Kolföreningarnas kemi Organisk kemi Kolföreningarnas kemi

Vad är det? Organisk kemi Organiska molekyler är grunden till allt liv Östrogener Adrenalin DNA År 1828 framställde Friedrich Wöhler för första gången ett organiskt ämne, urinämne(urea), ur rent oorganiska ursprungsämnen och visade därmed att det inte finns någon principiell skillnad mellan organiska och oorganiska ämnen. 

Organisk kemi kallas också för kolföreningarnas kemi Förr i tiden trodde man att dessa molekyler endast kunde bildas av levande organismer Nu vet vi att det inte är så, men uppdelningen mellan organisk och oorganisk kemi finns kvar. 90 % av alla kemiska föreningar på jorden är organiska!

Var finns kolföreningar? Överallt! Kolföreningar kan se mycket olika ut, men alla innehåller kol och väte!

Arbetsområdet organisk kemi UNDERLAG FÖR BEDÖMNING Hur du visar kunskaper i arbetet på lektionerna, vid t ex genomgångar, frågor, diskussioner och laborationer Labbrapport Fördjupningar Skriftligt prov Film kolets kemi 11min

1- Förmåga beskriva och förklara Grundämnet kol och dess egenskaper Kolets former Fotosyntes Kolets kretslopp Råolja och fraktionerad destillation Fossila bränslen Kolväten, alkoholer och organiska syror

2- Förmåga Kommunicera och ta ställning Fördjupningsarbete miljö Diskussioner i klassrummet Plaster

3- Förmåga Systematiska undersökningar Laboration säkerhet kolvätemolekyler Rena med aktivt kol Lika löser lika Estrar fetter

Kemis värld Makro Mikro

Unika egenskaper hos kol Johannes Palm, Tornlyckeskolan, Höganäs – www.lektion.se Unika egenskaper hos kol Kol är det enda ämne som kan binda till sig maximalt fyra andra atomer… C …och kan bilda näst intill oändligt många olika sorters molekyler!

Egenskaper hos kolatomen Kan sitta ihop med fyra andra atomer samtidigt – fyra bindningar. Kolatomer kan bygga långa kedjor Det kemiska tecknet för kol är C.

Modell av en kolatom Kol har atomnummer 6 vilket innebär att alla kolatomer har 6 protoner i kärnan och 6 elektroner kring kärnan. Det innersta elektronskalet, K-skalet, kan som mest innehålla 2 elektroner. Elektronerna i atomens yttersta elektronskal kallas valenselektroner. Kolatomen har 4 valenselektroner.

Kol finns i tre naturliga former i naturen: Diamant Grafit Fulleren Organisk kemi Grundämnet kol finns i allt levande och därför kallas det just organisk kemi. Kol finns i tre naturliga former i naturen: Diamant Grafit Fulleren

Kolets kemi - en mycket mångsidig atom Kol är ett grundämne som är mycket viktigt för oss. Alla levande varelser är uppbyggda av kemiska föreningar med kol i. Kol är det ämne som har lättast att förena sig med andra ämnen. Kolets kemi, den organiska kemin, är därför cirka fyra femtedelar av all kemi. En stor del av allt kol på jorden är koldioxid i luften.

Kolets kemi - en mycket mångsidig atom En del koldioxid finns löst i havens vatten. Mycket kol finns förstås i de levande växterna och djuren och även i myllan på marken. Den består till stor del av döda och multnande delar av växter. Stenkol som man bryter i gruvor är döda växter som har legat i jorden i miljoner år. Träkol är trä som man har hettat upp tills det bara är kolet i träet som är kvar.

Kolmila Äldre anordning för tillverkning av träkol

Grafit Kolatomerna sitter som i ark Gör att grafit är mjukt och leder ström mycket bra

Grafit Strukturmodell:

Grafit Varje kolatom binder till tre andra kolatomer i ett sexkantigt mönster. Mönstren bildar plan som ligger ovanpå varandra Användningsområde: Blyertspennor Elektriska motstånd

Diamant Nätverk av kolatomer som bildar en kristall

Diamant Varje kolatom binder till fyra andra kolatomer. Diamant är det hårdaste av alla kända mineral. Användningsområde: Smycken Nötningsmedel i borrkärnor

Diamant upphittad i gruva i Sydafrika

Diamant Struktur:

Fulleren och nanorör -kolatomen upphör aldrig att överraska

Fulleren Varje kolatom binder till tre andra kolatomer i form av en fotboll. Struktur:

Hur fungerar pennan? När du skriver går de svaga bindningarna sönder och kol fastnar på pappret!

