Forsøk: vi brenner magnesium

Elevøvelse side 183

Iris Knapperholen Rønning 28.04.2014

Hensikt: Hensikten med forsøket er å se hva som skjer med magnesium når det brenner og forklare hvorfor det er et eksempel på en redoksreaksjon.

Utstyr:

magnesiumtråd

porselensskål

tang/klype

beskyttelsesbriller

stearinlys

Fremgangsmåte:

I et tidligere forsøk om spektre har vi sett hva som skjer med magnesium når det brenner. Som bildet viser utløses et skarpt hvitt lys, som kan være skadelig for øynene om man ser rett på det. Etter magnesiumtråden har brent opp etterlates et hvitt fast stoff, som er kalk. I dette forsøket skal vi se nærmere på reaksjonen som skjer når magnesium brenner.

Resultater:

Magnesium brenner når det blir utsatt for oksygen og høy temperatur. Dette er en redoksreaksjon av typen forbrenning. Det er tre betingelser som gjør dette til en forbrenningsreaksjon: oksygen, brennbart stoff (magnesiumtråd) og temperatur (stearinlysflamme). Det som skjer kan forklares i denne reaksjonslikningen:

2Mg (magnesium) + O₂ (oksygengass) = 2MgO (magnesiumoksid)

Magnesiumoksid er bygget opp av positivt ladde magnesiumioner og negativt ladde oksidioner. Dette forteller oss at det har skjedd en elektronovergang fra magnesiumatomene til oksygenatomene. Elektronovergangen eller redoksreaksjonen kan forklares slik. Magnesiumatomet oksideres og gir fra seg de to elektronene i det ytterste skallet. Oksygenatomet reduseres fordi det tar opp de to oksiderte elektronene. Magnesiumatomet som i utgangspunktet har to elektroner i ytterste skall, har nå åtte elektroner. Oksygenatomet som i utgangspunktet har seks elektroner i ytterste skall har nå åtte elektroner det også. Dette eksemplet viser at vi ikke kan ha en oksidasjon uten at det skjer en reduksjon. Derfor kalles reaksjonstypen for redoksreaksjoner.

Forsøk: galvanisk element

Daniellcellen 

Hva gjør vi, og hva skjer? 
- Lager saltbro, funket dårlig med kaffefilter, for den ble for tynn. For å få flere elektroner ”over” broen, brukte vi tørkepapir som vi rullet sammen for å gjøre den tykk og stabil.

- Vi hadde kobberløsning i det ene glasset, og sinkløsning i det andre glasset.
- Deretter koblet vi til et voltmeter, for å måle strømmen. Saltbroen ble først dyppet i saltløsning, der vi hadde brukt 5 spatelspisser saltløsning for å få litt fart i det. Vi hadde en sinkstang i sinløsningen, og kobberstang i kobberløsningen. Disse koblet vi til voltmeteret. På den måten fikk vi pila på voltmeteret til å bevege seg til ca 0,8 (kan komme opp til 1,1V)

- Så skulle vi prøve å få lys i pæra, men fordi det var for lite strøm, funket dette dårlig. 

Spenningsrekka

Hypotese: spenningsrekka

Det som vil skje med kobbertråden er at den oksiderer. Kobber oksiderer veldig lett i kontakt med sølvnitrat. Grunnen til dette er at kobber er lenger ned i spenningsrekka enn sølv er, og derfor oksiderer det.

Bakgrunnsinformasjon
”I den galvaniske spenningsrekken ligger de uedle metallene, som lettest gir og tar imot elektroner på den ene siden som anoder, mens edelmetallene ligger på den andre siden som katoder. Når flere metaller er elektrisk forbundet og ligger neddykket i en elektrolytt, så vil det uedleste metallet løses opp hurtigst. Forskjellen kan måles som spenninger mellom metallene. Denne effekten er grunnlaget for batteriers funksjon.”

-   Wikipedia

Hvorfor blir løsningen blå?

I glasset der kobbertråden har ligget lenge har løsningen blitt blå. Dette er fordi kobberionene fra kobbertråden blir løst i væsken slik at det blir en kobbersulfatløsning lik den vi brukte i det forrige forsøket. Sølvionene i sølvnitratløsningen har blitt redusert til sølv, som har festet seg på kobbertråden. Det vi sitter igjen med er rent sølv og en tynnere kobbertråd. Hvis vi hadde hatt nok sølv i løsningen og det hadde stått lengre vil kobbertråden etter hvert forsvinne.

