Organisk Kemi Erik Cederberg

Organisk Kemi Årskurs 9
Organisk Kemi
Erik Cederberg
Nov-Dec 2004
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Årstidernas Kemi
Vintern:
Naturen är död och färglös, solståndet är lågt och luften är kall och klar.
Det blåser kalla nordanvindar men dom flesta är relativt stillsamma.
På vattnet ligger det is och under isen är cirkulationen låg.
Bara växternas ”skelett” finns kvar, det är uppbyggt av kolinnehållande cellulosa, växternas aktivitet
begränsar sig till dom sockerhaltiga rötterna där den kommande skottskjutningen förbereds.
Våren:
Solståndet är högt luften är klar och det blåser friska vårvindar, vattnet värms upp ovanifrån vilket
skapar en total cirkulation så fort det blåser. Mycket syre kommer även till växternas rötter, i knoppen och stängeln produceras stärkelse och cellulosa. Snart slår det ut massor av blommor i klara
vårfärger.
Sommaren:
Solen står som allra högst och luften är varm, fuktig och ofta kvav. Sydliga sommarfläktar blåser
och i vattnet finns ett språngskikt mellan det varma utvattnet och det kallare djupvattnet som inte
vill blanda sig. I växten produceras socker som kan lagras som stärkelse eller cellulosa. Vätet spelar
en betydande roll i denna process. Sommaren är mångfaldens tid, färgerna är många men inte så
klara.
Hösten:
Solen står åter lägre, det är klart och fuktigt i luften och höststormen viner. Vattnet kyls ner och
cirkulationen är total. Innan växten vissnar så når den fullkomlighet i sin frukt. Den är ofta söt men
innehåller även mycket fett och protein. De vissnande bladen bryts så småningom ner av jordens
nedbrytare. Frukt som ej äts jäser ofta. Höstens färger är klara och varma.
Mån 29/11 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Fotosyntes
Experiment 1:
Vi stoppade ner en upp&ner vänd tratt i en burk med vatten och satte ett provrör över öppningen.
Där efter stoppade vi ner en grön vattenväxt (sådan som man har i akvarium) i tratten. När
den hade stått ett tag så lyfte vi upp provröret och provade att sätta ner en glödande trästicka i
röret,Trästickan började glöda mera.
Slutsats: Gasen som bildades i provröret var syre.
Experiment 2:
Vi hade en glasburk som det låg lite fuktad bommul och bönor i, lät den stå en natt i totalt mörker
och öppnade sedan locket för att prova vilken gas som var i. När vi förde ner vår brinnande
trästicka så slocknade den med en liten rökstrimma.
Slutsats: Gasen som bildades i burken var koldioxid.
Efter dessa två experiment kan vi komma fram till denna slutsats:
Gröna växter upptar koldioxid och avger syre,
Ickegröna växter upptar syre och avger koldioxid
På dagen är det så att med hjälp av syret så omvandlas koldioxid och vatten till kolhydrater och
syre. På natten blir dock omsättningen omvänd, denna omvända process kallas cellandning. Detta
är motsatsen till fotosyntesen. Delar av ovanstående bevisades redan år 1772 av Joseph Pristley.
Han stängde in en mus och en krukväxt i ett slutet system där musen hade en glascylinder och växten en annan. Det fanns ett glasrör mellan dom båda cylindrarna med en kran. Så länge det var fri
passage emellan så levde både växt och blomma. När han stängde kranen dog dom båda. Detta var
dock inte ett riktigt ekosystem eftersom det saknade nedbrytare.
Fotosyntesen är jordens viktigaste process, om den inte fanns skulle luftens syre snart vara förbrukat. Stora delar av jorden upptas av öknar där ingen skog växer, dom skogarna vi har kvar måste vi
spara på. Man kan se samspelet mellan gröna och ickegröna växter men även mellan gröna växter
och oss.
Fotosyntetens formel:
H2O + CO2 -> COH + O2
6H2O + 6CO2 -> C6O6H12 + 6O2
Tis 30/11 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Kolhydrater:
Vattenlöslighet:
Socker
Löser sig
Stärkelse
Blandning -> fällning
Cellulosa
Bibehållen struktur
Struktur:
Socker
Stärkelse
Cellulosa
Kristallint
Pulveraktigt
Fiberstruktur
Brännbarhet:
Socker
Stärkelse
Cellulosa
Smälter -> blir brunt -> svart -> tar eld.