Grafen En tunn skiva, endast ett atom lager tjockt.

KOL I VARDAG AKTIVKOL: TRÄKOL: TEKNISKT KOL: torrdestillation är en process där ett ämne upphettas till en hög temperatur, vanligtvis omkring 500-1000°C, i en syrefri miljö, så att det sönderfaller utan att förbränning sker. Vid pyrolys avgår flyktiga ämnen i gasform, medan en återstod i fast eller flytande form blir kvar. Pyrolys är därför en form av termisk nedbrytning. Pyrolys är ett exempel på förkolning.

Kol i vardag Grillkol Brunkol Stenkol , brunkol och antracit Kok och träkol Brunkol, även känd som lignit

Kolkedjor Gasol, bensin, diesel, parafin med fl. Metanol, etanol, glykol, glycerol m. fl. Karboxylsyror - myrsyra, ättiksyra, citronsyra m.fl. Nitroglycerin, smaksättare, doftämnen plast Socker, stärkelse och cellulosa enzymer., äggviteämnen m.fl. Animaliskt fett, vegetariskt fett s. 160-161

Kol i kemiska föreningar Kolväten (C, H) Alkoholer (C, H, OH) Organiska syror (C, H, COOH) Estrar (syra+ alkohol) Kolhydrater (C, H, O) Proteiner (kedja av aminosyror) Fetter (glycerol +fettsyror ) Gasol, bensin, diesel, parrafin med fl. Metanol, etanol, glykol, glycerol m. fl. Karboxylsyror- myrsyra,ättiksyra, citronsyra m.fl. Nitroglycirin, smaksättare, doftämnen plast Socker, stärkelse och cellulosa enzymer., äggviteämnen m.fl. Animaliskt fett, vegetariskt fett

Kolets kretslopp

Diskussionsfrågor Var hittar man kol i naturen? Vad använder man kol till? Hur gör man träkol? Vad kallas den nedbrytning man använder? Vad är amorft? Vad är en allotroper? Hur är kolatomerna ordnade i Grafit? Var används grafit? Hur skapas diamanter? Hur är kolatomerna ordnade i en diamant? Hur kan diamant vara så hårt? Vad är zirkon? Hur kan man enkelt skilja på zirkon och diamant? Hur kan man skapa syntetisk diamant? Hur kan man använda diamant förutom i smycken? Vad är en fulleren och var finns de?

Lista över kolväten Meta Eta2 Propa3 Buta 4 Penta 5 Hexa6 Hepta7 Okta8 Nona 9 Deka 10 Hepta deka?

Vid förbränning av kolväten bildas alltid koldioxid och vatten! Metanserien 1 kol + 4 väte Metan 2 kol + 6 väte Etan 3 kol + 8 väte Propan 4 kol + 10 väte Butan 5 kol + 12 väte Pentan Vid förbränning av kolväten bildas alltid koldioxid och vatten!

Dubbel och trippelbindningar eten

17% av metanutsläppen kommer från djurs matsmältning. En enda ko beräknas producera 600 liter metan per dag.

Organisk kemi kallas också för kolföreningarnas kemi Förr i tiden trodde man att dessa molekyler endast kunde bildas av levande organismer Nu vet vi att det inte är så, men uppdelningen mellan organisk och oorganisk kemi finns kvar. 90 % av alla kemiska föreningar på jorden är organiska!

Levande organismer Alla växter, djur och människor är uppbyggda av organiska ämnen. En enda liten cell i din kropp innehåller mer än 15000 olika organiska ämnen, ofta miljontals molekyler av varje ämne.

Reaktionsformel Atomer kan varken nybildas eller försvinna. Det finns alltid lika många atomer av varje slag efter en kemisk reaktion som före den. När man skriver en reaktionsformel måste man därför balansera lika många atomer eller joner av ett visst slag på vardera sidan om pilen. T. ex. Skriver reaktionsformeln

Fotosyntes Du skall kunna beskriva fotosyntesen och förklara vad växter behöver och varför de växer. s.218-221

6CO2 + 6H2O +Solenergi C6H12O6 + 6O2 Fotosyntes Ordformel för fotosyntesen: koldioxid + vatten + ljusenergi → socker + syrgas Kemisk formel för fotosyntesen: 6CO2 + 6H2O +Solenergi C6H12O6 + 6O2 CO2 alltså från atmosfären (eller i form av karbonater från vattnet) H2O från rötterna  

Fotosyntes Är reaktionsformeln balanserad?

