Instuderingsfrågor inför prov i Kemin ”Luft, vätgas, vatten”, åk 7 HT 2016 Dessa instuderingsfrågor är avsedda som förberedelse för E-testet och C,A provet i Kemi. Den omfattar Läroboken “Spektrum fysik” (LB) kapitel 2 ”Luft och vätgas” samt kapitel 3, ”Vatten”. För E-testet gäller frågorna 1 -37. Av dessa bör man kunna 23 valfria frågors svar för att få Ebedömning. Sidhänvisningar för de olika frågorna inom parentes med sidnummer (Ex. LB 125). 1. Vad är ”atmosfären” för något? (LB 52) 2. Hur tjock är atmosfären? (LB 52) 3. Vad finns utanför atmosfären? (LB 52) 4. Vilka är de vanligaste fem gaserna i atmosfären? (LB 53) 5. Vilken halt har de fyra vanligaste gaserna i torr luft? (LB 53) 6. Varför anger man inte halten av vanlig luft istället för torr luft? (LB 53) 7. Vad innebär måttet ”luftfuktighet”? (LB 53) 8. Hur påvisar man att det finns syrgas i luften? (LB 54 avsnitt 1) 9. Vad använder man syrgas till? (LB 54 avsnitt 2) 10. Vad är en ”oxid”? (LB 55 avsnitt 1) 11. Ange några vanliga oxider. (LB 55 avsnitt 1) 12. Vad används kväve till? (LB 55 avsnitt 3) 13. Hur kan vi få fram de olika gaserna som finns i luften? (LB 56) 14. Vad är en ”ädelgas”? (LB 57) 15. Vilka ädelgaser finns i luft? (LB 57) 16. Varför är ädelgasen ”Radon” giftig? (LB 59) 17. Vilken ädelgas lämpar sig bäst i luftskepp och väderballonger? (LB 58) 18. Vilken ädelgas lämpar sig bäst som skyddsgas? (58) 19. Var finns det mesta ozonet? (LB 60) 20. Vad har ozonet för betydelse? (LB 60) 21. Hur sker ozonets inverkan ut för att stoppa den ultravioletta strålningen? (LB 61) 22. Vilket har varit den stora faran för ozonskiktet? (LB 62 avsnitt 1) 23. Hur bildas marknära ozon? (LB 60) 24. Varför är marknära ozon inte önskvärt? (LB 60) 25. Var kommer koldioxiden från? (LB 64 avsnitt 1 och 2) 26. Hur påverkar koldioxiden klimatet? (LB 65) 27. Koldioxiden har blivit vår tids största miljöproblem. Varför då? (LB 65) 28. Hur kan vi göra för att bromsa ökningen av koldioxidhalten i atmosfären? (LB 66 avsnitt 1 och 2) 29. Svaveldioxid och kväveoxider påverkar miljön på likartat sätt. Hurdå? (LB 68 avsnitt 2) 30. Hur bildas svaveldioxid och kväveoxider. (LB 68 avsnitt 2) 31. Problemen med svaveldioxid och kväveoxider har kunnat minskas. Hur? (LB 68 avsnitt 2) 32. Hur bildas kolmonoxid? (LB 68 avsnitt 1) 33. På vad sätt är kolmonoxid icke önskvärd? (LB 68 avsnitt 1) 34. Vad är smog? (LB 68 avsnitt 3 och 69 ) 35. På vad sätt är smog inte önskvärda? (LB 68 avsnitt 3 och 69) 36. Vätgas är aktuell som en gas med stor framtida betydelse. Hurdå? (LB 73) 37. Väte är sällsynt som gas i atmosfären. Hur ska man framställa det? (Se svar ) 38. Hur är vattnet fördelat på Jorden? (LB sid 82) 39. Varför är vatten så viktigt för levande organismer? (LB sid 83 avsnitt 1) 40. Varför är det vattenbrist bland de mesta folken i världen? (LB sid 84 avsnitt 3) 41. Vatten har en väldigt hög kokpunkt och fryspunkt för att vara ett så lätt och enkelt ämne. Varför har den det? (LB sid 86 avsnitt 1) 42. Vilka ämnen löser sig lättast i vatten? (LB sid 86 avsnitt 2) 43. Vad är ”kapillärkraft”? (LB sid 87 avsnitt 1) 44. Hur kommer vattnet upp till trädens blad? (LB sid 87 avsnitt 1) 45. Varför har is lägre densitet än flytande vatten? (LB sid. 88 ) 46. Vid vilken temperatur har vatten som högst densitet? (LB sid. 88) 47. Beskriv vattnets kretslopp. (LB 90,91. OBS!! Bilden på sidan 90 är inte korrekt!!) 