Pieniä ongelmia projektin teossa.....

Hei!
Työssämme on ilmennyt muutamia ongelmia - varsinkin kokeellisen työn yhteydessä. Aiheemme "Elektroniikan metallit" osoittautuikin hankalammaksi, kuin aluksi luulimme. Tietoa löytyy enimmäkseen englannin kielellä ja ainoastaan metalleista, joita käytetään elektroniikan laitteissa. Muun muassa metallien määrästä eri koneissa ja siitä, että miksi niitä käytetään löytyy hyvin vähän, jos ollenkaan... Suunnitelmamme eri metallien sähkövirran mittaamisestakin epäonnistuivat, sillä emme saaneet tarpeeksi tarkkoja tuloksia, vaan saman 0,1:n desimaaliluvun kaikille kolmelle metallille. Yritimme miettiä erilaisia vaihtoehtoja tälle kokeelle, mutta pohdintamme tuloksena totesimme, että aiheestamme on melko hankala keksiä kokeellista työtä. Osittain kenties sen takia, että eri metalleja käytetään eri laitteissa, mutta myös siksi, että koulun välineillä on melko hankalaa tehdä hankalampia kokeita. Päätimmekin jättää aiheestamme kokeellisen työn pois ja keskittyä tiedon hakuun ja teoreettiseen tutkintaan.

Kokeemme tarkoituksena oli tutkia kolmen eri metallin - kuparin, hopean ja raudan - sähkönjohtavuutta. Mittasimme ensin metallipalojen pinta-alat pituuden ja ympärysmitan avulla. Tämän jälkeen kiinnitimme yhden palan molemmista päistä hauen leukoihin ja kytkimme hauen leukojen johdot resistanssimittariin. Saimme kaikista kolmesta metallista resistenssiksi 0,1. Tämän vuoksi päätimme jättää kokeellisen kokeen kokonaan pois, koska tulokset olisivat olleet niin epämääräisiä, että ne olisivat olleet hyödyllisiä tutkimuksemme kannalta.

Essi, Zaeed ja Miira

Kokeellisen työn tulokset

Hei!
Viimeisimmällä kemian tunnillla tiistaina 20.11. saimme kokeellisen työn tulokset. Kokeellinen järjestelymme oli käynnissä yhteensä kuusi päivää.

Kaikissa kuvissa vasemmalta katsottuna ensimmäisessä keitinlasissa/koeputkessa on metallin lisäksi vettä, toisessa kylläistä ruokasuolaliuosta, kolmannessa laimeaa ruokasuolaliuosta, neljännessä natriumhydroksidiliuosta ja viidennessä suolahappoa.

Kuvassa näkyvät kaikki keitinlasit, joissa oli ruostumatonta terästä. Tuloksessa yllätti se, että viidestä keitinlasista neljässä se oli ruostunut. Ainoastaan keitinlasissa, jossa oli natriumhydroksidiliuosta ruostumaton teräs säilyi ruostumattomana.

Tässä kuvassa näkyvät kaikki keitinlasit, joissa oli alumiinia. Alumiinin palasista vain se, joka oli suolahapossa säilyi muuttumatomana. Vedessä olleen palasen pinnalla oli vähän kuplia, ja laimeassa ja väkevässä ruokasuolaliuoksessa olleissa palasissa väri oli tummunut ja liuokseen oli ilmestynyt hötöä. Alumiinin reaktio natriumhydoksidiliuoksessa oli yllättävin. Se reagoi heti alusta asti kiivaasti.

Tässä kuvassa ovat koeputket, joissa oli kuparia. Kupari oli tummunut jokaisessa koeputkessa, ja sen lisäksi ruokasuolaliuoksiin oli ilmesynyt kellertävää ja vihertävää sakkaa.

Rautanaulat olivat ruostuneet kolmessa ensimmäisessä koeputkessa, eli vedessä ja laimeassa ja kylläisessä ruokasuolaliuoksessa. Kahdessa viimeisimmässä koeputkessa, joissa oli natriumhydroksidiliuosta ja suolahappoliuosta, ei ollut tapahtunut mitään muutosta.

Viimeisenä kokeenamme olivat kuparilla päällystetty rautanaula, johon oli tehty naarmu sekä rautanaula magnessiumista tehdyn uhrianodin kanssa. Naarmutettu rautanaula oli ruostunut naarmun kohdalta.
Toisessa koeputkessa oleva uhrianodi oli tummunut ja naula oli ruostunut vain anodin ulkopuolelta.


Otso, Janne, Janika

Lyijyakun teko

Valmistimme lyijyakun. Siihen tarvitsimme kaksi lyijyelektrodia, virtalähteen, johtimia, hauenleukoja ja keitinlasin. Elektrolyyttina meillä oli 1-molaarista rikkihappoa. Tällä lyijyakulla yritimme ladata vanhaa Nokia 3310-puhelinta.


