Ziel des Versuchs: Mit diesem Versuch soll der heute noch wichtige Bleiakku vorgestellt werden
| Thema: Energiespeicherung | Tags: Blei-Akku, Akkumulator | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: LV |
Materialien
Becherglas 250 mL, Spannungsquelle, Spannungsmessgerät, Flügelmotor, Kabel, Schmirgelpapier, Einweghandschuhe.
Chemikalien
Bleielektroden, Schwefelsäure (w = 30 %).
| Gefahrstoff | H-Sätze | P-Sätze | GHS |
|---|---|---|---|
| Blei körnig | H360Df-H302+H332-H373-H410 | P201-P281-P273-P304+P340-P309+P311 |    |
| Schwefelsäure konz. | H314 | -- |  |
Durchführung
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.
Beobachtung
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.
Deutung
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: PbSO4 (aq) + 2 H2O (l) → PbO2 (s) + SO42- (aq) + 4 H+ (aq) + 2 e-
Kathode: PbSO4 (aq) + 2 e- → Pb (s) + SO42- (aq)
gesamt: 2 PbSO4 (aq) + 2 H2O (l) → Pb (s) + PbO2 (s) + 2 H2SO4 (aq)
Entladen:
Anode: Pb (s) + SO42- (aq) → PbSO4 (aq) + 2 e-
Kathode: PbO2 (s) + SO42- (aq) + 4 H+ (aq) + 2 e- → PbSO4 (aq) + 2 H2O (l)
gesamt: Pb (s) + PbO2 (s) + 2 H2SO4 (aq) → 2 PbSO4 (aq) + 2 H2O (l)
Entsorgung
Die Lösung wird in den Schwermetallbehälter gegeben.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Bei dem Versuch sollten unbedingt Schutzhandschuhe getragen werden! Werdende Mütter dürfen den Versuch nicht durchführen. Detaillierte Reaktionsgleichungen sollten ausgelassen werden.
Literatur
R. Herbst-Irmer, Skript anorganisch chemisches Grundpraktikum, Göttingen, 2012. S103/104.
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