EDUMOL - Kemia yläkoulu

• 7.1 pHTAVOITE: Tutustuminen pH-asteikkoon ja indikaattoreihin.
  SISÄLTÖ: pH-asteikko, indikaattori, hapan, emäksinen, neutraali

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Millainen on happojen pH-arvo? Millainen on emästen pH-arvo? Mikä on neutraalin liuoksen pH-arvo?

  Indikaattorit

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mitä indikaattori ilmaisee? Millaisia indikaattoreita videossa mainitaan?

  Helsingin yliopiston ja Teknillisen korkeakoulun biokemian professori A. I. Virtanen (1895–1973) oivalsi happamuuden eli pH-arvon merkityksen biologisissa säilöntäprosesseissa. Vuonna 1925 hän kehitti voisuolan parantamaan voin säilyvyyttä ja vuonna 1928 happoliuoksen parantamaan karjarehun laatua. Jälkimmäisestä hän sai Nobelin kemian palkinnon 1945. Voin viennillä on Suomessa vuosisataiset perinteet. 1900-luvun alussa kesällä tuotetusta voista sai parhaan hinnan, kun sen myi syksyllä ja talvella Englannissa. Hapatetun voin vientiä rajoitti voin huono säilyvyys. Maku muuttui nopeasti varastoinnin aikana. Englantilaisten suosima hapatetusta kermasta kirnuttu voi alkoi jo muutamassa viikossa maistua ”suolasillivedeltä ja valopetrolilta”. Makeampi hapattamaton australialainen ja uusiseelantilainen voi säilyi paremmin. Vuonna 1925 nuori suomalainen biokemisti A. I. Virtanen havaitsi, että kun voin vetyionipitoisuutta lasketaan eli sen pH-arvoa nostetaan yli 6,0:n, makuvirheitä ei synny. Keksintö otettiin käyttöön jo seuraavana vuonna. Voinvienti-osuusliike Valio, joka perustettiin 1905 viemään jäsenmeijeriensä voita ja juustoja ulkomaille, lisäsi voihin dinatriumfosfaatilla ja natriumkarbonaatilla puskuroitua neutraloivaa AIV-voisuolaa. Suolan ansiosta Valio sai merkittävän vientiedun ja vakiinnutti kilpailuasemansa Englannissa. Vaikka suola otettiin nopeasti jokapäiväiseen käyttöön suomalaisissa meijereissä, julkisuudessa AIV-voisuolasta ei puhuttu. Ulkomailla hämmästeltiin ihmeen hyvin säilyvää voita. Asiantuntijat tulivat Suomeen selvittääkseen säilyvyyden syyn. Keksintö pysyi kuitenkin salaisuutena 14 vuotta, kiitos meijeritoiminnan palveluksessa eri asemissa olevien henkilöiden solidaarisuuden ja isänmaallisuuden, kuten Virtanen itse asian ilmaisi. Salaisuus paljastui lopulta virolaisille. Lähteet ja linkit Helsingin ylopisto - AIV Yle - Dokumentti A.I.Virtasesta (55 min)

  A.I Virtanen postimerkissä

  
  
  

• 7.2 Hapot ja emäksetTAVOITE: Tutustutaan yleisimpiin happoihin ja emäksiin.
  SISÄLTÖ: Vahvat hapot, heikot hapot

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mitä happoja videossa mainitaan? Paina mieleesi vahvojen happojen kemialliset kaavat. Mitä alkuainetta on kaikissa hapoissa?

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mitä emäksiä videossa mainitaan? Paina mieleesi ammoniakin kaava.

  Kuningasvesi (AQUA REGIA) Kuningasvesi on voimakkaasti syövyttävää, höyryyntyvää keltaista tai punaista nestettä. Se on suolahapon ja typpihapon seos yleensä suhteessa 3:1. Se on yksi harvoista hapoista, jotka syövyttävät kultaa ja platinaa. Koska kulta ja platina ovat vetyä jalompia, syövyttävyys ei kuitenkaan perustu happamuuteen vaan happojen yhteisvaikutukseen. Typpihappo kykenee syövyttämään häviävän pienen määrän kultaa. Suolahappo taas toimii kloridi-ionien lähteenä ja ajaa typpioksidin ja kullan reaktiota eteenpäin. Lähde Wikipedia - Kuningasvesi

  Kuningasvesi pitää valmistaa juuri ennen käyttöä, sillä se hajoaa itsestään.

