KE5 Kemiallinen energia ja kiertotalous (2 op)
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
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
- 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
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: reaktiosarjat teollisuusprosesseissa, kaivannaisteollisuuden merkitys yhteiskunnassa, energian tuotanto, varastoiminen ja käyttö uusiutuvassa energiataloudessa sekä hybridienergia.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeellisilla tutkimuksilla: liukenemis- tai reaktioentalpian määritys kalorimetrissä, hapetus-pelkistystitraus, sähkökemiallisen parin jännitteen mittaaminen, esineen pinnoittaminen elektrolyyttisesti, veden hajotus elektrolyysillä sekä polttokennon toiminnan tutkiminen.
Paikalliset kirjaukset
Laaja-alainen osaaminen
Eettisyys- ja ympäristöosaaminen: Eettisyyden ja ympäristöosaamisen vahvistamiseksi tarkastellaan kemian merkitystä eettisesti kestävämpien ratkaisujen tuottajana erilaissa teollisuusprosesseissa, kierrätyksen tehostamisessa sekä uusiutuvan energian tuotannossa ja varastoinnissa.
Vuorovaikutusosaaminen: Opiskelijoita kannustetaan keskusteluun, oman ajattelun sanoittamiseen sekä yhteistyöhön, yhdessä tutkimiseen ja oppimiseen esimerkiksi energiaratkaisujen yhteydessä.
Arviointi
Opintojakso arvioidaan numeroarvosanalla 4-10.
Opiskelijan arviointi perustuu kaikkeen siihen näyttöön, mitä hän antaa opintojakson aikana. Opintojakson laaja-alaiset osaamisen tavoitteet huomioidaan osana opintojakson kokonaisarviointia.
Paikalliset kirjaukset
Laaja-alainen osaaminen
Eettisyys- ja ympäristöosaaminen: Eettisyyden ja ympäristöosaamisen vahvistamiseksi tarkastellaan kemian merkitystä eettisesti kestävämpien ratkaisujen tuottajana erilaissa teollisuusprosesseissa, kierrätyksen tehostamisessa sekä uusiutuvan energian tuotannossa ja varastoinnissa.
Vuorovaikutusosaaminen: Opiskelijoita kannustetaan keskusteluun, oman ajattelun sanoittamiseen sekä yhteistyöhön, yhdessä tutkimiseen ja oppimiseen esimerkiksi energiaratkaisujen yhteydessä.
Arviointi
Opintojakso arvioidaan numeroarvosanalla 4-10.
Opiskelijan arviointi perustuu kaikkeen siihen näyttöön, mitä hän antaa opintojakson aikana. Opintojakson laaja-alaiset osaamisen tavoitteet huomioidaan osana opintojakson kokonaisarviointia.