Kemia

Kokonaisuus muodostuu kahdesta moduulista.

Moduuli 1 – Kemia arjessa

• Opit, miten kemia näkyy jokapäiväisessä elämässäsi.
• Harjoittelet lukemaan jaksollista järjestelmää ja ymmärtämään atomin rakennetta.
• Tutkit, mitä eroa on puhtaalla aineella ja seoksella, ja opit erottamaan aineita eri menetelmin.
• Perehdyt ainemäärien ja konsentraatioiden laskemiseen.

Moduuli 2 – Kemia ja kestävä tulevaisuus

• Pääset pohtimaan, miten kemia auttaa kestävän elämäntavan rakentamisessa.
• Opit tarkastelemaan aineiden ominaisuuksia niiden rakenteen ja sidosten kautta.
• Harjoittelet esittämään molekyylejä malleina ja yhdisteitä kemiallisten kaavojen avulla.

Miksi tämä kurssi?

Molemmissa moduuleissa pääset itse tutkimaan, kokeilemaan ja havainnoimaan sitä, mitä teoriassa opit. Kurssi tarjoaa siis sekä ymmärrystä kemian merkityksestä että konkreettisia taitoja, joita voit hyödyntää jatko-opinnoissa ja omassa elämässäsi.

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

Miksi tämä kurssi?

Tässä moduulissa sukellat hiilen yhdisteiden kiehtovaan maailmaan. Opit tuntemaan erilaiset funktionaaliset ryhmät, isomerian ja hiilen yhdisteiden reaktiot. Arjen molekyylit, kosmetiikka ja lääkkeet näyttäytyvät uudessa valossa, kun ymmärrät, miten rakenne määrää aineen ominaisuudet.

Mallintaminen – tietokoneella ja käsin – tekee näkymättömästä näkyvää, ja samalla kehityt laskemaan ainemääriä ja konsentraatioita.

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:

• reaktioiden tutkiminen kokeellisesti sekä tutkimustulosten käsitteleminen, tulkitseminen ja esittäminen
• 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

Miksi tämä kurssi?

Reaktiot ovat kemian sydän – niissä aineet muuttuvat uusiksi. Tällä kurssilla pääset tutkimaan, mitä todella tapahtuu, kun muovi valmistetaan, ruoka kypsyy tai bensiini palaa. Harjoittelet reaktioiden laskemista, tuotteiden ennustamista ja erilaisten reaktiotyyppien tunnistamista. Tämä moduuli sopii kaikille, joita kiinnostaa ymmärtää, millaisia kemiallisia reaktioita arjen ilmiöiden taustalla tapahtuu.

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 hapettumispelkistymisreaktiot
• 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

Miksi tämä kurssi?

Energia ja kestävyys ovat aikamme suurimpia kysymyksiä. Tällä kurssilla pääset tutkimaan, miten kemia tarjoaa ratkaisuja ilmastonmuutoksen ja resurssien riittävyyden haasteisiin. Opit esimerkiksi miten energia sitoutuu ja vapautuu reaktioissa, miten sähkökemia mahdollistaa akut ja polttokennot ja miten metalleja voidaan kierrättää tehokkaasti. Kokeellisuudessa päästään tutkimaan omien havointojen avulla esimerkiksi miten elektrolyysi tapahtuu ja mistä siinä on kyse.

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

Miksi tämä kurssi?

Oletko miettinyt, miksi elimistösi pH pysyy vakaana tai miksi järvet happamoituvat? Tämä kurssi antaa vastaukset. Tutustut reaktionopeuteen ja tasapainoon, sekä periaatteisiin, jotka hallitsevat niin luonnon kiertokulkuja kuin teollisuuden prosessejakin. Kokeellisissa tutkimuksissa havainnoit, miten pienet muutokset vaikuttavat kokonaisuuteen ja opit hallitsemaan tasapainolaskuja. Moduuli yhdistää teorian, käytännön ja sovellukset. Tutuksi tulee kokeellisesti varmasti happo-emästitraus sekä titrauskäyrän analysointi.

Moduulin tavoite on kerrata opiskelijan kanssa moduulien 1-6  keskeisiä sisältöjä ylioppilaskirjoituksia varten. Harjoitellaan vastausten muodostamista YO-kokeeseen sekä miten voidaan hyödyntää käytössä olevia ohjelmia parhaalla mahdollisella tavalla.

Haluatko oppia kemian teorian elävästi, konkreettisten kokeiden kautta? KE8 on moduuli, joka tarjoaa mahdollisuuden syventää kemian teoreettista osaamista käytännön kokeiden avulla. Moduulissa opiskelija pääsee toteuttamaan monipuolisia kemiallisia kokeita, havainnoimaan ilmiöitä laboratoriossa ja yhdistämään teorian konkreettiseen tekemiseen.

Moduulissa opetellaan myös tieteellistä raportointia. Opiskelija oppii laatimaan selkeitä ja oikeanlaisia laboratorioraportteja, mikä kehittää sekä tutkimuksellista ajattelua että käytännön tiedon käsittelyä.

Moduuli sopii sinulle, jos haluat:

• Kokea kemian ilmiöt itse ja ymmärtää ne syvällisesti
• Kehittää laboratorio- ja raportointitaitoja
• Yhdistää teoriatiedon ja käytännön tekemisen innostavalla tavalla

Moduulissa korostetaan avointa ja uteliasta asennetta, jossa opiskelijat voivat rohkeasti esittää kysymyksiä, kokeilla uutta ja oppia yhdessä.