  
  
  

• 7.3 Vahvat ja heikot hapotTAVOITE: Oppia, mistä happamuus johtuu.
  SISÄLTÖ: Happo, oksonium-ioni

  Osa 1

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Miten happo määritellään? Miten emäs määritellään? Miten oksonium-ioni syntyy?

  Osa 2

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mikä erikoinen ominaisuus vedellä on? Mikä on vahvan ja heikon hapon ero?

  Coca-cola, kuten muutkin limonadit, sisältää hiilihappoa. Coca-Colan pH-arvo on 2,56 eli se on erittäin hapanta. Happamuus ei johdu ainoastaan hiilihaposta, sillä juomas sisältää muitakin happoja, kuten fosforihappoa. Amerikkalainen John Pemberton kehitti Coca-Cola 1800-luvun loppupuolella lääkkeeksi parantamaan päänsärkyä. Aluksi hänen takapihallaan valmistamansa keitos muistutti enemmänkin siirappia kuin juomaa. Tuote ei myynyt hyvin lääkkeenä. Kun Pemberton oli lisännyt valmistamaansa seokseen soodavettä, ihmiset rakastuivat syntyneeseen uuteen juomaan, ja Coca-Cola oli valmis menestymään. Coca-Colaan käytettiin vuoteen 1903 asti tuoreita kokalehtiä ja lasillinen Coca-Colaa sisälsi tuohon aikaan vielä täysin laillista kokaiinia. Toinen Coca-Colan alkuperäisreseptissä käytetty raaka-aine oli kolapähkinä, joka sisältää runsaasti kofeiinia. Coca-Colan varsinainen valmistuskaava on edelleen erittäin suojeltu salaisuus. Lähde Wikipedia - Coca-Cola

  Vuonna 1952 Helsingissä järjestettiin olympiakisat ja Coca-Cola saapui Suomeen.

  
  
  

• 7.4 Vahvat ja heikot emäksetTAVOITE: Oppia, mistä emäksisyys johtuu.
  SISÄLTÖ: Hydroksidi-ioni, emäs

  Osa 1

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mitä ammoniakille tapahtuu vesiliuoksessa? Mikä aiheuttaa emäksisyyden? Miksi osa ammoniakista jää reagoimatta veden kanssa?

  Osa 2

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mitä vahvalle emäkselle tapahtuu vesiliuoksessa?

  Lipeä eli natriumhydroksidi on vahva emäs ja erittäin tärkeä teollisuuskemikaali, jota tarvitaan esimerkiksi paperin valmistukseen. Kotitalouksissa natriumhydroksidia käytetään mm. tukkeutuneiden putkien avaamiseen. Koululaboratoriossa tai vaikka kotona voidaan valmistaa saippuaa. Saippuoinnissa natriumhydroksidin annetaan reagoida rasvan kanssa. Kun rasvan ja natriumhydroksidin seosta keitetään jonkin aikaa, muodostuu saippuaa. Monet iäkkäät suomalaiset muistavat lapsuudestaan saippuan valmistuksen. Saippuaan tarvittava rasva saatiin teurastetuista eläimistä. Kaupasta sai ostaa sodan jälkeen lipeätabletteja, joita laitettiin eläinrasvan sekaan. Rasvaa ja lipeää keitettiin ulkona hiljaisella tulella useita tunteja. Keittämisen loppuvaiheessa seokseen lisättiin suolaa ja näin saatiin saippua nousemaan keittoastian pintaan. Keittäminen lopetettiin ja saippua kerättiin talteen. Tämän jälkeen saippua leikattiin sopivan kokoisiksi palasiksi ja kuivattiin myöhempää käyttöä varten.

