Organisk kemi
Kolets och kolföreningarnas kemi
Du tar dig framåt i presentationen genom att klicka med musen. Ta det
lugnt och stressa inte.
© Hans Lundgren
Kol i naturen.
Rent kol förekommer i tre former. Det är:
► Diamant
► Grafit
► Fullerener
© Hans Lundgren
Livets byggsten
Kol har pga. sin atomuppbyggnad förmågan att på fyra olika ”håll” binda sig till
andra ämnen. Denna egenskap är grunden till att bygga upp de kolföreningar som
ingår i en levande organism.
Visst inser du att allt levande innehåller kol? Om inte kan du ju fundera på vad som
händer om du eldar på en vedpinne, eller vad som händer då du grillat korven för
länge. Visst blir det kol.
Den mat vi stoppar i oss är kolföreningar ( proteiner, kolhydrater och fetter) och
dessa bryts sönder i vår mage och i våra tarmar till mindre kolföreningar som vår
kropp behöver för att fungera, bl.a. druvsocker.
Våra cellers ”bensin” är druvsocker och det förbränns med hjälp av syre till
”avgaserna” koldioxid och vatten som vi sedan andas ut i utandningsluften.
Den koldioxid och det vatten som vi och andra organismer avgett omvandlar
växterna med hjälp av sitt klorofyll och solljuset till nya kolföreningar (socker) som
bygger upp växten till kanske just en björk. Vid processen blidas ”avgasen” syre.
Dessa fenomen kallar vi för cellandning och fotosyntes.
© Hans Lundgren
Kol
Väte
Syre
Fotosyntesen
Druvsocker
(C6H12O6)
Koldioxid
(CO2)
Klorofyll
i bladen
Syre
(O2)
Vatten (H2O)
Den koldioxid och det vatten som vi och andra organismer avgett omvandlar
växterna med hjälp av sitt klorofyll och solljuset till nya kolföreningar (socker) som
bygger upp växten till kanske just en björk. Vid processen blidas ”avgasen”
syre.
© Hans Lundgren
Cellandningen
syre
Druvsocker
+
Våra cellers ”bensin” är druvsocker och det förbränns med hjälp av syre till
”avgaserna” koldioxid och vatten som vi sedan andas ut i utandningsluften.
© Hans Lundgren
Fotosyntes & cellandning
Socker
(C6H12O6)
Koldioxid
(CO2)
Klorofyll
i bladen
Syre (O2)
Vatten (H2O)
© Hans Lundgren
Kol i vardagen
► Träkol
Om du upphettar trä utan tillförsel av syre sönderdelas det till bland annat brännbara
vätskor och gaser som kan antändas, träsprit, tjära mm. Kvar blir träkol som kan
användas i grillen. Kanske har du varit med om att se en tjärdal eller kolmila, där sker
just detta.
► Tekniskt
kol
Om man torrdestillerar slakteriavfall och socker bildas sockerkol benkol och blodkol. Ett
samlingsnamn för denna typen av kol är tekniskt kol.
► Aktivt
kol
Om du upphettar pulveriserat tekniskt kol med vattenånga bildas ett väldigt poröst och
sprött kol. Detta kol kallas för aktivt kol och har den egenskapen att det kan binda till sig
doft och smakämnen. Aktivt kol används därför som filter i gasmasker, filterfläktar och
andra reningsanordningar. På laboration har du renat Coca Cola till sockervatten.
Processen att hetta upp något utan syretillförsel så att brännbara gaser
och vätskor bildas kallas torrdestillation.
© Hans Lundgren
Kol i kemiska föreningar
► Kolväten (gasol, bensin, diesel, parrafin m.fl.)
► Alkoholer
(metanol, etanol, glykol, glycerol m.fl.)
► Organiska
► Estrar
syror
(myrsyra, ättiksyra, citronsyra m.fl.)
(Nitroglycerin, smaksättare, doftämnen plast)
► Kolhydrater
► Proteiner
► Fetter
”karboxylsyror”
(socker, stärkelse och cellulosa)
(Enzymer, äggviteämnen m.fl.)
(Animaliskt fett, vegetabiliskt fett)
© Hans Lundgren
Mättade kolväten
Kolatomen har förmågan att binda sig till fyra andra atomer. Om kolatomerna binder sig till
endast väte bildas föreningar som kallas kolväten. Du har bekantat dig med våra åtta enklaste
kolväten och nedan visas strukturen för de fyra första.
Alkaner
Kolväte
Metan
Strukturformel
H
H
C
H
Molekylformel
(summaformel)
Etan
CH4
H
H
Propan
H
H
C
C
H
H
C2H6
H
H
Butan
H
H
H
C
C
C
H
H
H
C3H8
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
H
H
H
H
H
C4H10
© Hans Lundgren
Omättade kolväten
Ibland finns inte tillräckligt med väte att binda sig till för kolatomen och då måste den
binda till kol igen. Då bildas alkener eller alkyner. Du ser nedan några exempel på
sådana föreningar.
