Valtakunnalliset valinnaiset opinnot

Molekyylit ja mallit (KE3) 2 op

Tavoitteena on, että opiskelija

  • 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
 

Kemiallinen reaktio (KE4) 2 op

Tavoitteena on, että opiskelija

  • 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

  • reaktioyhtälön kirjoittaminen: 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
  • reaktioiden tutkiminen kokeellisesti sekä tutkimustulosten käsitteleminen, tulkitseminen ja esittäminen
 

Kemiallinen energia ja kiertotalous (KE5) 2 op

Tavoitteena on, että opiskelija

  • ymmärtää kemiallisen energian varastoinnin ja hyödyntämisen periaatteita
  • oppii perustelemaan eri näkökulmia yhteiskunnallisessa keskustelussa mm. energian tuotannosta
  • 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
 

Kemiallinen tasapaino (KE6) 2 op

Tavoitteena on, että opiskelija

  • 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
  • vahvan ja heikon protolyytin titrauskäyrät
  • 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 kuten vesi ja vedenpuhdistus, happamoitumisen ja ilmastonmuutoksen ehkäisy, savukaasujen puhdistus sekä lääkkeen tai jonkin peruskemikaalin tuotanto.