Metallien sähkökemiallisen jännitesarjan opettaminen draaman avulla yläasteella

Samankaltaiset tiedostot
Käsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä

1. Malmista metalliksi

Normaalipotentiaalit

Ionisidos ja ionihila:

Metallien ominaisuudet ja rakenne

Jännittävät metallit

Sähkökemiaa. Hapettuminen Jännitesarja Elektrolyysi Faradayn laki Korroosio

Sähkökemia. Sähkökemiallinen jännitesarja, galvaaninen kenno, normaalipotentiaali

Elektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

Jaksollinen järjestelmä ja sidokset

Alikuoret eli orbitaalit

Jännittävät metallit Opettajan ohje

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Vesi. Pintajännityksen Veden suuremman tiheyden nesteenä kuin kiinteänä aineena Korkean kiehumispisteen

Määritelmä, metallisidos, metallihila:

Sähkökemiaa. Hapettuminen Jännitesarja Elektrolyysi Korroosio

ULKOELEKTRONIRAKENNE JA METALLILUONNE

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

Kemiallisia reaktioita ympärillämme Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet

(Huom! Oikeita vastauksia voi olla useita ja oikeasta vastauksesta saa yhden pisteen)

Kemian eriyttävä tunti. Tekijät Riina Karppinen, Klaus Mäki-Petäys ja Kirsi Söderberg Aihe: sähkökemiallinen pari. Johdanto

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

Johdantoa/Kertausta. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

ATOMIN JA IONIN KOKO

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

2.1 Sähköä kemiallisesta energiasta

MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA

Kemian opiskelun avuksi

NIMI: Luokka: c) Atomin varaukseton hiukkanen on nimeltään i) protoni ii) neutroni iii) elektroni

1. a) Selitä kemian käsitteet lyhyesti muutamalla sanalla ja/tai piirrä kuva ja/tai kirjoita kaava/symboli.

Taulukko Käyttötarkoitus Huomioita, miksi? Kreikkalaisten numeeriset etuliitteet

elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

Ionisidos syntyy, kun elektronegatiivisuusero on tarpeeksi suuri (yli 1,7). Yleensä epämetallin (suuri el.neg.) ja metallin (pieni el.neg.) välille.

KUPARIASPIRINAATIN VALMISTUS

HEIKOT VUOROVAIKUTUKSET MOLEKYYLIEN VÄLISET SIDOKSET

Perunapellosta virtaa! Jenna Salmijärvi ja Maija Torttila

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Helsingin yliopiston kemian valintakoe. Keskiviikkona klo Vastausselvitykset: Tehtävät:

Workshop: Tekniikan kemia OAMK:ssa

EPÄORGAANINEN KEMIA HARJOITUKSIA. Jaksollinen järjestelmä

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

Jaksollinen järjestelmä

Osio 1. Laskutehtävät

MOOLIMASSA. Vedyllä on yksi atomi, joten Vedyn moolimassa M(H) = 1* g/mol = g/mol. ATOMIMASSAT TAULUKKO

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

Kertaus. Tehtävä: Kumpi reagoi kiivaammin kaliumin kanssa, fluori vai kloori? Perustele.

Käytännön esimerkkejä on lukuisia.

Tehtäviä sähkökemiasta

Sähköparin oppimista tukeva tietokonesimulaatio kemian lukioopetukseen

KE2 Kemian mikromaailma

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

Kovalenttinen sidos ja molekyyliyhdisteiden ominaisuuksia

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

Henkilökunnan osallistaminen ja koulupäivän rakenne. Rovaniemi

Seokset ja liuokset. 1. Seostyypit 2. Aineen liukoisuus 3. Pitoisuuden yksiköt ja mittaaminen

2. Maitohapon CH3 CH(OH) COOH molekyylissä

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

KE1 Ihmisen ja elinympäristön kemia

Opettajien ja oppilaiden kokemuksia projektityöskentelystä

9. JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ

Jaksollinen järjestelmä

Taulukko Käyttötarkoitus Huomioita, miksi? Kreikkalaisten numeeriset etuliitteet

22 vastausta. Tiivistelmä. Olen. Vuosiluokkani on. Alakouluni oli. Muokkaa tätä lomaketta. Näytä kaikki vastaukset Julkaise tiedot

