Forsøk: sitronbatteri (av Camilla)

Hensikten med forsøket: bevise at det går an å lage et hjemmelaget ikke oppladbart sitronbatteri. Vi skulle teste om det gikk an å lage strøm ved å koble to stoffer i en sitron. Grunnen til at sitronbatteriet ikke er oppladbart er at det kun består av en celle.

Utstyr: Sitron, kobberelektrode, zinkelektrode multimeter, femtiøring (kobber), galvanisert spiker (zink) og lysdiode 

Fakta: Ved hjelp av redoksreaksjonen frigjør et batteri energi. Energien som frigjøres bestemmer spenningen. For å klare å lage mest mulig energi må man bruke to stoffer som står langt unna hverandre i spenningsrekka. Redoksreaksjonen er en kjemisk reaksjon der et stoff blir redusert, og et annet oksidert. Redoksreaksjoner skjer for eksempel: under forbrenning, i kroppen (celleånding) og i batterier. Vi trengte to ulike stoffer som skulle fungere som poler (kobber og sink), og en væske som kunne lede strøm (elektrolytt/sitron). Batteriet blir laget på en slik måte at elektronene som overfører mellom stoffene går igjennom en ytre strømkrets, ikke direkte mellom stoffene. På denne måten blir kjemisk energi overført til elektrisk energi. Spenningskilden i dette batteriet kalles en galvanisk celle.

Fremgangsmåte: Vi rullet sitronen lett på bordet for å danne væske/elektrolytt. Vi er nemlig avhengig av væske for å klare å lage strøm i dette batteriet. Etter dette tok vi en femtiøring (som vi dagen før hadde latt stå i ketchup for å få rent kobber), og en galvanisert spiker (sink) inn i sitronen. Vi koblet deretter til et multimeter. Vi tok også en lysdiode inn i sitronen for å teste om det var strøm nok til å få den til å lyse. Det var det ikke. Vi koblet til et multimeter for å måle om sitronbatteriet laget strøm. Vi stilte multimeteret inn på Volt, for å klare å måle batteriets spenning (elektromotorisk spenning).





For å skjønne hvorfor man kan bruke en sitron som batteri må vi se på spenningsrekka. Sink (Sn) ligger høyere opp enn kobberet (Cu). Dette betyr at Sink gir fra seg elektroner (oksideres), mens kobber tar til seg elektronene (det skjer en reduksjon). Når et stoff oksideres økes ladningen ved at elektroner blir fjernet. Når et stoff går igjennom en reduksjon minsker ladningen.



Reaksjonene: 

2Zn à Zn₂ + 2e-. Sink som gir fra seg elektroner (oksideres) 
Cu²⁺ + 2^e- à Cu Kobber som tar til seg elektroner (reduksjon)

Sink er derfor minuspolen (anoden), mens Kobber er plusspolen i batteriet (katoden). Det blir sendt positive sinkioner ut i sitronsyren, og det vil føres strøm. Vi kan sammenlikne sitronen med en saltbro. Syren gir fra seg hydrogenioner, det løses opp i sink, som igjen reagerer på kobber. Vi får en gassoppsamling av hydrogen rundt kobberelektroden. 

Redaksjonslikningen blir: 
2Cu+Mg 
Dette er fordi reduksjonen er: 2Cu + 2(e-) = 2Cu 1-. De to kobberatomene får et elektron hver. Det er dermed et elektron mer enn protoner i kjernen. 
Oksidasjonen er: Mg - 2(e-) = Mg 2+. Magnesiumatomet gir fra seg to elektroner. Det er dermed to elektroner mindre enn protoner i kjernen. 

Observasjoner: Sitronens spenning varierte. Multimeteret viste en spenning som på det meste var på 0,5V. 

Feilkilder: Belegg på elektrodene, ikke rikelig tilgang på hydrogenioner, temperaturen og gassen som blir dannet, motstand som hindrer strømmen og skaper lavere spenning, ikke full kontakt mellom multimeteret og elektrodene,

Konklusjon: Sitronbatteriet avgir litt elektrisk energi, men det er ikke et veldig bra batteri. Dette er fordi kobber og sink ligger nære hverandre i spenningsrekka. Vi fikk ikke lysdioden til å lyse, men dette kunne vi fått til om vi for eksempel byttet ut sink med magnesium. Magnesium står høyere og lenger unna kobber i spenningsrekka, dette vil dermed skape større spenning. Vi ville trengt flere hundre sitroner for å klare å lage nok strøm til en lyspære.

