Kemia

Oppiaine ja tehtävä

Kemian opetus tukee opiskelijan luonnontieteellisen ajattelun ja nykyaikaisen maailmankuvan kehittymistä osana monipuolista yleissivistystä. Se ohjaa ymmärtämään kemian ja sen sovellusten merkitystä jokapäiväisessä elämässä, yhteiskunnassa ja ympäristöhaasteiden ratkaisemisessa. Opetuksessa perehdytään oppiaineen ja sen taustalla olevien tieteenalojen kieleen, käsitteistöön ja luonnontieteellisin menetelmiin rakentaa tietoa. Opiskelijan luonnontieteellinen lukutaito kehittyy, mikä auttaa opiskelijaa arvioimaan kriittisesti erilaisia arjen valintoja sekä näkökulmia yhteiskunnallisessa keskustelussa. Opetus herättää kiinnostusta kemian opiskelua ja kemian alan ammatteja kohtaan sekä antaa valmiuksia menestyä jatko-opinnoissa luonnontieteellisillä ja luonnontieteitä soveltavilla aloilla. Monipuolisilla oppimistilanteilla ja –ympäristöillä (kuten monipuolisella korkeakouluyhteistyöllä) edistetään opiskelijoiden mahdollisuuksia oppia yhdenvertaisesti ja tasa-arvoisesti.

Kemian opetus tukee opiskelijan käsitteiden ja ilmiöiden ymmärtämistä siten, että niiden makroskooppinen, mikroskooppinen ja symbolinen taso muodostavat loogisen kokonaisuuden. Opiskelijan aikaisemmista kokemuksista ja havainnoista edetään ilmiöiden kuvaamiseen ja selittämiseen sekä aineen rakenteen ja kemiallisten reaktioiden mallintamiseen kemian merkkikielellä ja matemaattisesti.

Kemian opetuksessa käytetään vaihtelevia ja monipuolisia opetus- ja opiskelumenetelmiä, joilla kehitetään opiskelijan käsitteellistä ja luonnontieteellisten menetelmien osaamista. Opetuksen keskeisiin lähtökohtiin kuuluu havainnointi ja tutkiminen. Nykyaikaiset laboratorioluokat mahdollistavat kokeellisen työskentelyn osana oppitunteja. Kokeellisuus eri muodoissaan tukee käsitteiden omaksumista ja ymmärtämistä, tutkimisen taitojen oppimista ja luonnontieteiden luonteen hahmottamista. Kokeellisessa työskentelyssä toimitaan kemikaali-, jäte- ja työturvallisuuslainsäädännön mukaisesti. Opiskelijat harjaantuvat ottamaan vastuuta omasta ja yhteisestä turvallisuudesta omakohtaisen työskentelyn kautta, jolloin myös työelämässä tarvittava turvallisuusosaaminen kehittyy.

Opiskelun edetessä tutkimisen taidot kehittyvät sekä kokonaisvaltaisesti että kunkin opintojakson keskeisten sisältöjen osalta. Tutkimisen taitojen perustana on kysymysten ja havaintojen tekeminen. Mittaaminen, luokitteleminen ja muut kokeellisen sekä akateemisen tutkimisen taidot kehittyvät erilaisten menetelmien harjoittelun kautta. Myös opiskelijan tiedon käsittelyn ja esittämisen taidot karttuvat. Kokeellisen työn taidot etenevät kohti oman tutkimuksen suunnittelua. Samalla opiskelija oppii tekemään johtopäätöksiä sekä arvioimaan ja argumentoimaan tutkimuksen tuloksia.

Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet

Kemian opetuksessa opiskelija omaksuu tietoja ja taitoja, jotka auttavat ymmärtämään kemian merkityksen oman arjen, terveyden ja elinympäristön kannalta, mikä tukee hyvinvointiosaamisen tavoitteita. Opiskelijalle muodostuu kyky tehdä arkielämässään valintoja, jotka ovat suotuisia hänen oman henkilökohtaisen terveytensä, ympäristön ja yhteiskunnan hyvinvoinnin kannalta. Kemian opiskelumenetelmät tukevat työskentelyä, jossa opiskelija tunnistaa omat vahvuutensa ja asettaa itselleen tavoitteita.