Egenskaper hos kolatomen Kan sitta ihop med fyra andra atomer samtidigt – fyra bindningar. Kolatomer kan bygga långa kedjor Det kemiska tecknet för kol är C.

Ordlista Pyrolys Process vid vilken ett ämne upphettas utan närvaro av syre. Amorf Något som är formlöst, strukturlöst. Allotropi Beteckning för fenomenet att ett grundämne under samma yttre betingelser kan existera i olika former , exempelvis som diamant kol och grafit. Zirkon Hårt, genomskinligt, starkt ljusbrytande mineral som används bl.a. till smycken. (s.k. falsk diamant). Fulleren Namn på varianter av kol, uppbyggda av molekyler med polyederstruktur. Mest bekant är C60. buckminsterfulleren, vars molekylstruktur kan beskrivas

Kolets kemi - en mycket mångsidig atom Kol är ett grundämne som är mycket viktigt för oss. Alla levande varelser är uppbyggda av kemiska föreningar med kol i. Kol är det ämne som har lättast att förena sig med andra ämnen. Kolets kemi, den organiska kemin, är därför cirka fyra femtedelar av all kemi. En stor del av allt kol på jorden är koldioxid i luften. En del koldioxid finns löst i havens vatten. Mycket kol finns förstås i de levande växterna och djuren och även i myllan på marken. Den består till stor del av döda och multnande delar av växter. Stenkol som man bryter i gruvor är döda växter som har legat i jorden i miljoner år. Träkol är trä som man har hettat upp tills det bara är kolet i träet som är kvar.

KOL I VARDAG AKTIVKOL: Tekniskt kol erhålles vid torrdestillation av exempelvis slakteriavfall och socker. Det tekniska kolet kan behandlas vidare så att kolet blir "aktivt". Aktivt kol har förmåga att ta till sig lukt-, smak- och färgämnen och används i skyddsmasker. Om man misstänker att man fått i sig tungmetaller är det bra äta någon tesked med aktivt kol. Tungmetallerna adsorberas, fastnar på kolets yta, och följer sedan med ut den naturliga vägen. TRÄKOL: är ett svart material som framställs genom upphettning av trä i en syrefattig miljö, en process känd som pyrolys (torrdestillation).  TEKNISKT KOL: Förutsättning att framställa tekniskt kol är socker och slakteriavfall och utesluten syre torrdestillation är en process där ett ämne upphettas till en hög temperatur, vanligtvis omkring 500-1000°C, i en syrefri miljö, så att det sönderfaller utan att förbränning sker. Vid pyrolys avgår flyktiga ämnen i gasform, medan en återstod i fast eller flytande form blir kvar. Pyrolys är därför en form av termisk nedbrytning. Pyrolys är ett exempel på förkolning.

Kol i kemiska föreningar Gasol, bensin, diesel, parafin med fl. Metanol, etanol, glykol, glycerol m. fl. Karboxylsyror - myrsyra, ättiksyra, citronsyra m.fl. Nitroglycerin, smaksättare, doftämnen plast Socker, stärkelse och cellulosa enzymer., äggviteämnen m.fl. Animaliskt fett, vegetariskt fett

Fossila bränslen stenkol, Olja Naturgas

Stenkol Omättade kolväten + Amorft kol

Koks Torrdestillerade stenkol Järn och stålframställning

Torv Yngre generation av koks

<35°Cgaser1–5kolatomer C1-C4 <35°Cgaser1–5kolatomer K o k p u n k t e r Bensin C5-C10 25-160 C° Fotogen C11-C15 Diesel C16- C20 220-350 C° Eldningsolja och smöroljan C21-C40 http://www.slideshare.net/annmarim/organisk-kemi-kol-kolvten-alkoholer-5884247 Allt om kolkemi 350-400°Cbrännoljor Råoljan in Asfalt och parafin C41 400 C°

Råolja I oljeraffinaderiet Destilleras och fraktioneras råoljan till olika produkter

Krackning Långa kolväten sönderdelas till kortare kolväten

Alkoholer OH Metanol och etanol Äpplen och tomater bildar eten(etylen),en mogen frukt bildar eten. Om man sätter en mogen tomat i en plastpåse med gröna tomater så mognar de snabbare.

