Måling av radioaktivitet

I dag fikk vi en oppgave av læreren som ikke sto i boka, den gikk ut på å måle radioaktivitet i ulike stoffer og se på halveringstid.

Hensikt: Bruke måleapparatet til å måle radioaktivitet. Vurdere resultatene.

Utstyr: ”Gamma scout” – måleapparat, radioaktive mineraler.

Fremgangsmåte:
Oppgaven var å måle radioaktiviteten både inne og ute, i tillegg til i 3 gitte stoffer som er listet opp i diagrammene nedenfor. Dette skulle utføres med et spesielt måleapparat  som du kan se på bildet, dette måleapparatet er en geigerteller. Jeg skulle ta utgangspunkt i å måle ut i fra de radioaktive strålene alfa, beta og gamma. Disse radioaktive strålene skapes på ulike måter, men i både alfa og beta ender reaksjonen som skaper radioaktive stråler med at et nytt grunnstoff skapes, gamma derimot er kun rester av alfa og beta. Alfastrålene er de som er de farligste for mennesker å være i kontakt med, men veldig lette å beskytte seg mot. Gammastråler er så kraftige at de bare går rett igjennom mennesker, de er altså så kraftige at vi ikke rekker å ta de opp i kroppen vår og dette er bra fordi radioaktiv stråling er ikke bra for mennesker.

Jeg skulle måle de radioaktive stålene etter utsendte stråler i sekundet, dette kalles bequerell. Dette ble litt vanskelig så jeg målte 1 minutt og delte resultatet på 60 (siden det er 60 sekunder i ett minutt), dermed fikk vi svaret i sekunder. Det jeg da målte var hvor ofte kjernen i stoffene forandret seg og ikke hvor mye stråler vi som mennesker rundt ble utsatt for. Det er greit å vite at det er de ustabile kjernene som sender ut stråling som dette. Det kan også være greit å vite at kroppen vil ha en annen evne til å halvere et stoff en det kjernen selv har. Et eksempel på dette er at reinsdyr spiser lav som her en halveringstid på 10år, men reinsdyrets kropp har en evne til å kunne kvitte seg med det radioaktive stoffet på rundt en uke. Altså har ikke halveringen av radioaktivt stoff noe å gjøre med halveringstiden til stoffet så fort det er inne i et dyr eller menneske.

Dette forsøket har noe med halveringstiden til ulike stoffer å gjøre og man kan si at resultatet under er halveringstiden til stoffet jeg har målt i sekunder. Det som er spesielt med halveringstid er at den kan variere fra sekunder til milliarder av år, det kommer helt an på kjernen til stoffet.

Geigerteller

Resultater:

Målested	B+y (beta+gamma)	Y (gamma)	A+B+y (alfa+beta+gamma)
Inne	0,416 (25)	0,416 (25)	0,416 (25)
Ute	0,4 (24)	0,516 (31)	0, 516 (31)

Mineral	B+y	y	A+B+y
1. Orthitt	3,566 (214)	2,5 (105)	3,95 (237)
2. Euxenitt	6,9  (414)	1,33 (80)	7,9 (474)
3. Raudberg	0,3833 (23)	0,3666 (22)	0,4666 (28)

Mineral	Skjerming	B+y	y	A+B+y
Orthitt	Papir	1,38 (83)	1,23 (74)	1,8 (108)
	Bok	0,733 (44)	0,82 (49)	0,77 (46)
Euxenitt	Papir	3,42 (205)	3,183(191)	(11,23) 674
	Bok	2,216 (133)	2,05 (123)	2,33 (140)
Raudberg	Papir	0,36 (22)	0,35 (21)	0,18 (11)
	Bok	0,116 (7)	0,43 (26)	0,25 (15)

3.3 Halveringstid med terningkast

s. 221 – 222, bok Naturfag 3

Utstyr:

-       20 terninger

-       1 plastkopp

-       Dine egne telleegenskaper

Hypotese:

Jeg tror halveringstiden for terningene er ved terningkast 5, eller 50 hvis man legger sammen alle fordi 5 er halvparten av 10 og 50 er halvparten av 100.

