Kemiallisten reaktioiden stökiometria
Tämä luku upottaa ahkeran oppilaan ihmeelliseen tutkimukseen energiasta, joka on varastoituna itse aineen rakenteeseen. Täällä piilevät ne kätketyt suhteet, joita voimme hallita muokataksemme ainetta itseään – järjestelemällä uudelleen niitä peruspalikoita, joita kutsumme atomeiksi.
Kemiallisten yhtälöiden kirjoittaminen ja tasapainottaminen
Tämän esityksen päätteeksi ahkera oppilas hallitsee seuraavat kemialliset periaatteet: Yhtälöiden johtaminen: Oppilas osoittaa kykynsä muuntaa kerronnalliset kuvaukset luonnossa ja laboratoriossa tapahtuvista reaktioista muodollisiksi kemiallisiksi yhtälöiksi. Kaavojen tasapainottaminen: Oppilaan odotetaan tulevan taitavaksi kemiallisten yhtälöiden laatimisessa ja tasapainottamisessa molekyyli-, kokonaisioni- ja nettoionimuodoissa.
Kemiallisten reaktioiden luokittelu
Tämän luvun suoritettuaan ahkeralla oppilaalla on perusteellinen ymmärrys seuraavista kemiallisista opeista: Reaktioiden luokittelu: Oppilaan odotetaan määrittelevän kolme pääasiallista kemiallisen muutoksen tapaa: saostuminen, happo-emäsreaktiot ja hapetus-pelistysreaktiot. Tyyppien tunnistaminen: Annetun kuvauksen tai kemiallisen yhtälön perusteella oppilaan on osoitettava kykynsä luokitella reaktio oikein johonkin edellä mainituista kolmesta tyypistä. Reagenssien tunnistaminen: Oppilas tunnistaa vaivatta laboratoriossa kohdattavat yleiset hapot ja emäkset. Liukoisuuden ennustaminen: Vakiintuneita liukoisuussääntöjä soveltamalla oppilas ennustaa varmuudella, pysyykö epäorgaaninen yhdiste liuoksessa vai muodostaako se kiinteän saostuman. Hapetuslukujen laskeminen: Oppilas hallitsee taidon laskea kunkin alkuaineen hapetusluvun yhdisteessä varmistaen, että elektronitase on tarkasti tasapainossa.
Reaktiostökiometria
Tämän luvun onnistuneen suorittamisen jälkeen oppilas on täysin valmis hallitsemaan kemian tieteen määrällisiä hienouksia: Stökiometrian periaatteet: Oppilaan odotetaan osaavan selittää stökiometrian käsitteen ja ymmärtävän sen välttämättömäksi mitaksi suhteista, joissa alkuaineet ja yhdisteet muodostavat kemiallisia sidoksia. Kertoimien johtaminen: Tarkastelemalla tasapainotettua kemiallista yhtälöä oppilas johtaa tarvittavat stökiometriset kertoimet suhteuttaakseen kulutetut lähtöaineet saatuihin tuotteisiin. Laskennan hallinta: Oppilas osoittaa tarvittavaa pätevyyttä suorittaa tarkkoja laskutoimituksia, jotka koskevat massaa, moolimääriä ja liuosten molaarisuutta.
Reaktiosaannot
Tämän esityksen päätteeksi ahkera oppilas hallitsee seuraavat kemiallisten reaktioiden taloudellisuutta koskevat periaatteet: Saannon ja rajoittavan tekijän opit: Oppilaan odotetaan osaavan selittää teoreettisen saannon ja rajoittavan lähtöaineen käsitteet erottaen selkeästi matemaattisesti mahdollisen ja fyysisesti rajoitetun tuloksen. Maksimisaannon johtaminen: Tietyissä olosuhteissa oppilas osoittaa kykynsä määrittää tuotteen enimmäismäärän, joka on saatavissa annetuista reagensseista. Tehokkuuden laskeminen: Oppilas tulee taitavaksi prosentuaalisen saannon laskemisessa ja mittaa siten laboratorio-kokeen onnistumista verrattuna teoreettiseen täydellisyyteen.
Kvantitatiivinen kemiallinen analyysi
Tämän esityksen päätteeksi ahkera oppilas hallitsee seuraavat kvantitatiivisen analyysin tekniikat: Analyysin periaatteet: Oppilaan odotetaan kuvailevan titrauksen ja gravimetrisen analyysin perustavanlaatuiset piirteet ymmärtäen nämä ensisijaisiksi menetelmiksi, joilla kemisti määrittää tuntemattomien aineiden koostumuksen. Tiedon soveltaminen: Oppilas osoittaa pätevyyttä suorittaa tarkkoja stökiometrisiä laskutoimituksia hyödyntäen titrauksessa byretistä tai gravimetriassa analyysivaa’asta saatuja tietoja.