Suunnitelmallinen opiskelu on tärkeä arjen taito, joka vahvistaa opiskelijan jaksamista ja kehittää kykyä työskennellä myös muuttuvissa olosuhteissa.

Kemian opetuksen kokeellisuus ja opiskelijan oma tutkimuksellinen työskentely kehittävät työskentelyn ja yhteistyön taitoja sekä kriittistä ajattelua ja innostavat opiskelijaa kemian opiskeluun. Opiskelija kehittää vuorovaikutusosaamistaan ja oppii pitkäjänteisyyttä sekä vastuunottamista omasta työskentelystään monipuolisten työtapojen avulla, esimerkiksi projektioppimisella ja ryhmässä työskentelemällä.

Kemian opetuksessa tiedostetaan täsmällisen kielenkäytön ja arkikielen välinen ero luonnontieteissä. Universaalia kemian kieltä lähestytään opiskelijan havaintojen ja arkikielen näkökulmasta. Kemiassa kielitietoisuuden ja kielitaidon merkitys näkyy erityisesti käsitteistön oppimisessa ja omien päätelmien selkeässä ja johdonmukaisessa perustelemisessa.

Kemian opintojen aikana harjoitellaan erilaisten tekstien (esimerkiksi esseiden ja raporttien) kirjoittamista, kriittistä tulkitsemista, argumentointia ja analysointia. Monilukutaitoa kehitetään tulkitsemalla ja tuottamalla esimerkiksi kirjoitettua kieltä, kuvia, videoita, malleja, simulaatioita, taulukoita ja kuvaajia tai kemian merkkikieltä. Kemiassa erityinen monilukutaidon muoto on kyky tulkita ja esittää symbolisia malleja ja submikroskooppisia kuvallisia malleja samoista ilmiöistä. Myös tieto- ja viestintäteknologia on osa nykyaikaista ja monitieteistä osaamista tukevaa kemian opetusta. Sitä käytetään muun muassa tiedon etsimiseen, kokeellisten havaintojen keräämiseen, mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen, tuotosten laatimiseen ja esittämiseen sekä mallintamiseen ja simulointiin.

Tietokonepohjaisella mittausjärjestelmällä täydennetään perinteisiä välineitä, ja tutkimusaineistoa on mahdollista taltioida myös kuvina ja videoina.

Luonnontieteellisessä työskentelyssä luova osaaminen näkyy kykynä muodostaa kysymyksiä tarkasteltavista ilmiöistä sekä soveltaa, arvioida, yhdistellä ja analysoida hankittuja tietoja. Tutkimuksellinen opiskelu ja ongelmanratkaisu edellyttävät luovaa lähestymistapaa ja kehittävät luovaa ajattelua.

Kemian opetus tukee opiskelijan yhteiskunnallista osaamista sekä globaali- ja kulttuuriosaamista. Opetus kehittää opiskelijan valmiuksia osallistua yhteiskunnalliseen keskusteluun (esimerkiksi ympäristöasiat) ja yhteiseen päätöksentekoon syventämällä opiskelijan luonnontieteellistä ajattelua ja ymmärrystä tiedon luotettavuudesta, merkityksestä ja käytöstä. Luonnontieteellisen tiedon historiallinen kehitys avaa opiskelijalle näkymän sekä tieteellisen maailmankuvan kehitykseen että kemian merkitykseen yhteiskunnallisissa muutoksissa. Kemian innovaatioiden ja modernien sovellusten kautta opiskelija ymmärtää myös kemian merkityksen nyky-yhteiskunnassa, teknologiassa ja työelämässä. Kemiaa tarvitaan uusien ratkaisujen kehittämisessä sekä ympäristön ja ihmisten hyvinvoinnin turvaamisessa niin paikallisesti, kansallisesti kuin kansainvälisestikin.

