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 Bindningar: klister som håller ihop atomerna i en molekyl

Vi kan visa molekylerna på olika sätt Molekylformel Strukturformel Molekylmodell CH4

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=Cz68FQFs2eI

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