8 lk, METALLIEN KEMIAA, KORVAAVA OPETUS

YLEISIÄ OHJEITA

Tältä sivulta löydät ryhmäsi kemian opiskeluohjeet, tehtävät ja palautuskansiot etäopiskelujakson ajalle 18.3.-13.5.2020.
Ensimmäisenä listassa on aina viimeisimmän oppitunnin tehtävänanto ja palautuskansio.

Jos sinulla on kysyttävää vaikkapa tehtäviin liittyen, ole yhteydessä wilma-viestillä tai Teams-viestillä (tai vaikka sähköpostilla: ulla.koskiahde@jkl.fi). Myös erityisope Petri päivystää pedanetissä oppiaineet-erityisopetus-petri kansiossa, jos joku haluaa kysyä jotain. Tässä linkki:
https://peda.net/jyvaskyla/huhtasuonyhtenaiskoulu/oppiaineet/erityisopetus/petri

Jos aikaa ja intoa riittää, tee EKSTRATEHTÄVIÄ.
EKSTRATEHTÄVIÄ voit palauttaa koko etäopiskelujakson ajan aina maanantaihin 13.5.2020 asti.

Oppimisen iloa!

Kpl 30. Korroosio on metallien hapettumista (oppitunnit 4.-7.5.)

Tavoite:
+ Tutustua käsitteeseen korroosio.
+ Oppia esimerkkejä korroosiosta: Esim. raudan korroosiota kutsutaan raudan ruostumiseksi.
+ Ymmärtää kemian käsite uhrimetalli.
+ Pohtia tapoja, joilla raudan korroosiota voidaan hidastaa tai estää.

Opiskelu:

* Lue oppikirjan kappale 30 korroosiosta (s. 196-201).

* Tee tehtävät 290-292 (s.196-197), teht. 292 (s.198), teht. 296 (Huom. Näissä kaikissa esineet ovat tekemisisssä veden kanssa.)

* Kirjoita esseevastaus otsikolla:
Korroosioon (tai ruostumiseen) vaikuttavat tekijät ja esimerkkejä eri tilanteista

* Ota kuva vastauksistasi ja palauta ne palautuskansioon viimeistään torstaina 7.5.2020

Kpl 29. Rautamalmin jalostaminen (oppitunnit 20.-23.4.)

Tavoite:
+ Tutustua metallien erottamiseen maaperästä puhtaaksi metalliksi.
+ Oppia raudan jalostamisen vaiheet (Katso kaavio sivulta 191 ja lue selitykset tekstistä ja vihreistä laatikoista.)

Opiskelu:
* Metalleja saadaan maaperästä louhimalla kiviainesta ja käsittelemällä sitä.
Katso videot kaivoksista:
Video kaivostyöstä
Metallin valmistusprosessi
Käynti Outokummun Kemin kaivoksella
Boliden Kylylahti Mine, kaivostoimintaa

* Lue oppikirjan sivut 188-191 kappaleesta 29 (Rautamalmin jalostaminen) huolella ja erityisesti kaavio sivulta 191. Katso kaavio ja mieti lukiessasi, missä kohdassa kaaviota olet menossa.

* Tee oppikirjan tehtävät 279-282, 285 ja 286.

* Lue kappaleen loput sivut 192-193, jotka käsittelevät metallien kierrätystä.

* Vastaa seuraaviin kysymyksiin, jotka koskevat metallien kierrätystä.
Kierrätyskysymykset:
1. Miksi metallien kierrättäminen on tärkeää? (Yritä keksiä mahdollisimman monta syytä!)
2. Mitä metalliesineitä sinä tai sinun perheesi kierrättävät?
3. Miten kierrättäisit seuraavat metalliset "roskat"? (Voit katsoa neuvoa Rinki-ekopisteiden sivulta Rinkiin: Metallien lajitteluohje):
a) säilyketölkki (esim. hernekeittotölkki),
b) limsatölkki (pantillinen),
c) tyhjä maalipurkki,
d) loppuunkäytetty hiuskiinnepullo.