Fremgangsmåte:

I denne oppgaven skal jeg undersøke litt rundt halveringstid. Halveringstid brukes ofte for å forutså hva som skjer med at stort antall atomkjerner, men for å finne ut dette kan man bare ta utgangspunkt i sannsynlighet. Det terningene i denne oppgaven gjør er å simulere den sannsynlige halveringstiden for seg selv. Det samme kan gjøres med atomkjerner, man kan simulere sannsynligheten for når de vil halveres. Her skal jeg forklare og vise hvordan jeg fant den sannsynelige halveringstiden til terningene. Først kastet jeg alle terningene samtidig og plukket bort sekserne, jeg noterte så i tabellen hvor mange terninger jeg hadde igjen og puttet de tilbake i begeret. Jeg gjentokk dette til alle sekserne var borte eller maks 10 ganger. Dekreter gjentok jeg dette i 5.serier, før jeg til slutt summerte resultatene fra alle seriene og laget en graf. Ut i fra denne grafen kunne jeg lese av halveringstiden til terningene.

Løsning:Jeg fant ut ved å lese av grafen at  den gjennomsnittelige halveringstiden til terningene var rundt kast 7. Derfor vil også halveringen skje på det 7minuttet, hvis terningen kastes 1 gang i minuttet.

Drivhusefekten

Nå har vi om Drivhuseffekten i naturfagstimene og fikk i hjemmeoppgave å gjøre oppgave 2.4 Drivhuseffekten på side 215 i boka Naturfag 3.

Utstyr:

-       kokeplate

-       glassplate

-       plastfolie

-       sollys eller en annen lyskilde

-       to like store plastbokser

-       to isbiter

-       to steiner

-       vann

Fremgangsmåte:

Oppgave 1 – Hvordan oppstår drivhuseffekten?

Først holder jeg glassplata opp mot et lys hjemme i stua, og jeg ser at lyser fint slipper igjennom det blanke glasset, akkurat som lyset utenfra slipper igjennom vinduene mine. Så skrur jeg på en kokeplate på middels varme og holder hånden så nære jeg klarer uten å brenne meg, det er nå varmt og godt i håndflaten min. Jeg tar så glassplaten mellom kokeplata og hånden min, det jeg nå observerer er at i begynnelsen stopper glassplata varmen og det blir kaldere. Etter en veldig kort stund kjenner jeg varmen i håndflata mi igjen, som betyr at varmen har gått igjennom glassplata

Hvis jeg skal linke dette opp til global oppvarming kan jeg forklare det med drivhuseffekten. Akkurat som ozonlaget til jorda slipper glasset i drivhuset lyset inn til plantene. Det som også er likt i dette tilfellet er at både glasset og  ozonlaget lagrer varme og holder den inne slik at den varmer opp jorda vår, eller med glasset så varmes drivhuset opp. Så her kan man sammenligne glasset med ozonlaget. Varme slipper altså igjennom både ozonlaget til jorda vår og glass.

Videre tar jeg to plastbokser og plasserer under et lys, den ene dekker jeg med plastfolie så den er tett, den andre lar jeg bare stå åpen. Egentlig skal jeg ha termometre til å sjekke dette men dessverre har jeg ikke det, så jeg skal forsøke å se om jeg kan kjenne noen forskjell. Etter 15minutter sjekker jeg plastbeholderne, ingen av de har noen merkbar temperaturforskjell, jeg tror dette har noe med at lampen jeg brukte ikke var god nok, eller ga nok varme. Det som skulle ha skjedd var at boksen med plastfolie skulle ha vært varmere en den uten. Dette er fordi her ville drivhuseffekten ha slått inn og varmen fra lyset skulle gått inn gjennom plastfolien og  varmet opp lufta inni plastboksen.

Her ser du de to plastbegrene som står under lyset

Oppgave 2 – Hva skjer med havnivået når temperaturen stiger?

Jeg tar to plastbokser, i den ene legger jeg en stein og en isbit, mens i den andre legger jeg steinen under og isbiten oppå slik at den går litt over kanten på plastbegeret. Så skal jeg fylle på med lunkent vann opp til kanten på begge to. Det jeg tror kommer til å skje er at boksen med isbiten over kanten/oppå steinen vil flyte over, mens vannet i den andre så vidt vil stige. Etter en liten stund hadde isbitene smeltet og vannet i boksen med isbiten over kanten  hadde steget mer en den med isbiten nede i vannet. Den fløt ikke over, men dette tror jeg har noe med at jeg ikke fylte helt opp til kanten med lot det være igjen noen millimeter på toppen av plastbegeret.

For å linke denne oppgaven opp til global oppvarming kan jeg vise til forskjellene mellom smelting av isen på Arktis og Antarktisk hvis temperaturen på jorden skulle stige. På Arktis (nordpolen) ligger isblokkene i vannet og siden vann i fryst form (is) er tettere en i flytende form ligger 1/10 av isfjellet under vannet. Det som da skjer når isen smelter er at vannet/havet holder seg på samme nivå som før, fordi den smeltede isblokken vil ikke ta mer plass som vann en det isblokken tok under vann. Dette er i motsetning til isen på Antarktis som ligger på fjell/jordmasser, siden denne isen ligger på land, vil den når den smelter flyte ut i vannet/havet og gjøre at nivået stiger. Dette er fordi isen ikke var i kontakt med vannet fra før av og takk dermed originalt ikke noe plass i vannet.

