Demonstrations-Modellversuch
Anleitung
Das Auftreten eines Ruhepotenzials an Nervenmembran beruht auf Eigenschaften der Axonmembran in Wechselwirkung mit den umgebenden Ionen. Näherungsweise ist das Ruhepotenzial ein Kalium-Potenzial. Das Verständnis des Ruhepotenzials ist eine Grundvoraussetzung für das Verständnis der Leitungsphänomene an Neuronen.
Das Demonstrations-Modellexperiment kann mit einem klassischen Multimeter (auf Wunsch kombiniert mit
AK-Labor 11
) oder Messwerterfassungssystemen, z. B. von
Vernier
oder
Leybold (LD-Didactic)
durchgeführt werden. Letztere und
AK-Labor 11
oder
Allchemist II
ermöglichen das Abspeichern der Werte und die Erstellung von Grafiken sowie die Darstellung über Beamer.
Material
□ Gönner-Kammer (Gerät zum Modellversuch-Ruhespannung; Hedinger-Best.-Nr. 1882)
□ kationenpermeable Membran (Hedinger: Best.-Nr. 1882 C)
□ 2 Elektroden:
- klassisch :2 chlorierte Silberelektroden
- Alternative1 : 2 Edelstahlelektroden (V2a Edelstahlschweißdraht)
- Alternative2 : Kupferelektroden
□ destilliertes Wasser
□ Kaliumchloridlösung (4 M [1] )
□ 10ml Einmalspritze mit Kanüle
□ 1 Messeinheit, z. B. :
- Multimeter (z. B. von Voltcraft ; auf Wunsch kombiniert mit AK-Labor 11 )
- V ernier -Messwerterfassung:
-
Leybold-Cassy
-Messwerterfassung:
- PC mit Messwerterfassungssoftware „ Cassy Lab “ und Interface Pocket-Cassy und USB-Kabel
- Leybold -Spannung/Stromstärkesensor
□ 2 Experimentierkabel (0,5 m), 2 Steckverbindungen (Doppelbuchsen) für Bananenstecker (zur Verlängerung), 2 Krokodilklemmen
Stativmaterial
Aufbau
- Zwischen die flanschbaren Hälften der Gönner-Kammer wird die kationenpermeable Membran eingespannt. Die beiden Kammern werden mit je 100 ml destilliertem Wasser gefüllt. Die beiden Elektroden – gehalten von Krokodilklemmen - werden in das destillierte Wasser eingetaucht und mit Stativmaterial fixiert.
-
Mit Experimentierkabeln (und ggf. Doppelbuchsen als Verlängerung) wird die Verbindung zum Multimeter oder Spannungssensor (Messbereich prüfen!) hergestellt.
Für die bessere Sichtbarkeit für alle SuS kann das Multimeter über AK-Labor 11 (PC) über den Beamer vergrößert werden [4] .
Versuch
Nun gibt man einige ml 4 M KCl-Lösung in eines der beiden Kompartimente und startet die Messung.
Beobachtung:
Die Spannung steigt auf Werte von ca. 60 mV (oder -60 mV - je nachdem in welche Kammer man die KCl-Lösung hinzufügt) und bleibt danach auf diesem Wert stehen.
Auswertung und Musterlösung:
Vgl.: „AB Modellexperimente zum Ruhepotential“ (= experimentelle Überprüfung Versuch 2)
[1] 4 M KCl = 29,84 g / 100 ml (bzw. 79,6 g / 250 ml)
[2] LabQuest ist ein kleiner tragbarer Messwerterfassungs-Computer inkl. Interface in einem Gerät. (Sieht ähnlich aus wie ein Multimeter!)
[3] Modifiziert: Siehe Hinweis bei „Tipps zu Vernier “
[4] Alternativ kann statt dem Multimeter und PC mit AK-Labor 11 auch AllChemist II verwendet werden, der ebenfalls einen Beameranschluss hat.
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weiter: Vernier oder Leybold - Cassy
Ruhepotential: Herunterladen [docx] [2,2 MB]
Ruhepotential: Herunterladen [pdf][1,1 MB]