Kokosimme lyijyakun laitteiston niin, että laitoimme noin 50 ml rikkihappoa keitinlasiin, jonne laitoimme lyijyelektrodit. Elektrodit yhdistettiin johtimilla virtalähteeseen.

Suoritimme työn niin, että yhdistimme lyijyakun virtalähteeseen (jännite 6 volttia), jonka avulla latasimme sen. Latasimme akkua noin 3 minuuttia, mutta huomattuamme, että se ei toiminut, latasimme sitä lisää. Toisen latauksen jälkeen saimme akun jännitteeksi 1,9 V. Se vastasi aika hyvin sitä volttimäärää (2 volttia), mikä lyijyakusta pitäisi tulla. Tämä ei kuitenkaan ollut tarpeeksi paljon kännykän lataamista varten.

 Kasattulaitteisto --->







<--- Hapettunut ja pelkistynyt lyijylevyt

Torstaina 15.11.2012

Hei!

Tänään aloitimme tutkimuksemme kokeellisen osuuden. Aiheenamme on metallien korroosionkestävyys. Tutkimme korroosionkestävyyttä alumiinilla, ruostumattomalla teräksellä, kuparilla, raudalla, kuparilla päällystetyllä naulalla, jossa on naarmu sekä raudalla uhrianodin kanssa. Teimme yhteensä 22 koetta. 

Aloitimme alumiinilla tehtävillä kokeilla. Laitoimme yhden palan alumiinia veteen, laimeaan ruokasuolaliuokseen, kylläiseen ruokasuolaliuokseen, natriumhydroksidiliuokseen sekä suolahappoliuokseen. 

Saman järjestelyn teimme myös raudalle, kuparille ja ruostumattomalle teräkselle. Kaikki metallipalat puhdistettiin ennen liuoksiin laittamista. 

Näiden kokeiden lisäksi teimme kokeen, jossa rautanaula laitetaan uhrianodin kanssa veteen. Uhrianodina toimi magnesiumnauha, joka kieritettiin rautanaulan ympärille. 

Viimeisessä kokeessamme päällystimme rautanaulan kuparilla elektrolyysin avulla, teimme siihen naarmun ja laitoimme veteen. 

Jatkossa tarkistamme kokeidemme etenemisen tasaisin väliajoin.

Alapuolella kuva koejärjestelystämme.

Otso, Janne, Janika

Akku ryhmä esittää

 Esitelmämme aihe on metallit akkuteollisuudessa. Taustatietona haluamme
tutkia mitä eri metalleja akkuteollisuudessa käytetään ja kuinka paljon.
Tutkimme millaisissa akuissa eri metalleja käytetään sekä millaisia eri
akkuja on olemassa ja millaisissa paikoissa niitä käytetään. Miten akun
suunniteltu toimintatarkoitus vaikuttaa metallien valintaan? Miten akuissa
olevat metallit vaikuttavat sen ympäristöystävällisyyteen? (Esim.
Raskasmetallit?) Haluamme keskittyä erityisesti lyijyakkuun ja sen koko
elinkaareen. Mitä hyötyjä ja haittoja lyijyakun käyttöön liittyy? Miksi
sitä kannattaa käyttää vaikka se on ympäristölle haitallinen? Mitä
reaktioita lyijyakun sisällä tapahtuu? Miten lyijyakku on kehittynyt?
Mitkä tekijät vaikuttavat sen toimintaan? Kokeellisuutta voisi työhön
liittää esimerkiksi rakentamalla yksinkertaisen lyijyakun, jollaista
käytetään esimerkiksi autoissa. - Pb(s) | H2SO4 | PbO2 (s) +

http://m.youtube.com/#/watch?v=rhIRD5YVNbs&desktop_uri=%2Fwatch%3Fv%3DrhIRD5YVNbs&gl=FI
Tässä on hyvä video lyijyakun toimintaperiaattesta.

http://www.av8n.com/physics/lead-acid.htm
Tässä on kerrottu akussa tapahtuvista reaktioista.

Riina, Joni ja Ivar

Eeron vierailu

Viime vuoden projektilainen Eero kävi kertomassa ryhmänsä projektista tiistaiaamun tunnillamme. Eeron ryhmän aiheena oli ollut kuparin ominaisuudet ja käyttö. Tutkimusraporttina oli powerpoint-esitys, johon liittyi kokeellinen työselostus. Ominaisuuksista ryhmä oli tutkinut mm. kuparin tiheyttä ja resistiivisyyttä. Lämmönjohtavuutta tutkittiin itsekeksimällä menetelmällä, jota ryhmä epäili hiukan epätarkaksi, mutta ilmeisesti jonkilaisia tuloksia silläkin saatiin.