Her ser du plastbegerene før jeg helte vann i de.

Stjernehimmelen

Denne gang en har vi fått i oppdrag av læreren å utføre forsøket 2.3 Stjernehimmelen som står på side 213-214 i læreboka Naturfag 3.

Hypotese: Fordi jeg bor i byen og har masse strølys rundt meg blir det vanskelig å se alle stjernene

Utstyr: Øynene mine og en klar himmel

Fremgangsmåte:

Jeg gikk ut for å se på stjernehimmelen der jeg bor, som er midt i sentrum, men det er veldig mye strølys i området, noe som gjør at stjernene ikke syntes like godt. Dette gjør det vannskligere for meg å få øye på de mindre stjernene. Jeg har også problemet med mange bygninger rundt meg, i tillegg til at byen vår ligger ved en elv, og det vil naturlig ligge et lite tåkedrag over og rundt elva. Det var dette jeg så:

Først fant jeg Kralsvogna, men jeg hadde ingen kikkert så jeg klarte ikke å se dobbelstjerna som er den nest siste stjerna i hanken til Karlsvogna og består av stjernene Mizar og Alcor. Senere forsøkte jeg å se etter polarstjerna, jeg prøvde å se om jeg fant stjernetegnet Kassiopeia fordi polarstjerna skal ligge et sted mellom Karlsvogna og Kassiopeia. Jeg tror jeg fant Polarstjerne, og den lyste mindre en det jeg først trodde. Det er også sån at etter noen timer så jeg at Karlsvogna og Polarstjernen hadde flyttet seg litt i forhold til meg og hvor jeg stod. Dette har noe med stjernenes rotasjon rundt jorda eller generelt jordas bevegelse å gjøre og det tar ca 1 døgn helt ”rundt”.

Så skulle jeg prøve å se om jeg fant stjernetegnet Pegasus, dette syntes jeg var vanskelig men jeg tor jeg fant det til slutt. Dette stjernetegnet ser ut som en skjev firkant med en hank, nesten litt som Karlsvogna, men her går hanken oppover. Her skulle jeg også se etter galaksen Andromedagalaksen, dette er den eneste galaksen som er synlig fra jorda, men jeg hadde dessverre ikke kikkert, som jeg nevnte tidligere ei opgaven. Så var det stjernebildet svanen, etter mye leting så ga jeg opp, jeg tror problemet med strølys og bygninger viste seg nå og at dette gjorde det vanskelig for meg å finne svanen.

Jeg observerte stjernehimmelen på vinteren, nå er vi i måneden Desember og jeg kunne se stjernebildet Orion, det var det som var enklest å fine for meg og det virket stort og klart fra der jeg sto. Her kan jeg se at stjernene Betelgeuse og Rigel har ulik farge. Betelgeuse ligger opp til venstre i Orion og har en litt rødlig farge, dette betyr at den stjernen beveger seg bort fra oss på jorda. Det motsatte er tilfellet med stjernen Rigel som ligger nederst til høyre i Orion, den har en blåaktig farge, dette betyr at den beveger seg mot oss på jorda. Etterpå så jeg ned til venstre for Orion og fant en stjerne som heter Sirius, dette er himmelens mest lyssterke stjerne etter sola. Dessverre så jeg ikke noe jeg vet var planeter på himmelen.

Konklusjon: Strølysene i området var en faktor som hindret meg i å se stjernene klart, jeg måtte derfor lete en del før jeg fant stjernetegnene og noen av de fant jeg ikke i det hele tatt. Det hindret meg også med de høye bygningene rundt meg og jeg måtte forsøke å flytte meg for å se himmelen bak eller på andre siden av enkelte bygninger, noe av stjernetegnene forsvant halvveis bak bygninger.

Bilder fra øverst til nederst: Karlsvogna, Kassiopeia, Orions belte

Galvanisk element

I timen i dag fikk vi oppgaven om å lage et Galvanisk element. Denne øvelsen står også forklart i boka Naturfag 3 - kapittel 6 mobile energikilder, side 187.