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet

Yhdisteiden nimeäminen

HENKISTÄ TASAPAINOILUA

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

Mobiilisovelluksen kokeilu valinnaisliikunnan tunneilla CoreFOX Edu. Yläkouluseminaari, Jyväskylä

POHDITTAVAKSI ENNEN TYÖTÄ

Siirtymämetallien erityisominaisuuksia

1. Missä koulussa olet? Vastaajien määrä: 30

Aikaerotteinen spektroskopia valokemian tutkimuksessa

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT

Reaktiomekanismi. Tänä päivänä hyödynnetään laskennallista kemiaa reaktiomekanismien määrittämisessä/selvittämisessä!

Atomi. Aineen perusyksikkö

CHEM-C2210 Alkuainekemia ja epäorgaanisten materiaalien synteesi ja karakterisointi (5 op), kevät 2017

1. ELEKTRONIEN ENERGIA


SUMUINEN AAMU METALLINKIERRÄTYSLAITOKSELLA

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

OMAN VUORON ODOTTAMINEN. Materiaali 2018 Viitottu Rakkaus Kuvat MyCuteGraphics.com Diapohjat SlidesCarnival.

c) Mitkä alkuaineet ovat tärkeitä ravinteita kasveille?

VÄRIKÄSTÄ KEMIAA. MOTIVAATIO: Mitä tapahtuu teelle kun lisäät siihen sitruunaa? Entä mitä havaitset kun peset mustikan värjäämiä sormia saippualla?

Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet Kari Sormunen Syksy 2014

kertaa samat järjestykseen lukkarissa.

SUMUINEN AAMU METALLINKIERRÄTYSLAITOKSELLA

Objektiharjoituksia. Harjoitus 2 Tässä on lyhyitä dialogeja. Pane objektit oikeaan muotoon. 1) - Vien... TÄMÄ KIRJE postiin.

Parisuhteen vaiheet. Yleensä ajatellaan, että parisuhteessa on kolme vaihetta.

SMG-4450 Aurinkosähkö

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1)

sivu 1/7 OPETTAJALLE Työn motivaatio

KALKINPOISTOAINEET JA IHOMME

Transkriptio:

Metallien sähkökemiallisen jännitesarjan opettaminen draaman avulla yläasteella Tarvittavat ennakkotiedot ja käsitteet: Atomi, anioni, kationi, atomien yleisimmät hapetustilat, metallien jännitesarja, hapettuminen, pelkistyminen. Osaa käyttää auttavasti metallien sähkökemiallista jännitesarjaa ja tehdä siitä päätelmiä. Ajan käyttö: Toteutus on helppo ja yksinkertainen. Voidaan tehdä kaikki osiot tai vain joitakin. Kaikkien osioiden tekeminen kestää n. 20 min. + loppukeskustelu -> n. 30 min. Rekvisiitta: - Ojennettavat elektronit voivat olla kyniä, palloja, hernepusseja tms. - Halutessaan elektronien puuttumista voi ilmaista esim. Kädessä pidettävillä kulhoilla tai vain pitämällä käsiä kupin muodossa. Tällöin luovutettavat elektronit (esim. pallot) laitetaan vastaanottavan spesieksen kämmenille tai kulhoihin. Kenelle? Draama sopii yläkoulun sähkökemian tunnille. Se auttaa oppilaita hahmottamaan yllä mainittuja käsitteitä. Oppilaiden ei tarvitse osata jännitesarjaa ja sen avulla tehtäviä päätelmiä vielä kovin hyvin, mutta käsitteiden ja periaatteiden tulisi kuitenkin olla jo tuttuja. Draama sopii siis hyvin sähkökemian opetuksen alkuun. Draaman kulku 3 eri näytöstä, joissa tulee ilmi eri asioita. Ensimmäisen näytöksen roolit jaetaan ennen kertomuksen alkamista. Kertoja aloittaa, ja taustalla voidaan tueksi näyttää diasarja. I) Zn-pala kuparisulfaattiliuoksessa Roolien jako: Zn oppilailla 2 ulkoelektronia (kynät, hernepussit tms.)