Kemian opetus vahvistaa eettisyyttä ja ympäristöosaamista syventämällä opiskelijan ymmärrystä erilaisista ympäristöongelmista ja niihin johtaneista syistä. Opetus ohjaa opiskelijaa ottamaan vastuuta omasta toiminnastaan sekä ympäristöstä, käyttämään kemian osaamistaan kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä arvioimaan omia valintojaan luonnonvarojen kestävän käytön ja kiertotalouden kannalta. Opiskelija tunnistaa kemian tarjoamia ratkaisuja erilaisiin ympäristöhaasteisiin, kuten ilmastonmuutokseen ja luonnonvarojen riittävyyteen.

Tavoitteet

Kemian opetuksen yleiset tavoitteet liittyvät kemian merkitykseen, arvoihin ja asenteisiin, tutkimisen taitoihin sekä kemian tietoihin ja niiden käyttämiseen. Tavoitealueittain opetuksen yleiset tavoitteet ovat seuraavat.

Merkitys, arvot ja asenteet

Tavoitteena on, että opiskelija

tunnistaa kemian osaamistaan sekä kykenee asettamaan omia tavoitteitaan, kohtaamaan oppimishaasteitaan ja soveltamaan kemian opiskelustrategioita
osaa arvioida kemian ja siihen liittyvien teknologioiden tarjoamia ratkaisuja sekä niiden merkitystä yksilön, ympäristön ja yhteiskunnan kannalta
perehtyy kemian soveltamiseen monipuolisissa tilanteissa, kuten luonnossa, elinkeinoelämässä, järjestöissä tai tiedeyhteisöissä
saa mahdollisuuksia perehtyä kemian sovelluksiin vierailujen, korkeakouluyhteistyön tai työelämäyhteistyön (esimerkiksi yritysvierailujen) kautta paikallisella tai kansainvälisellä tasolla
saa riittävät jatko-opintovalmiudet luonnontieteellisille ja kemiaa soveltaville aloille.

Tutkimisen taidot

Tavoitteena on, että opiskelija

ymmärtää luonnontieteellisen tiedon luonnetta ja kehittymistä sekä tieteellisiä tapoja tuottaa tietoa itsenäisesti ja yhteisöllisesti
osaa kemian turvalliset työskentelytavat ja osaa käsitellä syntyneet kemikaalijätteet asianmukaisesti
osaa muodostaa kysymyksiä tarkasteltavista ilmiöistä ja kehittää kysymyksiä edelleen tutkimusten ja ongelmanratkaisun lähtökohdiksi
osaa suunnitella ja toteuttaa kokeellisia tutkimuksia itsenäisesti ja yhteistyössä muiden kanssa käyttäen kemialle tyypillisiä työmenetelmiä
osaa käsitellä, tulkita ja esittää tutkimusten tuloksia sekä analysoida ja arvioida niitä ja koko tutkimusprosessia

Kemian tiedot ja niiden käyttäminen

Tavoitteena on, että opiskelija

osaa käyttää ja soveltaa kemian keskeisiä käsitteitä johdonmukaisesti
jäsentää käsitystään luonnon rakenteista ja ilmiöistä luonnontieteiden käsitteiden ja periaatteiden avulla
ymmärtää kemian ilmiöitä ja periaatteita erilaisten sovellusten taustalla
osaa muodostaa, tulkita ja arvioida erilaisia malleja ilmiöiden kuvaamisessa ja selittämisessä sekä ennusteiden tekemisessä
osaa käyttää monipuolisesti asianmukaisia ohjelmia mallintamisen, laskennallisten ja graafisten ratkaisujen sekä tulosten ilmaisemisen välineenä
osaa käyttää monipuolisia tietolähteitä ja arvioida niitä kriittisesti kemian osaamisensa avulla.

Arviointi

Arviointi kohdistuu kemian yleisten tavoitteiden saavuttamiseen opintojaksokohtaisia tavoitteita ja keskeisten sisältöjen hallintaa painottaen. Oppimisprosessin aikana annettu arviointi ja palaute sekä itsearviointi tukevat opiskelijaa kemian osaamisensa tiedostamisessa ja kehittämisessä.

Arvioinnissa otetaan huomioon opiskelijan kyky ymmärtää ja tuottaa suullisesti ja kirjallisesti kemiallista tietoa. Arvioinnin kohteita ovat myös kemiallisen tiedon soveltaminen, luonnontieteellisten lainalaisuuksien ja syy- ja seuraussuhteiden ymmärtäminen sekä kokonaisuuksien hahmottaminen. Arvioinnissa kiinnitetään huomiota opiskelijan taitoon arvioida tietoa kriittisesti.