Kilder:
http://no.wikipedia.org/wiki/Redoksreaksjon

Forbrenningsreaksjon (av Camilla)

Utstyr: 

• magnesiumbånd
• lighter 

Hensikt: se hva som foregår i en forbrenningsreaksjon.

Teori: En forbrenningsreaksjon er rett og slett en reaksjon der et stoff reagerer med oksygengass i luften. Det blir da frigjort energi, det blir nemlig en temperaturstigning. For at det skal bli mulig å få til en forbrenningsreaksjon trengs det brennbart stoff, oksygen og tenntemperatur. Brann og flammer er dermed en forbrenningsreaksjon.

Fremgangsmåte:
Vi satt fyr på magnesiumbåndet. Vi hadde alle elementene som trengtes for å få til en forbrenningsreaksjon. Det begynte dermed å brenne.

Observasjoner: Vi fikk en sterk flamme som varte i noen sekunder, som vil si at brennverdien i brennstoffet er veldig høyt.

Konklusjon:


Kilder: 
Naturfag 3 boka

metallenes spenningsrekke

Notat:

Dette forsøket vises rart, jeg tror det er fordi jeg kopierte reaksjonslikningene. Jeg har prøvd å endre det men det gikk ikke! 

Hensikt:

Vi skulle finne ut hva som skjer om du legger kobbertråd i sølvnitratløsning, og hvorfor det skjer.

Teori:

For å forstå hva som skjer i dette eksperimentet må vi se på spenningsrekka. Spenningsrekka er en oversikt over metaller. Den er ordnet etter spenningspotensialet i metallet, og nederst på spenningsrekka (dette finner vi til høyre i det periodiske systemet) ligger de edle metallene som skjelden gir fra seg elektroner. Disse tar da til seg elektroner, dette kaller vi at de blir redusert. Metaller som ligger langt ned på spenningsrekka kan vi finne f.eks gull, platina og sølv. Til venstre i periodesystemet finner vi de uedle metallene. De ligger høyest på spenningsrekka, og de vil gi fra seg sine elektroner til de edle metallene. Vi sier at de oksiderer. Jo høyere metallene ligger i spenningsrekka, jo enklere oksiderer de. Noen metaller som ligger høyt på lista er jern og kobber.

Utstyr:

• kobbertråd
• sølvnitratløsning

Fremgangsmåte:

Vi lagde en figur av kobbertråden og la den oppi sølvnitratløsningen. Så observerte vi hva som skjedde.

Observasjoner:

Nesten med en gang vi la kobberet ned i sølvnitratet la det seg et sølvbelegg på kobberet. Jo mer sølv kobberet fikk på seg, jo grønnere ble sølvnitratet. Etter hvert som kobberet fikk et tykkere lag med sølv ble vannet grønnere. 

(Her skulle det være en video av våre observasjoner, men denne fungerte det ikke å legge inn)

Konklusjon/hvorfor:

Sølvnitratet vi brukte er en løsning hvor sølvionene er frie. Disse vil legge seg på kobberet når vi legger den nedi. Under redoksreaksjonen er det sølvionene som reduseres fordi de tar opp elektroner fra kobberionene. Reaksjonslikningen vi får da ser slik ut: h Ag⁺+e^- -->Ag 

Her ser vi at sølvionene fester seg på kobberet. Det er derfor vi tydelig kan se et lag med sølv rundt kobbertråden. 

Etter at denne reaksjonen har vært, har ikke kobberionene noen elektroner i ytterste skall. Kobberionene løsner derfor fra kobbergjenstandene og ligger nå løst i sølvnitratsløsningen. Denne reaksjonslikningen ser slik ut: 

Cu-->Cu²+2e^-

Det som vil skje etter en stund er at sølvionene og kobberionene vil bytte plass. Sølvnitratet blir da til kobbernitrat (kobberet oksiderer ut i væsken). Dette ser vi tydelig ved at løsningen blir blå/grønn. Sølvionene som var i løsningen blir til metallisk sølv. Den endelige redoksreaksjonen blir da Cu+2Ag⁺ à Cu²⁺+2Ag

Vi kan bruke spenningsrekka til å forklare hvorfor sølvionene tar til seg elektroner fra kobberionene. Det er fordi Kobberionene ligger høyere oppe på spenningsrekka, og ved å se på dette skjønner vi at de enklere vil oksidere. Sølv ligger langt nede på lista og gir derfor nesten aldri fra seg elektroner. Ut ifra dette kan vi se at om vi la en sølvbit i kobberløsning ville ingenting skjedd. 

