Hyppää pääsisältöön
Aihesivun Kemia pääkuva

Metallit ja materiaalit

Sähkökemia on kemian osa-alue, joka tutkii hapettumis-pelkistymis-ilmiöitä, joissa kuluu tai syntyy sähköenergiaa. Sähkökemian sovelluksia ovat esimerkiksi akut, paristot ja polttokenno. Nykyään kännykät kuluttavat entistä enemmän sähköä monipuolisempien ominaisuuksiensa vuoksi. Tutkijoilla onkin jatkuva haaste kehittää entistä pienempiä, tehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä akkuja.

Tietolaatikko

Opetussuunnitelman mukaiset kurssin tavoitteet ovat, että opiskelija

  • tuntee teollisesti merkittäviä raaka-aineita sekä niiden jalostusprosesseja
  • tuntee hapettimia ja pelkistimiä ja niiden käyttöä sekä osaa kirjoittaa hapettumis-pelkistymisreaktioita
  • osaa sähkökemiallisten ilmiöiden periaatteet sekä niihin liittyviä kvantitatiivisia sovelluksia
  • tuntee erilaisia materiaaleja, niiden koostumusta, ominaisuuksia ja valmistusmenetelmiä sekä kulutustavaroiden ympäristövaikutusten arviointiin käytettäviä menetelmiä
  • osaa tutkia kokeellisesti ja malleja käyttäen metalleihin ja sähkökemiaan liittyviä ilmiöitä.

Metallit ja epämetallit

Metalleille tyypillisiä ominaisuuksia ovat metallinkiilto sekä hyvä lämmön- ja sähkönjohtokyky. Ne ovat sitkeitä ja helposti muokattavia. Metalleja saadaan kallioperästä, mutta harvoin puhtaana alkuaineena. Metallit esiintyvät yhdisteinä malmeissa, josta ne erotetaan eli rikastetaan. Epämetallit ovat alkuaineita, jotka vastaanottavat elektroneja kemiallisissa reaktioissa, päinvastoin kuin metallit. Epämetallit muodostavat hapen kanssa reagoidessaan oksideja, jotka muodostavat happoja. Näin syntyvät esimerkiksi happosateet.

Kokeellinen kemia tuotekehittelyn apuna

Kemian tutkimuksen päätavoitteena on nykypäivänä tuottaa uusia materiaaleja. Kokeellisen kemian osaaminen on tärkeässä roolissa uusien materiaalien kehittelyssä ja testaamisessa. Esimerkkinä uusista materiaaleista ovat komposiitit, jotka ovat kahden tai useamman materiaalin yhdistelmiä, joissa materiaalit toimivat yhdessä, mutta eivät ole liuenneet tai sulautuneet toisiinsa. Apuna nykypäivän kokeellisen kemian työskentelyssä ovat kromatografiset ja spektrometriset menetelmät.

Kemian uusia materiaaleja

Tutkija Pekka Ruuskanen kertoo älykkään materiaalin määritelmästä ja sen ominaisuuksista.

Tutkija Pekka Ruuskanen kertoo älykkään materiaalin määritelmästä ja sen ominaisuuksista. Älykäs materiaali voi ottaa ympäristöstään informaatiota, käsitellä informaatiota ja toimimaan sen informaation perusteella loogisesti ennakoitavalla ja toistettavalla tavalla. Videossa esitellään nk. "muisti metalli". Metalli palautuu lämmitettäessä samaan muotoon, kun se oli alussa. Muodonmuutos aiheutuu kiderakennemuutoksen vuoksi.

Siirtymämetallit

Jaksollisen järjestelmän suuressa lohkossa sijaitsee siirtymämetallit. Näitä ovat mm. rauta, kupari, kulta ja elohopea. Siirtymämetalleilla on samantapaiset fysikaaliset ja kemikaaliset ominaisuudet. Ne eivät reagoi yhtä helposti kuin ryhmien 1 ja 2 metallit.

Keraamimetalliyhdistelmämateriaali

Videossa esitellään kuinka hyvin keraamimetalliyhdistelmämateriaali kestää ja suojaa luodilta. Videossa materiaalia verrataan myös panssariteräkseen. Keraamimetalliyhdistelmä on kestävämpi luotisuojamateriaalina.

  • 2021 kevät: kemia

    Kemian yo-koe ja oikeat vastaukset.

    Tällä sivulla pääset joko katselemaan Ylioppilastutkintolautakunnan laatimaa koetta (katseluversio) tai harjoittelemaan tekemällä sen itse (harjoittelukoe). Katseluversio ja hyvän vastauksen piirteet julkaistaan yo-koepäivänä ja harjoitteluversio mahdollisimman pian kokeen jälkeen.

  • 2020 syksy: kemia

    Kemian yo-koe ja vastaukset.

    Tällä sivulla pääset joko katselemaan Ylioppilastutkintolautakunnan laatimaa koetta (katseluversio) tai harjoittelemaan tekemällä sen itse (harjoittelukoe). Katseluversio ja hyvän vastauksen piirteet julkaistaan yo-koepäivänä ja harjoitteluversio mahdollisimman pian kokeen jälkeen.

  • 2020 kevät: kemia

    Kemian yo-koe ja vastaukset.

    Tällä sivulla pääset joko katselemaan Ylioppilastutkintolautakunnan laatimaa koetta (katseluversio) tai harjoittelemaan tekemällä sen itse (harjoittelukoe). Katseluversio ja hyvän vastauksen piirteet julkaistaan yo-koepäivänä ja harjoitteluversio mahdollisimman pian kokeen jälkeen.

  • 2019 syksy: kemia

    Kemian yo-koe ja vastaukset.

    Tällä sivulla pääset joko katselemaan Ylioppilastutkintolautakunnan laatimaa koetta (katseluversio) tai harjoittelemaan tekemällä sen itse (harjoittelukoe). Katseluversio ja hyvän vastauksen piirteet julkaistaan yo-koepäivänä ja harjoitteluversio mahdollisimman pian kokeen jälkeen.