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
Moduulin 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
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
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: vesi ja vedenpuhdistus, happamoitumisen ja ilmastonmuutoksen ehkäisy, savukaasujen puhdistus sekä lääkkeen tai jonkin peruskemikaalin tuotantoprosessin tehokkuus ja ympäristövaikutusten arvioiminen.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeellisilla tutkimuksilla: reaktionopeuden määrittäminen massan muutosta seuraamalla, vahvan ja heikon protolyytin titrauskäyrien laatiminen, tasapainotilaan kuten kompleksinmuodostukseen vaikuttaminen sekä puskuriliuoksen valmistaminen ja puskurointikyvyn tutkiminen.
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet ovat:
Hyvinvointiosaaminen sekä eettisyys ja ympäristöosaaminen
Osa-alueisiin liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija tunnistaa kemian merkityksen terveyteen ja ympäristöön liittyvien ongelmien ratkaisemisessa.
• Opiskelija tutustuu teollisuuden prosesseissa ja luonnossa tapahtuviin tasapainoreaktioihin ja niiden merkitykseen.
Hyvinvointiosaamisen sekä eettisyyden ja ympäristöosaamisen laaja-alaisten tavoitteiden toteutumista voidaan vahvistaa esimerkiksi tarkastelemalla hiilidioksidin pitoisuuteen vaikuttavia tekijöitä ilmassa ja vedessä. Lisäksi voidaan tarkastella happamoitumisen syitä ja seurauksia sekä sen vähentämistä (typen ja rikin oksidit, neutralointi sekä kvalitatiivisesti että
kvantitatiivisesti). Syventyvällä ymmärryksellä ja kestävillä ympäristöteoilla voidaan vaikuttaa ekosysteemin hyvinvointiin.
Monitieteinen ja luova osaaminen
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija osaa käyttää laskennallisia ja graafisia malleja reaktionopeuden ja kemiallisen tasapainon kuvaamisessa, selittämisessä ja ennusteiden tekemisessä.
• Opiskelija osaa esittää tutkimustuloksia graafisesti ja arvioida tutkimustuloksia ja -prosessia.
Ammoniakkisynteesin tarkastelua voidaan käyttää esimerkkinä monitahoisesta, monitieteisestä prosessista (tasapaino,
nopeus, lämpötila, paine, prosessiolosuhteet; YO K2018 T12).
Tieto- ja viestintäteknologisia taitoja harjoitetaan reaktionopeuden ja titrauskäyrien kuvaajien piirtämisessä ja tulkitsemisessa.
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet ovat:
Hyvinvointiosaaminen sekä eettisyys ja ympäristöosaaminen
Osa-alueisiin liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija tunnistaa kemian merkityksen terveyteen ja ympäristöön liittyvien ongelmien ratkaisemisessa.
• Opiskelija tutustuu teollisuuden prosesseissa ja luonnossa tapahtuviin tasapainoreaktioihin ja niiden merkitykseen.
Hyvinvointiosaamisen sekä eettisyyden ja ympäristöosaamisen laaja-alaisten tavoitteiden toteutumista voidaan vahvistaa esimerkiksi tarkastelemalla hiilidioksidin pitoisuuteen vaikuttavia tekijöitä ilmassa ja vedessä. Lisäksi voidaan tarkastella happamoitumisen syitä ja seurauksia sekä sen vähentämistä (typen ja rikin oksidit, neutralointi sekä kvalitatiivisesti että
kvantitatiivisesti). Syventyvällä ymmärryksellä ja kestävillä ympäristöteoilla voidaan vaikuttaa ekosysteemin hyvinvointiin.
Monitieteinen ja luova osaaminen
Osa-alueeseen liittyvät moduulin tavoitteet
• Opiskelija osaa käyttää laskennallisia ja graafisia malleja reaktionopeuden ja kemiallisen tasapainon kuvaamisessa, selittämisessä ja ennusteiden tekemisessä.
• Opiskelija osaa esittää tutkimustuloksia graafisesti ja arvioida tutkimustuloksia ja -prosessia.
Ammoniakkisynteesin tarkastelua voidaan käyttää esimerkkinä monitahoisesta, monitieteisestä prosessista (tasapaino,
nopeus, lämpötila, paine, prosessiolosuhteet; YO K2018 T12).
Tieto- ja viestintäteknologisia taitoja harjoitetaan reaktionopeuden ja titrauskäyrien kuvaajien piirtämisessä ja tulkitsemisessa.