Ytan brinner lungt med blå-gul låga, slocknar snart, allt är kvar under ytan .
Brinner på ytan med orange låga, omsluts av eld.
I alla kolhydrater ingår väte, kol och syre, vi ska nu titta närmare på dessa gundämnen.
Ons 31/11 - 04
© Erik Cederberg 2004
Experiment med syre:
Ingredienser:
Brunstenspulver
Kaliumklorat
Organisk Kemi Årskurs 9
Kolhydraternas grundämnen
Material:
Provrör
Brinnande trästicka
Vi tog ett provrör och fyllde med en knivsudd brunstenspulver och 3cm kaliumklorat. Pulvret blandas
om försiktigt och provöret, som är genomstucket av ett s-format glasrör, korkas igen. Anordningen
fästs med ett stativ så att glasrörets mynning är under vattnet med ett provrör över sig som vi använder för att samla upp gasen.Vi provar att föra ner en brinnnande trästicka i provröret, resultatet blev att
lågan ökade i storlek.
Slutsats: Gasen var syre
Experiment med vätgas:
Ingredienser:
Zink
Svavelsyra
Material
2st Provrör
Tändstickor
Vi blandar ingredienserna som reagerar exotermt och fräser, ångorna som bildas samlar vi upp i ett
annat provrör som vi håller upp&ner vänt över öppningen. Efter detta så håller vi för öppningen på
provrör nr 2, vänder det och håller en brinnande tändsticka framför mynningen och släpper ut gasen.
Det hörs nu en ljudlig knall och sen är gasen uppbrunnen.
Slutsats: Gasen var väte
Vätgas är jordens lättaste gas och i ren, flytande form är den det mest energirika ämnet på jorden.
Den kan bildas genom att man delar upp vatten, som är syre och väte i sina beståndsdelar. Jag tycker
att det är rätt speciellt att vatten är samma blanding som knallgas då vatten inte brinner men knallgas
är mycket explosiv. Vätgas uppstår även vid överladdning av batterier och finns också i stora mängder
i rymden. Det är faktist ett av universums vanligaste ämnen, dock förekommer det mest i föreningar.
Just eftersom vätet är så engergirikt som det är så har intresset ökat för att använda det som
drivmedel. Det är även ett mycket miljövänligt bränsle eftersom restprodukten vid förbränning blir
vatten. När man ska framställa vätgas industriellt för att just driva bilar eller liknande så låter man vatten rinna över glödgat järn och sönderdelar det på så sätt eller alternativt igenom elektrolys.
Experiment med kol:
Ingredienser:
Magnesium
Material:
Provrör
Tändstickor
Vi brände magnesium i ett provrör, detta experiment var ju lysande :=)
Det bildades hur som helst en beläggning av kol och magnesiumoxid och eftersom inte magnesium
innehåller kol så bevisar detta att det finns kol i luften runtomkring oss och det frigörs när luftens syre
förbränns.
Magnesium har en viktig roll i växternas gröna pigment som heter klorofyll, magnesiumet har till
uppgift att ta in koldioxid. Detta kan jämföras med hemoglobinet i vårat röda blodpigement som har
till uppgift att ta upp syre.
Tors 01/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Experiment med Bomullskrut:
Organisk Kemi Årskurs 9
Bomullskrut och Socker
Material:
Mätglas, Mätcylinder, Våg
Ingredienser:
60 ml Salpetersyra (95-99%)
100 ml Svavelsyra (98%)
5 gram bomull
Gör så här:
Blanda 60 ml konc. svavelsyra med 100 ml konc. salpetersyra under avkylning
(då det är en exoterm reaktion). Tänk på att hälla ner den mer koncentrerade syran
i den med lägre koncentration, då SIV-regeln gäller även här. När syrablandningen
svalnat, lägg då 5 gram bomull i blandningen och låt den ligga i denna vätska i
ca 15 minuter. Skölj sedan bomullen under rinnande vatten noga.
Undvik att hantera bomullen med metallföremål under hela processen.
Låt din nitrocellulosa torka.
