Valtakunnalliset valinnaiset opinnot
Opintojaksot:
Nimi: Molekyylit ja mallit
Koodi: KE3
Laajuus: 2 op
Oppiaineet: Kemia (KE )
Molekyylit ja mallit (KE3)
Moduulissa tarkastellaan hiilen yhdisteitä, niiden rakennetta ja ominaisuuksia. Tieto- ja viestintäteknologiaa käytetään molekyylien mallintamisessa. Hiilen yhdisteiden kemian merkitystä opiskelijan omaan elämään tarkastellaan hyvinvoinnin ja terveyden kannalta. Moduulissa painottuvat myös yhteiskunnallisen osaamisen ja globaaliosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.
Yleiset tavoitteet
- osaa käyttää ja soveltaa tietoa hiilen yhdisteistä jokapäiväisen elämän ilmiöissä
- osaa soveltaa ainemäärän ja konsentraation käsitteitä
- osaa tutkia kokeellisesti ja erilaisia malleja käyttäen hiilen yhdisteitä
- ymmärtää, kuinka tieto hiiliyhdisteistä rakentuu kokeellisen toiminnan ja siihen kytkeytyvän mallintamisen kautta
- osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa mallintamisen välineenä.
Keskeiset sisällöt
- liuoksen valmistus ja laimentaminen sekä standardisuoran sovittaminen pitoisuuden määrittämiseksi
- hiilivetyjen sekä hiilen happi- ja typpiyhdisteiden funktionaaliset ryhmät ja nimeämisen perusteet
- hapettuminen ja pelkistyminen hiilen happiyhdisteissä
- hiilen yhdisteiden rakenteiden mallintaminen ja ominaisuuksien selittäminen rakenteen avulla
- suhdekaavan ja molekyylikaavan selvittäminen laskennallisesti sekä rakenneisomeria
- kvanttimekaaninen atomimalli, hybridisaatio ja stereoisomeria hiiliyhdisteissä
- tutustuminen spektrien antamaan informaatioon aineen rakenteesta
Laaja-alainen osaaminen
Laaja-alainen osaaminen opintojaksossa
Hyvinvointiosaaminen: Kokeellisessa työskentelyssä kiinnitetään huomiota turvalliseen työskentelyyn. Perehdytään, miten hiilen yhdisteet vaikuttavat terveyteen ja hyvinvointiin.
Vuorovaikutusosaaminen: Työskennellään ryhmissä.
Monitieteinen ja luova osaaminen: Tutkitaan hiilen yhdisteitä kokeellisesti, havainnoidaan reaktioita ja perustellaan havainnot teorian avulla. Käytetään ohjelmistoja molekyylien mallintamiseen ja tutkimiseen, sekä työselostusten kirjoittamiseen.
Yhteiskunnallinen osaaminen: Keskustellaan hiilen yhdisteiden merkityksestä yhteiskunnalle.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen: Pohditaan, miten kuluttajana voimme vaikuttaa kemikaalikuorman vähentämiseen omassa elämässä ja yhteiskunnassa.
Arviointi
Arviointia voidaan monipuolistaa kokeellisen työskentelyn ja molekyylimallinnustehtävän avulla.
Opintojakso arvioidaan numerolla, 4-10. Arviointiin vaikuttavat monipuoliset näytöt sekä aktiivinen työskentely opintojakson aikana.
Opintojakson vapaa kuvaus
Paikallinen lisäys opintojaksoon
Opintojaksot:
Nimi: Kemiallinen reaktio
Koodi: KE4
Laajuus: 2 op
Oppiaineet: Kemia (KE )
Kemiallinen reaktio (KE4)
Moduulissa tarkastellaan erilaisia kemiallisia reaktioita ja niiden merkitystä elinympäristössä. Reaktioiden tarkastelussa edetään havainnoista reaktiotuotteiden päättelyyn ja reaktioyhtälön kirjoittamiseen. Reaktioyhtälöä käytetään myös reaktion kvantitatiivisessa tarkastelussa. Moduulin sisällöt mahdollistavat ryhmissä työskentelyn ja kokeellisen työtavan, joissa painottuvat monitieteisen ja luovan osaamisen sekä vuorovaikutusosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.
Yleiset tavoitteet
- saa kokonaiskuvan kemiallisten reaktioiden moninaisuudesta ja merkityksestä elinympäristössämme
- osaa käyttää ja soveltaa reaktioihin liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön ja yhteiskunnan ilmiöissä sekä nykyteknologian sovelluksissa
- osaa tutkia kemiallisia reaktioita kokeellisesti ja erilaisia malleja käyttäen
- ymmärtää aineen häviämättömyyden merkityksen kemiassa.
