Kemi årskurs 8

Kemi årskurs 8
Kurs planering under höst terminen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Organisk kemi
Kolatomen är en mångsidig byggsten
kolväten är grunden i organisk kemi
omättade kolväten har färre väteatomer
alkoholer finns inte bara i vin
organiska syror i frukt och i din kropp
estrar ger smak och doft
Kol och förbränning
det finns många former av kol
de fossila bränslena börjar ta slut
kolets kretslopp
förbränning påverkar miljön
eld behöver bränsle, syre och värme
Förmågor som ni ska kunna beskriva
och förklara
•
•
•
•
•
•
Grundämnet kol och dess egenskaper
Kolets former
Kolväten, alkoholer och organiska syror
Kolets kretslopp
Råolja och fraktionerad destillation
Fossila bränslen
Förmågor om systematiska
undersökningar
•
•
•
•
Laboration säkerhet
Kolvätemolekyler
Lika löser lika
Rena med aktiv kol
Underlag för bedömning
• Hur du visar dina kunskaper i arbetet på
lektionerna vid t-ex genomgångar, frågor,
diskussioner och laborationer
• Labb rapporter
• Fördjupningar
• Skriftligt prov
Kemins grunder
•
•
•
•
•
Kemi: allt omkring oss är gjort av olika ämnen
Atomer: små byggstenar som hela universum är uppbyggt av
Molekyler: grupper av atomer
Grundämne: ämne som består av samma sorts atomer
Kemisk förening: ämne som består av olika sorts atomer
Det periodiska systemet
Det periodiska systemet
Atomer
Väte atom
Atomer
Kol atomen
Organisk kemi
• Kolatomen är en mångsidig byggsten
• Utan kolatomen skulle livet inte finnas
Organisk kemi är kolföreningarnas
kemi
Friedrich Wöhler tillverkade
urinämne
•Oorganisk kemi handklar om ämnen utan kolatomer
Kolatomen kan ha fyra bindningar
Kol atomen
Bindningar: klister som håller ihop
atomerna i en molekyl
Vi kan visa molekylerna på olika sätt
Molekylformel
CH4
Strukturformel
Molekylmodell
Olika grupper av organiska föreningar
•Kolväten
•Alkoholer
•Organiska syror
•Estrar
Kolväten är grunden i organisk kemi
Alkaner (alkanserien): en serie av kolväten, namnet slutar med
–an
•Metan: färglös, luktfri gas ,( biogas, biobränsle i bussar)
•Etan: färglös och luktfri gas
•Propan: gas
•Butan: gas
Större molekyler har högre smältpunkt och kokpunkt,
5-16 kolatomer: vätskor och mer än 16 kolatomer är fasta ämnen.
Isomer är molekyler med olika form
Samma molekylform men atomerna sitter ihop på olika sätt och därmed olika
egenskaper.
Kolväten är mycket användbara
Omättade kolväten har färre
väteatomer
Kolväte grupper
Alkaner: kolväte molkyler med enkelbindningar (mättade)
Ex: etan
Alkener: kolväte molekyler med dubbelbindningar
(omättade)
Ex:eten (brännbar gas, råvara vid plasttillverkning)
Alkyner: kolväten med trippelbindningar (omättade)
Ex: etyn (gas, svetsning, acetylen)
Alkoholer finns inte bara i vin
• Alkoholer innehåller OH
• Kolväte är grunden till alla
organiska ämnen
• I alkoholer är en väteatom i ett
kolväte ersatt med en OH-grupp.
• -Ol i slutet av kolväte namnet
Enkla alkoholer
• Metanol
• Etanol
• Glykol
• Glycerol
Metanol
• Mycket giftig vätska
• Kallas för ”träsprit” (förr:
heta upp trä utan syre, Nu:
genom kolmonoxid och
vätgas)
• Färglös vätska som är
giftig (blind eller dör)
Etanol
•
•
•
•
Vanlig alkohol
Också giftig
Kan ger hjärnskador som aldrig går över
Förstöra levern
Jästsvampar gör alkohol av socker
• Jästsvampar och druvsaft behövs vid
tillverkning av vin
• Socker  alkohol och koldioxid
• Inte mer än 12-13% etanol
• Etanol dödar jästen
• Man destillerar drycken ”brännvin”
Alkoholer i industri
• Metanol och etanol som lösningsmedel och
råvara till plaster och som bilbränsle
• Biobränsle som kommer från växter
”förnybara bränslen”
Glykol
•
•
•
•
•
Har två OH-grupper
Mycket giftig
Skadar njurarna och nervsystemet eller dödar
Blandas i bilarnas kylarvatten på vintern
Vatten fryser inte även minusgrader
Glycerol
•
•
•
•
•
Har tre OH-grupper
Kallas även glycerin
Inte giftig utan naturlig del av kroppens fetter
Håller kvar fukt
Används i tobaksindustri, salvor och
hudkrämer
Organiska syror i frukt och din kropp
• Frukter innehåller organiska
syror
• Ex: äppelsyra, vinsyra,
citronsyra
• Det finns organiska syror i
dig
• Ex: när du tränar hård bildas
mjölksyra i musklerna
Organiska ämnen kan vara syror
• De innehåller ett syragrupp (COOH)
• Alkohol + syre
organisk syra
• Några exempel på organsiska syror:
• Metansyra
• Etansyra
• stearinsyra
Metansyra
• Metansyra (HCOOH)
• Vardagligt namn Myrsyra ,
• finns i myror och brännässlor som ett
skyddsmekanism
Organiska syror är svaga syror
• De kan lämna ifrån sig vätejoner
• HCOOH
HCOO+ H+
• Myrsyra
formiatjon + vätejon
Etansyra
• Etansyra (CH3COOH)
• Vardagligt namn ättiksyra
• Används som konserveringsmedel
, smaksättning av maten
• Viktig råvara vid plast tillverkning
• Vin: etanol + syre
ättiksyra
(vinäger)
Kolväte, alkohol, syra
• Etan
• Etanol
• Etansyra
Stearin består av organiska syror
• syror som har minst 6 kolatomer är fasta
ämnen
• Stearin i vanliga ljus består av stearinsyra (18
C)och palmitinsyra (16 C)
Estrar är organiska föreningar
Fruktgodis innehåller estrar
Estrar är organiska ämnen
Alkohol + organisk syra
ester
Ex:
Etanol + ättiksyra
etyletanoat + vatten
Estrar ger smak och doft
• Från de vanliga alkoholer och syror får vi
estrar som doftar och smakar som
frukter.
