Transcript kol-kolväten-pp-ht14

Kol
kolväten,
alkoholer,
organiska syror,
estrar
Kol
Kolatomen
• Kemiskt tecken: C
• Icke-metall
• Atomnummer: 6
• Periodiska systemet: Grupp 14, Period 2
• Antal elektroner per skal: K-skal 2 e- L-skal 4 e• Valenselektroner: 4 st.
• Molekylbindning (kallas också Kovalent bindning eller Elektronparbindning)
http://www.kursnavet.se/kurser/ke1201/a06-002/a06-002-htm/a06-002-kemiskbindning_5av8.htm
• Isotoper C-12 98,9% C-13 1,1% C-14 (instabil, används i kol-14-metoden)
G
Rent kol, ämnen som bara innehåller kolatomer.
Namn
Grafit
Diamant
Amorft kol
(träkol, aktivt kol)
Egenskaper
Mjukt, formbart
Hårt
Mjukt
smetar av sig
repar alla andra ämnen
smetar av sig
Gråsvart
Leder elektricitet
Ofärgat, glänsande
Leder ej elektricitet
Gråsvart
Leder ej ström
Användning
Blyertspennor
Smörjmedel
Elektroder
Smycken
Borr- och skärverktyg
Grillkol (kolmila)
Ta bort föroreningar
Gasmask (absorberar giftiga gaser)
Molekylstruktur
i platta skikt
tredimensionellt
nätverk, kristall
huller om buller
Namn
Fullerener
Grafen
F
fotbollsmolekyl, nanorör
Egenskaper
mycket starka, hållbara
leder elektricitet
låg densitet
starkaste ämnet (200 ggr starkare än stål)
leder elektricitet mycket bra
tunnaste materialet (en atom tjockt)
gaser, vätskor och fasta material kan inte tränga igenom
genomskinligt
lätt, böjbart och formbart
Användning
Byggmaterial
I nya material, till bilar, energieffektiva flygplan.
Elektronik
Till elektroniska komponenter, tryckskärmar,
böjbara smarttelefoner
Molekylstruktur fotboll: 5- och 6-hörningar av
6-hörningar (hexagon) av kolatomer i ett skikt
kolatomer som sitter ihop som
en fotboll
nanorör: 6- hörningar av kolatomer
som bildar ett smalt rör
G
Kolföreningar
• 20 000 000 olika kolföreningar. (500 000 föreningar utan kolatomer)
• En kolatom kan sitta ihop med fyra andra atomer samtidigt.
En kolatom har alltid 4 bindningar.
(de flesta andra grundämnen har en eller 2 bindningar)
• Bindningar är som ett ”klister” som håller ihop atomerna i en molekyl.
• Bindningar brukar ritas som små pinnar, korta streck
C
F
Kolmila
Hemprov/inlämningsuppgift i arbetshäftet.
Skriv lite fakta om en kolmila (vad den används till, hur den fungerar
och sköttes).
Kolets kretslopp
Hemuppgift/inlämningsuppgift i arbetshäftet.
Rita kolets kretslopp på en A4-sida.
Vid varje pil ska det finnas med en kort förklaring.
Följande ska vara med: växter, djur, kol, sol, fabrik, olja, nedbrytare,
människor, hus.
G
Kolväten - Innehåller grundämnena kol, C och väte, H.
Mättade kolväten kallas Alkaner. Namnen slutar på -an
Antal kol
Namn
1
Metan
Summaformel
Molekylformel
CH4
Strukturformel
G
Antal kol
Namn
2
Etan
3
Propan
4
Butan
5
Pentan
Summaformel
Molekylformel
C2H6
Strukturformel
G
6
7
8
9
10
Hexan
Heptan
Oktan
Nonan
Dekan
Grekiska räkneorden
Di = 2
Hexa = 6
Tri = 3
Hepta = 7
Tetra = 4
Octa = 8
Penta = 5
F
Strukturformel
• Rita antalet C i en rad
• Sätt ut bindningar ( - ) mellan C
• Sätt ut bindningar så varje kolatom har 4 stycken
• Sätt ut väte, H på de lediga bindningarna.