  Natriumhydroksidi on vahva emäs

  
  
  

• 7.5 NeutraloituminenTAVOITE: Oppia, miten neutraloituminen tapahtuu.
  SISÄLTÖ: Neutraloituminen, oksonium-ioni, hydroksidi-ioni

  Osa 1

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Miten neutraloitumisreaktio tapahtuu? Miten pH-arvo liittyy oksonium-ioneihin?

  Osa 2

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mitä reaktiotuotteita neutraloitumisessa muodostuu?

  Poliisi pidätti Puolasta lannoitteita tilanneen lahtelaismiehen Lahtelainen 18-vuotias mies on pidätetty, koska hänen nimellään oli tilattu Puolasta räjähteen valmistamiseen soveltuvaa lannoitetta. Poliisi ei kuitenkaan usko, että miehellä oli aikeita rakentaa ihmisten vahingoittamiseen tarkoitettua pommia. Suomen tullin huomion keräsi tiistaina Puolasta Suomeen saapunut lentolähetys, joka sisälsi lannoitteena käytettävää ammoniumnitraattia. Samasta lannoitteesta Norjan joukkosurmat tunnustaneen Anders Behring Breivikin uskotaan rakentaneensa räjähteensä. Samana päivänä poliisi otti kiinni 18-vuotiaan lahtelaismiehen, jolle lähetys oli osoitettu. Poliisin kuulusteluissa ei ole kuitenkaan tullut esiin mitään, mikä viittaisi siihen, että mies olisi ollut aikeissa rakentaa lannoitteesta voimakasta, vahingoittamistarkoitukseen suunniteltua räjähdettä. Miehen kertoman mukaan hän on kiinnostunut pyrotekniikasta ja suorittanut pieniä räjähdekokeita useiden vuosien ajan. Hänellä ei uskota olevan yhteyksiä muihin alan tahoihin. Lähteet ja linkit yle.fi (28.7.2011) Yle - Ammoniumnitraatti

  
  
  

• 7.6 Harjoituksia neutraloitumisesta TAVOITE: Oppia, miten neutraloituminen tapahtuu.
  SISÄLTÖ: Neutraloituminen, reaktioyhtälön kirjoittaminen

  Harjoitus 1

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mitä reaktiotuotteita neutraloitumisessa muodostuu? Mitä tarkoitetaan reaktioyhtälön tasapainottamisella?

  Harjoitus 2

  TARKASTELE SEURAAVIA ASIOITA: Mikä on kalium-ionin varaus? Mikä on nitraatti-ionin varaus?

  Vihreä tee on peräisin Kiinasta ja Japanista. Musta ja vihreä tee valmistetaan saman teepensaan lehdistä. Lehdet käsitellään kuitenkin eri tavalla. Molempien teelaatujen lehdet kuivataan aluksi. Mustaa teetä valmistettaessa kuivatut lehdet fermentoidaan. Fermentointi antaa teelle voimakkaan maun, mutta samalla lehdistä haviää lukuisia terveyttä ylläpitäviä kemikaaleja. Vihreässä teessä nämä lukuisat "hyvät" kemikaalit ovat jäljellä ja vihreää teetä pidetäänkin mustaa teetä terveellisempänä. Antioksidanttien, erityisesti katekiinien, korkea pitoisuus tekee vihreästä teestä monipuolisen terveysjuoman. Lukuisien hyvien aineiden kärkeen nousee katekiinivariantti EGCG. Tutkimuksen mukaan kaksi kupillista vihreää teetä sisältää yhtä paljon antioksidantteja kuin viisi annosta hedelmiä ja kasviksia.Vihreä tee on yleensä haalean vihreän tai keltaisen väristä. Terveellisten katekiinien lisäksi vihreä tee sisältää mm. kofeiinia, C-vitamiinia, B-vitamiineja, erilaisia flavonoideja, polysakkarideja ja theaiinia, joka aikaansaa vihreän teen tyypillisen maun.

  Energiaminimi periaate määrää sidosenergian suuruuden.