Kommentarer:
Bomull är ju bara ett exempel på cellulosa. Processen ovan innebär ju endast nitrering
av just cellulosa. Det betyder i sin tur att man skulle kunna göra om ett par jeans (som är gjorda
av bomull) till ett sprängämne. Kom även ihåg att i lös form brinner nitrocellulosa bara relativt
sakta under bildandet av stora kvantiteter gaser. Det är först vid packning eller inneslutning
som den nitrerade cellulosan visar sitt sanna jag i en rätt kraftig explosion.
Nitrocellulosa dekompositerar sakta under lagring. Dekompositionen är autokatalyserande,
och kan leda till spontan explosion om det lagras instängt under en längre tid. Processen går
mycket snabbare om man efter tillverkning inte har tvättat ur restsyran ur produkten (du kan ta
hjälp av utspädd NaOH eller koka i bikarbonat).
Ju renare syror du använder desto större del av cellulosan kommer att genomgå full nitreringoch därför höja kvaliteten. Det finns tre former av cellulosanitrat varav endast en är användbar
för pyrotekniska ändamål, cellulosatrinitrat. Mono- och dinitraten är inte explosiva och är produkter av ofullständig nitrering.
Expriment: Socker och Svavelsyra.
Vi blandar socker med lite vatten i ett provrör och tillsätter sedan svavelsyra. Sockret blir brunt
och sen skiftar det till svart, där efter bildas ett svart skum bestående av kol, detta kan bäst liknas vid när det kokar över i en kastrull. Allt detta sker under en temperaturhöjning. Svavelsyran
som vi tillsatte reagerade med sockret i en exoterm reaktion, en reaktion som utvecklar värme.
Motsatsen heter endoterm reaktion då reaktionen kyler av i stället.
Om man blandar syra och vatten på detta sätt måste man se till att hälla syran i vattnet, inte
tvärtom. Syra - I - Vatten regeln.
Fre 02/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Socker
Växtens kolhydrater:
En växt kan omvandla stärkelse till socker och tillbaka (reversibel reaktion).
En växt kan också omvandla stärkelse till cellulosa men denna process är inte reversiblel, det är en
irreversibel process.
Människan kan bryta ner stärkelse till socker men cellulosa kan inte våra kroppar bryta ner.
Experiment med Fehlings lösning:
Fehlings I: 7g kopparsulfat i 100ml vatten
Fehlings II: 35g kaliumnatriumtartrat och 10g natriumhydroxid i 100ml vatten.
Blandas dessa får man Fehlings lösning, en reagens som reagerar på vissa sockerarter.
Fehlings lösning reagerar enbart på monosacarider, inte disacarider eller polysacarider.
Man undersöker ett ämne med fehlings genom att man fyller ett provrör med 2cm fehlings och 2cm
vatten och lägger ner materialet man ska analysera däri och värmer försiktigt.
Den från början blåa lösningen kommer då ändra färg åt det röda hållet på färgskalan om materialet
innehåller socker. Innehåller det inte socker så kommer ingenting hända och lösningen kommer att
förbli blå.
Vi provade med dessa olika material:
Äpple: Reaktionen blev att Lösningen blev Orange (rätt mycket socker)
Potatis: Grönbrun (inte så mycket)
Apelsin: Ljusorange (rätt mycket)
Fruktos: Mörkgul (mycket)
Experiment med amylas.
Vi rör ihop en blandning av Maizena och vatten och häller upp det i två små bägare.
Den ena burken låter vi bara vara, den andra burken får Ringo spotta i först och sen ställer vi den
också åt sidan. Denna ska vi undersöka i morgon.
Experiment med Bomull:
Vi löste upp bomull i svavelsyra och när bomullen är upplöst så späder vi ut blandningen med vatten.
Efter detta så neutraliserar vi syran med natriumhydroxid
Denna blandning testar vi nu med Fehlings lösning, resultatet blev att det blev rödaktigt vilket
betyder att det finns mycket socker i den.
Detta är ett bra exempel på ett av dom enda sätten männsikan kan bryta ner cellulosa till socker,
med en syra.
Mån 05/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Sacarider del 1
Fortsättning på ”Experiment med amylas”:
Efter att burkarna har stått en dag är den som bara har fått stå en gele. Den som Ringo spottade i
däremot är bara som en lite tjockare mjölk.
