TESTA DIG SJÄLV 1.4 GRUNDBOK FÖRKLARA BEGREPPEN

Transkript

1 TESTA DIG SJÄLV 1.1 GRUNDBOK atom Atomerna är byggstenarna som bygger upp världen och allt levande som finns i den. atomslag Precis som det finns olika sorters legoklossar finns det olika sorters atomer. Varje sådan sort kallas för ett atomslag. Några exempel på atomslag är kolatomer, väteatomer och syreatomer. 1. Det finns ungefär 100 olika atomslag. 2. Kolatomer, väteatomer och syreatomer är de vanligaste atomslagen i kroppen. 3. Ordet atom är grekiska från början och betyder odelbar. 4. Den engelske kemisten John Dalton bevisade att det finns atomer TESTA DIG SJÄLV 1.2 GRUNDBOK molekyl I en molekyl är det två eller flera atomer som sitter ihop i en grupp. vattenmolekyl En vattenmolekyl är en molekyl med två väteatomer och en syreatom. molekylmodell Molekylmodeller är modeller som hjälper oss att förstå hur molekyler fungerar. molekylbindning En molekylbindning håller ihop två atomer i en molekyl. 1. Det kan vara allt från två atomer till flera miljoner atomer i en molekyl. Att fråga hur många atomer det brukar vara är faktiskt bara ett sätt att få en att tänka efter, så man verkligen inser att molekyler kan vara väldigt olika stora. 2. Atomer och molekyler är så små att vi inte kan se dem. Därför är det svårt att förstå hur de fungerar. Med modellerna kan vi skapa bilder av hur atomer och molekyler ser ut och fungerar. TESTA DIG SJÄLV 1.3 GRUNDBOK grundämne Ett grundämne är ett ämne som bara innehåller en enda sorts atomer. Några exempel på grundämnen är väte och syre, men inte vatten. metall Metaller är en grupp av grundämnen med likadana egenskaper. Metallerna är bland annat blanka och leder elektricitet och värme. icke-metall Icke-metaller är en grupp av grundämnen med väldigt olika egenskaper. Det gemensamma för dem är att de inte har samma egenskaper som metaller. kemiskt tecken Kemiska tecken är internationella förkortningar för namnen på alla de olika atomslagen. periodiska systemet Periodiska systemet är en tabell där grundämnena är sorterade efter sina egenskaper. kemisk förening En kemisk förening är ett ämne som är sammansatt av olika atomslag. 1. Det finns drygt 100 olika grundämnen. 2. Några exempel på grundämnen är syre, kol, guld, väte, svavel, klor och de olika metallerna. 3. En syremolekyl är uppbyggd av två syreatomer som sitter ihop. 4. Väte är H, syre är O, kväve är N och kol är C. 5. I vattenmolekylen är det tre atomer, två väteatomer och en syreatom. Syreatomen sitter mellan de båda väteatomerna och hela molekylen liknar ett V. (Se bild på sidan 15.) TESTA DIG SJÄLV 1.4 GRUNDBOK

2 knallgas Knallgas är en blandning av vätgas och syrgas. Om man tänder eld på blandningen blir det en explosion (en knall) och så bildas det vatten. kemisk reaktion En kemisk reaktion är det som händer när kemiska ämnen byggs om till andra ämnen. Molekylerna tas isär och sätts ihop på nya sätt. resurshushållning Resurshushållning innebär att man sparar på jordens resurser och gör det lättare att använda atomerna igen, till exempel genom att lämna förpackningar och trasiga saker till återvinning. 1. Kemi handlar om hur ämnen byggs om och förvandlas till nya ämnen. 2. Värmen från elden gör att syrgasmolekylerna och vätgasmolekylerna tas isär till syreatomer och väteatomer. Sedan sätts atomerna ihop på ett nytt sätt och blir vattenmolekyler. När syreatomerna och väteatomerna blir vattenmolekyler släpps det loss en massa energi. Det är det som ger knallen. (Se bild på sidan 16.) 3. Inga atomer försvinner, men det bildas inga nya heller. Om vi blandar allt avfall när vi slänger det eller bara lämnar det i naturen blir det mycket svårt att använda atomerna till nya saker. Men om vi istället sorterar och lämnar avfallet till återvinning kan man ta vara på atomerna och använda dem igen. TESTA DIG SJÄLV 1.5 GRUNDBOK fast form När ett ämne är i fast form har varje molekyl i ämnet en bestämd plats. Det finns svaga bindningar mellan molekylerna som håller kvar dem på deras platser. flytande form När ett ämne är i flytande form glider molekylerna runt varandra. Bindningarna kan inte hålla kvar molekylerna på deras bestämda platser, men molekylerna stannar ändå tillsammans. gasform När ett ämne är i gasform är varje molekyl ensam, eftersom bindningarna mellan molekylerna inte alls kan hålla ihop dem längre. fysikalisk omvandling När det är temperaturen och inte en kemisk reaktion som gör att ett ämne förändras är det en fysikalisk omvandling. Vid en fysikalisk omvandling byggs inte molekylerna om. När vatten fryser och blir is, eller när vatten kokar och blir vattenånga, är det fysikaliska omvandlingar. smälta När ett fast ämne blir vätska smälter ämnet. koka När ett ämne kokar omvandlas det från vätska till gas. förångas När en vätska blir gas förångas ämnet. kondensera När en gas blir vätska kondenserar ämnet. stelna När en vätska blir ett fast ämne stelnar ämnet. smältpunkt Smältpunkt är den temperatur när ett fast ämne blir vätska. kokpunkt Kokpunkt är den temperatur när en vätska blir gas. avdunsta När en vätska blir gas utan att den kokar avdunstar ämnet. 1. Syre är en gas vid rumstemperatur. Det måste vara 183 C för att syre ska bli en vätska och 219 C för att det ska bli ett fast ämne. 2. Vid 10 C är vattenmolekylerna is, det vill säga ett fast ämne. Mellan molekylerna finns det svaga bindningar som håller ihop dem i ett bestämt mönster. När vi värmer isen börjar molekylerna att röra sig. Till slut rör de sig så mycket att bindningarna mellan molekylerna inte kan hålla ihop molekylerna i det bestämda mönstret. Vattenmolekylerna glider runt varandra, men de håller fortfarande ihop. Isbiten blir flytande vatten. Det händer vid vattnets smältpunkt (0 C). Om vi fortsätter värma vattnet rör sig vattenmolekylerna ännu snabbare. Till slut håller de inte ihop alls utan varje molekyl blir ensam och sticker iväg åt sitt eget håll. Det flytande vattnet blir en gas, som kallas vattenånga. Det börjar hända vid +100 C. När vi fortsätter värma till +110 C händer det inget annat än att vattenmolekylerna fortfarande är ensamma.