• Frukter har naturliga estrar i sig
• Konstgjorda estrar smakar och doftar
nästan likadan ( finns i godis, läsk och
glass)
• Molekylen är det samma både i
Konstgjorda ämnen och naturliga
ämnen
• Men inte helt samma smak
Olika estrar
Estrar till lösningsmedel och dynamit
• Används till smör, matolja, lösningsmedel
• Glycerol + salpetersyra
glyceryltrinitrat
(nitroglycerin)
• Sprängämne som exploderar mycket lätt och
ingår i dynamit
Sprängämne som medicin
• Nitroglycerin som medicin vid hjärtsjukdomar
• Patienter som har blodkärl som har blivit
trånga får ett tusendel gram nitroglycerin åt
gången som vidgar dras blodkärlen lite.
Kol och förbränning
Det finns många former av kol
•
•
•
•
•
Diamant
Grafit
Amorf
Fulleren
Grafen
Diamant
•
•
•
•
•
Sitter hård i tredimensionellt nätverk
Jätte molekyl/ kristall
Värdens hårdaste ämne
Används i borr
skär glas
Slipa diamanten till vackra smycken
Grafit
•
•
•
•
•
•
•
Sitter atomer i platta skikt
Varje skikt är en egen molekyl
Skikten hålls ihop av svaga krafter
kan glida längs varandra
Mjukt ämne
Smetar lätt av sig
Används i stift i blyertspennor
Grafit till diamant
• Hög tryck och hög temperatur
• Naturliga diamant bildas i jordens inre
• Diamant kan omvandlas till grafit vid vanlig
tempratur och vanligt tryck efter tusentals år
Amorft
•
•
•
•
Atomen ligger huller om buller
Amorf (formlös)
Ex:
Träkol: grillkol, ätt att tända, glöder bra, ger hög
värme
• Aktivkol: i kornen finns små hål, stor yta, andra
ämne kan absorberas
• Används för att ta bort föroreningar av olika slag
• (används av läkare, gasmaskar)
Fullerener
• Fotbollsmolekyler
• 5-6 hörningar av kolatomer sitter ihop i en
molekyl
• Nanorör: 6 hörning, smalt rör, stark och kan
leda elektricitet
• Fotbollsmolekyler + Nanorör
Fullerener
Grafen
•
•
•
•
•
•
Tunt skikt av 6 hörningar av kolatomer
Genomskinligt material
200 gånger starkare än stål
Formbar
Kan leda elektricitet
Olika användningsområde: i datorer,
bildskärmar, läkemedel, plastmaterial,…
De fossila bränslena börjar ta slut
De fossila bränslena börjar ta slut
• Används för att varma hus, driva
bilar, skapa elektricitet, råvara till
plast och kosmetik
• Fossila bränslen är kolväte djupt
nere i marken
• Rester av djur och växter som dog
miljoner år sedan
• Hamnade på botten av hav, sjöar
och träsk
• Brist på syre  ej förmultnade
helt
• Tiden och temperaturen olika
typer av fossila bränslen
Varför behöver vi hitta andra
energikällor?
Varför behöver vi hitta andra energikällor?