När vi testade dessa två med fehlings lösning så fick vi detta resultat:
Prov #1 (den utan spott):
Nästan ingen reaktion alls.
Prov #2 (den med):
Här blev det orange.
Prov #3 (spott):
Denna hände inget med.
Då har vi alltså bevisat att varken spott eller blandningen med spott innehåller socker.
Men varför är det då socker i den som har båda i sig?
Jo, det är för att stärkelsen bryts ner till socker av saliv-enzymet amylas.
När vi provade att spotta i den burken som var som gele så tog det inte många timmar innan den
också var nedbruten till socker och i samma konsistens som den andra.
Namn:
Cellulosa
Stärkelse
Blodgruppsubstanser
Laktos, Sacaros, Maltos,
Mjölksocker, Rörsocker, Maltsocker
Galaktos, Fruktos, Glukos,
Fruktsocker, Druvsocker
Antal monosacarider
> 1000
100-tals
3-8
2
Grupp
Polysacarid
Polysacarid
Ogliosacarid
Disacarid
1
Monosacarid
Tis 06/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Sacarider del 2
Antal Sacarider:
> 1000
3-8
2
1
Kemisk Beteckning:
Polysacarid
Ogliosacarid
Disacarid
Monosacarid
Kolhydrater är ett gemensamt namn för sockerarter (sackarider) och polymerer av sådana.
Namnet kommer av att många sackarider har formeln Cn(H2O)n och därför skulle kunna
betraktas som hydrater av kol.
Sackarider finns i form av monosackarider (enkla sockerarter), disackarider och
polysackarider. Till monosackariderna hör bland annat glukos disackarider, till exempel
rörsocker och mjölksocker, består av två sammansatta monosackarider.
Polysackarider är bland annat stärkelse och”kostfiber” (till exempel cellulosa).
Polysackarider består av ett stort antal glukosmolekyler (> 1000).
Människans enzymer kan bara spjälka stärkelse. Stärkelse är antingen vattenlösligt eller
vattenolösligt.
Den långa cellulosamolekylen kan människan bara bryta ner med tillexempel svavelsyra till dom
kortare molekylerna maltos eller glukos.
Glukos (blodsocker) är den sockerart som alla djur kan ta upp, finns det för mycket glukos i blodet
börjar bukspottkörteln att producera insulin som omvandlar glukos till glukogen (leverstärkelse)
som kan lagras i levern och i musklerna för senare behov.
Blodsockerhalten minskar då när glukogenet tas upp i levern och i muskelcellerna, när halten är för
låg så kan kroppen producera glukagon eller om det behövs snabbt adrenalin som omvandlar glukogenet till glukos.
Dom som är diabetiker har problem med just produktionen av insuilin och får för högt blodsocker.
Tis 06/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Jäsning
Jäsning av russin till russinvin:
Vi fyllde en e-kolv med vatten och hällde i så mycket russin att det täckte botten och lite till. Vi
korkade igen kolven med en glasrörsförsedd kork som hade glasrörets mynning under vattnet så det
blev ett vattenlås. Vi lät den stå i rumstempereratur i ett par dagar, det hände inte så mycket så vi tillsatte jäst och socker. Nästa dag hade det bildats bubblor av koldioxid som lyfte russinen upp till ytan.
Bubblorna ”lossnade” och försvann ut genom vattenlåset och russinen sjönk igen.
Detta förklaras genom att när jästsvamparna (som även finns på russinens skal) är i en syrefri miljö så
börjar dom omvandla socker till koldioxid och alkohol.
I våra kroppar sker en liknande process, då med bakterier i stället för jästsvampar. När det blir lite luft
så omvandlar bakterier glukos till koldioxid och alkohol, sedan bryts dock alkoholen ner till koldioxid och vatten av ett enzym. När syre finns tillgängligt så bryts glukosen i stället ner till koldioxid,
vatten och energi. När musklerna arbetar hårt så får dom syrebrist, alkoholen oxiderar och blir den
mjölksyra som man kan känna av på gympan i bland (kortintervall-träning någon ?).