48. Är vattenmolekylerna för evigt bestående? (LB sid 92) 49. Det finns två huvudsakliga vattenreningar som man utför i det Svenska samhället. Vilka? 50. Hur kan vattenrening för dricksvatten gå till? (LB sid 93,94) 51. Hur kan vattenrening av avloppsvatten gå till? (LB sid 94,95) Instuderingsfrågor inför prov i Kemin ”Luft, vätgas, vatten”, åk 7 HT 2016 FACIT Dessa instuderingsfrågor är avsedda som förberedelse för E-testet i Kemi. Den omfattar Läroboken “Spektrum fysik” (LB) kapitel 2 ”Luft och vätgas” samt kapitel 3, ”Vatten”. Sidhänvisningar för de olika frågorna inom parentes med sidnummer (Ex. LB 125). 1. Vad är ”atmosfären” för något? (LB 52) Luftlagret som omger Jorden. 2. Hur tjock är atmosfären? (LB 52) Cirka 100 km 3. Vad finns utanför atmosfären? (LB 52) Rymdens vacuum. 4. Vilka är de vanligaste fem gaserna i atmosfären? (LB 53) Kväve, syre, argon, vattenånga, koldioxid 5. Vilken halt har de fyra vanligaste gaserna i torr luft? (LB 53) Kväve 78 %, syre 21 %, argon 0,9%, koldioxid 0,04 %. Procenten är i volymsprocent (100 l luft innehåller således 78 l kväve). 6. Varför anger man inte halten av vanlig luft istället för torr luft? (LB 53) Därför att en gas i luft, vattenångan, varierar lokalt väldigt kraftigt från 0% till 4 %. 7. Vad innebär måttet ”luftfuktighet”? (LB 53) Så mycket vattenånga som luften har löst i förhållande till hur mycket den kan lösa. En luftfuktighet på 100 % betyder således att luften inte kan lösa mer vattenånga utan att vattendroppar faller ur den. Hur hög vattenånghalt som det motsvarar beror på hur varm luften är. 100 % luftfuktighet vid högre temperatur innebär högre vattenånghalt än vid lägre temperatur. 8. Hur påvisar man att det finns syrgas i luften? (LB 54) Man tänder en tändsticka. Fortsätter den brinna, är det syrgas i luften. Slocknar den direkt efter att tändsatsen brunnit är det risk att det inte finns någon syrgas i luften. 9. Vad använder man syrgas till? (LB 54) Andningshjälp inom sjukvården. Vid tillverkning av stål. 10. Vad är en ”oxid”? (LB 55) En kemisk förening mellan syre och ett annat atomslag. 11. Ange några vanliga oxider. (LB 55) Järnmalm (Järnoxid), koldioxid, kväveoxid (från bilavgaser), svaveldioxid (från oljeförbränning), kiseldioxid (kvarts, huvudbeståndsdel i sand och berg av granit och gnejs). 12. Vad används kväve till? (LB 55) Starkt kylmedie för nedfrysning, råvara för framställning av konstgödning, naturen använder det som basråvara för proteiner hos växter genom inverkan av kvävefixerande bakterier. 13. Hur kan vi få fram de olika gaserna som finns i luften? (LB 56) Genom att kyla ned det så att det blir flytande och sedan destillera det. 14. Vad är en ”ädelgas”? (LB 57) Ett grundämne som ej bildar kemiska föreningar och därmed endast förekommer i atomform. 15. Vilka ädelgaser finns i luft? (LB 57) Helium, Neon, Argon, Xenon, Krypton 16. Varför är ädelgasen ”Radon” giftig? (LB 59) Den är radioaktiv. 17. Vilken ädelgas lämpar sig bäst i luftskepp och väderballonger? (LB 58) Helium, därför att den är mycket lättare än luft. 18. Vilken ädelgas lämpar sig bäst som skyddsgas? (58) Argon, för att den är tyngre än luft och billig då den är vanlig i atmosfären. 