Versuch

Ionenleitung in Lösung (Ionenwanderung)

Info

Keine Beschreibung

Versuchsanleitung S.1

Versuchsanleitung S.2

Ein kleiner Kaliumpermanganatkristall wird in verdünnter Kaliumnitratlösung gelöst. Von dieser violetten Lösung tropft man etwas in die Mitte (oder in Nähe der Kathode) einer flachen Schale, die mit verdünnter Kaliumnitratlösung gefüllt ist. Nach Anlegen einer Spannung von U < 150 V wandern die farblosen Kaliumionen zur Kathode und die farblosen Nitrat- sowie die violetten Permanganationen zur Anode. Die Driftgeschwindigkeit der Permanganationen von ca. 5 mm/min bei 300 K kann beobachtet werden.

Vorbereitungsdauer: 1 Tag
Sicherheitszeichen:

Beschreibung

Ein Video vom IWF kann hier heruntergeladen werden:
https://av.tib.eu/media/10887

Hinweise zur Durchführung:
Nur ein einziges kleines Körnchen KMnO\(_4\) auflösen.
Da gleichzeitig mit der Driftbewegung im E-Feld auch Diffusion stattfindet, läuft die Front beim Umpolen des Feldes auseinander.
Bei zu großen Stromstärken entsteht Braunstein, der sich mit Salzsäure entfernen lässt.
Die Schale kann für die Projektion auf das Episkop gelegt werden.

Ionenbeweglichkeiten υ
\(\upsilon_{\text{(K}^{+},\,18^\circ\text{C)}} = 6,5\cdot 10^{-8}\frac{\text{m/s}}{\text{V/m}}\)
\(\upsilon_{\text{(NO}_3^{-},\,18^\circ\text{C)}} = 6,2\cdot 10^{-8}\frac{\text{m/s}}{\text{V/m}}\)
\(\upsilon_{\text{(KMnO}_4^{-},\,18^\circ\text{C)}} = 4,3\cdot 10^{-8}\frac{\text{m/s}}{\text{V/m}}\)
Die Werte für 18°C wurden aus der früheren Datenbank der VLA übernommen. Der Temperaturkoeffizient α beträgt ca. 2% pro K.