Hur snabbt sjunker spänningen i ett galvaniskt element utan saltbrygga?
Det här är en demonstration som jag gjort flera gånger som lärare, men nu minns jag inte resultatet, eller snarare tidsspannet för resultatet. Om jag hade tillgång till labbutrustning kunde jag testa det på en minut, men nu sitter jag här och googlar förgäves.
Ett galvaniskt element består av en zinkelektrod i en 1 M zinksulfatlösning och en kopparelektrod i en 1 M kopparsulfatlösning. Elektroderna är sammankopplade med en ledare kopplad i serie (!) med en voltmeter. Voltmetern är en vanlig labbsalsvoltmeter, så den har hög men inte extremt hög resistans.
När elektroderna kopplas ihop ger voltmetern utslag, men ganska snabbt* sjunker spänningen, och snart* är den nära noll.* [asteriskerna är det som jag vill fråga om]
Anledningen är att ju fler elektroner som går från zinkelektroden till kopparjonerna, desto svårare blir det för nästa elektron att flytta sig, eftersom det byggs upp en laddningsskillnad mellan de två sidorna.
Om de två bägarna kopplas ihop med något som kan leda joner (som en bit filterpapper som är fuktat med vatten eller ännu bättre med en saltlösning) så får vi en sluten krets där joner kan röra sig mellan lösningarna och filterpappret, och spänningen ökar igen. I den bästa av världar hamnar den nära det teoretiska värdet 1.10 V. Det galvaniska elementet behöver alltså en saltbrygga för att spänningen inte ska sjunka.
*Nu till min fråga: hur snabbt sjunker spänningen i det faktiska försöket? Går den t.ex. från ungefär 1 V till 0.1 V på mindre än en sekund? Eller snarare fem sekunder, eller tio? Jag har för mig att det gick att se några tiotals Volt i några sekunder i alla fall.
Jag frågar eftersom jag vill visa experimentet i en animerad film, och vill förstås att tidsspannet ska stämma överens med verkligheten. En bonusfråga är om det faktiskt går att räkna på, förutsatt att voltmeterns resistans är känd.
Jag kan testa detta efter jobbet imorgon ifall jag lyckas hitta en voltmeter...