Hur gör man öl:
Man låter sädeslaget korn gro på en bädd av bomull. När groddarna är 2mm så innehåller kornen som
mest maltos och då är det dags att koka dom med vatten och sedan mäskas (dvs. röras ut i varmt vatten så att enzymerna i malten får verka). Till den så kallade vörten tillsätter man jäst och låter det jäsa
till en förutbestämd alkoholhalt. När man har uppnått denna halt så tillsätter man vatten och humle
och låter det sedan jäsa kallt. När det slutar utvecklas koldioxid så dekanterar man bottensatsen och
sötar eventuellt ölet lite till innnan det fylls upp på flaskor eller fat. Det extra sockret gör så att det
utvecklas ytterligare koldioxid som löses i vattnet som kolsyra.
Andra användningsområden för jäsningsprocessen:
Människor har i alla tider utnyttjat jäsning till drycker, bak och konservering. När vi bakar så
används jästsvamparnas koldioxid till att lyfta degen. Innan vi hade jäst tillverkade man vandringsjäst
i en surdegskultur. Surdegen tillverkas med honung, vatten och grahamsmjöl som får stå och jäsa ett
par dagar. Samma process utnyttjar man när man tillverkar mjöd eftersom honungens jästsvampar bildar alkohol och koldioxid. Om man vill konservera grönsaker kan man mjölksyra dom (vilket alla på
Kristofferskolan vet). Detta sker genom att man river gönsakerna, pressa in dom i en burk och täcker
med vatten, därefter låter man dom stå svalt. Nu är det mjölksyrebakterier som tar över jäsningen.
Grönsakernas laktos bryts ner till glukos och galaktos. Det bildas alkohol och koldioxid. När alkoholen kommer i kontakt med vatttnets syre så oxiderar den till mjölksyra.
© Erik Cederberg 2004
Ons 07/12 - 04
Organisk Kemi Årskurs 9
Alkohol
En Etanol-molekyl
Etanol har som vi vet formeln C2H5OH
(C = kol och H = väte, O = Syre)
Denna modell kallas i dagligt tal för
”fyllehunden” (speciellt bland kemilärare)
Here is what the Encyclopaedia Galactica has to say about alcohol.
It says that alcohol is a colourless colatile liquid formed by the fermentation of sugars and also notes
the intoxicating effect on certain carbon-based lifeforms.
The Hitch-Hikers Guide to the Galaxy also mentions alcohol:
It says that the best drink in the universe is the Pan Galactic Gargle Blaster.
It also says that the effect of drinking a Pan Galactic Gargle Blaster is like having your brains
smashed out by a slice of lemon wrapped around a large gold brick.
The guide also tells you on wich planets the best Pan Galactic Gargle Blaster are mixed, how much
you can ecpect to pay for one end what voluntary organizations exist to help you rehabilitate
afterwards... [lots of more text here] ...
The Hitch-Hikers Guide to the Galaxy sells rather better than the Encyclopaedia Galactica.
Alkohol(-er):
Ordet kommer via franskans alcoolisme som betyder alkolism från arabiskans al-khul som betyder
”fint pulver av blyglans”.
Alla alkohler är giftiga, dock så är inte etanol lika giftigt för människan som andra sorter, tillexempel
metanol som kan orsaka blindhet eller leda till döden.
Alkoholer med få kolatomer är flyktiga och vattenlösliga, ju fler kolatomer det finns i en alkohol
desto sämre löser den sig i vatten.
Alkoholer med 12-18 kolatomer kallas fettalkoholer eftersom dom är besläktade med fettsyror.
Experiment: Alkoholers löslighet i vatten och olja.
Namn
Metanol
Etanol
Propanol
Butanol
Hexanol
Löslighet i vatten
ja
ja
ja
nej
nej
Löslighet i olja
nej
nej
ja
ja
ja
Kokpunkt
65
78
87
117
?
Tors 08/12 - 04
Kemisk formel:
C3H7OH
C4H9OH
C5H11OH
C6H13OH
C7H15OH
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Ölets Histora
Ölets Historia:
Konsten att brygga öl är lika gammal som konsten att baka bröd. Exakt hur gammal ölet är vet man
inte men det är minst 7 000 år.
I Kina blev ölet en allmän dryck ungefär 2 300 år f Kr. Inkaindianerna drack majsöl långt innan
spanjorerna steg iland på den amerikanska kontinenten. Hos våra egna förfäder hade ölet en mycket
stark ställning då man bland annat trodde att ruset från alkoholen var en gudagåva.