* Ota kuva vastauksistasi ja palauta se viimeistään torstaina 23.4. palautuskansioon.

Kpl 28. Elektrolyysi

Tänään tavoitteena on oppia
+ mitä elektrolyysillä tarkoitetaan,
+ millainen laitteisto elektrolyysiin tarvitaan,
+ mihin elektrolyysiä käytetään sekä
+ palauttaa mieleen, mitä tarkoittaa hapettuminen ja pelkistyminen.

Opiskelu:
* Elektrolyysi (kreikk. ēlektron 'sähkö' + lysis 'hajottaminen') on sähkövirran avulla aikaan saatu kemiallinen reaktio.
Tässä kemiallisessa reaktiossa tapahtuu elektrolyytin (liuoksessa olevan aineen) hajoaminen.
Siinä sähkövirran saa aikaan hapetus-pelkistysreaktion.

Elektrolyysilaitteiston kuvan löydät esim. oppikirjan sivulta 183. Laitteistossa olennaista on virtalähde (tasajännitettä, esim. paristo), kaksi sähköä johtavaa sauvaa ja elektrolyyttiliuos (sähköä johtava liuos), joista voidaan rakentaa suljettu virtapiiri.

Virtalähteen positiiviseen napaan (+) yhdistetty sauva saa positiivisen varauksen, jolloin se vetää puoleensa liuoksessa olevia negatiivisia ioneja. Kun negatiivinen ioni tulee sauvan pinnalle, se ioni luovuttaa ylimääräiset elektronit (hapettuu) ja muuttuu atomiksi tai molekyyliksi.
(Esim. kloridi-ioni, Cl-, luovuttaa elektronin ja muuttuu yhdessä toisen klooriatomin kanssa kloorikaasuatomiksi, Cl2.)
Ja
virtalähteen negatiiviseen napaan (-) yhdistetty sauva saa negatiivisen varauksen, jolloin se vetää puoleensa liuoksessa olevia positiivisia ioneja. Kun positiivinen ioni tulee sauvan pinnalle, se ioni ottaa negatiivisen sauvan pinnalta itselleen elektroneja (pelkistyy) ja muuttuu atomiksi.
(Esim. kupari-ioni ottaa itselleen elektroneja ja muuttuu kupariatomiksi).

Elektrolyysiä voidaan käyttää eri metallien valmistukseen, puhdistukseen ja pinnoitukseen.
Jotkut metallit esiintyvät luonnossa pelkästään yhdisteinä, kun taas joillekin elektrolyysi voi olla ainoa tapa erottaa ne puhtaaksi alkuaineeksi. Esimerkiksi alumiinin ja useiden alkali- ja maa-alkalimetallien sekä puhtaan elektrolyyttisen kuparin valmistus perustuu elektrolyysiin.

* Hapettuminen tarkoittaa, että atomi tai ioni luovuttaa elektroneja.
* Pelkistyminen tarkoittaa, että ioni tai atomi vastaanottaa elektroneja.

* Katso vielä video: Elektrolyysi (3:14, OpetusTv)

* Tee oppikirjan s. 187 tehtävät 270-273.

* Ota kuva tehtävistä ja palauta palautuskansioon viimeistään maanantaina 20.4.

Jos aikaa, innostusta ja osaamista riittää, tee vielä
EKSTRATEHTÄVÄnä:
Oppikirjan s. 187 tehtävä 276.
Ennen tehtävän tekemistä katso Yle Areenasta Tiedepankki1-sarjan jakso sähkökemiaa.