19. Var finns det mesta ozonet? (LB 60) I atmosfären, ett lager på cirka 20-25 km höjd. 20. Vad har ozonet för betydelse? (LB 60) Den medverkar till att minska mängden ultraviolett strålning från Solen som når marken. 21. Hur sker ozonets inverkan ut för att stoppa den ultravioletta strålningen? (LB 61) En syremolekyl delas upp i två syreatomer genom inverkan av Solens ultravioletta strålning. Syreatomen reagerar med en syremolekyl och bildar ozon. Syreatomen kan också reagera med en ozonmolekyl och bilda två syremolekyler. Härmed uppstår en balans mellan bildat och nedbrutet ozon. 22. Vilket har varit den stora faran för ozonskiktet? (LB 62) De kemiska föreningar som kallas ”Freoner” som användes mycket förr som kylmedium i kylanläggningar och drivgas i sprayer av olika slag. Då dessa kommer upp i atmosfären reagerar de med ozonet och minskar dess halt i ozonskiktet. 23. Hur bildas marknära ozon? (LB 60) Solljuset omvandlar en del syremolekyler till syreatomer som i sin tur bildar ozon, men eftersom ultraviolett ljus är mycket svagare vid marken kommer luftföroreningar som kolväten och kväveoxider att hjälpa till vid bildandet av ozonet. Kväveoxiderna kommer främst från motorer (biltrafik) och kolvätena främst från användning av lösningsmedel (målning, tändvätska, spolarvätska i bilar, eldning). 24. Varför är marknära ozon inte önskvärt? (LB 60) Ozonet är en väldigt reaktiv gas som skadar grödor och skog när det är nära marken. 25. Var kommer koldioxiden från? (LB 64) Utandning hos djur, förbränning, nedbrytning av döda djur och växter. 26. Hur påverkar koldioxiden klimatet? (LB 65) Den tar upp värmestrålning från marken som är resultatet av att Solen värmt marken. Sedan släpper den ut värmestrålningen åt olika håll i atmosfären och bidrar till att atmosfären värms upp en bit. Ju högre halt koldioxid i atmosfären desto mer värms atmosfären upp. 27. Koldioxiden har blivit vår tids största miljöproblem. Varför då? (LB 65) Koldioxidhalten ökar i atmosfären eftersom vi människor förbränner fossila bränslen. Då blir atmosfären varmare vilket ändrar klimatet och får havsytan att höjas. 28. Hur kan vi göra för att bromsa ökningen av koldioxidhalten i atmosfären? (LB 66) Minska förbränningen av fossila bränslen genom att åka bil mindre, hushålla med energi och övergå till andra bränslen som inte är fossila såsom biobränslen, vätgas, el från elkraftverk som inte använder fossila bränslen. 29. Svaveldioxid och kväveoxider påverkar miljön på likartat sätt. Hurdå? (LB 68) De är vattenlösliga, så när det regnar löser sig gaserna i regndropparna och bildar syror. Det blir surt regn. Detta regn försurar mark och sjöar. Syran skadar växternas rötter och försurar sjöarna så att fisken ej kan leva där längre. 30. Hur bildas svaveldioxid och kväveoxider. (LB 68) Kväveoxider bildas genom förbränning, främst i motorer. Svaveldioxid bildas genom förbränning av svavelhaltiga brännoljor främst i industri och fartygsmotorer. 31. Problemen med svaveldioxid och kväveoxider har kunnat minskas. Hur? (LB 68) Katalysatorer i bensindrivna motorer tar bort den mesta bildade kväveoxiden. Men inte i dieselmotorer. Svaveldioxid har man kunnat minska genom att minska mängden svavel i eldningsoljorna och genom att fånga upp svaveldioxid vid rökgasrening av eldningsoljor. 32. Hur bildas kolmonoxid? (LB 68) Genom ofullständig förbränning. Främst i motorer, men även vid eldning. 