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Atombau: Einleitung

Einleitung - Rosinenkuchenmodell - Kern-Hülle-Modell - Schalenmodell - Periodensystem

Versuch
Wir elektrolysieren eine Zinkbromid-Lösung
Durchführung:

Zunächst stellen wir eine Petrischale auf einen Overhead-Projektor und füllen mit der Spritzflasche etwas destilliertes Wasser in die Schale. Anschließend geben wir eine Spatelspitze Zinkbromid in das Wasser und rühren kräftig um, so dass eine klare Lösung entsteht.

Nun benötigen wir zwei Stative mit Doppelmuffen und Stativklemmen. In jede Stativklemme spannen wir eine Kohleelektrode ein (möglichst eine neue Elektrode verwenden).

Nun positionieren wir die Stative rechts und links vom Projektor, so dass die Enden der Kohleelektroden in die Zinkbromidlösung auf dem Overheadprojektor tauchen.

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Nun legen wir eine Gleichspannung von ca. 10 V an und beobachten einfach. Dabei nicht die Geduld verlieren. Mitunter wird es erst nach 10 oder 15 Minuten interessant.

Beobachtungen:

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Bereits nach wenigen Minuten kann man eine intensive Gelbfärbung am Pluspol erkennen, teils sogar einen tieforangen Farbton. Mit der Zeit breitet sich diese Färbung über die ganze Petrischale aus, bis die Flüssigkeit schließlich einheitlich gelb-orange gefärbt ist.

An dem Minuspol bildet sich eine feste graue Substanz. Wenn wir den Versuch richtig durchführen, entsteht ein regelrechter "Baum".

Das Bild oben zeigt den Baum nach ca. 10 bis 15 Minuten. Wenn man noch länger wartet, so kann man einen wesentlich größeren Baum erhalten:

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Neben dieser eindrucksvollen Baumbildung und der Gelbfärbung kann man noch zwei weitere Beobachtungen machen: am Pluspol steigt ein farbloses Gas nach oben, und es riecht während des Versuchs nach Schwimmbad.

DALTON hätte den Versuch gar nicht erklären können!

Können wir diesen schönen Versuch mit Hilfe des DALTONschen Atommodells erklären?

Nach DALTON sind Atome kleinste unteilbare Teilchen, die keine elektrische Ladung tragen.

Nun ist aber klar, dass die Zink-Teilchen bei der Elektrolyse vom Minuspol angezogen werden, und die Bromteilchen vom Pluspol. Sonst würde sich am Minuspol ja kein Zink abscheiden und am Pluspol kein Brom.

Wenn die Zink- und Bromteilchen aber keine elektrischen Ladungen tragen, wieso werden sie dann vom Minus- bzw. Pluspol angezogen?

Das DALTON-Modell muss erweitert werden!

Zur Klärung dieser Frage reicht das Atommodell von DALTON nicht mehr aus. Das Modell muss erweitert werden, so dass die Elektrolyse von Zinkbromid erklärt werden kann. Das Modell muss so erweitert werden, dass die Zinkteilchen positiv geladen sein können und die Bromteilchen negativ. Die positiv geladenen Zinkteilchen können dann vom Minuspol angezogen werden und die negativ geladenen Bromteilchen vom Pluspol.

Der britische Forscher JOSPEPH J. THOMSON (1856 - 1940) erweiterte das DALTONsche Atommodell radikal. Mit seinem "Rosinenkuchenmodell" kann man die Elektrolyse von Zinkbromid und andere chemische Vorgänge gut erklären.