Resultat: 

Hypotesen min stemte. Det som skjer er en redoksreaksjon. Sølvnitratløsningen som består av frie sølvioner legger seg som et belegg rundt kobbertråden, og vi sier at vi har foredlet kobberet. Dette er fordi sølv er et edelt metall. Fordi sølv er lengst ned i spenningsrekka av de to metallene og derfor holder godt på elektronene sine, blir kobberet nødt til å gi fra seg sine. Vi kan si at kobberet blir oksidert fordi det gir fra seg elektroner, mens sølvet blir redusert fordi det tar til seg elektronene. Dette forsøket ville ikke fungert den andre veien, fordi sølv ikke vil gi fra seg elektroner til kobberet på grunn av stoffenes plassering i spenningsrekka.

Sitronbatteri

Utstyr

- Sitron

- Femtiøring

- Spiker

- Lyspærer

- Voltmeter

Hensikten med forsøket var å observere hvordan man kan lage et batteri med to poler og en elektrolytt, og observere redoksreaskjonen som oppstår. 

Det vi gjør er at vi tar en sitron (jeg brukte en hel, men klassen hadde brukt en halv på skolen). Gnir og gnukker på den for å få frem saften i frukten. Deretter stapper vi en spiker og en femtiøring ned i sitronen, og kobler den til voltmeteret. 

Bakgrunnsinformasjon: 

"I den galvaniske spenningsrekken ligger de uedle metallene, som lettest gir og tar imot elektroner på den ene siden som anoder, mens edelmetallene ligger på den andre siden som katoder. Når flere metaller er elektrisk forbundet og ligger neddykket i en elektrolytt, så vil det uedleste metallet løses opp hurtigst. Forskjellen kan måles som spenninger mellom metallene. Denne effekten er grunnlaget for batteriers funksjon."

Resultater hos klassen (skrevet av Iris):

Det vi observerte var det spenningsrekka viser, nemlig at jo lengre unna stoffene er fra hverandre, jo større spenning vil oppstå. Stoffene i spenningsrekka er ordnet etter hvor stor evne de har til å gi fra seg elektroner, altså oksidere. De øverste kalles uedle metaller og gir lett fra seg elektroner. De nederste er edle metaller som gull, sølv og platina har liten evne til å oksidere, men tar lett til seg elektroner og blir derfor redusert. Den største spenningen oppsto mellom sølv og sink, og dersom vi ser på spenningsrekka ser vi at dette stemmer.

Resultater hos meg: Null, niks, nada. Det skjedde ingenting på voltmeteret, uansett hvordan jeg koblet. 

Feilkilder: Jeg er litt usikker på om spikeren jeg brukte var laget av sink, og det skulle den tydligvis være. En annen feilkilde kan være at jeg brukte en hel i stedet for en halv sitron. 

Parkinson

Hvorfor er det riktig at jeg skal gå rundt med den sykdommen jeg har, når det egentlig finnes en kur for den? Hvorfor er det slik at et egg som egentlig bare skal kastes i søpla, ikke kan brukes til å kurere meg? Hvorfor er det slik at jeg må føle meg hjelpeløs og til bry bare fordi jeg vil at livet mitt skal bli bra igjen? Jeg har ikke kontroll over mine egne muskler, og cafébesøk med venninner som tidligere var en hyggelig sak, har nå blitt et sårt og pinlig tema. Så fort jeg tar i kaffekoppen, rister den kraftigere enn et jordskjelv, og etter et knapt sekund ligger halve kaffekoppen i fanget. Jeg vil ikke sosialisere meg lenger, jeg føler at jeg ikke kan bidra med noen ting. Livet har plutselig blitt så vanskelig, og jeg føler at det ikke er verdt å leve det lenger.

Ja, jeg kan ta medisiner. Men disse vil bare bremse sykdomsutviklingen og lindre symptomene. Det vil aldri gjøre meg frisk. Jeg vil aldri kunne si at “Jeg klarte det, jeg er blitt kvitt Parkinsons!”. Jeg trenger et alternativ til medisinene, jeg trenger et gjennombrudd i forskningen. Men med samfunnets motstand mot genetisk forskning og bruken av genterapi ser utviklingen av slike behandlingsmåter svært mørk ut.

Sykdommen går utover psyken min også. Jeg føler meg mindreverdig og oversett, jeg føler at jeg bare står i veien for et samfunn som stadig er i positiv utvikling, mens jeg og sykdommen min bare blir verre. Noen ser på det som at man tilintetgjør et fremtidig barn for å redde meg, men hva mener dere egentlig med det? Det er tross alt aborterte fostre, og egg som er til overs, så da ser jeg ikke problemet. Dessuten så finnes det andre metoder som er mer skånsomme, der man tar en bit av huden til et menneske, og bruker cellene i det.