Kilder:

Ndla.no

Naturfag 3

Galvanisk element- Daniellcelle

Teori:

Redoksreaksjoner er den vanligste reaksjonstypen vi kjenner til. Mange av reaksjonene i kroppen er av denne typen, det dreier seg altså ikke bare om batterier. En redoksreaksjon er en reaksjon der det skjer en elektronoverføring. Redoks kommer fra ordene oksidasjon og reduksjon. Oksidasjon er når et atom eller ion gir fra seg elektroner, og reduksjon er når det tar til seg elektroner. 

En galvansk celle består av to poler, og mellom disse er en elektrolytt. Den negative polen oksiderer og det avgis elektroner. På den positive polen foregår en reduksjon, og de positive elektronene tas opp.
I 1836 laget den franske forskeren John Frederic Daniell den første galvaniske cellen, og den inneholdt en sinkstang i en sinkløsning og en kobberstang i en kobberløsning. Dette kalles en Daniellcelle, og denne avgir energi i form av strøm.

En galvanisk celle er to halvceller som er bundet sammen av en saltbro. Daniellcellen med kobber og sinkstaver er en galvanisk celle der sinkstaven er en halvcelle, og kobberstaven er den andre halvdelen. Saltbroen som binder sammen inneholder en saltløsning som leder strøm. Den er en elektrolytt, men den sørger kun for at strømkjeden er lukket. Den deltar ikke i reaksjonen som danner elektrisk energi.

Utstyr:

• 3 begerglass
• tørkepapir
• natriumsulfat
• kobbersulfat
• sinksulfat
• kobber og sink-elektroder
• multimeter
• ledning 

Fremgangsmåte:

Vi lagde to forskjellige løsninger i hvert sitt begerglass, ett med kobberløsning og ett med sinkløsning.

Så lagde vi en løsning av natriumsulfat i vann og rullet papiret før vi la det ned i løsningen. Dette gjør at vi får en saltbro. Så la vi kobberelektroden i sinkløsningen og sinkelektroden i kobberløsningen. Vi koblet elektrodene på ledninger som førte til et multimeter, slik at vi kan måle spenningen.

Deretter la vi saltbroen slik at begerglassene blir koblet sammen. Dette gjør at det går strøm mellom løsningene. Vi måler spenningen ved hjelp av multimeteret. 

Observasjoner

I første forsøk hadde vi en for liten saltbro, så vi fikk kun 0.2V utslag på multimeteret. For å fikse dette lagde vi en mer konsentrert saltløsning, og lagde papirrull av to ark. Dette gjorde at vi fikk høyere spenning, altså 0,5V. Vi ønsket å komme så nær potensialet til cellen, altså 1,1V, så vi tok tre ark med tørkerull og enda mer konsentrert saltløsning. Nå kom vi opp til 0,7 V.

Feilkilder

• forurensning i begerglass eller annet utstyr
• feilkoblinger
• feil utslag på multimeteret
• feil avlesning av multimeteret

Konklusjon

Vi kan produsere en Daniellcelle som produserer strøm, men siden vi ikke får den ren nok vil vi ikke kunne utnytte dens fulle potensiale. Allikevel har vi lært at vi kan lage en fungerende strømkrets.
Det som skjer i sink-halvdelen er at de avgir to elektroner: Zn --> Zn^2+ --> 2e-
i kobberhalvdelen tar kobberionene opp to elektroner: Cu^2+ --> 2e- --> Cu

Stamceller

Rolle:  et par som har fått spørsmål om å donere egg til forskning

Min mann og jeg har hatt problemer med å få barn i mange år, men vi har begge ønsket oss ett mer enn noe annet. Etter årevis med mislykkede forsøk fikk vi oss testet. Det viste seg at det var min manns sædkvalitet som var for dårlig, og at vi derfor rett og slett ikke ville klare å bli gravide på egenhånd. Vi måtte gjøre det kunstig. Dette har blitt mindre tabu i det senere årene, og det er faktisk flere venninner av meg som har trengt hjelp til å bli gravide. Deres årsak har derimot vært at de var ”for gamle” da de startet å ville ha barn, det vil si at de ikke lenger var i starten av 20-åra. Jeg synes derfor at det er flott at muligheten til å få barn kunstig er der!

For at jeg skulle kunne få barn så måtte de endre på hormonene slik at de fikk flere modne egg som kunne fertiliseres. De hadde 10 modne egg da de befruktet eggene i laboratoriet, og kun to av disse ble ført inn i livmoren igjen.

Svangerskapet gikk siden helt som normalt, og jenta vår er ett år neste måned. Vi vet med sikkerhet at ingenting kommer til å være unormalt med jenta vår. Hun utvikler seg likt med andre barn, hun kommer til å ha en normal oppvekst og statistisk sett vil hun kunne få barn selv på naturlig måte når den tid kommer.

