KE6 Kemiallinen tasapaino (2 op)

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

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.

Paikalliset kirjaukset

Tavoitteena on, että viikottaiset laboratoriotyöt täydentävät ja jäsentävät teoriaa.

Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet

Moduulissa KE6 painotetaan laaja-alaisista osa-alueista hyvinvointiosaamista, eettistä ja ympäristöosaamista sekä monitieteistä ja luovaa osaamista. Moduulissa voidaan tutustua hiilidioksidin pitoisuuteen vaikuttaviin tekijöihin ilmassa ja vedessä, pohtia happamoitumisen syitä ja seurauksia sekä happamoitumisen vähentämistä. Nämä kaikki liittyvät sekä hyvinvointi- että ympäristöosaamiseen.

Moduulissa vahvistetaan opiskelijan tvt-taitoja opettelemalla määrittämään graafisesti reaktionopeutta sekä piirtämään ja tulkitsemaan titrauskäyriä. Opintojaksolla voidaan tutustua esim. ammoniakkisynteesiin monitieteisenä prosessina (tasapaino, nopeus, lämpötila, paine, prosessiolosuhteet).

Arviointi

Moduulin KE6 arviointi on monipuoliseen näyttöön perustuvaa summatiivista arviointia (esim. kotikoe, loppukoe, testit) sekä opintojakson aikaista formatiivista arviointia, esimerkiksi suullista ja kirjallista opintoja edistävää palautetta, itse- ja vertaisarviointia. Arvioinnin kohteina ovat moduulin tavoitteiden mukaiset tiedot, taidot ja työskentely opintojakson aikana. Arvioinnissa kiinnitetään erityisesti huomiota kemian peruskäsitteiden osaamiseen, kokeellisten työskentelytaitojen hallintaan ja työmenetelmien valintaan, kemiallisen ajattelun ja ongelmanratkaisun taitoihin, päätelmien perustelemiseen ja analysoimiseen, tuntiaktiivisuuteen sekä ohjelmistojen valintaan ja käyttöön.

Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet voidaan arvioida osana formatiivista ja summatiivista arviointia esim. valitsemalla tehtävien teemat laaja-alaisten osa-alueiden aiheisiin (hyvinvointiosaaminen, eettisyys ja ympäristöosaaminen) sopiviksi. Laaja-alaisen osaamisen osa-alueiden arvioinnissa voidaan myös käyttää kokeellisia töitä, TVT-taitoja vaativia tehtäviä ja/tai ryhmä-/projektitöitä.

Tarkemmat moduulin aikana arvioitavat opinnäytteet ja arvioinnin toteuttamistavat kerrotaan opiskelijoille opintojakson alussa ja mahdollisuuksien mukaan pyritään antamaan opiskelijoille mahdollisuus vaikuttaa opinnäytteiden toteuttamis- tai arviointitapoihin ja aikatauluihin.