Cu 2+ oppilailla SO 4 2- oppilaat H 2 O Kertoja: Eräänä työpäivänään Elina-kemisti valmisti kolme kuparisulfaattiliuosta. Hän punnitsi kiinteää sinistä jauhemaista kuparisulfaattia sopivan määrän. Sen jälkeen hän lisäsi sen veteen. Elina tiesi, että kuparisulfaatti on vesiliukoinen suola, joten lopussa hänellä oli homogeeninen sinen liuos. Liuos koostuu nyt positiivisesti varautuneista kuparikationeista Cu 2+ ja negatiivisesti 2- varautuneista SO 4 anioneista. Kun liuokset olivat valmiita, Elina-kemisti laittaa ensimmäiseen liuokseen Zn palan. Sinkkipalan uloin atomikerros on kosketuksissa liuoksen kanssa. H 2 O molekyyli törmää sinkkiatomiin mutta törmäyksen jälkeen vesimolekyyli jatkaa matkaansa. 2- Seuraavaksi SO 4 2- anioni törmää sinkkiatomiin, mutta törmäyksen jälkeen SO 4 anioni jatkaa matkaansa. Seuraavaksi Cu 2+ kationi törmää sinkkiatomiin. Ja sitten alkaa tapahtua... Kuparikationi ( ihailevasti ): Onpas kivan näköisiä elektroneja sinulla. Sinähän olet neutraali! Sinkkiatomi ( huokaa ): Olisi kiva olla välillä positiivinenkin! Eikä vain tällainen tylsä neutraali atomi tässä metallihilassa. Tässä sitä paikallaan nökötetään eikä pääse minnekään liikkumaan. Kuparikationi: Otan mielelläni vastaan ulkoelektronisi, jos se ei ole sinulle liiaksi vaivaksi. Kertoja: Näin sinkkiatomi luovutti 2 elektroniaan kuparikationille muuttuen sinkkikationiksi Zn 2+ ja pääsi vapaasti liuokseen liuhottelemaan. Sinkkikationi liuhottelee iloisena liuoksessa. Kertoja: Kuparikationi puolestaan pelkistyi kupariatomiksi vastaanottaessaan 2 elektronia, ja tarttui pelkistynyt ilme kasvoillaan sinkkipalan pintaan. II) Al pala kuparisulfaattiliuoksessa Kertoja: 2- Toiseen kuparisulfaattiliuokseen Elina laittoi alumiini palan. Jälleen vesimolekyyli ja SO 4 -ioni kimpoilevat metallisen alumiinin pinnasta. Kun kuparikationi törmää metallisen atomin pintaan alkaa tapahtumaan. Kuparikationi 1 ( ihailevasti ): Onpas kivan näköisiä elektroneja sinulla. Sinähän olet neutraali!