Tehtävävastauksia / Kpl 28. Elektrolyysi

Tehtävä 273.
Positiivisesti varautuneet alumiini-ionit Al3+ kulkeutuvat kohti negatiiviseen napaan kytkettyä sauvaa.
Ne vastaanottavat sauvalla elektroneja ja pelkistyvät alumiiniatomeiksi Al. Sauvan pinnalle muodostuu alumiinikerros.
Negatiivisesti varautuneet kloridi-ionit Cl− kulkeutuvat kohti positiiviseen napaan kytkettyä sauvaa.
Ne luovuttavat elektroneja sauvalla ja hapettuvat kloorimolekyyleiksi Cl2, jotka vapautuvat ilmaan

Kpl 27. Sähkökemiallinen pari saa aikaan jännitteen (oppitunnit 6.4.-9.4., vko15)

Tämän viikon tavoite:
+ tutustua sähkökemialliseen pariin ja
+ ymmärtää pariston toimintaperiaate.


Opiskeluohje:

* Lue oppikirjan kappale 27 s. 178-181.

* Katso aiheesta video:  Sähkökemiallinen pari.

* Tee oppikirjan tehtävät 260-264 ja 267-268. (Huom. Kun teet tehtäviä, käytä sivun 172 metallien jalousjärjestystä apuna.)

* Ota kuva tehtävistäsi ja palauta palautuskansioon viimeistään torstaina 9.4.


Kun hommat on hoidettu, niin Leppoisaa pääsiäisaikaa!

EKSTRATEHTÄVÄnä oppikirjan s. 181 tehtävä 265 reaktioyhtälöiden kirjoittamista.

Kpl 26. Metallien sähkökemiallinen jännitesarja (eli metallien reaktiivisuus) (Oppitunnit ma 23.3. - 2.4.2020)

Tällä viikolla kemian tunneilla tutustutaan, miten metallit reagoivat eri aineiden kanssa ja opitaan
+ mitkä metallit reagoivat veden kanssa ja miten,
+ palavatko metallit (eli reagoivatko hapen kanssa),
+ reagoivatko kaikki metallit suolahapon (HCl) kanssa ja
+ miten metallit vaikuttavat toisiinsa (metallien reaktio toisten metallien kanssa).
+Tutustutaan käsitteisiin hapettuminen ja pelkistyminen sekä
+ tutustutaan kemian työkaluun metallien sähkökemiallinen jännitesarja.

Opiskelu jaetaan tässä aiheessa kolmeen jaksoon, joiden ohjeet julkaistaa tällä sivulla kolmessa osassa eri päivinä. Suunnittele myös oma opiskelusi niin, että jaat sen useammalle päivälle.

Jakso1:
+ Metalli + vesi:
* Katso video natrium-metallista: Natrium, ja sen reaktio veden kanssa (7:32) tai eri alkalimetallien (litium, natrium ja kalium) reaktioista veden kanssa (engl.) Alkalimetallit ja vesi (3:16).
Ja vastaa kysymyksiin vihkoosi:
KysymysA. Voiko metalli reagoida veden kanssa?
KysymysB. Miten havaitset, että videon tilanteissa tapahtuu kemiallinen reaktio?
KysymysC. Selvitä, mitä kaasua natriumin ja veden reaktiossa syntyy.
* Yleensä metallit eivät reagoi veden kanssa. Esim. raudan ruostumiseen tarvitaan veden lisäksi happea.

+ Metalli ja happi:
* Katso videot: Magnesiumin palaminen (1:03) ja Teräsvillan (raudan) palaminen
(1:16).
Ja vastaa kysymyksiin vihkoosi:
KysymysD. Voiko metalli palaa?
KysymysE. Millaisessa muodossa oleva metalli voi palaa liekillä (esim. voisiko rautanaulan saada palamaan liekillä)?

+Ota kuva vastauksistasi ja palauta ne palautuskansioon viimeistään tiistaina 24.3.


