Transcript Kemi for Dummies

Organisk Kemi For Dummies
Alkoholer
Den interaktive kemibog for 8. klasser
Klik ovenover for at begynde!
Sådan bruger du kemibogen
Velkommen til den nye form for undervisningsmateriale tilegnet til folkeskoleklasser.
Dette undervisningsforløb foregår som en interaktiv præsentation, hvor du som
brugeren selv klikker dig igennem.
Igennem hele præsentation vil du kunne se disse knapper:
Dette er kontrolpanelet til at styre dig igennem præsentationen. Højre pil fører dig
videre til næste side, venstre pil fører dig tilbage en side, og Hjem-knappen fører dig
tilbage til indholdsfortegnelsen. Hver gang et ord er fremhævet sådan her, kan man
klikke på ordet, og komme til en Fun Fact glosebog for videre uddybning.
Igennem undervisningen vil der komme nogle små tests i form af multiple choice som
du besvarer på et papir, som du får udleveret af din lærer.
God arbejdslyst!
Klik nedenunder for at gå videre
Indholdsfortegnelse
Dette bliver gennemgået i denne præsentation:
• Introduktion
• Kapitel 1: Alkoholers form og opbygning
• Forskellige typer alkohol
• Navngivning af alkoholer
• Anvendelse
• Kapitel 2: Reaktioner med alkohol
• Reaktionstyper
• Oxidationsreaktionen
• Kapitel 3: Forsøg med alkohol
• Forsøg med oxidationsreaktion
• Om titrering
• Resultaterne
• Konklusioner af forsøget
Introduktion til alkoholer
Alkohol er ikke bare noget man drikker
til fester. Der er mange forskellige typer
alkohol, fra Ethanol, som vi drikker og
bruger som rensemiddel, og til Glycerol,
som bruges i fødevarer.
Hvad er organisk kemi?
Stoffer der hører under organisk kemi
indeholder kunBrint (H), ilt (O) og
kulstof (C) atomer. Der findes mange
forskellige stoffer med forskellige
egenskaber under organisk kemi.
Dengang man navngav dem, troede
man kun at de kunne laves i naturen og
ikke i et laboratorium.
Fun Facts
Brint (Hydrogen) atomet er lille og nummer 1 i det periodiske system. Det kan kun
binde sig til ét andet atom, da den kun har en elektron og binde sig til.
H
Ilt (Oxygen) atomet er lidt større og kan binde sig til to andre atomer
for at danne et stof. Som regel findes Oxygen sammen med et andet
Oxygen-atom, hvilket er derfor man kalder det O2.
O2
Kulstof (Carbon) atomet er stort, og har 4 bindinger og gøre godt med. På den måde
kan man f.eks. Binde 4 Hydrogen atomer sammen med kulstof, eller 2 Oxygen atomer,
ligesom dengang i byggede stoffer med molekylesættene.
Disse tre grundstoffer danner rammen om organisk kemi.
C
Alkoholers form og opbygning
KAPITEL 1
Alkoholers udseende
Der findes mange forskellige typer alkohol, men det der gør stoffet til et alkohol er
stofgruppen OH der skal sidde på stoffet.
OH grupperne kan fordeles i tre: primær,
sekundær og tertiær. Navnet afhænger af om
OH gruppen er sat sammen med 1, 2 eller 3
Kulstof atomer.
Ved destillering eller opkogning bliver tertiære
grupper destrueret, mens primære og
sekundære bliver som de er.
Dette er alkohol hunden, eller molekyle strukturen for
alkoholtypen Ethanol.
De hvide kugler er Hydrogen atomer, de sorte er Kulstof
atomer og den røde er OH gruppen - der gør at det bliver en
alkohol.
Navngivning af alkoholer
Navngivning af alkohol kan virke svært i starten, men bliver hurtigt relativt simpelt.
Alkoholen bliver navngivet alt efter hvor mange kulstof-atomer den har:
Methan – CH4 – 1 Kulstofatom
Ethan – C2H6 – 2 kulstofatomer
Propan – C3H8 – 3 kulstofatomer
Butan – C4H10 – 4 kulstofatomer
Pentan – C5H12 – 5 kulstofatomer
Hexan – C6H14 – 6 kulstofatomer
Da alle alkoholer har en OH-gruppe, skal man putte
endelsen –ol bagved en af de 6 navne der ses ud til
venstre, alt efter hvor mange kulstofatomer, stoffet
har.