Kol har alltid 4 st. bindningar
Väte har alltid 1 st. bindning
G
F
Isomerer, molekyler med olika form
Raka kolväten
Grenade kolväten
Olika former av kolväten har olika egenskaper.
Isomererna är ytterligare en orsak till att det finns så många olika kolföreningar.
G
Kolväten är mycket användbara
Varje år använder vi människor flera miljarder ton kolväten som
kommer från:
• Naturgas
• Råolja
Råolja är en blandning av många olika kolväten med olika storlekar.
Ju större kolvätemolekylerna är desto högre
blir smältpunkten
• Kolväte 1 – 4 är i gasform i rumstemperatur
• Kolväte 5 – 15 är i flytande form i rumstemperatur
• Kolväte 16 och uppåt är i fast form i rumstemperatur
gasol
bensin, fotogen
asfalt
G
På grund av att kolväten har olika storlek och
därför olika kokpunkt kan man skilja dem åt
genom destillation.
Råoljan värms upp så alla
kolväten blir till gas. Gasen
leds in längst ner i ett högt
torn där den får stiga uppåt.
Ju högre upp i tornet den
kommer desto kallare blir
det.
De stora kolvätemolekylerna
har hög kokpunkt, de
kondenserar till vätska
redan i tornets botten. De
mindre kolvätena har lägre
kokpunkt och kondenserar
därför högre upp.
Kondensera = gas blir vätska
Gaser: kolväte 1 – 4
Bensin: kolväte 5-10
Fotogen: kolväte 11-15
Diesel: kolväte 16-20
Oljor: kolväte 21-40
Asfalt: kolväte 40 
G
F
Hur har råolja påverkat våra levnadsvillkor?
Inlämningsuppgift i arbetshäftet.
F
Krackning
• Slå sönder stora molekyler till mindre molekyler med 5 – 10
kolatomer.
• Används för att tillverka mer bensin ur råoljan.
Bensin och Fotogen, vilken antänds lättast?
Se laboration 1.
Vad bildas när kolväten brinner?
Se laboration 2.
Omättade kolväten kallas Alkener.
Namnen slutar på –en. (Meten finns inte)
Innehåller 1 st. dubbelbindning.
Antal kol
2
Eten
3
4
5
Propen
Buten
Penten
Namn
Summaformel
Molekylformel
C2H4
C3H6
Strukturformel
G
Omättade kolväten kallas Alkyner.
Namnen slutar på –yn. (Metyn finns inte)
Innehåller 1 st. trippelbindning.
Antal kol
Namn
Summaformel
Molekylformel
2
Etyn
C2H2
3
4
5
Propyn
Butyn
Pentyn
C3H4
Strukturformel
G
F
Omättade kolväten reagerar gärna med andra ämnen.
Eten
+
+
C2H4 +
Vätgas  Etan
H-H

H2 
C2H6
Alkoholer
• Innehåller grundämnena kol, väte och syre.
• Namnen slutar på ändelsen –ol på metanserien
• Innehåller minst en OH-grupp, hydroxidgrupp. Högst 1 på varje C.
• Det är OH-gruppen som ger alkoholerna deras egenskaper
• Den enklaste alkoholen är metanol, träsprit.
• Den näst enklaste alkoholen är etanol, sprit.
G
Metanol
Etanol
• Framställs genom
torrdestillation av trä
• Mycket giftig, liten mängd kan
göra dig blind, du kan dö om du
får i dig för mycket.
• Används till
• Framställs genom jäsning av
socker
• Giftig, förlamar nervsystemet
• Används till
• Lösningsmedel
• Bränsle
•
•
•
•
Lösningsmedel
Drycker
Desinfektionsmedel
Bränsle
• Denaturerad sprit = tillsats av
giftiga och illasmakande ämnen
för att man inte ska kunna dricka
den. Exempel: T-röd
G
F
Vad händer i kroppen om man dricker metanol?
Hemprov/Inlämningsuppgift i arbetshäftet.
