Galvanisk element

Forsøk utført 5.5.14 av Nora Toiviainen 

Hensikt: Skape et galvanisk element (her batteri), og forstå hvorfor det som skjer, skjer. Legge kjøtt på bena når det gjelder elektrokjemi.

Utstyr: Voltmeter, ledninger som kan føre strøm, kobberstang, sinkstang, lyspære, ampere-meter, kobberløsning, sinkløsning, natriumløsning (salt), kopper til løsningene (tre stk.) og papir. Til del to trengs sølvnitrat, og kobbertråd.

Teori: En galvanisk celle gir elektrisk energi. Ved å bruke en sinkstang i en sinkløsning og en kobberstang i en kobberløsning, får vi en Daniellcelle. Den består av to halvceller, metallstengene. Halvcellene er forbundet sammen med hjelp av en saltbro. Den inneholder en løsning som leder strøm (elektrolytt), men som ikke lar løsningene i de to halvcellene blande seg. Den deltar altså ikke i redoksreaksjonen, den sørger bare for at kretsen er lukket. I en daniellcelle går kjemisk energi over til elektrisk energi. Spenningen mellom polene kalles den elektromagnetiske spenningen. Det går elektroner fra sinkstanga til kobberstanga gjennom den ytre strømkretsen. Det som skjer er en redoksreaksjon, som er en av de vanligste reaksjonstypene vi kjenner til. Celleånding, fotosyntese, rusting og surning av melk er noen få eksempler. I en redoksreaksjon vil energi skapes ved at et stoff gir fra seg elektroner gjennom en leder frem til et annet stoff som får mer. Den som gir fra seg oksiderer, og den som tar i mot reduseres. Dette høres ulogisk ut, men ettersom det er negative elektroner som blir gitt fra, vil den som gir ha flere positive, og vokse, og den andre bli mindre.

Metode: Vi fyller ca 200 ml vann i tre beger. I den ene skal sinkløsning, i den andre kobberløsning og siste fylles med natriumløsning. I begeret med saltet legger du det som skal være saltbroen. Vi startet med kanten av et kaffefilter, men det var litt for tynt, så vi rullet sammen to tørkepapir og brukte det i stedet. Mens papiret vætes kobler vi til ledninger til de to metallstengene, og legger dem i deres løsning. Zinkstangen blir den negative polen, og kobberet den positive. Deretter kobler vi ledningene til voltmeteret og legger den våte saltbroen med en ende i hvert av karene med metaller. Deretter er det bare å vente spent.

Hypotese: Ettersom vi leste litt om forsøket i boken tror jeg danielcellen vår vil nå rundt 1 volt. Potensialet er på 1,1 v.  

Observasjon og drøfting: Vi ser etterhvert at voltmeteret begynner å bevege seg. Til slutt havner pilen på 0,8 volt. En av grunnene til at vi ikke kunne nå helt til potensialet (1,1 v) kan være at saltbroen ikke ledet så godt, at vi hadde for lite av løsningene i karene osv. Allikevel viser tallet vårt at vi har gjort det riktig, og at cellen skaper energi. Vi hadde ikke i stengene lenge nok til å se at kobberet (den positive polen, hvor det skjer en reduksjon) fikk mer masse. Det samme gjelder zinkstangen, som ville blitt mindre. Reaksjonen er: Zn(s) + Cu2+(aq)   >  Zn2+ (aq) + Cu(s)   + elektrisk energi

På siden av dette forsøket la vi også en kobbertråd i sølvnitrat. Her fikk vi se metallet reagere. I sølvnitratet vil kobberet oksideres ettersom sølv ligger lenger over kobber i spenningsrekken. Kobberet vil altså gi fra seg elektroner, og belegget vi raskt ser legge seg på kobberet er sølv. Det klare begeret blir etterhvert blått ettersom sølvnitratet går over til å bli en kobber-løsning. Ligger det lenge nok vil det bli kobbersulfat fremfor sølvsulfat.