Eksempel:
C2H5- OH
Ethan-ol
C3H7- OH
Propan-ol
Anvendelse
Du kender nok alkohol fra en festlig fredag aften,
med vennerne og har sikkert kendskab til den
forfærdelige lørdag morgen, hvor hovedet er ved at
eksplodere.
Dette er bl.a. bivirkningerne fra alkohol. Men alkohol har flere egenskaber, det
kan bruges til at rense sår men også hud når man skal tatoveres og pierces.
Bioethanol som er udvundet fra alkohol, er et nyt udvundet brændstof som et
alternativ til transportmidler.
Så alkohol anvendes til meget i vores hverdag, uden
vi rigtig lægger mærke til det.
Afslutning på kapitel 1
MINIPRØVE FOR
KAPITEL 1
Test dine færdigheder i kemi!
Besvar multiple choice spørgsmålene for
kapitel 1 på ekstra arket, som du også fik
udleveret.
Reaktioner med alkohol
KAPITEL 2
Reaktionstyper
Alkohol kan indgå i flere forskellige reaktioner. Disse reaktioner er:
• Forbrændingsreaktion
• Eliminationsreaktion
• Substitutionsreaktion
• Kondensationsreaktion
• Redoxreaktion
Vi har taget et eksempel her, og forklarer det væsentlige i reaktionen:
Forbrændingsreaktion med ethanol:
CH3CH2 O H + 3 O2 
Denne reaktion sker når man sætter varme på alkoholen. Dette danner så
Kuldioxid og vand.
Dette er et eksempel på en fuldstændig forbrænding. En ufuldstændig
forbrænding danner også sod.
En anden reaktionstype er oxidationsreaktion, hvilket forklares på næste
side
Oxidationsreaktionen
Denne reaktionstype omdanner bl.a. ethanol til ethansyre eller rettere sagt
eddikesyre. Her ses de tydelige forskelle i formlerne:
Og hvordan sker denne reaktion så?
Ved hjælp af stoffet Cr2O72- kan ethanol blive såkaldt oxideret og Ilten fra stoffet
bliver sat over på ethanolen, der fjerner to Brintmolekyler og skaber en
dobbeltbinding til Kulstofatomet. Du kan følge med i de to billeder ovenfor.
Ved hjælp af en avanceret afstemning, ser den færdige formel sådan her ud:
16 H+ + 3 CH3CH2OH + 2 Cr2O72-  3 CH3COOH + 4 Cr3+ + 7 H2O
Når man tilfører Brint (H+), skaber oxidationen også vand (H2O).
Fun Facts
Oxidation, eller på normalt dansk, Iltning er en proces hvor
materialer eller stoffer går i forbindelse med ilt.
F.eks. når jern ruster, så sker der kemisk en oxidation. Jernets
molekyler kommer i kontakt med ilten fra atmosfæren og de
reagerer og skaber rust.
Dobbeltbindinger er bindinger der sammensætter molekyler. To molekyler kan enten
være bundet sammen med enkeltbindinger, dobbeltbindinger, eller endda
trippelbindinger. Dog er det enkeltbindingen der er mest stabil.
Afslutning på kapitel 2
I NÆSTE KAPITEL SER VI
PÅ OXIDATIONSFORSØGET
INGEN PRØVE I DETTE
KAPITEL
Forsøg med alkohol
KAPITEL 3
Forsøg med oxidationsreaktion
Nu vil vi forklare et forsøg omkring oxidation af ethanol. Som en del af kemiundervisningen kræves det at man udfører forsøg og drager konklusioner ud fra
resultaterne, ved at man sammenligner teoretiske tal med de tal man får fra
forsøgene.
I dette forsøg skal vi oxidere ethanol ved hjælp af Cr2O72-, som vi snakkede om på
siden før. Ethanol kan både oxideres til ethanal (et andet organisk stof), og den kan
også oxideres helt til ethansyre (eddikesyre).
Herunder ses et diagram over hvordan ethanol oxideres til ethanal, og videre til
ethansyre:
Forsøg med oxidationsreaktion
Hvis man oxiderer ethanolen langt nok, bliver ethanolen først omdannet til ethanal og
derefter videre til ethansyre, som vist på siden før.
Dog kræver dette en opløsning af oxidationsmidler, der skal være blandet med en syre.
I vores tilfælde bruger vi kaliumdichromat, som også hedder Cr2O72-, der er blandet op
med en stærk svovlsyre.