Alkener
Kolväte
Strukturformel
Molekylformel
(summaformel)
Eten
Alkyn
Propen
H
H
C
C
H
H
C2H4
H
Etyn
H
H
H
C
C
C
H
H
C
C
H
H
C3H6
C2H2
Kolväten med dubbel eller trippelbindningar kallas för omättade kolväten
© Hans Lundgren
Alkoholer
Alkoholer är en grupp ämnen som är vattenlösliga och antändningsbara.
En alkohol bildas då en eller flera OH-grupper binder sig till ett stamkolväte. Du kommer nu få
några exempel på olika alkoholer.
1-värda alkoholer
Metanol
Etanol
H
H
OH
C
H
H
CH3OH
H
C
C
H
H
C2H5OH
2-värd alkohol
Etandiol (glykol)
H
H
H
H
C
C
OH
OH
C2H4(OH)2
H
Propanol
OH
H
H
H
H
C
C
C
H
H
H
Butanol
OH
H
H
H
H
H
C
C
C
C
H
H
H
H
C3H7OH
OH
C4H9OH
3-värd alkohol
Propantriol (glycerol)
H
H
H
H
C
C
C
OH OH
OH
C3H5(OH)3
H
© Hans Lundgren
Organiska syror
Då en alkohol oxideras (reagerar med syre) bildas en organisk syra
samtidigt som vatten avspjälkas enligt följande exempel.
+
Etanol
H
H
H
C
C
H
H
Syrgas
Etansyra
+ O2
OH
H
(ättiksyra)
H
O
C
C
OH
+
Vatten
+
H2 O
+
H2 O
H
+ O2
C2H5OH
CH3COOH
Nedan presenteras några organiska syror
O
H
C
OH
H
H
O
C
C
OH
H
Metansyra
(myrsyra)
HCOOH
Etansyra
(ättiksyra)
CH3COOH
H
H
H
O
C
C
C
H
H
Propansyra
C2H5COOH
OH
H
H
H
H
O
C
C
C
C
H
H
H
Butansyra
OH
(smörsyra)
C3H7COOH
© Hans Lundgren
Estrar
Estrar är kan dofta och smaka gott och används därför bland annat vid parfymtillverkning eller
vid framställning av smaksättare.
Estrar kan också kopplas ihop flera stycken och då bildas polyester (plast).
En ester bildas då en organisk syra får reagera med en alkohol. Då bildas en ester samtidigt som
vatten avspjälkas. Förloppet går sakta men kan påskyndas med hjälp av en katalysator. Under
skollaborationen används svavelsyra som katalysator.
Etansyra
H
(ättiksyra)
H
O
C
C
OH
svavelsyra
+
+
H
Etanol
HO
H
H
C
C
H
H
+
Etylacetat
svavelsyra
H
H
H
O
C
C
H
O
H
H
C
C
H
H
H
svavelsyra
CH3COOH
+
C2H5OH
CH3COOC2H5
Vatten
+
H2O
+
H2O
En katalysator är ett ämne som påskyndar en reaktion utan att själv delta.
Reaktionen då vatten avspjälkas kallas kondensationsreaktion
© Hans Lundgren
Isomerer
En kolförening t.ex kolvätet butan kan inta olika strukturformler enligt nedan. Två
kolföreningar med samma molekylformel men med olika stukturformler säger man har
olika isomerer.
H
H
H
H
H
C
C
C
C
H
H
H
H
H
Olika
strukturformel
H
H
H
H
C
C
C
H
H
C
H
H
H
H
Butan
C4H10
Iso-butan
Lika
molekylformel
C4H10
Funktionella grupper
När vi delat in kolföreningarna har vi grupperat dem efter dess uppbyggnad. Kolföreningar med liknade
uppbyggnad har liknande egenskaper och för att skilja dem åt har vi gett dem olika namn och ändelser.
T.ex slutar alla alkoholer med ol och alla alkener (dem med dubbelbindningar) med en osv. Man säger att
dessa ämnen har olika funktionella grupper. Nedan visas olika funktionella grupper utifrån stamkolvätet
etan.
De olika funktionella grupperna kommer att ringas in.
Etan
H
Eten
H
H
C
C
H
H
H
Alkan
(enkelbindning)
H
O
C
C
OH
H
Organisk syra
H
C
C
H
H
H
H
C
C
H
H
Alkohol
C
H
Alkyn
(Trippelbindning)
Etanol
H
C
H
Alken
(dubbelbindning)
Etansyra
H
H
Etyn
Etylacetat
OH
H
H
O
C
C
O
H
Ester
H
H
C
C
H
H
H
Vill du veta mera?
Nedan följer några matnyttiga länkar som kommer att ge
dig fördjupade kunskaper inom organisk (kolföreningarnas) kemi.
Övning
Distansgymnasiet
Presentation
© Hans Lundgren
