Organisk kemi Kolföreningarnas kemi

DE FLESTA ÄMNEN INNEHÅLLER KOL ● Endast 0,02 % av jordskorpan består av kol. ● 95% av alla de miljoner ämnen vi känner till är kolföreningar ● Kolföreningar kallas för organiska ämnen

Kolatomen Kolatomen har 6 protoner och elektroner. Kolatomen har fyra valenselektroner

Kolatomen ● En kolatom kan binda fyra andra atomer samtidigt. ● Kolatomer finns i allt levande. ● Kolatomen bildar mycket sällan joner. Den bildar kemiska föreningar. Man trodde först att man inte kunde tillverka organiska föreningar i laboratorier. Men den tyske kemisten Friedrich Wöhler visade år 1828 att detta var möjligt.

Kol är speciellt för att den kan binda till sig (4) ämnen, medan de flesta bara kan binda en eller två. Kol kan koppla ihop sig med varandra i långa kedjor och det är bara kolet som klarar. Ju längre kedja desto högre blir ämnets smält och kokpunkt. Hur många kolatomer avgör också vilket aggregationstillstånd molekylen har. 1-4 kolatomer gasform 5-16 kolatomer flytande (bensin, fotogen, diesel) 17- kolatomer fast form

Rent kol förekommer i flera olika former Diamant I diamant sitter kolatomerna i ett fast nätverk. Detta gör diamant till ett av de hårdaste ämnena i världen Ordet ”diamant” kommer från grekiskan och betyder oövervinnerlig

Grafit I grafit sitter kolatomerna i samma skikt ihop men skikten sinsemellan glider lätt mot varann.

Fullerener Ett nästan helt nytt material. Forskarna som konstruerade fullerener fick nobelpriset 1996 I fulleren sitter kolatomerna som i en fotboll.

Amorft kol I amorft kol ligger atomerna huller om buller. Exempel på amorft kol är träkol, koks, sot och aktivt kol

nanorör 1991 upptäckte en japansk forskare små rör av kol som var ca en miljondels meter långa och ca 10 miljarddels meter i diameter. Nanorören är starkare än diamant och lättare än bomull. Nanorören används som byggmaterial och inom elektronik.

Grafen - Tunn skiva av kolatomer, endast en atom tjock! - Böjligt och lätt, en kvadratmeter väger 0,77mg. - 200ggr starkare än stål

Kolets kretslopp

Kolväten Ett kolväte är en kemisk förening av enbart kol och väte. Kolväten är opolära ämnen – de är svårlösliga i vatten. De löser sig bra i fetter. Många kolväten används som bränsle.

Kolväten H H- C- H H Metan

Metanserien Metan CH4 Etan C2H6 Propan C3H8 Butan C4H10 Pentan C5H12 Hexan C6H14 Heptan C7H16 Oktan C8H18 Nonan C9H20 Dekan C10H22 De 10 första kolvätena. De kallas med ett finare namn för alkaner

Olika sätt att visa molekyler på Ämne Molekylformel Strukturformel Molekylmodell Metan CH4 H H C H H

Finns det dubbelbindningar i kolkedjan kallas de alkener Namnen slutar på -en Den kortaste alkenen är eten Vad heter nästa?

Finns det trippelbindningar i kolkedjan kallas de alkyner Namnen slutar på -yn Detta är etyn

Isomerer Samma molekylformel men olika strukturformel. Detta kallas isomeri Båda har molekylformeln C4H10

Fossila bränslen Är egentligen döda växter och djur som under stort tryck och avsaknad av syre har ombildats till olja, kol och naturgas.

Fraktionsdestillering Oljeraffenaderi Fraktionsdestillering

Krackning Med krackning menas att man delar längre kolkedjor till kortare så man kan använda mer av oljan till bensin.

Biogas Med biogas menas att man komposterar matavfall eller annat organiskt material utan att låta syre närvara då bildas det metan och etan. Detta kan sedan användas till att köra bilar med eller värma hus.

VÄRLDENS ENERGIANVÄNDNING

Växthuseffekten Växthusgaser runt jorden (t.ex. vattenånga, CO2, metan) släpper in solstrålar som värmer upp jorden. Däremot släpper de inte ut värmen som vill lämna jorden. Ökade utsläpp av växthusgaser under de senaste 200 åren har gjort att medeltemperaturen på jorden har ökat onormalt mycket. Jorden som helhet blir varmare, men på en del platser kan klimatet faktiskt bli kallare. Det kan bildas nya öknar och havsytan stiger med översvämningar som följd.

VÄXTHUSEFFEKTEN • Luften innehåller ca 0,03% CO2 • CO2 är den viktigaste växthusgasen. Metan och freon är andra växthusgaser • Koldioxidhalten i atmosfären har ökat med en tredjedel sedan år 1800.

Alkoholer är kolväten med en OH grupp kopplade till sig Kemiskt tecken CH3OH Namnet får man om man tar stamkolvätet och lägger till -ol Detta är metanol. En mycket giftig alkohol som ibland dricks av misstag i tron om att det är vanlig sprit.

Etanol Det är denna alkohol som man dricker. C2H5OH Den bildas då man jästsvampar omvandlar druvsocker till etanol Reaktionsformel: C6H12O6 + 2CO2 2C2H5OH Etanol ett miljövänligt bilbränsle!

Etanol I industrin utgår man från eten då man tillverkar stora mängder etanol. C2H4+ H2O C2H5OH Etanol har många användningsområden Vattenbaserade färger Fordonsbränsle Läkemedel Parfymer Rengöringsprodukter Lacker

Alkoholer med flera OH-grupper Om en alkohol har två OH- grupper kallas den för tvåvärd Har den tre OH- grupper kallas den för trevärd Glykol Glycerol

Glykol Glykol eller som den heter egentligen etandiol används för att sänka fryspunkten på kylarvattnet i blad annat bilar. Man sprutar också vingarna på flygplan med glykol för att förhindra nedisning

Glycerol Det är denna alkoholen som finns i alla fettmolelyler tillsammans med tre långa kolkedjor Glycerol har en förmåga att binda fukt därför används den också i hudkrämer

Organiska syror C = O | OH Alla organiska syror innehåller en karboxylgrupp (COOH) Om man oxiderar en alkohol får man en organisk syra. Den enklaste organiska syran är myrsyra eller metansyra.

Etansyra eller ättiksyra Ättiksyra bildas då etanol får reagera med luftens syre (oxidation). Bra som konserveringsmedel. Vinäger är vin som har oxiderat.

Citronsyra Precis som det finns alkoholer med flera oh grupper så finns det syror med flera karboxylgrupper. Citronsyra är ett exempel på detta.

Estrar Estrar bildas då en alkohol får reagera med en organisk syra. Denna typ av reaktioner kallas kondensationsreaktioner

Katalysator En katalysator är ett ämne som påskyndar reaktionen utan att själv förbrukas.