Stationenlernen Batterien und Akkumulatoren ... - Chik.die-sinis.de

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A 5.2 Vergleichen Sie den Ni/Cd-Akku mit der Bleibatterie, der Brennstoffzelle und dem NiMH-
Akku: arbeiten Sie die Vor- und Nachteile der verschiedenen Systeme sorgfältig heraus!
A 6.1 Führen Sie den Versuch sorgfältig durch!
A 6.2 Notieren Sie alle Beobachtungen bei den Schritten 2-4 und deuten Sie diese sorgfältig. Verwenden
Sie dazu die untenstehenden Informationen!
Beobachtungen
zu 2. Das Nickelnetz verfärbt sich schwarz, es ist eine geringe Gasentwicklung zu beobachten,
an der Platinelektrode ist nach kurzer Zeit eine kräftigere Gasentwicklung zu beobachten.
zu 3. zu Beginn der Messung beträgt die Spannung 1,4 V, diese sinkt recht schnell auf ca.
1,2 V ab um dann langsam weiter abzusinken.
zu 4.
Entladekurve NiMH-Akkumulator
V
/
U
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41
t/min
Deutung
zu 2. Die Schwarzfärbung deutet auf das entstehende Nickel(III)-hydroxid NiOOH hin, Nickel(II)-hydroxid
ist grün.
Ni(OH) 2 + OH - NiOOH + H 2 O + e -
Bei der Gasentwicklung handelt es sich um geringe Menge an Sauerstoff, auch wenn die
Sauerstoffbildung gehemmt ist (s.u.)
An der Platinelektrode bildet sich das Metallhydrid, d.h., es wird Wasserstoff gebildet und
dieser löst sich im Platin der Elektrode. Ist die Elektrode gesättigt, so entweicht Wasserstoff.
zunächst: M + H 2 O + e - MH + OH -
dann: 2 H 2 O + 2 e - H 2 + 2 OH -
Gesamtreaktionsschema: M + 3 H 2 O + 3 e - MH + H 2 + 3 OH -
zu 3. 1,4 V entspricht der Leerlaufspannung des Akkumulatortyps, 1,2 V der Spannung unter
Last, da es sich in diesem Modellversuch um einen sehr leistungsschwachen Aufbau handelt
(gemessene Stromstärke: 0,4 mA) reicht bereits der geringe Widerstand des Messgerätes
aus, um nach kurzer Zeit den Akkumulator in den Lastbereich zu bekommen.
zu 4. vgl. zu 3.