Man kan nemt finde ud af når oxidationen er fuldført. Når
man starter, er opløsningen orangefarvet. Når man så er
færdig, bliver opløsningen mørkegrøn, som på billedet.
Man kan derefter bestemme ved hjælp af titrering og
udregning, om oxidation er fuldstændig forløbet korrekt.
På næste side forklares titreringen.
Om titrering
Titrering er en meget smart metode til at finde ud af forskellige
ting omkring en opløsning. I vores tilfælde bruger vi titrering til
at finde ud af hvor stor overskuddet af Cr2O72- er. I vores tilfælde
bruger vi en jernopløsning, der går ind og reagerer med resterne.
Ved hjælp af en indikator, der skifter farve når vi har brugt alle
Cr2O72- op, vil vi have mulighed for at finde ud af hvor meget jern
vi har hældt i opløsningen.
På den måde kan vi så udregne hvor meget der egentlig var
tilbage af vores Cr2O72-. Rigtig smart!
Resultaterne
For at udregne om oxideringen blev til ethanal eller ethansyre, skal vi udregne
forholdet mellem Cr2O72- som er forbrugt af ethanol og selve ethanolen.
Forholdene er nemlig forskellige om det er ethanal eller om det er ethansyre.
Ethanal: Forhold 1:3 = 0,333
Ethansyre: Forhold 2:3= 0,667
Disse tal er selvfølgelig teoretiske, og nu skal se om vores tal er nær
disse.
Når vi så skal finde forholdet i vores opløsning, skal vi som sagt dividere antallet
af Cr2O72- molekyler med antallet af ethanol molekyler. Ved hjælp af lange
udregninger har vi fundet disse tal.
På næste side finder du så vores resultater for 10 forsøg, og vi må så se om vi kan
lave en konklusion ud fra disse resultater.
Resultaterne
For alle de 10 forsøg vi lavede, har vi udregnet forholdene. Hvis tallet er over 0,667 så
er det ren ethansyre, hvis det er under 0,333 er det ren ethanal og hvis det er imellem
de to tal er det en blanding. Tallene kommer ind i rækkefølge efter hvor meget
jernopløsning der skulle til før farven skifter.
Den generelle tendens er: Jo mere jernopløsning det kræver før det skifter farve, jo
mindre bliver forholdet og oxidationen forløber ikke fuldstændig.
Resultaterne
Somframan
Ud
dette
kankan
se vi
af lave
diagrammet,
følgende bliver
diagram:
opløsningerne ikke fuldt oxideret efter 14,1 ml
jernopløsning. Se videre på næste side for videre spekulationer.
3.5
3
2.5
Rent oxideret
2
1.5
Ikke rent
oxideret
1
0.5
0
Under 10 ml
10,1-12 ml
12,1 -14 ml
14,1 -16 ml Over 16,1 ml
jernopløsning jernopløsning jernopløsning jernopløsning jernopløsning
Konklusioner af forsøget
Da ikke alle opløsningerne blev fuldt oxideret, kan vi ikke udlede en fuldkommen teori.
Dog kan vi lave en indikation, at ud fra den metode vi har fulgt kan vi ikke lave ethanal,
da ingen af forsøgsforholdene var under 0,333. Dog hælder langt de fleste resultater
(8 ud 10) mod ethansyre, selvom de ikke er fuldt oxiderede. Derfor kan vi indikere at
der laves ethansyre.
Dog er dette forsøg et meget svært forsøg og lave i et skolelaboratorium. Mange
kemikere arbejder i flere år og laver mange tusinde forsøg, før de kan udlede teorier
for forsøgene.
Der kan gå rigtig mange ting galt når man laver sådan et forsøg. Hvis man ikke er 100
% præcis omkring f.eks. Titreringen, der bruges til at finde ud af hvor meget stof der er
blevet omdannet, kan meget nemt slå fejl og dette giver store ændringer i resultatet.
TAK!
Dette var så alt det grundlæggende stof inden for
alkoholer. Alkoholer er dog et meget stort emne,
som egentlig først bliver gået i dybden med på
gymnasialt niveau.
Derfor håber vi at du nu har fået et lille indblik i
hvordan alkoholer generelt ser ud, samt hvordan
de reagerer.
Dummy-teamet:
Nadia Tscherning, Camilla Anker, Anders Torrild
AFSLUT