Tron på gudar och gudinnor levde länge kvar. Den hedniska bloten var en företeelse som hade en
stark förankring i folks medvetande. När de första apostlarna började sprida sina kristna läror insåg
de att det inte var någon idé att försöka bryta dessa seder, istället övertog kyrkan de hedniska
dryckesriterna för att på så vis underlätta övergången till den kristna läran. Kyrkan ansåg till och
med att det var allas plikt att samlas vid vissa tillfällen och dricka öl.
Det fornnordiska ölet var smaksatt med pors och därför mycket beskt. Till fest drack man mjöd, en
exklusiv variant av öl som bryggdes på enbart honung. 1100-talet är en milstolpe i ölets historia,
man började nämligen att använda humle då och både smaken och hållbarheten förändrades markant till det bättre.
Efterfrågan översteg vida tillgången och man började importera humle i allt större omfattning. Det
gick så långt att myndigheterna ansåg sig tvungna att lagstifta om humleodlingar i landet. Alla som
bedrev någon form av jordbruk ålades att anlägga en humlegård.
Öl var rena hårdvalutan och användes som betalning för utförda tjänster i bältaresvennernas skråordning. År 1437 stadgas till exempel: ”Ho som spyr eller skiter på väg till gillet böte halv tunna öl,
sker det i gillestugan, böte han en hel tunna”. Vid Solberga kloster utanför Visby skulle en nunna ha
14 tunnor öl om året i tilldelning vilket motsvarar ca 5 liter öl om dagen! Även vid hovet låg dagsransonen kring 5 liter.
I slutet av 1700-talet och under halva 1800-talet dominerade brännvinet fullständigt i Sverige. Fylleriet var förödande, öl framstod plötsligt som rena hälsodrycken. Den svenska nykterhetsrörelsen
som på allvar organiserades på 1830-talet, uppmanade alla, med läkare och präster i spetsen, att
återvända till ”förfädrens dryck”, det sunda och välsmakande ölet.
Nästa milstolpe i svensk ölhistoria var år 1843, då introducerades det Bayerska ölet i Sverige. Det
Bayerska ölets intåg kom att på nytt föra fram ölet som den stora folkdrycken och brännvinskonsumtionen minskade igen. Att brygga det underjästa Bayerska ölet krävde en mer avancerad teknik
och ölbryggandet övergick då från rent hantverk till att ske industriellt.
Bryggerierna växte upp som svampar ur jorden under perioden 1850 till 1900, inte bara i de stora
städerna, utan även på landsbygden. Många av dem kallades för ”Münchenbryggerier” efter den
bayerska huvudstaden Munchen. År 1880 hade vi 374 st bryggerier i landet och bara tio år senare
hade vi 554 st !
Så småningom utkonkurerades lagerölet av pilsnern som från första världskriget blev det helt dominerande i Sverige. Under de senaste 40 åren har den svenska bryggerinäringen genomgått en kraftig
strukturomvandling. När starkölet började säljas i Systembutikerna 1955 fanns det 120 st bryggerier
i landet, år 1985 fanns det endast 5 stycken. Idag har det vänt och fler och fler bryggerier startar nu
återigen upp i landet.
Tors 08/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Alkohol del 2
Kroppens reaktion på alkohol: (etanol)
Mängd:
Tillfälliga Drickare
100 mg/100 ml (0.10%)
Påverkade
200-250 mg/100 ml
Dålig reaktionförmåga, slöhet
(0.20-0.25%)
300-350 mg/100 ml
(0.30-0.35%)
>500 mg/100 ml (>0.50%)
Omtöcknad eller i koma
Kronisk Drickare
Minimal påverkan
Kräver ansträngning för att
upprätthålla känslomässig och motorisk kontroll
Dåsig och långsam
Risk för ”Game Over”
Koma
Dessa siffror är ungerfärliga och beror dessutom på om man är kvinna eller man (kvinnor tål mindre
alkohol än vad män gör). Personer med mer eller mindre kroppsmassa tål olika mycket.