Jakso 2:
+ Metalli ja suolahappo:
* Katso video: Väkevän suolahapon ja metallien (kupari, rauta, sinkki ja magnesium) välinen reaktio suolahappo + metallit (1:44)
Ja vastaa kysymyksiin vihkoosi:
KysymysF. Kirjoita videon kokeellisesta työstä havainnot. Etsi myös kirjasta tietoa, mitä kaasua reaktiossa syntyy?
KysymysG. Mikä videon työn metalleista reagoi nopeimmin, mikä hitaimmin? Järjestä metallit reaktiivisuuden mukaan järjestykseen, nopeimmin reagoiva ensin. Vertaa järjestystäsi oppikirjan s.172 sähkökemialliseen jännitesarjaan, kommentoi vihkoon.

* Lue oppikirjan kappaleesta 26 sivut 170-172 ja s.173 esimerkki 1.

* Tee oppikirjan tehtävistä sivulta 177 tehtävät 249, 251, 253a ja 259. Vastaa vihkoosi.

+Ota kuva vastauksistasi ja palauta ne palautuskansioon viimeistään torstaina 26.3.


Jakso 3:
+ Metalli + metalli:
* Katso vielä kertauksena video:Metallien jännitesarja (7:38, OpetusTv).

* Ihmetellään seuraavaksi metallien välisiä reaktioita:
Jos metallit ovat puhtaina kiinteinä aineina ja kuivia, ne eivät reagoi toistensa kanssa. Joskus tosin ilman kosteus riittää aiheuttamaan metallien välille reaktioita.
Metallit esiintyvät kuitenkin usein ioniyhdisteinä. (Tiedät jo, että ioniyhdiste koostuu metalli-ionista ja epämetalli-ionista.) Jos toinen metalleista on kiinteää puhdasta ainetta (esim. rautanaula) ja toinen on veteen liuenneena ioniyhdisteenä (esim. kuparisulfaattiliuos), voi tapahtua kemiallinen reaktio. Lue tästä asiasta oppikirjan sivuilta 173-175, aloita lukemalla kappaletta ensin ilman reaktioyhtälöitä. Palaa sitten lukemaan teksti uudelleen reaktioyhtälöiden kansssa.

* Katso aiheeseen liittyen video kokeellisesta työstä Metallien reaktioita.
Videolla tutkitaan seuraavia reaktioita demojen muodossa:
A. Magnesium + kuparisulfaatti (Mg + CuSO4)
B. Kupari + magnesiumsulfaatti (Cu + MgSO4)
(vetykloridi + kupari (HCl + Cu))
(vetykloridi + magnesium (HCl + Mg))
(vetykloridi + sinkki (HCl + Zn))
C. kupari + hopeanitraatti (Cu + AgNO3)
  Kirjoita vihkoosi havainnot ja vastaa kysymyksiin kohdista A, B ja C:
1. Kumpi metalleista on jalompi ja kumpi epäjalompi (katso sähkökemiallinen jännitesarja)?
2. Missä tilanteessa metallipala reagoi eli päällystyy toisella aineella?
3. Missä tilanteessa metallipala ei reagoi eli päällysty toisella aineella?

* Tee vielä oppikirjan s. 177 tehtävistä 256 (ainakin a-kohta), 257 ja 258 (Jos osaat, tee tähän myös reaktioyhtälöt.)

* Ota kuva tehtävistäsi ja palauta ne palautuskansioon viimeistään torstaina 2.4.2020

*EKSTRATEHTÄVÄ: Oppikirjan tehtävä 255 sivulta 177.
(Ekstratehtäviä voit palauttaa etäopiskelujakson loppuun 13.5. asti.)

Kpl 26 / Tehtävien mallivastauksia

249 a) Na, Al, Zn, Fe, Sn, Ag, Au.
b) Epäjaloja metalleja ovat natrium Na, alumiini Al, sinkki Zn, rauta Fe ja tina Sn. Jaloja metalleja ovat hopea Ag ja kulta Au.

251 a) Vety H on sijoitettu metallien sähkökemialliseen jännitesarjaan epäjalojen ja jalojen metallien väliin.
b) Mitä epäjalompi metalli on sitä helpommin sen atomit luovuttavat ulkoelektroninsa.
c) Vetykaasua muodostuu, kun epäjalo metalli pannaan hapon vesiliuokseen.
d) Jalot metallit eivät muodosta vetykaasua, kun ne laitetaan happojen vesiliuokseen.
 