Konklusjon: Vi klarte å lage et galvanisk element, og vi lærte i tillegg mer om redoksreaksjon ved å legge kobber i sølvnitrat. Et galvanisk element kan være vanskelig å forstå, ettersom vi ser veldig lite av reaksjonen, bortsett fra voltmeteret som viser at noe skjer. I sølvnitratet ser vi raskt reaksjonen, noe som også ga det galvaniske elemtentet mer mening. Avstanden mellom kobberet og sølvet i spenningsrekken gjør at reaksjonen skjer fortere, enn mellom zink og kobber som i tillegg har en saltbro mellom seg. Spennende forsøk, som ga mye mer forståelse enn ord i en bok gjorde.

Stamcelleforskning

Vi har fått i oppgave på skolen å ha debatt om stamcelleforskning. Vi har fått utdelt roller, og jeg fikk rollen stamcelleforsker. Det vil si at jeg er sterkt FOR stamcelleforskning og behandling med stamceller. Som en del av oppgaven skal vi skrive et type debattinnlegg med vår rolles mening. Ettersom jeg har ganske lik mening som en stamcelleforsker ville hatt, var dette en veldig grei oppgave. 

Et mylder av usynlige tråder
Som stamcelleforsker er det ingen tvil om at jeg tenker varmt om behandling av pasienter ved å bruke stamceller. Stamceller er en drøm å jobbe med. De kan gro i en skål på labratoriet mitt i flere år uten at de begynner å spesialisere seg. Det er flere måter å få tak i dem, og ikke minst kan de erstatte celler som er ødelagt av sykdom. Det er vanskelig for meg å begripe hva som holder oss og har holdt oss tilbake på dette området. De etiske problemene rundt forskningen omhandler som regel bruket av befruktede egg. Barna som vokser opp fra disse embryonale stamcellene blir kalt prøvekaniner. Om vi ser på hvor mange som i dagens samfunn sliter med å få barn, og som gjerne vil bli prøverørsbefruktet, ser jeg ikke problemet. Vi får barn senere enn før, og eggene er ofte ikke i toppform. Å kunne få hjelp ved å bli befruktet utenfor livmor er jo ikke annet enn fantastisk. Om disse kommende foreldrene også lar oss forskere hente stamceller fra noen av de befruktede eggene eller fosteret, noe som ikke er skadelig, er jo det bare et stort pluss. Debatten om det er riktig med prøverørsbefruktning vil jeg nesten ikke ta stilling til. At noen fortsatt mener det er feil å få barn på andre måter enn den "naturlige" forundrer meg virkelig. Vi lever i 2014, og hvis prøverørsbefruktning er feil, burde de med denne meningen heller ikke kjøre bil. På samme måte som at bil er et hjelpemiddel til å komme seg videre, er også prøverørsbefruktning det. I tillegg til dette finnes det flere debatter rundt det etiske ved stamcelleforskning. 

Vi forskere blir holdt tilbake av et mylder av usynlige tråder, som ingen rydder opp i, eller kutter vekk. Hvorfor blir ikke stamcelleforskning satt på dagsorden en gang for alle? Forskningen fortjener oppmerksomhet. I Japan ble det forsket på om det er mulig å omprogrammere hudceller fra pasienter uavhengig av alder. De tok hudceller fra en 36 år gammel dame, lot de vokse videre i labratorium, og i løpet av tre uker ble klokken skrudd tilbake i hudcellene, slik at de igjen ble uspesialiserte stamceller. De ble med andre ord slik de hadde vært på fosterstadiet for nesten 37 år siden! Dette viser at stamceller kan hentes fra et hvilket som helst menneske, altså adulte stamceller. Er det fortsatt noen etiske problemer gjenværende da? Jeg finner ingen.
Vi i Norge har lenge hengt etter landene rundt oss når det kommer til stamcelleforskning. Regjeringen har siden 2002 hatt forskningen som en prioritet. De mener også Norge skal være en god internasjonal bidragsyter til forskningen. Om de mener dette fatter jeg ikke hvorfor jeg sitter her og føler vi må gjøre mer. Folket må bli informert og flere må engasjeres, slik at vi utdanner flere forskere. Vi i Norge sitter i særstilling når det kommer til denne forskningen. Vi har et stort mangfold mennesker boende her, og derfor også et mangfold av gener og sykdommer som kan forskes på. I tillegg er vi verdens rikeste land. Regjeringens mål er å tilby forskning på samme nivå her som i andre land. Etter omstendighetene våre burde andre land ønske seg opp på vårt nivå!
Min drøm er at de usynlige trådene blir kuttet, at folket våkner opp og ser hvor viktig stamcelleforskning er. Vi trenger å komme oss videre fortere, men vi forskere kan ikke gjøre det alene. Vi alle kjenner eller vet om noen som har det vanskelig med sykdommer som diabetes, parkinsons og alzheimers. Hvis vi sammen setter forskningen i søkelyset, vil vi sammen kunne hjelpe mange som ufrivillig har det vondt. Etterhvert kan vi kanskje også redde liv.