Keskeiset sisällöt
- reaktioiden tutkiminen kokeellisesti sekä tutkimustulosten käsitteleminen, tulkitseminen ja esittäminen
- kemiallisen reaktion symbolinen ilmaisu ja tasapainottaminen, reaktiotuotteiden kaavat ja nimet
- saanto ja rajoittava tekijä kemiallisessa reaktiossa
- ideaalikaasun tilanyhtälö ja ainemäärä
- saostumis- ja hajoamisreaktio, palamisreaktio
- protolyysi, neutraloituminen ja titraus analyysimenetelmänä
- additio, eliminaatio, substituutio, kondensaatio ja hydrolyysi hiiliyhdisteissä sekä yleisimpien biomolekyylien muodostuminen
- polymeroitumisreaktiot, polymeerien ominaisuudet, käyttö ja elinkaari
Laaja-alainen osaaminen
Laaja-alainen osaaminen opintojaksossa
Hyvinvointiosaaminen: Kokeellisessa työskentelyssä kiinnitetään huomiota turvalliseen työskentelyyn. Perehdytään kemiallisten reaktioiden turvalliseen suorittamiseen.
Vuorovaikutusosaaminen: Työskennellään ryhmissä.
Monitieteinen ja luova osaaminen: Käytetään ohjelmistoja reaktioyhtälöiden kirjoittamisessa ja lopputulosten laskemisessa, sekä työselostusten kirjoittamisessa.
Yhteiskunnallinen osaaminen: Keskustellaan mm. polymeerien tarpeellisuudesta nyky-yhteiskunnassa ja siitä, miksi korvaavien tuotteiden kehittämiselle on tarvetta.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen: Keskustellaan kemian merkityksestä ilmanlaadun parantamisessa ja ylläpitämisessä.
Globaali- ja kulttuuriosaaminen: Pohditaaan, mitä ratkaisumahdollisuuksia moderneilla materiaaleilla voisi olla globaleihin ongelmiin.
Arviointi
Arviointia voidaan monipuolistaa kokeellisen työskentelyn avulla. Tällä kurssilla olisi mahdolista tehdä luonnontieteiden yliopisto-opinnoissakin käytössä oleva työselostus.
Opintojakso arvioidaan numerolla, 4-10. Arviointiin vaikuttavat monipuoliset näytöt sekä aktiivinen työskentely opintojakson aikana.
Opintojakson vapaa kuvaus
Paikallinen lisäys opintojaksoon
Opintojaksot:
Nimi: Kemiallinen energia ja kiertotalous
Koodi: KE5
Laajuus: 2 op
Oppiaineet: Kemia (KE )
Kemiallinen energia ja kiertotalous (KE5)
Moduulissa käsitellään kemiallista energiaa ja energian varastointi- ja hyödyntämistapoja. Siinä perehdytään luonnontieteellisen tutkimuksen suunnitteluun sekä tarkastellaan hapettumis- ja pelkistymisreaktioita ja niiden sovelluksia. Eettisyyden ja ympäristöosaamisen laaja-alaisten tavoitteiden lisäksi moduulissa korostuvat vuorovaikutusosaamisen tavoitteet.
Yleiset tavoitteet
- ymmärtää kemiallisen energian varastoinnin ja hyödyntämisen periaatteita ja osaa perustella mielipiteitään keskustelussa energiaratkaisuista
- ymmärtää energian häviämättömyyden ja energianmuutokset kemiallisissa reaktioissa
- tuntee merkittävien metallien ominaisuuksia sekä valmistus- ja jalostusprosesseja ympäristövaikutuksineen
- osaa tutkia sähkökemiaan liittyviä ilmiöitä kokeellisesti ja kuvata niitä malleja käyttäen
- tuntee yhteiskunnassa merkittävien metallien kierrätyksen ja kiertotalouden periaatteet sekä niihin liittyviä ratkaisuja.
Keskeiset sisällöt
- reaktiossa sitoutuva tai vapautuva energia muodostumisentalpioiden, sidosenergioiden ja Hessin lain avulla
- reaktiosarja- ja seoslaskujen periaatteet
- hapetusluvut ja hapettumis-pelkistymisreaktiot
- metallien ominaisuuksia ja käyttökohteita, valmistus- ja jalostusprosesseja sekä riittävyys ja kierrätettävyys
- sähkökemian keskeiset periaatteet: jännitesarja, normaalipotentiaali, kemiallinen pari, elektrolyysi ja kemiallisen energian varastointi
- luonnontieteelliseen tutkimukseen tutustuminen tai tutkimuksen tai ongelmanratkaisun ideointi ja suunnittelu
Laaja-alainen osaaminen
Laaja-alainen osaaminen opintojaksossa
Hyvinvointiosaaminen: Kokeellisessa työskentelyssä kiinnitetään huomiota turvalliseen työskentelyyn. Huomioidaan kemiallissa reaktioissa tapahtuvat lämpötilamuutokset, suoritetaan reaktiot turvallisesti.