Jeg synes det er helt uhørt at vi prioriterer liv på denne måten, og at jeg plutselig ikke skal være like mye verdt som et ufødt barn som skal kastes bort uansett. Hvor har det blitt av likestilling og likeverd? Det gjør vondt å vite at stamcelleforskning knyttet til Parkinsons sykdom blir så nedprioritert i dag. Jeg trenger ikke medisiner, jeg trenger å bli frisk. Sykdommen forkorter ikke bare levetiden min, men ødelegger også livsgleden. Det føles ut som jeg sakte, men sikkert, dør.

4.2 arvelighetsforhold

Jeg var ikke til stede under forsøket, så har tatt det på egenhånd. Er derfor uviten om hva slags resultater de andre i klassen har fått.

Bakgrunnsteori: genotyper er de genene vi har fått i arv, som er inni kroppen vår. Fenotyper er det vi kan se utad, som gjør at vi agjør om man likner på hverandre. F.eks øyenfarge eller hårfarge. 

Her kan man se mitt "genetiske hjul", og det er lett å se at jeg består av en hel haug recessive egenskaper, hvorav den eneste dominante er skjeve lillefingre. Mitt genotypenummer ble 63, og jeg tror det var rundt det her de fleste i klassen lå på.

Vi kan utvide forsøket med noen andre egenskaper:

PTC-smak: S? jeg smakte det veldig godt. Æsj.
Korslagte armer: kk, venstre over høyre.
Hår på fingrene, midterste ledd: M? hår.
Fregner: aa, ikke fregner.
Nesefasong: nn, oppstopper
Haike-tommel: C? haiketommel
Irissirkel: I? irissirkel.
Hårlinje i pannen: hh, rett.

Nå, hvor stor er sannsynligheten for at to mennesker har helt lik genotype for alle egenskaper?
- Sannsynligheten for det er veldig liten, i og med at det finnes en uendelig lang rekke med kombinasjoner. Det er selvfølgelig mulig ta to personer har likt på veldig mye, men samtidig vil det alltid være noe som er ulikt.

Finnes det eksempler på at to personer har lik genotype?
- Ja, men i svært få tilfeller. Dette skjer bare med eneggede tvillinger, eller kloner. Genotypene kan være helt like, men de kan ha forskjellige fenotyper. Dette kan forklares med at man blir påvirket av miljøet man vokser opp i, pluss at det er ikke sikkert alle genene blir slått på hos den ene tvillingen, mens de blir det hos den andre. Tvillingene vil derfor ikke bli helt like fenotyper, men kan ha like genotyper.

Radioaktivitet: halveringstid

Utstyr:
- Terninger

Teori og hensikt:
- Vi later som at hver sekser på terningen er et symbol på at kjernen blir spaltet til et annet stoff ved hjelp av radioaktiv stråling. På denne måten skal vi finne halveringstiden til spaltingen.

"Halveringstiden for et radioaktivt stoff er den tiden det tar å omdanne halvparten av atomene i stoffet til andre grunnstoffer."

Halveringstiden varierer fra grunnstoff til grunnstoff. Stoffet Thorium – 234 bruker for eksempel omkring 24 dager før det er halvert, mens Uran -238 har en halveringstid på hele 4,5 milliarder år. Det vi har gjort i dette forsøket er derfor bare å ha laget en modell for hvordan denne spaltingen og halveringen foregår. Det som skjer under denne spaltingen er at radioaktive stoffer sender fra seg energi i form av stråling.
Alfastråling: har minst energinivå og blir til ved at en atomkjerne sender ut to protoner og to nøytroner, altså et heliumatom. Denne prosessen sender ut energi (Alfastråling)
Betastråling: Når et nøytron i atomkjernen spaltes og blir til et elektron og proton, oppstår betastråling. Det skjer ved at Elektronet blir sendt ut fra atomet så fort at det avgir energi i form av stråling. 
Gammastråling: når en atomkjerne har sendt ut alfa- og betastråling, står det sterkeste energinivået som er ganske ustabilt igjen. Dette kalles gammastråling. 

Hva gjør vi?Vi starter med å ha 20 terninger i en kopp, der vi kaster 10 kast i løpet av en serie. Totalt kaster vi fem serier, altså 50 kast, med totalt 100 terninger. Når vi kaster, tar vi ut alle sekserne vi får, i og med at de er et symbol på spalting ved hjelp av radioaktive stoffer. Når vi har ført inn resultatene i en tabell, lager vi en graf ut i fra tabellen. På denne måten finner vi også halveringstiden.

Resultat
Resultatet får vi da opp i tabellen/grafen vi lager, som ser slik ut:

Hvis vi tenker oss til nå, at vi tok ett kast i minuttet blir "antall terninger igjen etter kast" derfor antall minutter. Det vi ser i tabellen under "i alt" ser vi at det tar mellom 3 og 4 minutter før halvparten av terningene er omgjort til seksere. Det vil si at halveringstiden til dette radioaktive stoffet er ca 3,5 minutter. 