Alumiiniatomi 1( huokaa ): Olisi kiva olla välillä positiivinenkin! Eikä vain tällainen tylsä neutraali atomi tässä metallihilassa. Tässä sitä paikallaan nökötetään eikä pääse minnekään liikkumaan. Kuparikationi 1: Otan mielelläni vastaan 2 ulkoelektronisia, jos se ei ole sinulle liiaksi vaivaksi. Alumiiniatomi 1: Annan kaikki 3 ulkoelektroni tai en mitään! Kuparikationi 1: Mitäs nyt sitten tehdään? Kaksi muuta kuparikationia tulee paikalle. Kuparikationi 2: Mitä mitä mitä?? Jaetaanko täällä elektroneja? Kuparikationi 3: Mekin halutaan! Alumiiniatomi 2: Minäkin voin antaa 3 elektronia! Kuparikationi 1: Hei kaverit! Nyt alumiinit haluavat antaa yhteensä 6 elektronia ja me halutaan ottaa yhteensä 6 elektronia, joten tämän pitäisi onnistua. Alumiiniatomit luovuttavat kukin 3 elektronia ja kuparikationit vastaanottavat kukin 2 elektronia. Kertoja: Näin alumiini luovutti 3 elektroniaan kuparikationille hapettuen alumiini-ioniksi Al 3+ ja pääsi liuhottelemaan vapaana liuoksessa. Alumiinikationi liuhottelee iloisena liuoksessa. Kertoja: Kuparikationi puolestaan pelkistyi kupariatomiksi vastaanottaessaan 2 elektronia, ja Kiinnittyi pelkistynyt ilme kasvoillaan alumiinipalan pintaan. III) Au pala kuparisulfaattiliuoksessa Kertoja: Kolmanteen kuparisulfaattiliuokseen Elina laittoi kultapalan. Jälleen vesimolekyyli ja 2- SO 4 ioni kimpoilevat metallisen alumiinin pinnasta. Kun kuparikationi törmää metallisen atomin pintaan. Kuparikationi ( ihailevasti ): Onpas kivan näköisiä elektroneja sinulla. Sinähän olet neutraali! Kulta-atomi ( itserakkaasti ): Kiitos kiitos! Yhdessä muodostamme ihanan kultaisen värisen atomihilan. Kuparikationi: Mutta etkö sinä haluaisi kokeilla vapaan kationin elämää? Anna minulle 2 elektronia, niin pääset vapaaksi liuokseen liuhottelemaan. Ja samalla minä saisin hieman hengähtää tältä jatkuvalta liuhottelulta. Kulta-atomi: Miksi ihmeessä minä sellaiseen ryhtyisin? Kuparikatoni: Kaikki muutkin ovat tähän mennessä halunneet. Olenhan sentään jalometalli. Kulta-atomi: Mutta minä olenkin metalleista kaikkein jaloin. Ei minulla ole tarvetta luovuttaa elektroneitani sinulle.

Kertoja: Ja niin kuparikationi jatkoi elämäänsä kationina kuparisulfaattiliuoksessa. Ja kulta säilyi muuttumattomana kauniin kultaisessa metallihilassaan. Oppilaille jaettavat vuorosanat, monista ja leikkaa tarvittava määrä I) Cu 2+ kationin vuorosanat Cu 2+ kationi törmää sinkkiatomiin. Ja sitten alkaa tapahtua... Kuparikationi ( ihailevasti ): Onpas kivan näköisiä elektroneja sinulla. Sinähän olet sentään ihan neutraali! Sinkkiatomi ( huokaa ):...

Kuparikationi: Otan mielelläni vastaan ulkoelektronisi, jos se ei ole sinulle liiaksi vaivaksi. Sinkkiatomi luovuttaa 2 elektroniaan kuparikationille muuttuen sinkkikationiksi Zn 2+ ja pääsee vapaasti liuhottelemaan liuokseen. Kuparikationi puolestaan pelkistyy kupariatomiksi vastaanottaessaan 2 elektronia, ja tarttuu pelkistynyt ilme kasvoillaan sinkkipalan pintaan. I) Sinkkiatomin vuorosanat Cu 2+ kationi törmää sinkkiatomiin. Ja sitten alkaa tapahtua... Kuparikationi ( ihailevasti ):... Sinkkiatomi ( huokaa ): Olisi kiva olla välillä positiivinenkin! Eikä vain tällainen tylsä neutraali atomi tässä metallihilassa. Tässä sitä paikallaan nökötetään eikä pääse minnekään liikkumaan. Kuparikationi:... Sinkkiatomi luovuttaa 2 elektroniaan kuparikationille muuttuen sinkkikationiksi Zn 2+ ja pääsee vapaasti liuhottelemaan liuokseen. Kuparikationi puolestaan pelkistyy kupariatomiksi vastaanottaessaan 2 elektronia, ja tarttuu pelkistynyt ilme kasvoillaan sinkkipalan pintaan. Kuparikationi törmää metallisen alumiiniatomin pintaan. II) Cu 2+ kationin vuorosanat Kuparikationi 1 ( ihailevasti ): Onpas kivan näköisiä elektroneja sinulla. Sinähän olet neutraali! Alumiiniatomi 1( huokaa ):... Kuparikationi 1: Otan mielelläni vastaan 2 ulkoelektroniasi, jos se ei ole sinulle liiaksi vaivaksi. Alumiiniatomi 1:... Kuparikationi 1: Mitäs nyt sitten tehdään?