Eksperimentet

Utstyrsliste:
2 begergalss
Kobberstrimmel
Sinkstrimmel
2 ledninger
Voltmeter
Trekkpapir (kaffefilter)
Kobbersulfatløsning
Sinksulfatløsning
Kaliumnitratløsning

Dette gjorde vi:
Vi lagde først de ulike løsningene. Så satte vi kobberstrimelen i kobbersulfatløsningen som utgjør en halvcelle, og  sinkstrimelen i sinksulftløsningen som utgjør en annen halvscelle. Deretter tok vi å koblet ledninger fra de 2 strimlene og til voltmeteret. Ledingene skaper en lukket krets samtidig som de er med på å måle energien som skapes. Vi la så kaffefilteret som var dyppet i kaliumløsningen som fungerte som en bro fra det ene begerglasset til det andre. Denne broen blir fagelig kalt en saltbro fordi kaffefileteret om vi brukte di dette tilfellet var dyppet i en saltløsning som kan lede elektrisk strøm, men denne broen lar allikevel ikke de to halcellene (sink- og kobberløsningene) blande seg. Saltbroen kan også kalles en elektrolytt, en enekl beskrivelse på elektrolytt er;  en løsning som har løst elektroner i seg. Denne broen kan du se på bildet over. Nå kunne vi måle av på voltmeteret, vi fikk utslaget 1V. Vi forsøkte å øke konsetrasjonen både i sink- og kobbersulfatløsningen for å se om vi kunne få et større utslag, men dette hadde ingen effekt. Lyspøren ville ikke lyse fordi vi sansynligvis ikke hadde nok volt. Et galvanisk element kan egentlig ha en spenning mellom polene på opp til 1.1V.
Det vi nå har laget er et galvansisk element, også kalt en Daniellcelle. Navnet har Daniellecellen fått fra J. F. Daniell som fant opp den aller første daniellecellen.

Hvilken vei går ekeltronene i kretsen:
Elektronene blir ledet gjennom ledningene fra sink som er ladet med - til kobber som er ladet med +. Før elektronene bruker saltbroa for å komme tilbake igjen til sink, det er da det skapes strøm og en slutta krets.

Reaksjonslikninger:
Dette er reaksjonslikningen til sink polen, altså den negative: Zn -> Zn2 + 2e
Dette er reaksjonslikningen til kobber polen, altså den possitive: Cu2 + 2e -> Cu

Redoksreaksjoner - vasking med ketchup

Den gangen fikk vi en litt annerledes elevøvelse av læreren:
- Du skal vaske en skitten 50-øring med ketsjup. Hvordan kan du få den blankest mulig. Det er lov til å blande inn mer av stoffer som allerede er i ketsjupen.
Under har jeg satt opp hvordan jeg gjorde forsøket og hva jeg kom frem til. 

Hypotese: Det er eddiken og sukkeret i ketchupen som gjør 50 øringen blank

Utstyr: 4 skittene 50-øringer, ketsjup, eddik, salt, sukker, kjøkkenrull, små glass/eggeglass

Fremgangsmåte:

Ketchup og ekstra ingredienser

Jeg har lest på ingrediensene og kommet frem til at jeg tror eddik, sukker og salt har en innvirkning på om 50 øringen vil bli blank eller ikke. Derfor tar jeg å vasker en av 50 øringene med ketchup, legger en i et glass med sukker og eddik, en i et glass med eddik og salt og den siste lar jeg bli liggende i ketchup i en time.

Vaske m ketchup: Det som skjer er at noe av møkka forsvinner men den blir ikke veldig blank. Selv ikke etter tredje forsøk på å vaske den og tørke av med tørkepapir ser jeg store forskjellen.

Eddik + sukker: Med en gang jeg slipper 50 øringen ned i eddikblandingen ser jeg at den begynner å bli blankere og det tar ikke lang tid før den er blank og fin. Jeg lar den ligge i 1 time, men dette har lite innvirkning og den blir ikke blankere en det den var etter bare noen minutter.

Eddik + salt: Også her ser jeg endringer med en gang jeg slipper 50 øringen ned i eddikblandingen og det tar også her bare noen minutter før den blir helt blank. Gjeg gjør det samme som med blandingen over og lar 50 øringen ligge i en time, men heller ikke her er tid en faktor som spiller inn på hvor blank den blir. Allikevel blir 50 øringen blankere i denne eddikblandingen en den over.

Ligge i ketchup: Jeg lar 50 øringne ligge i et glass med ketchup og passer på at den er helt dekket. Jeg lar den ligge en time og tørker/pusser den med tørkepapir etterpå, denne 50øringne blir ikke noe blankere en den jeg pusset tre ganger. 