Arviointi perustuu monipuoliseen näyttöön ja opiskelijan käsitteellisten ja menetelmällisten tietojen ja taitojen havainnointiin. Kemiallisen tiedon ymmärtämistä ja soveltamista voidaan osoittaa eri tavoin, kuten selittämällä, graafisesti mallintamalla ja matemaattisia malleja käyttämällä. Erilaisten tuotosten lisäksi arvioidaan opiskelijan työskentelyä, kuten kysymysten muodostamista ja tutkimisen taitoja. Arvioinnissa otetaan huomioon taito työskennellä kokeellisesti, hankkia tietoa ja soveltaa sitä.

Pakolliset opinnot

KE1 Kemia ja minä (1 op)

Opintojaksossa vahvistetaan opiskelijan aiempaa kemian osaamista ja tuodaan näkyväksi kemian merkitystä opiskelijan omassa elämässä. Tutustuminen ainemäärän käsitteeseen esittelee kemiasta kvantitatiivisen puolen. Kokeellisessa työskentelyssä harjoitellaan erityisesti turvallista ja huolellista työskentelyä. Opintojaksossa korostuvat hyvinvointiosaamisen ja yhteiskunnallisen osaamisen laaja-alaiset tavoitteet.

Yleiset tavoitteet

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

saa kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta kemiaa ja sen opiskelua kohtaan
tutustuu kemian alan ammatteihin ja jatko-opintomahdollisuuksiin
saa valmiuksia osallistua kemiaan liittyvään yhteiskunnalliseen keskusteluun ja osaa arvioida tietolähteiden luotettavuutta
oppii käyttämään jaksollista järjestelmää kemiallisen päättelyn apuna
osaa käyttää ja soveltaa tietoa aineiden ominaisuuksista ja niiden turvallisuudesta arjen valinnoissa

osaa tutkia kokeellisesti esimerkiksi seoksen koostumusta ja pitoisuutta sekä ottaa huomioon työturvallisuusnäkökohdat.

Keskeiset sisällöt

arjen aineiden turvallisuuden arviointi ja kemian merkitys omassa elämässä
kemian merkitys työelämässä ja jatko-opinnoissa
jaksollinen järjestelmä ja atomin rakenne elektronikuorimallin avulla
puhtaat aineet, seokset ja erotusmenetelmät
ainemäärä ja konsentraatio

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: elintarvikkeet ja elintarvikelisäaineet, hivenaineet ja terveys sekä kuluttajan valinnat.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeellisilla tutkimuksilla: seoksen koostumuksen tai pitoisuuden selvittäminen erotusmenetelmiä käyttäen sekä liekkikokeet.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

KE2 Kemia ja kestävä tulevaisuus (1 op)

Opintojaksossa opiskelija syventää käsitystään kemiallisista sidoksista ja niiden merkityksestä aineen ominaisuuksille. Kokeellisessa työskentelyssä harjoitellaan erityisesti johtopäätösten tekemistä havainnoista. Opinnoissa tutustutaan myös luonnontieteiden ratkaisuihin kestävän elämäntavan edistämisessä. Opintojaksossa korostuvat monitieteisen ja luovan osaamisen sekä yhteiskunnallisen osaamisen laaja-alaiset tavoitteet.

Yleiset tavoitteet

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

saa kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta kemiaa ja sen opiskelua kohtaan, ja tutustuu kemian merkitykseen kestävän elämäntavan edistämisessä
tutustuu luonnontieteellisen tiedon luonteeseen ja sen kehittymiseen sekä tieteellisiin tapoihin tuottaa tietoa
osaa tutkia aineen ominaisuuksia kokeellisesti
osaa soveltaa aineen rakenteen malleja aineen ominaisuuksien vertailussa
ymmärtää, että kemia tarjoaa ratkaisuja ympäristölle ja yhteiskunnalle tärkeisiin kysymyksiin muiden luonnontieteiden kanssa.