Kaksi muuta kuparikationia tulee paikalle. Kuparikationi 2: Mitä mitä mitä?? Jaetaanko täällä elektroneja? Kuparikationi 3: Mekin halutaan! Alumiiniatomi 2:... Kuparikationi 1: Hei kaverit! Nyt alumiinit haluavat antaa yhteensä 6 elektronia ja me halutaan ottaa yhteensä 6 elektronia, joten tämän pitäisi onnistua. Alumiiniatomit luovuttavat kukin 3 elektronia ja hapettuivat alumiini-ioniksi Al 3+ ja pääsivät liuhottelemaan vapaana (iloisesti) liuoksessa. Kukin kuparikationi Cu 2+ vastaanottaa 2 elektronia ja pelkistyy kiinteäksi kupariksi alumiini palan pintaan pelkistynyt ilme kasvoillaan. II) Alumiinii-atomin vuorosanat Kun kuparikationi törmää metallisen atomin pintaan. Kuparikationi 1 ( ihailevasti ):... Alumiiniatomi 1( huokaa ): Olisi kiva olla välillä positiivinenkin! Eikä vain tällainen tylsä neutraali atomi tässä metallihilassa. Tässä sitä paikallaan nökötetään eikä pääse minnekään liikkumaan. Kuparikationi 1:... Alumiiniatomi 1: Annan kaikki 3 ulkoelektroni tai en mitään! Kuparikationi 1:... Kaksi muuta kuparikationia tulee paikalle. Kuparikationi 2:... Kuparikationi 3:... Alumiiniatomi 2: Minäkin voin antaa 3 elektronia! Kuparikationi 1:... Alumiiniatomit luovuttavat kukin 3 elektronia ja hapettuivat alumiini-ioniksi Al 3+ ja pääsivät liuhottelemaan vapaana (iloisesti) liuoksessa. Kukin kuparikationi Cu 2+ vastaanottaa 2 elektronia ja pelkistyy kiinteäksi kupariksi alumiini palan pintaan pelkistynyt ilme kasvoillaan.

Kuparikationi törmää metallisen kulta-atomin pintaan III) Cu 2+ kationin vuorosanat Kuparikationi ( ihailevasti ): Onpas kivan näköisiä elektroneja sinulla. Sinähän olet neutraali! Kulta-atomi ( itserakkaasti ):... Kuparikationi: Mutta etkö sinä haluaisi kokeilla vapaan kationin elämää? Anna minulle 2 elektronia, niin pääset vapaaksi liuokseen liuhottelemaan. Ja samalla minä saisin hieman hengähtää tältä jatkuvalta liukettelulta. Kulta-atomi:... Kuparikatoni: Kaikki muutkin ovat tähän mennessä halunneet. Olenhan sentään jalometalli. Kulta-atomi: Ja niin kuparikationi jatkoi elämäänsä kationina kuparisulfaattiliuoksessa. Ja kulta säilyi muuttumattomana kauniin kultaisessa metallihilassaan. Kuparikationi törmää metallisen kulta-atomin pintaan III) Kulta-atomin vuorosanat Kuparikationi ( ihailevasti ):... Kulta-atomi ( itserakkaasti ): Kiitos kiitos! Yhdessä muodostamme ihanan kultaisen värisen atomihilan. Kuparikationi:... Kulta-atomi: Miksi ihmeessä minä sellaiseen ryhtyisin? Kuparikatoni:... Kulta-atomi: Mutta minä olenkin metalleista kaikkein jaloin. Ei minulla ole tarvetta luovuttaa elektroneitani sinulle. Ja niin kuparikationi jatkoi elämäänsä kationina kuparisulfaattiliuoksessa. Ja kulta säilyi muuttumattomana kauniin kultaisessa metallihilassaan.

Liite: Tukeva diasarja kertomuksen alkuun - Ensimmäisen dian voi muistinvirkistyksenä ottaa esille ennen aloittamista. - Viimeinen dia (jännitesarja) kannattaa jättää esille draaman ajaksi. Siihen voidaan palata loppukeskustelussa. V: Hapettuessaan Al luovuttaa 3 ulkoelektroniaan. Al -kationin varaus on +3. Elektronit menevät jollekin pelkistyvälle spesiekselle (kun jokin hapettuu, on jonkin toisen pelkistyttävä).