Beskriv vad som händer när bröddeg jäser.
(kemisk reaktionsformel som balanseras)
Hemprov/inlämningsuppgift i arbetshäftet.
F
G
Antal kol
Namn
Summaformel
Molekylformel
1
Metanol
CH3OH
2
3
4
5
Etanol
Propanol
Butanol
Pentanol
C2H5OH
Strukturformel
H
H - C - O-H
Vad bildas när alkoholer brinner?
Se laboration 2
F
Olika sorters alkoholer beroende på var OH-gruppen sitter.
1-Propanol
OH-gruppen sitter på första C
2-propanol (Isopropanol)
OH-gruppen sitter på det andra C
G
Alkoholer med flera OH-grupper
Glykol – Etandiol – 2 st. OH-grupper
Glycerol – Propantriol – 3 st. OH-grupper
• Egenskaper
• Egenskaper
• Trögflytande
• Lättlöslig i vatten
• Giftig – skadar nervsystemet
• Användning
• Kylarvätska
• motverkar att kylare och motorer
fryser sönder.
• ta bort och hindrar isbildning på
flygplan
• Trögflytande
• Lättlöslig i vatten
• Smakar sött
• Användning
• Hudkrämer, fuktighetsbevarande.
• Framställning av nitroglycerin,
dynamit, hjärtmedicin
Glycerol + salpetersyra  Nitroglycerin
Alkoholers egenskaper
Se laboration 3.
F
Alkohol  organisk syra
Organiska syror bildas genom oxidation av alkoholer.
Alkohol + syrgas  org. syra + vatten
Etanol + syrgas  etansyra + vatten
+ O=O 
+
C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O
Organiska syror = karboxylsyror
Ändelsen –syra
Innehåller en karboxylgrupp –COOH
Metansyra – Myrsyra, rödmyra, nässlor
konservering av hö, ensilage, färga textilier, tillverka läder av djurhud.
Etansyra – Ättiksyra
krydda, konservering (lågt pH, gör så att bakterier och mögel ej överlever)
Propansyra – propionsyra
konserveringsmedel
Butansyra – smörsyra
bildas då smör härsknar, luktar mycket illa.
G
G
Strukturformler, Namn och Molekylformler
Estrar
• Används till
•
•
•
•
G
Smak och doft
Lösningsmedel
Sprängämne (nitroglycerin)
Fetter (glycerol + tre fettsyror)
Alkohol + syra  ester + vatten
F
Estertillverkning
Se laboration 4.
Ordlista:
• Organisk kemi – kolföreningarnas kemi, ämnen som innehåller kol
• Oorganisk kemi – ämnen som inte innehåller kol
• Torrdestillation – upphettning utan lufttillförsel
• Tekniskt kol – torrdestillation av organiska ämnen, sockerkol, benkol,
blodkol, träkol
Kol-14-metoden (C14-metoden)
• Det finns två olika kol-isotoper, kol-12 (vanligt kol) och kol-14 (som är radioaktivt
och som sönderfaller till kväve).
• C14-metoden fungerar så här: Kol finns ju överallt i hela atmosfären i form av
koldioxid. Det mesta av det kolet är C12, men en liten del är C14. C14 bildas i
atmosfären genom strålning från rymden.
• Eftersom både C12 och C14 finns i atmosfären får levande växter i sig det genom
fotosyntesen. En näringskedja visar att djur får i sig det genom att äta växter eller
växtätande djur.
• Så länge växten/djuret lever får den alltså i sig detta. När en levande organism
dör slutar den att ta upp kol. Eftersom C14 är radioaktivt sönderfaller det, vilket
betyder att mängden C14 minskar eftersom det inte tas upp någon ny C14.
• Ju längre tid växten/djuret varit dött, desto mindre C14 blir det i förhållande till
C12.
• Eftersom man vet hur fort C14 sönderfaller kan man räkna ut hur länge
djuret/växten varit död. (Tänk på att C14-metoden inte kan användas på stenar
och dylikt, utan bara på djur och växter.)
En väldigt vanlig näringskedja