MINT-Bausatz Kartoffeluhr (Galvanisches Element)

Ein klassisches Physik-Experiment ist die Kartoffeluhr, die es schon seit vielen Jahrzehnten als Bausatz zu kaufen gibt. Auf einfachste Art und Weise können Kinder mit diesem unterhaltsamen und lehrreichen Versuch lernen, wie ein galvanisches Element funktioniert. Die Kartoffeluhr ist ein Produkt aus der Green-Science-Reihe von 4M und es wird für den Betrieb lediglich noch eine Kartoffel benötigt. Die Uhr ist etwa 1,5 cm x 6,5 Zentimeter groß.

Wie funktioniert eine Kartoffeluhr?

Ein galvanisches Element setzt sich aus zwei verschiedenen Elektroden und einem Elektrolyten zusammen, mit deren Hilfe sich chemische Energie in elektrische Energie umwandeln lässt. Dies kennt man von herkömmlichen Batterien, die Gleichstrom für allerlei Zwecke liefern. Alles, was zum Bau des galvanischen Elementes in Form einer Kartoffeluhr benötigt wird, sind zwei unterschiedliche Metalle, die ihre Elektronen unterschiedlich stark in flüssige Lösungen abgeben. Im Fall dieser Kartoffeluhr bestehen die Elektroden aus Zink- und Kupferstreifen.

Als Elektrolyt dient der Saft der Kartoffel, denn er besteht aus Wasser, enthält aber zudem milde Säuren und Salze, die in Form von Ionen vorliegen. Diese frei beweglichen positiv und negativ geladene Teilchen sorgen dafür, dass die Kartoffel leitfähig ist. Bei den Zink- und Kupferstreifen handelt es sich um die Elektroden. Hierbei stellt die Zink-Elektrode die Kathode und damit den Minuspol dar, während die Kupfer-Elektrode zur Anode und damit zum Pluspol wird. Dieses galvanische Element in Form der Kartoffeluhr funktioniert deshalb, weil das Kupfer ein edleres Metall als Zink ist. Das bedeutet, dass Zink eher bestrebt ist, Elektronen in den Elektrolyten abzugeben als Kupfer. Dadurch entsteht am Zink ein Elektronenüberschuss, der zum Kupfer wandern kann.

Die überschüssigen Elektronen nimmt das Kupfer schließlich auf, wobei die Elektronen, die durch das Kabel wandern, zugleich die Uhr mit elektrischem Strom versorgen. Wenn Zink Elektronen abscheidet, sagt man dazu auch, dass ein Reduktionsprozess stattfindet. Nimmt Kupfer Elektronen auf, so hat man es mit einem Oxidationsprozess zu tun. Das Kartoffeluhr-Experiment funktioniert natürlich auch mit anderem Obst wie Zitrone, Apfel, Kiwi oder Grapefruit oder sogar Limonade. Betreiben Sie Ihre Küchenuhr also künftig einfach mit einer Kartoffel, einer Zitrone oder was Sie sonst gerade zur Hand haben.

MINT steht für naturwissenschaftlichen Unterrichts- und Studienfächer Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik.

Achtung: Nicht geeignet für Kinder unter 3 Jahren. Erstickungsgefahr wegen verschluckbarer Kleinteile. Nach dem Experimentieren sind die Lebensmittel nicht mehr zum Verzehr geeignet. Nur für Kinder von mindestens 8 Jahren geeignet. Anweisungen für die Eltern oder andere verantwortliche Personen sind beigefügt und müssen beachtet werden. Verpackung und Anleitung aufbewahren, da sie wichtige Informationen enthalten.