Feilkilder
- At vi ikke telte terningene korrekt 

Elevøvelse 2.3: stjernehimmelen

Hensikten ved dette forsøket er å observere stjernehimmelen og se hvordan stjernene beveger seg.

Utstyr: mine egne øyne og stjernehimmelen

I dette forsøket har jeg observert ulike stjerner og stjernebilder, og hvordan de beveger seg i forhold til jorda. Det første jeg startet med var å finne Karlsvogna. Dette er et stjernebilde som er veldig lett å se, for det består av syv lyssterke stjerner fra stjernebildet ”store bjørn”. Vi kan også se at nest siste stjerne i ”hanken” på Karlsvogna er en dobbeltstjerne. De sitter veldig tett, og det kan derfor være vanskelig å se at det er to stjerner med mindre du vet om det. Det er nok veldig lurt å ha kikkert når man skal finne dobbeltstjernen, for uten er det veldig vanskelig.

Da jeg gikk ut for å se på Karlsvognen, rettet jeg meg mot dem. Karlsvognen er rettet mot nord, og hvis man ser enda litt lenger nord for den, finner man polarstjernen, eller Nordstjernen som den også heter. Den blir kalt Nordstjernen fordi den viser hvilken retning nord er, og at man på den måten kan bruke stjernen til navigering.

Etter noen timer gikk jeg ut igjen, og polarstjernen som peker mot nord, pekte nå mot en annen nord enn den hadde gjort for tre timer siden. Stjernene hadde flyttet på seg, og grunnen til det er at jorden snurrer rundt og rundt i sin egen galakse hele tiden. Samtidig så er det ikke bare kloden som flytter på seg, for det gjør stjernene også. Stjernene beveget seg nemlig både til høyre og venstre, og da er det tydelig at det ikke bare er jordkloden som har hatt en finger med i spillet. Jorden snurrer jo ikke flere veier på én gang. Man ser alle stjernebildene forskjellig ut i fra hvor man står. Siden vi er på den nordlige halvkule, ser vi at stjernene beveger seg rundt polarstjernen. På f.eks. den sørlige halvkule vil veldig mange stjernebilder bli oppfattet annerledes.

Kassiopeia var relativt lett å finne, med tanke på at stjernebildet lå midt mellom Polarstjernen og Karlsvognen. Andromedagalaksen der i mot, var det litt verre med. Jeg tror nok at jeg hadde hatt behov for litt mer profesjonelt utstyr skulle jeg fått øye på den. I boken stod det i alle fall at jeg skulle bruke prismekikkert, men det hadde jeg ikke tilgjengelig hjemme. Selv om jeg ikke fikk sett den i virkeligheten, er det i alle fall sånn her den skal se ut:

Deretter prøvde jeg å finne stjernebildet Svanen som også ligger mot nord. Grunnen til at det blir kalt svanen er fordi det kan minne om en svane med utslåtte vinger. Den ene blant de syv stjernene heter Vega og er veldig lyssterk. Omkring den stjernen er det observert gassplaneter, noe som kan vise til at det eksisterer planter der. Jeg fant noe som kunne likne, men er litt usikker på om det var akkurat det korrekte stjernebildet jeg fant.

Siden jeg har observert på vinteren kunne jeg også finne stjernebildet Orion. I teorien er Betelgeuse oransje, og Rigel blå, men dette var litt vanskelig å se med det blotte øyet. Igjen, om jeg hadde hatt litt mer avansert utstyr, så hadde det kanskje vært litt lettere. En feilkilde her kan også være det at det ikke har vært klart nok, så stjernene ikke skinner så sterkt som de pleier. Uansett så er grunnen til at stjernene har ulike farger at nye stjerner skinner mer klart og hvitt, mens gamle stjerner skinner gult.

Under Orions belte, finner jeg Orions sverd, som også kalles en galaktisk fødestue fordi det blir dannet stjerner der. Ned til venstre for Orion igjen ser jeg Sirius, som er himmelens mest lyssterke stjerne, med solen som unntak. Jeg så ingen andre planeter rundt Sirius. Om dette rett og slett er fordi det ikke var klart nok, eller at det ikke var noen planeter som var mer lyssterke enn Sirius er jeg noe usikker på, men jeg så i alle fall ingenting under mine observasjoner.

Når og hvor man kan se ulike planeter, avhenger av hvilken tid på døgnet du ser opp på himmelen, og hvilken årstid det er. http://www.himmelkalenderen.com/planetenes-vandringer/ hvis du klikker på den linken, vil du få en oversikt over når du kan se planeter i 2014.

Feilkilder
- Strølys, eller uklart vær
- Hadde ikke utstyr som var profesjonelt nok