Durchführung:
- Geben Sie in zwei Bechergläser je 50 ml Silbernitratlösung der Konzentration c = 0,1 mol/l und stellen Sie eine Silber-Elektrode in jedes Becherglas.
- Verbinden Sie die beiden Silbernitrat-Lösungen mit einem Filtrierpapierstreifen, der mit konz. Kaliumnitrat-Lösung getränkt ist.
- Messen Sie die Zellspannung dieser galvanischen Zelle. Sie sollte bei 0 Volt liegen.
Falls die Zellspannung von diesem Wert abweicht, verbinden Sie die beiden Silberelektroden elektrisch leitend direkt miteinander. Nach einigen Minuten sollte die Zellspannung 0 V betragen. - Ersetzen Sie die Silbernitrat-Lösung der einen Halbzelle durch eine 10fach verdünnte Silbernitrat-Lösung (c = 0,01 mol/l).
Verdünnen Sie die Silbernitrat-Lösung dabei nicht mit dest. Wasser, sondern mit einer 0,1-molaren Kaliumnitrat-Lösung. Auf diese Weise bleibt die Zahl der Anionen und Kationen weitgehend konstant, und nur die Konzentration der Silber-Kationen wird verringert.
Messen Sie erneut die Zellspannung. - Verdünnen Sie die Silbernitrat-Lösung der einen Halbzelle auf die gleiche Weise wieder um den Faktor 10, so dass Sie jetzt eine Halbzelle mit einer 0,001-molaren Silbernitrat-Lösung haben. Messen Sie wieder die Zellspannung.
Beobachtungen:
Bei zwei gleich konzentrierten Silberhalbzellen kann man keine Zellspannung beobachten, jedenfalls nicht, wenn die beiden Elektroden absolut gleich sind.
Je größer der Konzentrationsunterschied zwischen den beiden Lösungen jedoch ist, desto größer ist die messbare Spannung.
Bei einem Konzentrationsunterschied von 1:10 kann man ca. 0,06 V Spannung messen, bei einem Konzentrationsunterschied von 1:100 das Doppelte, nämlich 0,12 V.
Erklärungen:
Dieser Versuch wird besprochen auf folgenden Seiten:
Sekundarstufe II, Reihe "Elektrochemie", Seite "Konzentrationszellen"