Vuorovaikutusosaaminen: Työskennellään ryhmissä.
Monitieteinen ja luova osaaminen: Opintojakso tarjoaa paljon kokeellista kemiaa, joten töitä voidaan tehdä monipuolisesti jakson aikana.
Yhteiskunnallinen osaaminen: Keskustellaan uusien innovaatioiden tarpeesta energiataloudessa. Vertaillaan erilaisia energiamuotoja ja säilytystapoja.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen: Keskustellaan erilaisten energiaratkaisujen ympäristövaikutuksista.
Arviointi
Arviointia voidaan monipuolistaa kokeellisen työskentelyn avulla. Tällä kurssilla olisi mahdolista tehdä esitelmä pienryhmissä.
Opintojakso arvioidaan numerolla, 4-10. Arviointiin vaikuttavat monipuoliset näytöt sekä aktiivinen työskentely opintojakson aikana.
.
Opintojakson vapaa kuvaus
Paikallinen lisäys opintojaksoon
Opintojaksot:
Nimi: Kemiallinen tasapaino
Koodi: KE6
Laajuus: 2 op
Oppiaineet: Kemia (KE )
Kemiallinen tasapaino (KE6)
Moduulissa otetaan käyttöön kemiallisen tasapainon käsite ja tarkastellaan sitä kvantitatiivisesti ja kvalitatiivisesti. Tieto- ja viestintätekniikan avulla esitetään tutkimustuloksia graafisesti ja tulkitaan tuloksia. Moduulissa painottuvat hyvinvointiosaamisen sekä eettisen ja ympäristöosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.
Yleiset tavoitteet
- tunnistaa kemian merkityksen terveyteen ja ympäristöön liittyvien ongelmien ratkaisemisessa
- osaa tutkia kokeellisesti reaktionopeuteen ja kemialliseen tasapainoon liittyviä ilmiöitä
- osaa käyttää laskennallisia ja graafisia malleja reaktionopeuden ja kemiallisen tasapainon kuvaamisessa, selittämisessä ja ennusteiden tekemisessä
- osaa esittää tutkimustuloksia graafisesti ja arvioida tutkimustuloksia ja -prosessia
- tutustuu teollisuuden prosesseissa ja luonnossa tapahtuviin tasapainoreaktioihin ja niiden merkitykseen.
Keskeiset sisällöt
- kemiallisen reaktion nopeus ja siihen vaikuttavat tekijät
- homogeenisen tasapainon kvalitatiivinen ja kvantitatiivinen käsittely konsentraatioilla, tasapainotilaan vaikuttaminen
- hapot ja emäkset ja niihin liittyvät käsitteet sekä palamistuotteiden reaktiot vedessä
- happo-emästasapainon laskennallinen käsittely
- puskuriliuosten toimintaperiaate sekä elimistön ja luonnon puskurisysteemejä kvalitatiivisella tasolla
- reaktionopeuteen ja tasapainoreaktioihin liittyvien ilmiöiden tutkiminen kokeellisesti sekä ilmiöiden mallintaminen ja analysointi graafisesti tietokonesovelluksella
- tutustuminen kemian tarjoamiin mahdollisuuksiin jonkin terveyteen tai ympäristöön liittyvän ongelman ratkaisemisessa
Laaja-alainen osaaminen
Laaja-alainen osaaminen opintojaksossa
Hyvinvointiosaaminen: Kokeellisessa työskentelyssä kiinnitetään huomiota turvalliseen työskentelyyn. Perehdytään kemian mahdollisuuksiin vaikuttaa suotuisasti terveyteen ja ympäristöön.
Vuorovaikutusosaaminen: Työskennellään ryhmissä.
Monitieteinen ja luova osaaminen: Opintojaksolla voidaan tutkia mm. reaktionopeutta, titrauskäyriä ja tasapainotilaa kokeellisesti.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen: Opintojaksolla perehdytään mm. kemian teollisuuden ympäristövaikutuksiin ja haittojen torjumiseen.
Arviointi
Arviointia voidaan monipuolistaa kokeellisen työskentelyn avulla ja töistä voidaan laatia raportit kuvaajine ja laskennallisine tarkasteluine.
Opintojakso arvioidaan numerolla, 4-10. Arviointiin vaikuttavat monipuoliset näytöt sekä aktiivinen työskentely opintojakson aikana.
Opintojakson vapaa kuvaus
Paikallinen lisäys opintojaksoon