
Результат работы гальванического элемента за 1 сутки
Алюминий исходный
Растворённый алюминиевый анод в процессе работы гальванического элемента
№ опыта |
Тип анода |
Тип катода (d, мм) |
Фотография эксперимента |
Значение электрического напряжения U,В |
1 |
Алюминий (пластина) |
Медный, диаметром 2 мм |
0,7 |
|
0,7 |
||||
2 |
Алюминий (проволока) |
|||
0,7 |
||||
3 |
Алюминий (фольга) |
Сравнительная таблица зависимости выходного напряжения, от материала и формы анода
Таблица №1
№ опыта |
Тип анода |
Тип катода (d, мм) |
Фотография эксперимента |
Значение электрического напряжения U,В |
4 |
Свинец (пластина) |
Медный, диаметром 2 мм |
0 |
|
5 |
Цинк (гранулы) |
|||
1,0 |
||||
6 |
Цинк (пластина) |
|||
7 |
Магний (стружка) |
|||
0,7 |
(продолжение)
Вывод:
Значение электрического напряжения не зависит от формы анода, но зависит от природы вещества. Наличие оксидной плёнки у алюминия и магния мешает увеличению разности потенциалов гальванической пары.
Зависимость электрического напряжения от диаметра катода.
№ опыта |
Диаметр проволоки d, мм (катод – медь) |
Тип анода |
Фотографии эксперимента |
Значение электрического напряжения U,В |
1 |
1 |
Алюминиевая пластина, алюминиевая проволока |
0,4 |
|
2 |
1,5 |
0,65 |
||
3 |
2 |
0,7 |
Таблица №2
Вывод:
Электрическое напряжение зависит от диаметра проводника.
№ опыта |
Масса медного купороса (СuSO4), г |
Тип катода |
Тип анода |
Значение электрического напряжения U, В |
1 |
0,1 |
медный, d = 2 мм |
алюминиевая проволока |
0,7 |
2 |
0,5 |
0,7 |
||
3 |
1 |
0,7 |
||
4 |
1,5 |
0,7 |
Зависимость значения электрического напряжения от деполяризатора – медного купороса (СuSO4·5Н2О )
Таблица №3
Вывод:
Электрическое напряжение не зависит от концентрации деполяризатора – медного купороса (СuSO4·5Н2О ).
Последовательное соединение гальванических элементов Калло
Результат:
электрическое напряжение увеличилось.
Общее напряжение равно 4В.
вольтметр
U(выходное) = n·U
U – напряжение одного гальванического элемента
n – количество подсоединённых гальванических элементов
Параллельное соединение гальванических элементов Калло
Результат: электрическое напряжение не изменяется.
Общее напряжение равно 1В.
вольтметр
10% раствор NaСl
медный катод, d=2 мм
Гипотезы |
- Увеличение площади катода способствует увеличению мощности гальванического элемента.
- Форма анода разрабатывается исходя из компактности химического источника тока.
- Подбор анодно-катодной пары следует проводить эмпирически.
- Возможно, изменение химического состава соли меди, используемого в качестве деполяризатора, может оказать влияние на величину напряжения, вырабатываемого гальваническим элементом.
Заключение |
- Собранная модель гальванического элемента Калло, не выдала величину электрического напряжения 1,1 Вольт.
- Алюминиевый анод понижает величину напряжения электрического тока, вопреки теоретическим расчётам.
- Сборка электрической батареи путём последовательного соединения гальванических элементов – реальный способ повышения эффективности её работы.
Теоретический расчёт |
= (к)-Е(а)
При С = 1М,
Е = Е0 = 0,34 - (-1,66) = 2В
Список источников и литература:
1. Авцин А.П., Жаворонков А.А., Ришш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека [Текст]. – М. Медицина: АМН СССР, 1991 – 496, [26]c., [31]c., [116]c., [347]c. – 10000 экз.–ISBN 5-225-02128-X
2. Боголепов М. Элементы Калло [Текст]. – журнал Радио Всем. июль 1928 №13, [354-355]с.
Богоцкий В.С., Скундин А.М. Химические источники тока [Текст]. – М. Энергоиздат, 1991. 360 с.
3. Верховская Д.И., Иванова Н.А., Рышков В.И. Современные гальванические элементы [Текст]: доклад. - ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет» 2013. – УДК -621.311:658.26
Список источников и литература:
4. Войскунский Е., Лукодьянов И. Ур, сын Шама. [Текст]. – журнал Искатель, 1975
5. История древнего мира [Электронный ресурс]: Багдадская батарейка, 11.09.2010 [Текст], [Илл] URL: http://konan.3dn.ru/forum/8-65-1
6. Кромптон. Т. Первичные источники тока [Текст]. – М. Мир. 1996.г.
7. Мастерская [Электронный ресурс]: Гальванический элемент Калло, 23.07.2013 [Текст], [Илл] URL: http://nepropadu.ru/blog/Masterskaia/8370.html
Список источников и литература:
8. Схема и систематика электронных устройств [Электронный ресурс]: Гальванический элемент 11.08.2015 [Таб.1] URL: http://digteh.ru/Sxemoteh/pitanie/galvan/
9. Фонд рационального природопользования [Электронный ресурс]: В чём опасность батареек, международное сотрудничество в области отходов, контроль и надзор в области обращения с отходами, 2012 [Текст] URL: http://kudagradusnik.ru/index.php/articles/260-v-chem-opasnost-batareek.html
Список источников и литература:
10. Ширшин Н.В. Гальванические элементы [Электронный ресурс]: курсовая работа 2008: принял/Киндеров А.П. [Текст]. – Арзамасский Государственный Педагогический Институт им. А. П. Гайдара 2008 – 41 с. URL: http://knowledge.allbest.ru/physics/d-2c0a65625b2ad68a4d43b88521306d37.html
11. Шретер В., Лаутеншлегер К.Х., Бибрак Х. и др. Химия: справ. изд/ Пер. с нем. – М.: Химия, 1989 – 648с. [215] с. – 30000 экз. – ISBN 5-7245-0360-3
12. Элемент Калло [Электронный ресурс]: статья 20.09.2015 [Текст] URL: http://people.overclockers.ru/StrateG/19754/element-kallo/
Физика - еще материалы к урокам:
- Проект "Влияние физико-химических факторов на работу элемента Калло" 8 класс
- Конспект урока "Электромагнитное поле" 9 класс
- Презентация "Викторина по физике" 7 класс
- Внеклассное мероприятие "Физический фейерверк" 7 класс
- Презентация "Этот удивительный мир" 11 класс
- Игра-соревнование "Физика вокруг костра" 8 класс