33. På vad sätt är kolmonoxid icke önskvärd? (LB 68) Det är en giftgas som förenar sig med de röda blodkropparna och hindrar syre att tas upp. Man kan då dö av kvävning även om man andas frisk luft. Kolmonoxidförgiftning syns genom att man får röda läppar, då förgiftningen ger klarröda röda blodkroppar. 34. Vad är smog? (LB 68,69) En blandning av luftföroreningar och rökpartiklar som främst bildas genom orenad förbränning men även genom att dubbdäck river upp små partiklar från asfaltsbeläggningen på gatorna. 35. På vad sätt är smog inte önskvärda? (LB 68,69) Rökpartiklarna kan skada luftrören och bidra till bildning av allergier. 36. Vätgas är aktuell som en gas med stor framtida betydelse. Hurdå? (LB 72,73) Som bränsle till bilmotorer 37. Väte är sällsynt som gas i atmosfären. Hur ska man framställa det? (LB 73) Genom att behandla vatten med elektricitet så sönderdelar man det till vätgas och syrgas. Elektriciteten kan komma från vindkraftverk och solkraftverk som placeras i haven eller stora sjöar. 38. Hur är vattnet fördelat på Jorden? (LB sid 82) Det mesta är i haven, som saltvatten. En mindre del innehåller väldigt lite salt och finns i glaciärer, sjöar och floder samt grundvatten. Grundvatten är vatten som finns nere i marken. 39. Varför är vatten så viktigt för levande organismer? (LB sid 83) De levande organismerna består till större delen av vatten för att de kemiska reaktioner som sker i levande organismer sker i vattenlösning. Anledningen är att ämnen lätt kan transporteras till rätt destinationer i de levande organismerna om de är i vattenlösning. 40. Varför är det vattenbrist bland de mesta folken i världen? (LB sid 84) Därför att endast saltfritt vatten kan användas för att dricka och till jordbruk. Vattenresurserna ska delas bland mycket folk. När vattnet används är det ofta förorenat och renas inte när det släpps ut i naturen igen. 41. Vatten har en väldigt hög kokpunkt och fryspunkt för att vara ett så lätt och enkelt ämne. Varför har den det? (LB sid 86) Vattenmolekylerna är visserligen elektriskt neutrala, men de har positiv och negativ laddning inom sig. Därför kan olika vattenmolekyler dra till sig varandra som svaga jonföreningar, där en vattenmolekyls mera positivt laddade sida drar till sig en annan vattenmolekyls mera negativt laddade sida. Vattenmolekylerna håller således ihop varandra mer effektivt än andra kemiska föreningar. 42. Vilka ämnen löser sig lättast i vatten? (LB sid 86) De ämnen som visserligen är elektriskt neutrala, men innehåller områden som är mer positivt eller negativt laddade inom sig (polära molekyler). Exempelvis salter, socker, alkoholer. (Ämnen som ej har detta, exempelvis kolväten, fetter löser sig inte så lätt i vatten). 43. Vad är ”kapillärkraft”? (LB sid 87) En vätska med polära molekyler (som vatten) kan klättra upp lite på väggarna om den ligger i ett kärl gjort av ett material med polära molekyler (glas). Den kan klättra högre upp ju smalare kärlet är. 44. Hur kommer vattnet upp till trädens blad? (LB sid 87) Vattnet tar sig in i rötterna via små porer i rötternas växtceller. Tack vare kapillärkraften åker vattnet upp en liten bit i stammen. Men löven avger vattenånga på grund av avdunstning vilket gör att det blir ett undertryck i lövet som drar upp vattnet genom stammen. 