Kursens syfte: Kursen ska ge ytterligare kunskap om kemisk tekniska produkter som används både i hemmet och inom industrin.

Alkoholer Frukt börjar lätt att jäsa och omvandlas till alkohol. Alkohol = konserveringsmedel Alkohol = gift

Kursinnehåll: Alkoholer Organiska syror Estrar C2H4(OH)2

Kommer du ihåg??? Stamkolvätena Metan Etan Propan Butan Pentan Hexan Heptan Oktan Nonan Dekan

Alkoholernas namn Stamkolvätet + ändelsen – OL ger namnet till alkoholer Metan + ändelsen - OL blir metanol Etan blir etanol Propan blir propanol Butan blir butanol O.s.v.

Formelskrivning Metan CH4 -----CH3OH

Metanol/träsprit Kan utvinnas genom torrdestillation Livsfarlig att förtära Energirikt - bränsle

Etanol Framställs genom jäsning av socker eller stärkelse Energirikt – bränsle Verkar förlamande på nervsystemet

Formelskrivning alkoholer CH4 CH3OH

Teknisk sprit Etanol + propanol = Teknisk sprit Denatureras – går inte att dricka Används inom industrin

Tvåvärda alkoholer Sänker fryspunkten på vatten CH4 (OH)2 Giftig

Trevärda alkoholer C3H5(OH)3 Ex glycerol Inte giftig Används i hudkräm Används i nitroglycerin

Paraffin och fotogen C12H26 C31H64

Vatten och alkohol Denaturerade etanol (T - röd) Vatten

Strukturformel

Kolvätens löslighet till varandra och i vatten Datum: Namn:   Syfte: Att undersöka om kolväten löser sig med varandra och se om regeln ”lika löser lika” stämmer. Material: 6st provrör och ett provrörsställ Fotogen, paraffin, bensin, vatten, T- röd Anteckningsblock Hypotes: -- Utförande: ---- Resultat: ---- Slutsats: varför

Vatten Bensin T-röd Fotogen Paraffin

Organiska syror COOH

Karboxylgruppen Ättiksyra Acetylsalicylsyra Sterinsyra Myrsyra

Metan syra

Etansyra Ättiksyra Vinäger

Organiska syror

Organiska syror /Karboxylsyror Myrsyra Smörsyra Äppelsyra Acetylsalicylsyra Ättiksyra Vinsyra Mjölksyra

Teknisk esteranvändning Salpetersyra + glycerol = nitroglycerin (ester) Nagellack och snabblim innehåller estrar

Estrar Alkohol + syra → ester + vatten Luktar oftast gott Alkohol + syra → ester + vatten En speciell grupp av estrar är fetterna

Katalysatorer Påskyndar en reaktion utan att själv förbrukas

Nitroglycerin Nitroglycerin används som hjärtmedicin Nitroglycerin + sten och trämjöl = dynamit Alfred Nobel Nitroglycerin används som hjärtmedicin

Estrar OH + COOH

Estrar Luktar oftast gott Alkohol + syra → ester + vatten

Katalysatorer Påskyndar en reaktion utan att själv förbrukas

Nitroglycerin Nitroglycerin + sten/trämjöl = dynamit Nitroglycerin används som hjärtmedicin Alla fetter och matoljor är estrar Estrar används som lösningsmedel Salpetersyra + glycerol = glyceryltrinitrat Nitroglycerin används i dynamit Alfred Nobel

Mättat och omättat Fettsyror kan vara mättade eller omättade. Enkelbindningar mellan kolatomerna = mättade Dubbel/trippelbindningar mellan kolatomerna = omättade

Polära och opolära

Livets kemi Fetter Proteiner Vitaminer Enzymer Kolhydrater Glykol

Fler omättat

Fetter Fetter är en sort estrar Glycerol reagerar med organiska syror Glycerol med tre OH grupper Fettsyror kopplas lätt till OH grupperna Fettsyrorna har långa kolkedjor

Fetter

Mättat och omättat fetter

Mättade, enkelomättade och fler omättade

Proteiner Vecka 45- 51

vitaminer

Tensider

Nu är det slut Det är coolt att vara smart!!