Die Inhalte in der Übersicht:
Dieses Lehr- und Lernmodul stellt eine stellt ein interaktives Simulationsprogramm dar, mit dem Schülerinnen und Schüler in einer selbstständigen Arbeitsphase am PC oder auch Lehrerinnen und Lehrer mit ihrer Lerngruppe im Unterrichtsgespräch eine Spannungsreihe virtuell entwickeln können.

Das Programm besteht aus zwei Teilen:
Im ersten Teil werden Aufbau und Funktion galvanischer Zellen am Zink-Kuper-Element verdeutlicht.
In einem zweiten Programmteil können aus einer vorgegebenen Auswahl von Halbzellen beliebige galvanische Zellen aufgebaut, ihre Spannungen virtuell gemessen und gespeichert werden. Daraus lässt sich anschließend im Auswertungsteil eine Spannungsreihe entwickeln.

Kurzbeschreibung:

1. Im 1. Teil der Anwendung lässt sich der Aufbau und die Funktion einer galvanischen Zelle untersuchen. Mit der Maus "entdeckt" man verschiedene Details. Beim Anklicken der verschiedenen sensitiven Flächen innerhalb der Apparatur wird jeweils ein kleines Informationsfenster eingeblendet.
   Betätigt man den Schalter (Ein / Aus), so werden in einer Animation chemische Vorgänge an den Elektroden eingeblendet.
   
   
   Die gemessene Spannung wird angezeigt. Über die chemischen Abläufe an den Elektroden lassen sich die Begriffe Oxidation, Reduktion, Donatorhalbzelle, Akzeptorhalbzelle und die Richtung des Stromflusses erläutern.
   
   
   
   
   
   
   
   

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2. Im 2. Programmteil wird eine virtuelle Experimentieroberfläche angeboten. Über den Button "Halbzellenauswahl" öffnet sich ein Fenster mit zwei Tabellen, über die man Halbzellen auswählen kann.
   Wird das Fenster über "ok" geschlossen, werden die gewählten Halbzellen in der Apparatur angezeigt.
   
   
   
   
   
   
   Betätigt man den Ein- und Ausschalter, so öffnet sich ein Ergebnisfenster (rechts unten im Bildschirm):
   
   
   
   Neben der aktuellen Versuchnummer werden die Halbzellenkombination und die messbare Spannung des galvanischen Elements angezeigt. Auf der Basis der angezeigten Spannung muss nun die Frage nach der Donatorhalbzelle entschieden werden. Als Hilfe lässt sich der aktuelle elektrochemische Vorgang im Trickfilm einblenden. Dazu betätigt man den Button "TRICKFILM".
   
   
   
   Hat man die Frage geklärt und sich für eines der beiden Klickkästchen entschieden, so aktiviert man den "merken?"-Button. Hierdurch wird die aktuelle Messung im Programm für die spätere Auswertung gespeichert. Über die Messwertanzeige kann jederzeit überprüft werden, welche Halbzellenkombinationen bereits erfasst sind.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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   Im Auswertungsbildschirm wird nun anhand der Messwerte eine Redox- bzw. Spannungsreihe entwickelt.
   
   Neben dem Messdaten-Fenster lassen sich Hablzellen-Symbole einblenden. Diese Symbole sind verschiebbar. Sie müssen nun entsprechend den Spannungsabständen der Skala links zugeordnet werden.
   
   Die Halbzelle, die gegenüber sämtlichen anderen Halbzellen als Donatorhalbzelle wirkt, wird dem Wert 0 zugeordnet [dieser Hinweis wird den Schülern und Schülerinnen über die einblendbare Aufgabe mitgeteilt].


Die folgende Abbildung zeigt positionierte Symbole. Die Spannungsabstände liest man an der Skala ab. Zusätzlich lassen sich über die Tool-Box "Spannungslineale" einblenden, skalieren und positionieren. Damit wird der Spannungsabstand zwischen den jeweiligen Halbzellen (die gemessene Spannung im Messwert-Fenster) auch optisch veranschaulicht. Im Textfenster kann eine Beschreibung zur Spannungsreihe erstellt werde.


Abschließend druckt jede Schülerin bzw. jeder Schüler die Bildschirmseite als Protokoll aus.