Øverst (venstre - høyre): gammel skitten 50 øring, ny blank 50 øring
Nederst (venstre til høyre): Vasket i ketchup, eddik+sukker, eddik+salt, ligget i ketchup
NB: Det kommer ikke tidlig frem her at den som har ligget i eddik og vann er blankest pga lyset over påvirker skinnet i 50 øringene på dette bildet.

Konklusjon: 

Hvis jeg ser på effekten av de ulike forsøkene er det med en gang klart at det hovedsakelig er eddiken som fjerner skittet og gjør 50 øringen blank, i tillegg til det ser ut til at saltet har en viss effekt. så her jobber altså saltet og eddiken sammen. Siden det ikke fungerte så godt å vaske 50 øringen i ketchup, selv om denne innholder eddik, ser det ut til at det er noe i ketchupen som hindrer eddiken i å fungere slik den gjør når det bare er eddik. Det kan være for eksempel tomatpureen eller stivelsen som er tilsatt.

Før jeg går nermere inn på hvorfor jeg tror de ulike stoffene påvirker 50 øringen tar jeg  utgangspunkt i at en 50 øringen innholder 97% kobber (Cu), 2,5% sink og 0,5% tinn (Sn). Siden størsteparten av 50 øringen består av kobber er dette det viktigste stoffet og det er kobberet eddiken og saltet reagerer med. Det som skjer er at eddiksyren (kjemisk formel: CH3COOH) slår seg sammen med saltet og løser opp kobberoksidet.

Det som skjer når 50 øringen blir blank er at vi fjerner oksyget fra kobberoksidet, slik at vi kun sitter igjen med kobberet fordi oksygenet er det som er med på å gjøre 50øringen skitten. Det som da skjer er en redoksreaksjon, der kobberet gir fra sg atover til oksygenet. Kobberet blir altså oksydert og får en plussladning mens oksygenet blir redusert og vil få en negativ ladning.

Da får vi den kjemiske formelen: CU²⁺ + O^-

NB: Hvis noen lurer på hva redoksreaksjoner egentlig er så har jeg hentet en definisjon på ordet fra ndla.no: ”En redoksreaksjon er en kjemisk reaksjon der ett stoff blir redusert og et annet blir oksidert. Dette kan dreie seg om et grunnstoff som inngår i et molekyl eller et salt”

Kilder:

http://no.wikipedia.org/wiki/Eddiksyre

http://no.wikipedia.org/wiki/Koksalt

http://ndla.no/nb/node/13567?fag=7&meny=30

http://www.google.no/search?q=N%C3%A5r+du+legger+en+slik+50-%C3%B8ring+i+eddikvann+med+salt%2C+vil+eddiksyren+l%C3%B8se+opp+kobberoksidet+ved+hjelp+av+saltet.+&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:nb-NO:official&client=firefox-a (øverste link)

http://no.wikipedia.org/wiki/50-%C3%B8re

http://no.wikipedia.org/wiki/Oksid

Redoksreaksoner - Brenning av magnesium

I timen i dag fikk vi en oppgave som gikk ut på å brenne magnesium. Denne oppgaven kan du også finne foklart i bka naturfag 3, side 183 -184.


Hypotese

Slik så det ut da det brant.

Når magnesiumen brennes gjøres den om til gass.

Slik så det ut da det var brent.

Det som skjedde:
Da jeg satte fyr på magnesiumet som er en type salt ble det utviklet mye røyk og et sterkt lys som jeg ikke skulle se dirkete på, men ingen gass. Det som skjedde var at magnesiumet (2Mg) reagerte med oksygen (O2) og skapte et stoff som heter magnesiumoksid (2MgO), dette stoffet er hvit og krittaktig. En slik reaksjon som dette kalles en redoksreaksjon, en redoksreaksjon er en reaksjon der det foregår en elektronoverføring og denne typen reaksjon er den mest vanlige. Under en redoksreaksjon blir et stoff oksydert og ett redusert.

Det som skjer i dette forsøket er at magnesiumet gir fra seg elektroner og blir positivt ladet, altså blir det oksydert. Samtidig som oksygenet blir negativt fordi det tar opp elektroner, da blir oksygenet redusert. En slik redoksreaksjon kalles en forbrenningsreaksjon, en forbrenningsreaksjon er når et stoff reagerer med oksygen og det frigjøres energi. Det er tre betingelser for at det skal kunne brenne:
1. Brennbart stoff (i dette tilfellet magnesium)
2. Oksygen (eller at annet stoff som kan holde forbrenningen i gang)
3. Tenntempratur (i dette tilfellet skapt av ligheteren)


Dette er reaksjonslikningen for forsøket:  
2Mg (magnesium) + O2 (oksygen) = 2MgO