Kolföreningarnas kemi

En presentation över ämnet: "Kolföreningarnas kemi"— Presentationens avskrift:

1 Kolföreningarnas kemi
Organisk kemi Kolföreningarnas kemi

2

3 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. 

4 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!

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

6 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

7 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

8 2- Förmåga Kommunicera och ta ställning
Fördjupningsarbete miljö Diskussioner i klassrummet Plaster

9 3- Förmåga Systematiska undersökningar
Laboration säkerhet kolvätemolekyler Rena med aktivt kol Lika löser lika Estrar fetter

10 Kemis värld Makro Mikro

11 Unika egenskaper hos kol
Johannes Palm, Tornlyckeskolan, Höganäs – 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!

12 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.

13 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 valenselektroner.

14 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

15 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.

16 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.

17 Kolmila Äldre anordning för tillverkning av träkol

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

19 Grafit Strukturmodell:

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

21 Diamant Nätverk av kolatomer som bildar en kristall

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

23 Diamant upphittad i gruva i Sydafrika

24 Diamant Struktur:

25 Fulleren och nanorör -kolatomen upphör aldrig att överraska

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

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

28 Grafen En tunn skiva, endast ett atom lager tjockt.

29 KOL I VARDAG AKTIVKOL: TRÄKOL: TEKNISKT KOL:
torrdestillation är en process där ett ämne upphettas till en hög temperatur, vanligtvis omkring °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.

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

31 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

32 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

33 Kolets kretslopp

34 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?

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

36 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!

37 Dubbel och trippelbindningar
eten

38 17% av metanutsläppen kommer från djurs matsmältning.
En enda ko beräknas producera 600 liter metan per dag.

39 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!

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

41 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

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

43 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

44 Fotosyntes Är reaktionsformeln balanserad?

45 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.

46 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

47 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.

48 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 °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.

49 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

50

51 Fossila bränslen stenkol, Olja Naturgas

52 Stenkol Omättade kolväten Amorft kol

53 Koks Torrdestillerade stenkol Järn och stålframställning

54 Torv Yngre generation av koks

55

56 <35°Cgaser1–5kolatomer
C1-C4 <35°Cgaser1–5kolatomer K o k p u n k t e r Bensin C5-C10 C° Fotogen C11-C15 Diesel C16- C20 C° Eldningsolja och smöroljan C21-C40 Allt om kolkemi °Cbrännoljor Råoljan in Asfalt och parafin C41 400 C°

57 Råolja I oljeraffinaderiet
Destilleras och fraktioneras råoljan till olika produkter

58 Krackning Långa kolväten sönderdelas till kortare kolväten

59 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.

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

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

62 Kursinnehåll: Alkoholer Organiska syror Estrar C2H4(OH)2

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

64 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.

65 Formelskrivning Metan CH4 -----CH3OH

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

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

68 Formelskrivning alkoholer
CH4 CH3OH

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

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

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

72

73 Paraffin och fotogen C12H26 C31H64

74

75 Vatten och alkohol Denaturerade etanol (T - röd) Vatten

76 Strukturformel

77 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

78 Vatten Bensin T-röd Fotogen Paraffin

79

80 Organiska syror COOH

81 Karboxylgruppen Ättiksyra Acetylsalicylsyra Sterinsyra Myrsyra

82 Metan syra

83

84 Etansyra Ättiksyra Vinäger

85 Organiska syror

86 Organiska syror /Karboxylsyror
Myrsyra Smörsyra Äppelsyra Acetylsalicylsyra Ättiksyra Vinsyra Mjölksyra

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

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

89 Katalysatorer Påskyndar en reaktion utan att själv förbrukas

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

91 Estrar OH + COOH

92 Estrar Luktar oftast gott Alkohol + syra → ester + vatten

93 Katalysatorer Påskyndar en reaktion utan att själv förbrukas

94 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

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

96 Polära och opolära

97 Livets kemi Fetter Proteiner Vitaminer Enzymer Kolhydrater Glykol

98

99 Fler omättat

100 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

101 Fetter

102 Mättat och omättat fetter

103 Mättade, enkelomättade och fler omättade

104 Proteiner Vecka

105

106 vitaminer

107 Tensider

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