På grund av sin giftverkan kan alkoholer användas som desinfektionsmedel. Alkoholer är också bra
lösningsmedel, det är ibland möjligt att byta ut svårnedbrytbara (miljöfarliga) och/eller hälsovådliga
organiska lösningsmedel som används inom industrin mot mindre skadliga alkoholer. De är också
goda rengöringsmedel, speciellt i avfettningssammanhang. Eftersom alkoholer är brännbara forskas
det på hur man kan använda i första hand etanol och metanol som energikälla. Detta är intressant eftersom etanol är ett förnyelsebart biobränsle som är lätt och billigt att producera. Storskaliga försök
görs redan med etanoldrivna fordon.
Experiment: Destillation av russinvinet:
Vi hällde vårat russinvin i en kolv som var igensatt med en kork med ett glasrör igenom.
Vi började försiktigt värma upp kolven och sedan försökte vi hålla temperaturen runt
80 grader. Alkoholångorna leddes ut genom röret, genom ett vattenkylt kylrör där det
kondenserades och rann ner i en liten kolv.
Dom första dropparna innehåller giftiga biämnen och ska hällas ut sen är det bara att
köra. Dock så är inte spriten ogiftig efter denna första destillation, den innehåller bland
annat finkeloljor och kanske lite metanol som kan orsaka blindhet.
Om man vill ha spriten ren ska man nu blanda destillatet med vatten till ungefär 40%
alkoholhalt. Efter detta destillerar man vätskan två gånger genom ett aktivt kolfilter och
vips så har man helt och fullt drickbar starksprit.
Fre 09/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Oxidering av Alkoholer
Frukt blir syra:
Druvor som jäser i en anareob miljö blir vin som har en alkoholhalt på runt 12%.
Vin som utsätts för syre oxiderar och blir Vinäger som är smakrikt. Vinäger som utsätts för mera
syre blir Ättikssyra som är frätande och brandfarligt, med mera syre blir den Oxalsyra.
Oxidation av alkoholer:
Etanol -> Ättiksyra -> Etansyra
Metanol -> Myrsyra -> Metansyra
Myrsyra bildas av myrorna genom att dom först äter trä som dom i kroppen omvandlar till den
giftiga alkoholen metanol, när dom sedan andas så oxiderar den till myrsyra.
Framställning av estrar:
Vi gjorde nu olika estrar genom att blanda en organisk syra med en alkohol tillsammans med
svavelsyra som katalysator.
(svavelsyra)
Ättiksyra + Pentanol ---->
Päronessens + vatten
Denna essens luktade ungefär som en päronsplit men mycket starkare...
(svavelsyra)
Ättiksyra + Etanol ----> Salubrin + vatten
Detta blev sådant dära man har på bistick på sommaren och sånt...
(svavelsyra)
Etanol + Smörsyra ---->
Ananasessens + vatten
Denna luktade verkligen syntetisk ananas, typ som i ananas-godis, däremot smörsyran luktade
inte allt för gott.
DAGENS SLUTSATS:
Alkohol + Organisk syra
(svavelsyra)
---->
Ester + vatten
Estrar är färglösa vätskor med starka , fruktiga, lukter och smaker, dock måste man rena dom
från svavelsyran innan man kan använda dom praktiskt.
Tis 13/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Kolväten
Vi vet nu att både kol och väte brinner bra, nu ska vi titta på en kolatoms uppbyggnad:
Kolatomen har fyra fria elektroner som vill binda sig till andra atomer. I kolväten så är dom bundna
till mer kol eller väte. Väteatomen har däremot bara 1 fri elektron som kan binda sig till kolet väldigt
enkelt. För att bilda det enklaste kolvätet, metan, så kopplar en kolatom ihop sig med fyra st väteatomer.Den kemiska formeln för metan är CH4 (C = kol H4 = 4st väte). Om två kolatomer förenas och
binder till sig 6st väte så blir det C2H6, etan, en annan sorts gas. Tre kolatomer kan binda till sig 8st
väteatomer och det blir då propan som man har i gasol.
Gaser:
metan
etan
propan
butan
pentan
Råbensin
hexan
heptan
oktan
nonan
Råfotogen
dekan
Brännoljor
hexadekan
Smörjoljor
heptadekan
Den allmäna formeln för ett kolväte är: CnH(2n+2) = Kol <siffra> Väte(2<siffra>+2)
Experiment: Torrdestilation av trä.
Vi värmer trä utan syre (pyrolys) i ett provrör som är igenkorkat och har ett glasrör ut genom korken.