Kilder:

- http://www.regjeringen.no/en/dep/hod/tema/bioteknologi/stamcelleforskning.html?id=439187- http://www.aftenposten.no/meninger/kronikker/article3480042.ece#.Ux2JlCgmET4

Arvelighetsforhold

Forsøk utført 17.02.14 av Nora Toiviainen

Hensikt: Undersøke og forstå fordelingen av ulike fenotyper og genotyper hos oss selv.

Utstyr: PTC-papir og seg selv.

Teori: I cellekjernene våre finnes all den informasjonen som er nødvendig for å lage et individ, i tillegg til informasjonen som cella trenger for å vokse og formere seg. Informasjonen i cellekjernene finnes i molekyler som kalles DNA. Et gen er en bit at et DNA-molekul som inneholder en oppskrift som cellene bruker for å kunne produsere et bestemt protein. Selv om alle cellene i kroppen vår har de samme genene, er ikke alle genene aktive i alle celler. Det er behovet/miljøet som bestemmer hvilke gener som skal være aktive. DNA-molekylet er bygget opp som en vindeltrapp, hvor trinnene i trappen består av fire nitrogenbaser: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og tymin (T). Nitrogenbasene er bundet sammen to og to, og ulike kombinasjoner av baser blir av cella oppfattet som ulike koder. Det er kombinasjonen og antallet av kodene som utgjør forskjellen på genene. I dette forsøket snakker vi om fenotyper og genotyper. Fenotyper er egenskapen slik den kommer til uttrykk (blå øyne) og genotyper er hvilke arveannlegg/gener et individ har for en egenskap. Vi bruker store og små bokstaver for å beskrive genotypen, en stor bokstav forteller at det er et dominant annlegg, og de små forteller at det er et recessivt annlegg (vikende).     


Metode: Vi følger oppskriften på forsøket i boken. Vi starter med å fyllet ut et skjema som gir en oversikt over enkle egenskaper å finne hos oss selv, som handler om hva slags gener vi har.

I tabellen ser dere mitt resultat. Dere lurer kanskje på hvorfor det står spørsmålstegn etter de store bokstavene? Jo, det er fordi det både kan være foreksempel både BB eller Bb, men det spiller ingen rolle ettersom genet uansett vil være dominant. Og grunnen til at jeg er oppført som brune øyne, selv om jeg har grønne, er fordi det egentlig kun finnes blå eller brune øyne. Grønne kommer av en iris-feil. I neste del skraverer jeg inn mine opplysninger fra tabellen over inn i det genetiske hjulet, for å finne ut av mitt genotyp-nummer.

(Beklager alle skraveringene rundt, skrev notater fra da jeg testet om jeg faktisk var i familie med pappa). De rosa skraveringene er mine, og mitt genotyp-nummer er 36. Hele klassen skrev opp sine nummer på tavlen, og det var faktisk noen som hadde helt likt nummer! Det betyr selvfølgelig ikke at de egentlig er søstre skilt ved fødselen. Dette var bare noen enkle egenskaper testet. Videre, for å gå virkelig inn på hva slags gener vi har arvet, tok vi flere tester. Vi smakte på PTC-papir (noen smakte en sterk bitterhet, mens andre ikke merket noe, jeg var en av de uheldige som smakte noe), sjekket om vi hadde irissirkel og om vi har fyldige eller tynne lepper. Og så klart mye mer. Jeg har tabellene mine, men regner med at det er litt uinteressant å se.

