Perunapellosta virtaa! Jenna Salmijärvi ja Maija Torttila

Transkriptio

1 Perunapellosta virtaa! Jenna Salmijärvi ja Maija Torttila

2 Johdanto Kuva 1: Pokepallo Olet lähtenyt pelaamaan Pokèmon Go peliä. Päädyit keskelle perunapeltoa etsimään pokemoneja. Eteesi ilmestyi Snorlax! Juuri kun olit heittämässä Pokepalloa, niin puhelimesi sammui! Onko mitään tehtävissä? Kuva 2: Snorlax

3 Olet paniikissa, mutta onneksi muistat, että sinulla on mukana johtimia! Katselet hätääntyneenä peltoa ja näet jotakin kiiltävää. Menet katsomaan, mikä se on. Ja löydät nauloja! Onneksi opit viime viikolla, kuinka perunasta saa virtaa! Kuva 3: Perunoita pellolla

4 Työohjeet 1. Tökkää yksi kupari ja yksi sinkkinaula sitruunaan tai perunaan. 2. Kytke johtimet jännitemittariin. 3. Mittaa syntyneen jännitteen suuruus. 4. Kirjaa jännitemittarin lukemat muistiin. Katso video seuraavalta sivulta, miten voit vaikuttaa jännitteen suuruuteen. Kokeile itse! Kuva 4: Jännitemittarin kytkentä Kuva 5: Kupari ja sinkkinaulat tökättyinä

5 Työohje VIDEO Sarjaankytkentä VIDEO

6 Sähköopin teoriaa Paristo 1,5 V (kuivapari) Kertakäyttöinen Sähkökemiallinen pari: jännitteen tuottavat kemiallisen reaktion hapetus ja pelkistysreaktiot Negatiivisena kohtiona toimii sinkki, joka hapettuu Positiivisena kohtiona toimii mangaanidioksidi, jossa mangaani pelkistyy Elektrolyyttinä toimii ammoniumkloridi Reaktiot Sinkki Hapettuu Mangaani pelkistyy

7 Sitruuna ja peruna toimivat kuin paristo! Kuva 6: Kuivapari

8 Sähkökemiallinen pari Hapetus ja pelkistysreaktioiden johdosta kahden eri metallin välille syntyy jännite elektrolyyttiliuoksessa Suljettu virtapiiri saa aikaan sähkövirran ja metallilevyt yhdistetään johtimella Elekrolyyttiliuos sisältää samoja metalli ioneja kuin metallit Elektronit siirtyvät epäjalommalta metallilta jalommalle metallille Sinkki hapettuu Daniellin pari Kupari pelkistyy Suolasillan avulla pidetään yllä sähkötasapainoa: ionit liikkuvat kupariliuoksesta sinkkiliuokseen

9 Daniellin pari Kuva 7: Daniellin pari VIDEO

10 Elektrolyysi Sähkövirran avulla saadaan aikaiseksi kemiallinen reaktio: hapetus pelkistysreaktio Tapahtuu sähköä johtavassa elektrolyyttiliuoksessa Positiivisesti varautuneella sauvalla luovutetaan elektroneja: HAPETTUMINEN Negatiivisesti varautuneella sauvalla otetaan elektroneja vastaan: PELKISTYMINEN Mihin elektolyysiä käytetään? Akkujen lataukseen Alkuaineiden valmistukseen Metallien puhdistukseen ja pinnoittamiseen VIDEO

11 Lyijyakku Käytetään autoissa 6 levyparia, yhteensä 12 volttia Ladattava jännitelähde Varastoidaan kemiallista energiaa, joka voidaan vapauttaa sähkövirraksi Ongelmajäte Mitä lyijyakun latauksessa tapahtuu? Rikkihappoliuoksessa kaksi levyä Positiivinen levy Hapettuminen Negatiivinen levy Pelkistyminen Elektroneja luovutetaan Elektroneja otetaan vastaan Kun akkua käytetään, tapahtuu vastakkainen reaktio.

12 Saatko ladattua puhelintasi tarpeeksi napataksesi Snorlaxin? Tutki, kuinka paljon jännitettä puhelimen akku vaatii. Puhelimen akku Yleensä 3,8 volttia Emme siis saa tarpeeksi jännitettä yhdestä sitruunasta tai perunasta. Kuinka monta sitruunaa/perunaa tarvitsemme puhelimen lataamiseen? Tutki itse! Vastaus: Tarvitsemme noin neljä perunaa/sitruunaa.

13 Lähteet: Sähköopin teoriat on koottu seuraavista oppikirjoista: Havonen, T., Karpin, T., Keinonen, T., Muurinen, M. & Kustannusosakeyhtiö Otava Toim. Herlevi, M. Hehku Kemia 7 9 (1. 4. painos). Keuruu: Kustannusosakeyhtiö Otava. Kangaskorte, A., Penttilä, A., Pikkarainen, O., Vakkilainen, K. & Sanoma Pro Oy Toim. Saarenvesi, M. FyKe 7 9 Kemia ( painos). Helsinki: Sanoma Pro Oy. Lavonen, J., Pikkarainen, M., Saari, H., Sirviö, J., Viiri, J. & WSOYpro Oy Toim. Saarenvesi, M. FyKe 7 9 Fysiikka (1. painos). WSOYpro Oy. Videot: Tekijöiden itse kuvaamat videot: Daniellin pari video, Opetus.tv, kemia/sahkokemia/ Elektrolyysi video, Opetus.tv, kemia/elektrolyysi/ Kuvat: Kansikuva: ( ) Kuva 1: pallo pokemon go videopelit / ( ) Kuva 2 : ( ) Kuva 3: vihannekset / ( ) Kuva 4: Tekijöiden itse ottama kuva Kuva 5: Tekijoiden itse ottama kuva Kuva 6: ( ) Kuva 7: ( )