Keskeiset sisällöt

tutustuminen joihinkin esimerkkeihin kestävän elämäntavan edistämisessä luonnontieteissä
aineen rakenteen mallien ja yhdisteen kaavan esittäminen
alkuaineiden ja yhdisteiden vahvat ja heikot sidokset sekä poolisuus
aineiden ominaisuuksien tutkiminen kokeellisesti ja selittäminen aineen rakenteen avulla

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: vesi ja ilma, alkuaineiden kierto ja riittävyys, elinkaariajattelu ja kiertotalous, vihreä kemia sekä atomi- tai sidosmallien historiallinen kehittyminen.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeellisilla tutkimuksilla: aineiden ominaisuuksien tutkiminen ja selittäminen sidosten avulla sekä veden ominaisuuksien tutkiminen.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

Opintojakso on osa Ilmastonmuutoksen opintokokonaisuutta.

Valtakunnalliset valinnaiset opinnot

KE3 Molekyylit ja mallit (2 op)

Opintojaksossa tarkastellaan hiilen yhdisteitä, niiden rakennetta ja ominaisuuksia. Tieto- ja viestintäteknologiaa käytetään molekyylien mallintamisessa. Hiilen yhdisteiden kemian merkitystä opiskelijan omaan elämään tarkastellaan hyvinvoinnin ja terveyden kannalta. Opintojaksossa painottuvat myös yhteiskunnallisen osaamisen ja globaaliosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.

Yleiset tavoitteet

Opintojakson 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 matemaattisesti
kvanttimekaaninen atomimalli, hybridisaatio
tutustuminen spektrien antamaan informaatioon aineen rakenteesta
hiiliyhdisteiden rakenne- ja stereoisomeria

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella muun muassa seuraavissa yhteyksissä: arjen ja elinympäristön yksinkertaiset molekyylit, kosmetiikka sekä lääkkeet ja esimerkiksi muut fysiologisesti vaikuttavat aineet.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeellisilla tutkimuksilla: hiilen yhdisteiden ominaisuuksien tutkiminen, hiilen yhdisteiden tunnistaminen funktionaalisten ryhmien osoitusreaktioilla, liuoksen valmistus ja laimentaminen sekä liuoksen pitoisuuden määrittäminen standardisuoran ja lineaarisen mallin avulla.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

KE4 Kemiallinen reaktio (2 op)

Opintojaksossa tarkastellaan erilaisia kemiallisia reaktioita ja niiden merkitystä elinympäristössä. Reaktioiden tarkastelussa edetään havainnoista reaktiotuotteiden päättelyyn ja reaktioyhtälön kirjoittamiseen sekä tasapainottamiseen. Reaktioyhtälöä käytetään myös reaktion kvantitatiivisessa tarkastelussa. Tässäkin opintojaksossa työskennellään kokeellisesti yksin ja ryhmissä. Tässä opintojaksossa painottuvat monitieteisen ja luovan osaamisen sekä vuorovaikutusosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.

Yleiset tavoitteet

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

saa kokemuksia 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 molekyylikaavat ja nimeäminen
saanto ja rajoittava tekijä kemiallisessa reaktiossa
ideaalikaasun tilanyhtälö
saostumis- ja hajoamisreaktio, palamisreaktio
protolyysi, neutraloituminen ja titraus analyysimenetelmänä
additio, eliminaatio, substituutio, kondensaatio ja hydrolyysi hiiliyhdisteissä sekä yleisimpien biomolekyylien muodostuminen
polymeroitumisreaktioita, polymeerien ominaisuuksia, käyttöä ja esimerkiksi muovien elinkaari.

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: saannon merkitys vihreän kemian kannalta, palamistuotteet ja ilmanlaatu, biomolekyylit ravinnossa, polymeerimateriaalit vaatteissa ja arjen käyttöesineissä sekä biotuotetekniikka ja modernit materiaalit.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tutkia esimerkiksi seuraavilla kokeellisilla tutkimuksilla: reaktion saannon määrittäminen, kaasua muodostavan reaktion havainnointi ja osoitusreaktiot, esterisynteesi ja -hydrolyysi, biomateriaalin valmistaminen sekä muovien ominaisuuksien tutkiminen.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

KE5 Kemiallinen energia ja kiertotalous (2 op)

Opintojaksossa 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 opintojaksossa korostuvat vuorovaikutusosaamisen tavoitteet.

