ESFZ – Erlanger SchülerForschungsZentrum für Bayern

Messung von chemischen Reaktionen mit Piezoelementen

Beim Piezoeffekt entsteht eine messbare Spannung, wenn das Material mechanisch verformt wird. Dabei können auch Schwingungen, zum Beispiel Schallwellen von außerhalb des Sensors, für eine Kompression oder Expansion sorgen. Diese werden im Experiment von chemischen Reaktionen erzeugt. Alternativ könnte man die Druckänderung in einem geschlossenen Gefäß messen. Jedoch sind die gemessenen Spannungen sehr niedrig, wodurch ein Störsignal die Messungen unmöglich macht. Beim Experiment wurde ein Piezosensor mit einem bestimmten Abstand zu der Reaktion auf einem metallischen Blech luftdicht mit einem Gewicht befestigt. Das Blech gibt das Signal gut weiter zum Sensor. Alternativ zum Metall könnte man Glas verwenden. Die chemische Reaktion war die Mischung von Essig und Backpulver, da es sehr reaktiv ist. Der Sensor ist über eine Software mit einem Computer verbunden. Zur Messung wurde eine selbstgeschriebene Software verwendet. Ohne Reaktion gibt es einen Wert von 0,05 mV. Eine durchschnittliche Blase sorgt für einen Wert von 1 × 10^-4 V und größere sogar bis zu 7 × 10^-4 V. Jedoch konnte ich die Experimente mit unterschiedlichen Mengen, Abständen oder Anzahl von Messungen noch nicht auswerten, und ein endgültiges Fazit kann ich nicht darlegen.

Jan Kolchuzhin (Reiner-Maria-Rilke-Gymnasium , Icking)