45. Varför har is lägre densitet än flytande vatten? (LB sid. 88) Det beror på att i is ligger vattenmolekylerna i ett glest mönster medan i flytande vatten ligger molekylerna tätare mot varandra. 46. Vid vilken temperatur har vatten som högst densitet? (LB sid. 88) I flytande form, vid +4 oC 47. Beskriv vattnets kretslopp. (LB 90. OBS!! Bilden på sidan 90 är inte korrekt!!) Vattnet startar och slutar sitt kretslopp i haven. Solen värmer vattnet som avdunstar. Den avdunstade vattenångan stiger uppåt i atmosfären. Vid en viss höjd kondenserar vattenångan och bildar små vattendroppar. Efter en viss tid inne i molnet kan vattendroppar ha slagit ihop sig och blivit så pass stora att de regnar ned. Om det blåser kan vattnet driva in över land. Då kommer regnet att bilda vattendrag och sjöar som till slut rinner ut i havet. 48. Är vattenmolekylerna för evigt bestående? (LB sid 92) Nej. Fotosyntesen i naturen omvandlar vatten och koldioxid till sockerarter och syrgas. Härmed omvandlas vattenmolekyler till andra molekyler med tiden. 49. Det finns två huvudsakliga vattenreningar som man utför i det Svenska samhället. Vilka? a. Rening av regn, sjö och flodvatten som ska bli dricksvatten. b. Rening av använt vatten (avloppsvatten) som ska släppas ut i hav, sjöar och floder. 50. Hur kan vattenrening för dricksvatten gå till? (LB sid 93,94, C-nivå) a. Regnvatten som runnit genom en grusås pumpas upp och förs till ett vattentorn där de fördelas till de olika brukarna (exempel Tullinge vattenverk) . b. Regn, sjö och flodvatten filtreras genom ett grovt galler. Ett flockningsmedel tillsätts som binder små partiklar, parasiter och bakterier till sig och bildar klumpar som sjunker till botten i en flockningsbassäng. Vattnet får därefter passera ett kolfilter som tar bort finare partiklar samt lukt och smakämnen. Resterande bakterier, virus och andra småpartiklar tas bort med ultrafiltrering eller behandling med ultraviolett ljus. Slutligen tillsätts ett kloravgivande medel som hindrar bakterietillväxt innan vattnet pumpas vidare till ett vattentorn för fördelning till olika brukare (exempel Alelyckans och Lackarebäcksverket i Göteborg). 51. Hur kan vattenrening av avloppsvatten gå till? (LB sid 94,95, C-nivå) (Exempel, SYVAB´s avloppsreningsverk Himmerfjärdsverket). -Efter användning rinner avloppsvattnet i avloppsledningar till stora tunnlar som leder till avloppsvattenreningsverken. -Vid intag till vattenreningen åker vattnet genom grovgaller som tar bort centimeterstora eller större föremål som avkiljs. -Därefter tillsätts kemikalien ”järnsulfat” som binder fosfor i avloppsvattnet och bildar små partiklar. -Vattnet får sedan åka ut i stora sedimentationsbassänger där partiklar i vattnet sedimenterar i två steg. Bottenskrapor för bort sedimenterat slam från bassängbotten. -Sedan leds vattnet till luftningsbassänger där bakterier får verka för att bryta ned löst organiskt material och fosfor i vattnet. Där finns även bakterier som omvandlar kväveföreningar i vattnet till nitrat. Bakterierna kräver syre varför luft pumpas in genom bassängens botten. -Därefter går vattnet vidare till en bassäng där bakterier omvandlar det tidigare bildade nitratet till kvävgas som släpps ut i atmosfären. Bakterierna hålls svävande på små sandkorn genom att vatten pumpas in i bassängens botten och sedan får strömma uppåt. -Vattnet filtreras sedan genom sandfilter och leds ut i havet