Practicum: Elektrolyse en galvanische cel – Scheikunde Klas 3 HAVO

In dit practicum voor klas 3 HAVO elektrolyseer je een kopersulfaatoplossing en meet je de massa koper die neerslaat. Daarnaast bouw je een eenvoudige galvanische Zn-Cu-cel en meet de spanning. Je koppelt beide experimenten aan redoxchemie en halfcelspanningen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je elektrolyse en galvanische cel als omgekeerde processen beschrijven, de halfreacties opschrijven bij elektrolyse en in een galvanische cel, de wet van Faraday kwalitatief toepassen, en de celspanning berekenen via halfcelspanningen.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 3 | Vak: Scheikunde | Domein: C1 Chemische processen, F3 Energieomzettingen | Elektrolyse, galvanische cel, halfcelspanning, Faraday, oxidatie, reductie

Benodigdheden

• Voeding (0–12 V DC), amperemeter, stopwatch
• Koperelektroden (kathode en anode), CuSO₄-oplossing (0,5 mol/L)
• Analytische balans (0,001 g)
• Galvanische cel: Zn-strip in ZnSO₄; Cu-strip in CuSO₄ (elk 0,5 mol/L)
• Zoutbrug (KNO₃-gel), voltmeter

Achtergrondinformatie

Elektrolyse: externe stroom drijft niet-spontane redoxreactie. Kathode (−): Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (reductie). Anode (+): Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ (oxidatie). Galvanische cel: spontane redoxreactie levert stroom. Celspanning E°_cel = E°_kathode − E°_anode. E°(Cu/Cu²⁺) = +0,34 V; E°(Zn/Zn²⁺) = −0,76 V → E°_cel = 1,10 V.

Werkwijze

Deel A – Elektrolyse CuSO₄ (I = 0,20 A, t = 600 s)

1. Weeg de koperelektroden (m₀). Sluit aan (I = 0,20 A). Elektrolyseer 10 min.
2. Droog en weeg kathode opnieuw. Bereken Δm en vergelijk met Faraday-berekening.

Deel B – Galvanische Zn-Cu-cel

1. Zet twee bekerglazen neer: Zn-strip in ZnSO₄; Cu-strip in CuSO₄. Verbind via zoutbrug.
2. Sluit de strips aan op de voltmeter. Noteer E_cel.

Meettabel Deel A

Verwerkingsvragen

1. Bereken de theoretische massa koper (M(Cu) = 63,5 g/mol, z = 2, F = 96 485 C/mol) bij I = 0,20 A en t = 600 s.
2. Verklaar waarom de anode in massa afneemt.
3. Bereken E°_cel van de Zn-Cu-cel.

Uitwerking

V1: m = (M × I × t) / (z × F) = (63,5 × 0,20 × 600) / (2 × 96 485) = 7620 / 192 970 = 0,0395 g ≈ 39,5 mg.

V2: Bij elektrolyse met koperelektroden lost de koper-anode op: Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻. De vrijgekomen ionen gaan in oplossing; de anode verliest massa. Tegelijk slaat Cu²⁺ neer op de kathode. Netto: koper wordt van anode naar kathode getransporteerd.

V3: E°_cel = E°_kathode − E°_anode = +0,34 − (−0,76) = +1,10 V. Positief → spontaan.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert elektrolysecellen, gelijkspanningsbronnen, koperelektroden en analytische balansen voor elektrochemie-praktika in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.