Yleiset tavoitteet

Opintojakson 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 ja polttoanalyysin 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
tutustuminen tutkimuksen tai ongelmanratkaisun ideointiin ja suunnitteluun.

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: reaktiosarjat teollisuusprosesseissa, kaivosteollisuuden 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 elektrolyysin avulla, veden hajotus elektrolyyttisesti sekä polttokennon toiminnan tutkiminen.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

KE 6 Kemiallinen tasapaino (2 op)

Opintojaksossa otetaan käyttöön kemiallisen tasapainon käsite ja tarkastellaan sitä kvantitatiivisesti ja kvalitatiivisesti. Tieto- ja viestintätekniikan avulla esitetään tutkimustuloksia graafisesti ja tulkitaan tuloksia. Opintojaksossa painottuvat hyvinvointiosaamisen sekä eettisen ja ympäristöosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.

Yleiset tavoitteet

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

tunnistaa kemian merkityksen terveyteen ja ympäristöön liittyvien ongelmien ratkaisemisessa
osaa tutkia kokeellisesti reaktionopeuteen ja kemialliseen tasapainoon liittyviä ilmiöitä
osaa käyttää matemaattisia 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 matemaattinen käsittely
puskuriliuosten toimintaperiaate sekä elimistön ja luonnon puskurisysteemejä kvalitatiivisella tasolla
reaktionopeuteen ja tasapainoreaktioihin liittyvien ilmiöiden tutkiminen kokeellisesti sekä ilmiöiden mallintaminen ja analysointi graafisesti tietokonesovelluksilla
tutustuminen kemian tarjoamiin mahdollisuuksiin terveyteen taiympäristöön liittyvien ongelmien ratkaisemisessa.

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: vesi ja vedenpuhdistus, happamoitumisen ja ilmastonmuutoksen ehkäisy, savukaasujen puhdistus sekä lääkkeen tai jonkin peruskemikaalin tuotantoprosessin tehokkuus ja ympäristövaikutusten arvioiminen.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeellisilla tutkimuksilla: reaktionopeuden määrittäminen massan tai tilavuuden muutosta mittaamalla, vahvan ja heikon protolyytin titrauskäyrien laatiminen, tasapainotilaan kuten kompleksinmuodostukseen vaikuttaminen sekä puskuriliuoksen valmistaminen ja puskurointikyvyn tutkiminen.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

Koulukohtainen syventävä

KE 7 Kemian kertaus (2 op)

Moduulissa täydennetään ja syvennetään lukion kemian eri osa-alueiden osaamista. Opintojen aikana harjoitellaan eritasoisia tehtäviä, joiden avulla opiskelija voi kerrata kemian keskeisiä käsitteitä, ilmiöitä, sovelluksia ja laskuja. Ylioppilastehtävien taso, rakenne ja vaatimukset tulevat myös tutuiksi. Moduuli valmistaa ja valmentaa opiskelijaa lukion kemian kokonaiskuvan muodostumisessa.

Yleiset tavoitteet

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

kokoaa, syventää ja kertaa pääkohtia kemian oppimäärästä
saa hyvät valmiudet ylioppilaskirjoituksiin, pääsykokeisiin ja jatko-opintoihin

Keskeiset sisällöt

Moduulissa käsitellään kokoavasti KE1- KE6 moduulien asioita painottaen moduulien välisiä yhteyksiä. Haetaan myös yhteyksiä käytäntöön.

Sidokset: heikot ja vahvat
Reaktiot: reaktioyhtälö ja tasapainotus, hapettuminen ja pelkistyminen, reaktiosarjat ja samanaikaiset reaktiot, kaasureaktiot, tasapainoreaktiot, saostusreaktiot, jne.
Mallit ja teoriat: kvanttimekaaninen malli, VSEPR, Hybridisaatio
Spektroskopia: MS, IR, NMR, Röntgenkristallografia

Arviointi

Kurssin arviointi perustuu monipuoliseen näyttöön. Kurssi arvioidaan suoritusmerkinnällä (S = suoritettu/H = hylätty).