Schůzka KMD při Gymnáziu Cihelní ve Frýdku-Místku: Galvanický článek
Na schůzce KMD při Gymnáziu Cihelní ve Frýdku-Místku jsme se tentokrát věnovali jednoduchému pokusu z elektřiny a chemie. Vytvořili jsme galvanický článek z běžně dostupných materiálů. Cílem schůzky bylo ukázat, že elektrické napětí může vzniknout mezi dvěma různými kovy, pokud jsou ponořené ve vodivém roztoku.
Pomůcky: K pokusu jsme použili malou misku, ocet, dva různé kovy, například hliník v podobě alobalu a měď, multimetr a spojovací vodiče.
Postup:
Nejprve jsme si připravili malou misku a nalili jsme do ní ocet. Poté jsme do octa vložili dva různé kovy tak, aby se navzájem nedotýkaly. Ke kovům jsme připojili spojovací vodiče od multimetru. Na multimetru jsme nastavili měření stejnosměrného napětí a sledovali jsme hodnotu na displeji.
Pozorování:
Zjistili jsme, že multimetr ukázal malé elektrické napětí. Naměřená hodnota nebyla velká, ale bylo vidět, že mezi dvěma různými kovy vznikl rozdíl elektrických potenciálů. Když jsme zkoušeli zapojení upravit, hodnota na multimetru se mohla měnit.
Vysvětlení:
Galvanický článek funguje díky chemickým reakcím mezi elektrodami a elektrolytem. V našem pokusu byly elektrodami dva různé kovy a elektrolytem byl ocet. Dva různé kovy mají různou schopnost uvolňovat elektrony. Jeden kov se chová jako záporná elektroda a druhý jako kladná elektroda. Ocet umožňuje pohyb iontů mezi elektrodami. Díky tomu může po uzavření obvodu protékat elektrický proud.
Závěr:
Zjistili jsme, že jednoduchý zdroj elektrického napětí lze vytvořit i pomocí malé misky, octa, dvou různých kovů, vodičů a multimetru. Pokus nám ukázal základní princip galvanického článku, který souvisí s fungováním baterií. Zároveň jsme si vyzkoušeli práci s multimetrem a ověřili jsme si, že fyzika a chemie spolu často úzce souvisí.
Schůzka byla zaměřena na praktické pozorování, měření a vysvětlení jednoduchého elektrického jevu. Díky pokusu jsme si mohli lépe představit, jak vzniká elektrické napětí a proč jsou pro galvanický článek důležité dva různé kovy a elektrolyt.
Otázky a odpovědi k pokusu:
1. Proč jsme museli použít dva různé kovy?
Protože dva různé kovy mají různou schopnost uvolňovat elektrony. Díky tomu mezi nimi vznikne rozdíl elektrických potenciálů, tedy elektrické napětí.
2. Jakou funkci měl v pokusu ocet?
Ocet sloužil jako elektrolyt. Umožňoval pohyb iontů mezi elektrodami, takže mohl vzniknout elektrický obvod.
3. Proč se kovy v octu nesměly navzájem dotýkat?
Kovy se nesměly dotýkat, protože by se tím obvod zkratoval. Elektrony by proudily přímo mezi kovy a galvanický článek by správně nefungoval.
4. Co ukazovala hodnota na multimetru?
Multimetr ukazoval elektrické napětí mezi dvěma kovy. Hodnota byla malá, ale dokazovala, že článek opravdu vytváří napětí.
5. Jak by se změnilo napětí, kdybychom použili jiné kovy?
Kdybychom použili jiné kovy, napětí by se mohlo změnit. Některé dvojice kovů vytvoří větší napětí, jiné menší.
6. Proč se tento pokus podobá principu fungování baterie?
Pokus se podobá baterii, protože i baterie funguje na principu chemických reakcí mezi elektrodami a elektrolytem. Díky těmto reakcím vzniká elektrické napětí.
7. Co by se stalo, kdybychom místo octa použili jen čistou vodu?
Kdybychom použili jen čistou vodu, napětí by bylo velmi malé nebo by článek nefungoval dobře. Čistá voda totiž špatně vede elektrický proud, protože obsahuje málo iontů.
8. Kde se v běžném životě setkáváme s galvanickými články nebo bateriemi?
S galvanickými články a bateriemi se setkáváme například v ovladačích, mobilech, hodinkách, svítilnách, kalkulačkách, noteboocích nebo elektromobilech.
Zapsal Radim Pekař