• Fossilabränslen tar snart slut
• Koldioxiden från fossila bränslen orsaken till
ökade växthuseffekten
Vilka är fossila bränslen
• Stenkol
• Naturgas
• Olja
Stenkol och torv
•
•
•
•
•
Blandning av amorfkol och omättade kolväten
Ej används i Sverige nu
25-30 % användning som energikälla i världen
(kolkraftverk  elektricitet )
Viktig Bränsle fram till 1900-talet
• Torv : en yngre form av stenkol (baby-stenkol)
• Växtrester från våtmarker  förmultnat delvis
Naturgas
• Blandning av olika gasformiga kolväten
(metan)
• Inte mycket i Sverige men 1/5 av energin i hela
världen
• Gaskraftverk elektricitet
• Industri
• Värmepannor
• Driva bilar och bussar
Råolja
•
•
•
•
Blandning av många olika kolväten
Råolja måste delas upp för att kunna användas
Detta görs i oljeraffinaderi
Olika kolväten har olika kokpunkt destillation är
bra separationsmetod
• Fraktionerad destillation
• Först hetas olja upp gasleds till en högt torn
stiger uppblir kallare högre upp och
kondenserar till olika kolväten (fraktioner)
Olja destilleras
• Asfalt : mer än 40 kolatomer,
vägbeläggning
• Paraffin: hudvårdsprodukter
• Smörolja: smörja maskiner och
motorer
• Eldningsolja: industri och för att
värma bostadshus
• Diselolja: bränsle i diselmotorer i
lok, båtar, busar, lastbilar och
personbilar
• Fotogen: fotogenlampor, bränsle
jetplan
• Bensin: sedan 1900-talet mest
värdefullaste fraktionen, används
i bilar, propellerflygplan och
kemtvätt
• Gaser: propan och butan
krackning
• Krackning är ett metod där slår man sönder
större kolvätemolekyler till mindre 5-10
kolatomer i oljeraffinaderier
Från råoljan får vi plast och läkemedel
• Råvara till plaster, kosmetika,
rengöringsmedel, läkemedel
Fråga:
Vad kan vi ha för olika alternativ istället råolja?
Vad kan vi ha för olika alternativ
istället råolja?
• Växter
• Inom bioteknik ändrar man bakterier för att
tillverka kolväten
Kolets kretslopp
Vilka energikällor känner du till?
Vilka energikällor känner du till?
•
•
•
•
Ljusenergi
Värmeenergi
Rörelseenergi
Kemisk energi
kemiskenergi
•
•
•
•
•
Energin är lagrad i molekylernas bildningar
När vi eldar ett bränsle bryts bindningarna och frigörs den lagrade energin
Energi förvandlas till annan form
Vid förbränning :
kemiskenergi  värmeenergi + ljusenergi
•
Rörelseenergi
Fotosyntes
• 2 form av kemiska reaktioner
• 1) ämnena får mindre energi efter reaktioner
förbränning
• 2) energin i ämnena ökar efter reaktionen 
fotosyntes
Fotosyntes
•
•
•
•
Glukos byggs om i andra energiska ämnen som
Cellulosa  ved
Stärkelse  potatis
Fetter  rapsblomman
• Fossilabränslen är energirika delar av djur och
växter som har förvandlats till kol, olja och
naturgas
Förbränning är fotosyntes baklänges
• Energin i våra mat kan frigörs på två sätt
• 1) genom förbränning i eld
• 2) genom förbränning inne i kroppen
• kol + syrgas  koldioxid + vatten + energi
Cellandning med hjälp av enzymer
• Förbränning i kroppen kallas cellandning
• I kroppen finns enzymer som sätter i gång
cellförbränningen
• Glukos + syre  koldioxid + vatten + energi
• (energin används för att hålla kroppsvärmen,
tänka och röra oss)
Kolatomerna vandrar i ett kretslopp
• Luften växter mat frigörs vid
förbränning i kroppen
• Växter och djur hamnar på marken 
förmultnar  bakterier och svampar
• Kolatomen hamnar alltså hela tiden i nya
molekyler
koletskretslopp
• https://www.youtube.com/watch?v=Cz68FQF
s2eI
Förbränning påverkar miljön
Förbränning påverkar miljön
• fossila bränslen värmer våra hus, driver våra bilar,
flygplan och maskiner.
• När vi eldar bildas giftiga gaser; koldioxid,
svaveloxid, kväveoxid, kolmonoxid  sur regn
• Växthuseffekten: växtgaser i luften som ett
växthusglas runt jorden som låter värmen inte ta
sig ut.
• Senaste 200 åren har vi släppt mer och mer
växthusgaser  värmare klimat öken har
bildats, översvämningar, havsytan stiger
Vilka är växthusgaser
• Koldioxid förbränning av fossila bränslen
30% ökning
• Metan  livsmedelproduktion kor och får
rapar metan
• Freon
Vad kan vi göra åt problemen?
Vad kan vi göra?
•
•
•
•
•
Ta bort svavel i bränslena
Använda katalysator i bilar (nya bilar har)
Använda förnybara energikällor
Använda biobränslen
Använda växter (snabbväxande träd i
energiskogar)
• Använda metanol, Etanol
• Använda vattenkraft, solenergi, vindkraft,
kärnkraft
ELD
Eld behöver bränsle, syre och värme
• Antändningstemperatur för olika ämnen varierar
Som bensin och socker
• En del ämnen kan börja brinna av sig själv linolja
Mer om Eld
Man kan släcka eld genom att kväva elden, kyla
den och ta bort bränslet.
Om man inte lyckas släcka elden själv ska man
följa minneramsan
”Rädda, larma, släck”
Titta på filmen om växthuseffekt