Hypotese: Nå har vi jo allerede sett noen resultater, men før forsøket noterte jeg meg at jeg trodde muligens noen kom til å ha samme genotyp-nummer. Jeg går i en klasse med bare jenter, så vi har allerede fjernet halvparten av tallene på sirkelen. I tillegg er vi alle veldig nordiske, noe som gjør det enda mer sannsynlig at noen har likt nummer.


Observasjon og drøfting: Som bildet tilsier observerte vi at to par hadde samme nummer, uten å se helt like ut. Når vi videre testet oss, hadde alle forskjellige resultater. Dette forteller litt om hvor unike vi er som individer. Om to stykker har rødt hår, har kanskje kun en av dem haiketommel og den andre fregner. Det er spennende å undersøke hva slags merkelige egenskaper man har arvet av foreldrene sine. Som jeg skrev over testet jeg pappa, og senere testet jeg mamma. En veldig billig DNA test! Nå er jeg helt sikker på at vi er i samme familie, og at ingen har hatt et forhold til postmannen/post-damen.

Konklusjon: Konklusjonen er at alle har forskjellige genotyper for alle egenskapene, med ett unntak! Eneggede tvillinger er ikke bare like på utsiden, men har også samme egenskaper. De kommer tross alt fra samme egg med samme DNA.



Kilder:
- http://ndla.no/nb/node/47520?fag=7
- http://ndla.no/nb/node/5902?fag=7

Halveringstid med terningkast

Forsøk utført 12.01.14 av Nora Toiviainen
Hensikt: Simulere havleringstiden til et radioaktivt stoff for å bedre forstå hvordan atomene i et radioaktivt stoff spaltes, og hvor fort.

Utstyr: 20 terninger og en kopp.

Teori: Et grunnstoff har isotoper, det vil si at antallet nøytroner i kjernen varierer. Noen isotoper er ustabile, de sender ut stråling fra atomkjernen; vi sier de er radioaktive. Det finnes tre typer av stråling; alfa, beta og gamma. Halveringstiden er den tiden som går før halvparten av atomkjernene i det radioaktive stoffet er omdannet til andre atomkjerner. Med andre ord når 50% av atomene er omdannet. Halveringstiden til et radioaktivt stoff er avhengig av sannsynligheten for at de radioaktive atomkjernene blir spaltet i løpet av et visst tidsrom. Noen radioaktive stoffer har stor sannsynlighet for at atomkjernene blir spaltet, og de har kort halveringstid. For andre er det liten sannsynlighet for at atomkjernene blir spaltet, og de har lang halveringstid.


Metode: Vi kaster 20 terninger 10 ganger i fem serier. For hvert kast i en serie tar vi vekk alle seksere, de symboliserer en spalting. Med andre ord er én sekser, én omdanning av et atom. Vi fører ned resultatene i en tabell. Deretter summerer vi alle seriene. Etter dette legger vi inn resultatene i et Excel-dokument og lager en grafisk fremstilling, slik at vi lettere ser en sammenheng mellom halveringstiden og terningkastene.

Hypotese: Jeg tror vår simulerte halveringstid er etter ca. femte kast. Dette er rett og slett ren gjetting og testing av logisk sans (har spilt mye Yatzy gjennom tidene).

Observasjon og drøfting: Vi ser raskt at flere og flere seksere forsvinner, men vi blir aldri kvitt alle. Noen serier er det flere igjen på siste kast, mens i andre er det færre igjen. Når vi får samlet tallene og summert alt ser vi sammenhengen bedre. Dette er en veldig god måte å forstå hvordan radioaktiv stråling foregår, lett er det også!

Konklusjon: Vi hadde nesten helt rett i hypotesen! Halveringstiden er etter ca. fem kast. Hvis vi ser for oss at terningene kastes én gang i minuttet, hadde halveringstiden vært på fem minutter. Lette litt rundt på nettet for å finne ut om det var et isotop av et grunnstoff som hadde denne halveringstiden, men det nermeste jeg kom var den biologiske halveringstiden til Heroin, som er på tre minutter. Biologisk halveringstid er den tiden et stoff bruker på å halvere seg når vi har det i kroppen. Tror ikke vi skal ta noen praktiske tester om dette er sant!

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