Sähkökemia

Osaamistavoite: sähkökemiallisten ilmiöiden ymmärtäminen ja huomioon ottaminen omassa ammatissa

Ilman sähkökemian sovelluksia nykyaikainen elämänmeno ei olisi mahdollista: miltei jokainen kantaa sähkökemiallisen sovelluksen varassa toimivaa laitetta taskussaan. Elektrolyysi puolestaan on tarpeellinen esimerkiksi raakametallien puhdistuksessa ja metallien päällystämisessä toisella metallilla esimerkiksi korroosion estämiseksi.

Tässä osiossa tehdään ensin itsenäisesti kaksi valmistavaa tehtävää, joiden tekeminen antaa varsinaisessa tehtävässä tarvittavat perustiedot. Jos et onnistu löytämään vastauksia valmistavien tehtävien kysymyksiin, kysy apua kaverilta tai ota yhteys opettajaan. Vain varsinainen tehtävä palautetaan tarkastettavaksi.

Valmistava tehtävä 1: Metallien jännitesarja

Eri aineilla on erilainen taipumus luovuttaa ja ottaa vastaan elektroneja. Kun aine luovuttaa elektroneja toiselle aineelle, aineen sanotaan hapettuvan. Jos aine ottaa vastaan elektroneja, se pelkistyy. Metallit voidaan järjestää pelkistymispyrkimyksensä mukaan metallien jännitesarjaksi.

Tutustu vapaavalintaista lähdettä käyttäen metallien sähkökemialliseen jännitesarjaan.

Selvitä, mitä tarkoittaa a) epäjalo metalli, b) jalo metalli, c) hapetusluku

Valmistava tehtävä 2: Sähkökemiallinen kenno

Sähkökemiallisia kennoja on kahta tyyppiä: galvaanisia kennoja ja elektrolyysikennoja.

Tutki haluamastasi lähteestä, mitä eroa on galvaanisella kennolla ja elektrolyysikennolla.

Selvitä, mitä tarkoitaa a) anodi, b) katodi, c) sähkömotorinen voima (lähdejännite)

Yllä oppimaasi ja metallien jännitesarjaa hyödyksesi käyttäen anna selitys seuraaville ilmiöille:

• Raakaan perunaan työnnetään kuparinaula ja pätkä magnesiumnauhaa niin, että ne eivät kosketa toisiaan. Tämän jälkeen kiinnitetään naulaan ja nauhaan sähköjohtimet, joiden toiset päät kiinnitetään lamppuun. Lamppu syttyy. Miksi?
• Henkilö, jolla on hampaassa amalgaamipaikka (amalgaami sisältää elohopeaa), haukkaa suklaalevyä, johon on jäänyt kiinni pala aluminiinifoliota. Suussa tuntuu aika jännältä. Miksi?

Varsinainen tehtävä: Sähkökemian sovelluksia

Sähkökemian sovelluksia ovat mm.

• paristot ja akut
• elektrolyysi
• korroosion estämisessä käytettävät menetelmät

Valitse yllä mainituista sovelluksista yksi ja laadi siitä kertova PowerPoint-esitys (saa käyttää toki myös LibreOffice Impressiä). Esityksen tulee olla sellainen, että muut oman alasi opiskelijat voivat käyttää sitä oppimateriaalina: älä siis unohda etsiä esitykseesi sopivia kuvia (muista lähdeviite myös kuviin!), kaavioita ja käytännön esimerkkejä sovellusten käytöstä.

Palauta valmis esitys Fronteriin VerkkoKEMIAn palautuskansioon tai muuhun sovittuun paikkaan.