Gaserna som kommer ut är brännbara och det droppar tjära ur röret.
Det som blir produkterna av att värma trä på detta sätt är:
1) Kol (brinner utan låga med varm glöd, bra att grilla med).
2) Gengas (vit starkt luktande rök med innehåll av kolmonoxid oxh koloxid, brinner bra).
3) Tjära (luktar gott, kan användas till att täta eller imprengiera saker med).
Gengas: är en vit, starkt luktande gas med stort innehåll av kolmonoxid och en del vätgas som framställs genom pyrolys av ved. Gengas användes mycket under krigsåren för att driva bilar och har sedan fallit i glömska som drivmedel för bilar, det försöker dock entusiaterna på www.gengas.nu ändra
på, de driver sina bilar på gengas. Det är svårt att få tillstånd att köra på gengas med en nyare bil så
dom flesta kör bilar tillverkade före -85 som inte innefattas av samma lagar.
Den brännbara delen i gasen bildas igenom att:
Kolmonoxid: kol förbränns med luftens syre och då bildas koldioxid och värme varefter koldioxiden
reduceras till kolmonoxid genom att ledas genom mera kol.
Vätgas: vattengasreaktion = vattenånga reagerar med kol och bildar vätgas och kolmonoxid.
Övriga lätta kolväten: bildas genom crackning av tjäran i veden.
Ons 14/12 - 04
© Erik Cederberg 2004
Organisk Kemi Årskurs 9
Oljeraffinering
I detta fraktioneringstorn får vi vid dom
olika kondenseringstemperaturerna ut olika
fraktioner av oljeprodukter, t.ex bensin,
fotogen och eldningsolja som kondenseras
och tappas vid olika temperaturer.
I dom stora haven så dör djur och växter hela tiden. Dessa växt och djurrester som sjunker till botten
täcks snart med lera, sand och annat material som spolats ut i havet. Dessa lerlager växer snabbast
nära kontinenterna och efter ett par miljoner år så kan dom vara flera hundra meter i tjocklek. Då
utsätts växt och djurresterna som ligger längst ner för ett tryck som är enormt. Det är då som djurresterna blir olja och naturgas, lagren ovanför dom av sand och lera omvandlas samtidigt till till exempel
bergarterna sandsten och lerskiffer.
Sandsten och andra porösa bergarter innehåller massa mikroskopiska hålrum, härigenom letar oljan
sig uppåt mot ytan. Däremot lerskiffern är mera massiv och släpper inte igenom oljan, det blir stopp.
Under lerskiffern finns det också vatten som oljan tränger sig igenom och lägger sig ovanpå.
Olja och naturgas kan man alltså bara hitta där den inte har lyckats ta sig upp, ”fickorna” som oljan
och gasen kan samlas i har bildats genom spänningar i jordskorpan.
Oljan man utvinner ur berggrunden kallas råolja, det är liksom naturgas en blandning av många olika
kolväten, olika kolväten kokar vid olika temperaturer, i detta sammanhang är det
”fler kolatomer -> högre kokpunkt”. Detta förhållande utnyttjar man när man rafinerar oljan. Man
utvinner olika oljeprodukter genom destillation av råolja, under destillationsprocessen kyler man succesivt ner gasen och tappar dom kondenserade oljeprodukterna.
Olja kan man även hitta på land, detta beror på att rörelser i jordskorpan har orsakat att det som tidigare var havsbotten har höjt sig och med tiden höjts över havsytan och blivit land i stället för sjöbotten.
När man öppnar en oljekälla är trycket mycket högt och det kan spruta upp olja. När trycket sjunker
pumpar man ner vatten för att öka trycket och därmed driva upp mera olja. All olja får man dock aldrig upp, men med nya tekniker får man upp mer och mera ur oljekällorna. Den mesta olja som Sverige
importerar kommer från vårat grannland i väster, från Norges oljekällor i Atlanten. I Nordsjön däremot finns det många ställen där man har hittat gasfält utan någon olja, denna gas pumpar Danskarna
upp och den köps av bland annat Sverige. Gasen pumpas genom gasledningar runt i sydvästra Sverige
och används i huvusak till att värma saker i inustrier och att värma upp hus.
Tors 15/12 - 04
© Erik Cederberg 2004