Eeron mielestä projekti oli ollut antoisa ja mielenkiintoinen. Erityisen mukavaa oli tehdä tutkimusta itsenäisesti ja innovatiivisesti. Tässä joitakin Eeron ajatuksia vinkiksi teille nykyprojektilaisille:

- Outotecin asiantuntijoiden pitämät luennot esim. työmetodeista olivat hyviä ja mielenkiintoisia.
- Outotecin asiantuntijoilta saadut vinkit ja palaute olivat hyödyllistä ja opettavaisia.
- Kurssin tärkein anti olikin ehkä juuri palaute ja vinkit, mutta mielenkiintoisinta eli innovatiivinen tutkimuksen tekeminen itsenäisesti.
- Jos nyt tekisi projektin uudelleen, kokeellisia töitä voisi tehdä tarkemmin ja niitä voisi tehdä yhteistyössä esim. yliopiston kanssa.
- Olisi kannattanut olla enemmänkin yhteydessä Outotecin kanssa

- Vinkiksi projektilaisille: olkaa yhteydessä Outoteciin, jotta saatte tarkempaa visiota siitä, miten aihetta kannattaa rajata. Jos aikaa löytyy puolin ja toisin, myös asiantuntijoiden haastattelu voi olla antoisaa.
- Vaikeinta projektissa oli ryhmätyöskentelyn organisointi, erilaisten aikatauljen yhteensovittaminen, projektityöskentelyn aikatauluttaminen sekä kommunikointi ryhmän kanssa. Kannattaakin siis miettiä aikataulutusta jo projektin alussa ja sopia vastuualueet ryhmän kesken.

- Kannattaa myös harjoitella esityksen pitämistä etukäteen ryhmän kanssa.

- Tietoa etsittiin lähinnä netistä, mutta myös kirjastoa voisi käyttää hyväksi. Lähteitä voisi olla enemmänkin ja ne voisivat olla tieteellisempiä.

Tällaisia vinkkejä siis Eerolta. Toivottavasti näistä on apua myös teidän projekteissa! Torstaina sitten kokeellisia juttuja, odotan sitä mielenkiinnolla!

- Kirsi

 

Hei!

Tänään aloimme suunnittelemaan kokeellisia töitämme hankkimiemme pohjatietojen perusteella. Ajattelimme, että tutkisimme raudan pinnoittamista sinkillä hot-dip galvanoinnilla ja elektrolyysillä. Hot-dip galvanoinnissa olisimme halunneet tutkia  miten esimerkiksi fosforin määrä, Zn-sulatteen lämpötila ja upotusajan kesto vaikutavat pinnoitteeseen.

Päätimme testata onnistuuko sinkin sulattaminen kouluolosuhteissa. Ensimmäisenä kokeilimme sinkkirakeiden sulattamista. Laitoimme koeputkeen sinkkirakeita ja aloimme kuumentamaan niitä kaasuliekillä liikutellen koeputkea rauhallisesti liekin yläpuolella. Aluksi koeputki vain kuumeni. Lämmitimme rakeita kymmeniä minuutteja, mutta sinkki ei alkanut sulaa, vaan se alkoi muuttaa väriä. Lopulta tulimme siihen tulokseen, ettei sinkki sula ja lopputuotteemme näytti tältä.

Todennäköisesti sinkki ei sulanut, sillä se alkoi reagoimaan ilman hapen kanssa muodostaen sinkkioksidia, jonka sulamispiste on paljon korkeampi kuin sinkin. Ongelma voitaisiin ratkaista nopeammalla lämmityksellä tai eristämällä sinkki hapesta esimerkiksi typpikaasulla. Tällaisiin koejärjestelyihin meidän koulullamme ei kuitenkaan ole resursseja, joten sinkkirakeet oli hylättävä.

Yrittäessämme kaataa koeputken sisältöä keitinlasiin, huomasimme sinkkioksidin tarttuneen koeputken pohjaan. Kuvassa koeputki on ylösalaisin. Ehkä olimme sittenkin onnistuneet sulattamaan edes jotain koeputkessa.

Luovuttuamme rakeista ajattelimme, että sulamisaikaa voitaisiin lyhentää korvaamalla rakeet sinkkijauheella. Teimme jauheen kanssa saman operaation. Lämmitettyämme jauhetta muutamia minuutteja koeputkesta alkoi nousta kellertävää kaasua, joka kuitenkin härmistyi koeputken sisäpinnalle. Jauhe alkoi myös vaihtaa väriä, mutta havaittavaa sulamista ei tapahtunut.

Näiden kokeilujen jälkeen luovuimme hot-dip galvanoinnista. Otamme vastaan toki ehdotuksia, jos joku keksii miten voisimme tehdä koejärjestelyn mahdolliseksi. Toistaiseksi taidamme tyytyä elektrolyysin ja kemiallisen parin avulla tehtyjen pinnoitteiden tutkimiseen.

T: Paula, Pihla & Oskari