253 a) Kun tuntematon metalli lisätään hapon vesiliuokseen, muodostuu vetykaasua, jos se on epäjalo metalli. Jos kyseessä on jalometalli, vetykaasua ei muodostu.
 
256 a) Reaktio tapahtuu B- ja C-kohdissa, koska epäjalompi metalli on niissä atomeina (eli metallipalana) ja jalompi metalli ioneina (eli liuoksessa). Muissa kohdissa jalompi metalli on jo valmiiksi atomeina (metallipalana) eikä voi enää pelkistyä.

257 a) Väärin. Vety on epämetalli.
b) Oikein.
c) Väärin. Kupari ei reagoi suolahapon kanssa. Kupari reagoi typpihapon liuoksessa. Reaktiossa ei muodostu vetykaasua
d) Oikein.
e) Väärin. Hopea on jalompi metalli kuin kupari, joten hopea ei luovuta elektroneja niin helposti kuin kupari.
f) Oikein.
g) Oikein.
h) Oikein.

258 a) Kupari on jalompi metalli, joten ei tapahdu reaktiota. ( Kupari on jo valmiiksi metallipalana eli atomeina.)
b) Sinkki on epäjalompi metalli, joten sinkkiatomit luovuttavat elektroneja kupari-ioneille. Sinkki hapettuu ja kupari pelkistyy. Sinkkilevyn pinnalle muodostuu punaruskeaa kuparia.

Vastaukset videokysymyksiin:
KoeA:
1. Kupari (Cu-ioneina) on jalompi ja magnesium (Mg-atomeina) on epäjalompi metalli.
2./3. Magnesium päällystyy kuparilla. Jalompi metalli kupari muuttuu ioneista atomeiksi (pelkistyy) epäjalomman magnesiumin pinnalle.
KoeB:
1. Kupari (Cu-atomeina) on jalompi ja magnesium (Mg-ioneina) on epäjalompi metalli.
2./3. Tässä ei tapahdu reaktiota. Jalompi metalli kupari on jo valmiiksi atomimuodossa (pelkistyneenä).
KoeC:
1. Hopea (Ag-ioneina) on jalompi ja kupari (Cu-atomeina) on epäjalompi.
2./3. Kupari päällystyy hopealla. Jalompi metalli hopea muuttuu ioneista atomeiksi (pelkistyy) epäjalomman kuparin pinnalle.

Kpl 25. Metallien ominaisuudet, 16.-21.3.2020 (vko 12)


Tällä viikolla 12 kemiassa
+ tutustutaan metallien ominaisuuksiin
+ selitetään, mistä ominaisuudet johtuvat ja
+ pohditaan, miten ominaisuuksia voi muuttaa.

Opiskelu:
+ Lue oppikirjan kappale 25 (s. 162-169).

+ Katso videot:
Metallien ominaisuuksia (3:38)
Metallisidos (3:08)
Metalliseokset (3:08)

+ Tee oppikirjan s. 169 tehtäviä vihkoon:
teht. 239 (selvitä tuotteen perusteella, mistä metallista se on tehty), 242, 244, 246, 247 ja
ekstratehtävä liittyen tehtävään 247: Kerro a-kohdan metalleista, mihin tarkoitukseen niitä elimistössä tarvitaan.

Muistathan, että kirjan takana on liitteenä sekä jaksollinen järjestelmä (s. 298-299) että alkuaineluettelo (s. 282-285)!

+ Palauta kuva tekemistäsi tehtävistä oman ryhmäsi palautuskansioon (PedaNet) lauantaihin 21.3. 2020 mennessä.

Tsemppiä opiskeluun! Jos haluat kysyä asiasta tai tehtävistä, ota yhteyttä wilmaviestillä tai teamskeskusteluviestillä (O365).