Hun er vårt lille mirakel, og det hadde ikke vært mulig uten ny og moderne forskning. Forskningen gav oss liv. 

Da de fant to befruktede egg de ønsket å bruke fikk jeg et valg. De gjenstående befruktede eggene kunne enten fryses ned eller doneres til forskning. For min del var det ikke et vanskelig valg, og jeg donerte 5 befruktede egg til stamcelleforskning. I senere tid har jeg fått kraftige reaksjoner på dette. Jeg har hatt nære venner og familie som har spurt meg hvordan jeg kunne gi tillatelse til å drepe et potensielt liv, og ikke minst ett liv som kom fra meg selv.

Til de har jeg svart det samme; hvordan kan jeg, som har nytt så godt av moderne forskning nekte dem i å utvikle metoder for å hjelpe andre? De kan gi nytt liv til de med Parkinson eller diabetes. Slik som vår datter gav oss.

SPØRSMÅL TIL:
• pasient med Parkinsons sykdom som ønsker behandling for sin sykdom, 
Har du personlig noen bertenkeligheter rundt det at det brukes stamcelleforskning rundt å finne en kur til din sykdom?

• stamcelleforsker som raskest mulig vil finne frem til nye behandlingsmåter, 
Er det noen farer ved stamcelleforskning for noen andre enn embryoet?

• lege som ønsker å behandle også de pasientene som det ikke finnes behandling for i dag, 
Er det ingen andre muligheter å finne en kur på?

• teolog/prest som vil tale det ufødte livs sak,
Hva med det livet som allerede eksisterer, altså de med f.eks Parkinsons?
 

4.2 Arveforhold hos mennesket

Vi skal undersøke fenotyper og genotyper hos oss selv. Disse er lette å observere. Vi bruker et skjema og det genetiske hjulet.

Fagstoff

Fenotyper er egenskapen slik den kommer til uttrykk (som hudfarge). Genotype er hvilke arveanlegg, altså gener, et individ har for en egenskap. Noen arveanlegg er dominante over de andre. Derfor vil BB og Bb gi brune øyne, for annlegget for brune øyne (B) er dominant over anlegget for blå (b). 

Utstyr

• PTC-papir
• meg selv 
• partner

Observasjoner

Ved hjelp av dette fylte jeg inn i det genetiske hjulet og fikk gentall 51.

Så sammenliknet vi innenfor klassen, men ingen fikk likt. Allikevel var flere ganske like. 

For å skille mer, undersøkte vi videre: 

Oppgave

5/6: Er det sannsynlig at to mennesker har helt likt genotype for alle egenskaper, og har vi eksempler på dette?

Det er ikke sannsynlig, men det er ett unntak; om man er eneggede tvillinger. Dette er fordi de har likt DNA-sammensetning.

Forsøk 3.3 Halveringstid

I dette forsøket skulle vi se på halveringstiden til et radioaktivt stoff. Vi skal se at det avhenger av av sansynligheten for at de radioaktive atomkjernene blir spaltet i løpet av et visst tidsrom. For noen stoffer er det stor sannsynlighet for at atomkjernene blir spaltet. Disse har kort halvveringstid. Det omvendte gjelder for de radioaktive stoffene med liten sannsynlighet for at atomkjernene blir splittet.
Vi skal bruke vanlige terninger for å simulere halveringstiden til et radioaktivt stoff.

Utstyr

• kopp
• 20 terninger
• excel

Fremgangsmåte

For å finne halveringstiden later jeg som en 4er på terningen er en spalting av en atomkjerne. I stedet for å bruke 100 terninger, kaster jeg 20 terninger 10 ganger. Jeg tar ut firerne for hver gang og noterer hvor mange terninger jeg har igjen. Så setter jeg resultatene inn i excels rutenett. Dette gjentar jeg i 5 serier. Til slutt resulterer det i at jeg har kastet 100 terninger 

For å se en grafisk fremstilling av resultatene setter jeg alle resultatene, samt sum/gjennomsnittet av alle kastene. 

Vi regner med at vi kastet med ett minutts mellomrom. Siden regnet vi ut halvveringstiden

Hypotese

Min hypotese var at halveringstiden ville ligge rundt 3 kast. 

Resultat

Halveringstiden lå nærmest 4. Det vil si at det tok 4 minutter, og at halveringstiden her er på fire minutter. Hypotesen min stemte altså ikke helt. 

Slik kan vi også se på halvveringstiden til radioaktive stoffer.