Metaller

Forsøg #26
Vis hvilken spændingsforskel der er mellem kobber og en række andre metaller.
Lav spændingsrækken ud fra resultaterne. 

Materialer:
- kobberplade
- aluminiumplade
- blyplade
- jernplade
- magnesiumplade
- tinplade
- zinkplade
- natriumchlorid, NaCl
- voltmeter
- 2 ledninger
- 2 krokodillenæb
- elementglas
- sandpapir, fint

Forsøgsdesign:
Jeg startede med at rense alle pladerne med sandpapir, for at fjerne oxidlaget og få det mest præcise resultat.
Derefter opløste jeg en teskefuld salt, i 150 ml vand, i elementglasset. Jeg satte et krokodillenæb, der var forbundet til et voltmeter, på kobberpladen og anbragte den i opløsningen. Dens spænding kaldes 0 V.

Derefter tog jeg en anden metalplade og anbragte den i opløsningen ved siden af kobberpladen. Det er vigtigt, at de to plader ikke rører hinanden. Jeg målte spændingen mellem metallet og kobberpladen, og gjorde efterfølgende det samme enkeltvis med alle metalpladerne.
Opstillingen kan ses på nedenstående billede.

Resultat:

	Mine resultater	Klassens gennemsnit
Cu-Zn	0,9 V	0,8 V
Cu-Pb	0,3 V	0,3 V
Cu-Fe	0,3 V	0,4 V
Cu-Al	0,6 V	0,5 V

Når de to metaller kommer i (i dette tilfælde) saltvand, vil det mindst ædle metal "ofre" sig og blive opløst først.
Det gør det ved at afgive sine elektroner til det mere ædle metal. Spændingen er altså den elektriske strøm af elektroner.
Et eksempel kunne være jern og zink. Jern er mere ædelt end zink.
Når jern kommer i vand vil det gå lidt i opløsning. Hvis man så kommer en zinkplade ned ved siden af, vil zink blive offer-metal, og afgive elektroner til de jern-ioner, der ligger uden for jernet, så de kan blive til jernatomer igen,
De uædle stoffer er meget reaktionsvillige, og derfor afgiver de nemmere deres elektroner.

I dette forsøg testede jeg fire stoffer, de var alle mindre ædle end kobber.
Spændingsrækken, for de testede stoffer i mit forsøg, kommer til at se sådan ud:
Zn - Al - Fe - Pb 

Men det er ikke helt sådan at spændingsrækken er. Grunden til at jeg har fået nogle andre resultater, end det man betegner som spændingsrækken, kan skyldes det oxidlag der sidder på metalpladerne. Hvis man ikke har fået slebet det fuldstændigt af, kan det give nogle forvrængede resultater. En anden grund kan være, at jeg i dette forsøg brugte saltvand som elektrolyt.

Spændingsrækken:

Spændingsrækken er en række af grundstoffer sorteret efter deres reaktionsvillighed. Metallerne i den venstre ende af rækken (se billedet) er meget reaktionsvillige, og er det vi kalder de uædle metaller.
Jo længere til venstre de står, jo mere reaktionsvillige er de.
Det modsatte gælder for stofferne til højre. Det er de ædle metaller, og de har meget svært ved at reagere med andre stoffer.

Hvis et bestemt stof "A" fra spændingsrækken indgår i en kemisk forbindelse, vil denne forbindelse reagere med ethvert stof "B" der står til venstre for stof "A" i spændingsrækken: Ved reaktionen udskilles stof "A" i ren form fra den kemiske forbindelse, og det mindre "ædle" stof "B" overtager "A's" plads i forbindelsen. Et særligt eksempel på dette er syrer, hvis kendetegn er deres tilbøjelighed til at levere brintioner til omgivelserne: Ethvert metal til venstre for brints plads i spændingsrækken kan opløses i en syre, hvorved brinten fra syren udskilles som gas mens metallet overtager brintens "plads" i syren, og danner et salt sammen med syreresten.

På grund af deres reaktionsvillighed iltes eller "ruster" metaller i den venstre ende af spændingsrækken generelt meget let, men aluminium bryder tilsyneladende denne regel, og bevarer en blank og tilsyneladende ikke synderlig "iltet" metaloverflade. Det skyldes det lag af aluminiumoxid der dannes ved iltningen af aluminium; en ca. 3 mikrometer tynd men særdeles slidstærk "hinde" der effektivt forhindrer luftens adgang til det underliggende metal. Fra wikipedia.