3 TESTA DIG SJÄLV 1.6 GRUNDBOK molekylformel Med en molekylformel kan vi visa vilka atomslag som finns i en molekyl, och hur många atomer det finns av varje atomslag. reaktionsformel Med en reaktionsformel kan vi visa vad som händer i en kemisk reaktion. Vi använder reaktionsformler för att tala om vilka ämnen som fanns före reaktionen och vilka ämnen som bildades i reaktionen. 1. Siffran 2 i O2 talar om att det finns 2 syreatomer i syremolekylen. 2. Siffran 3 i 3 H2O betyder att det finns 3 vattenmolekyler. 3. Molekylformeln för väte är H2 och för syre O H2 + O2 2 H2O. Från början har man två vätemolekyler och en syremolekyl (till vänster om pilen). De tas isär och byggs om till två vattenmolekyler (till höger om pilen). 3. Värme är rörelse hos molekylerna. TESTA DIG SJÄLV 1.7 GRUNDBOK atomkärna Atomkärna kallas det som finns mitt inne i en atom. proton En proton är en partikel som finns i atomkärnan. elektron En elektron är en partikel som rör sig runt atomkärnan. elektrisk laddning Partiklar kan ha elektrisk laddning. Om de har likadana laddningar stöter de bort varandra. Om de har olika laddningar dras de till varandra. positivt laddad En positivt laddad partikel har plusladdning. Protoner har positiv laddning. negativt laddad En negativt laddad partikel har minusladdning. Elektroner har negativ laddning. oladdad När de positiva och negativa laddningarna tar ut varandra blir en byggsten oladdad. neutral Neutral innebär samma sak som oladdad. jon En jon är en byggsten som har elektrisk laddning, därför att den har olika många elektroner och protoner. sammansatt jon En sammansatt jon är en jon som bildas genom att en hel molekyl tar upp eller lämnar ifrån sig elektroner. enkel jon En enkel jon är en jon som bildas genom att en enda atom tar upp eller lämnar ifrån sig elektroner. jonförening En jonförening är en kemisk förening som bildas när negativa och positiva joner dras till varandra. jonbindning Bindningen mellan positiva och negativa joner i en jonförening kallas för jonbindning. koksalt Saltet som vi saltar maten med kallas för koksalt. Det kemiska namnet är natriumklorid. 1. Mitt inne i atomen finns det en atomkärna. Inne i atomkärnan finns det positivt laddade protoner. Runt atomkärnan rör sig negativt laddade elektroner. Det finns alltid lika många protoner och elektroner. Då tar de positiva och negativa laddningarna ut varandra så att atomen blir oladdad (neutral). (Se bilden på litiumatomen på sidan 27.) 2. Positivt laddade och negativt laddade partiklar dras till varandra. Två partiklar som har samma sorts laddning stöter bort varandra. 3. I en atom finns det lika många protoner och elektroner, så atomen är oladdad. Men i en jon är det olika många protoner och elektroner, så jonen har elektrisk laddning. 4. Atomerna och jonerna av klor har helt olika egenskaper.

4 TESTA DIG SJÄLV 1.8 GRUNDBOK rent ämne Ett rent ämne är ett ämne som består av ett grundämne eller en enda kemisk förening. uppslamning En uppslamning är en blandning av bitar av ett fast ämne och en vätska, där det fasta ämnet faller till botten efter en stund. Sandkorn som rörts om med vatten är ett exempel på en uppslamning. emulsion En emulsion är en blandning av två vätskor där den ena vätskan lägger sig ovanpå den andra efter en stund. En hopvispad blandning av matolja och vatten är ett exempel på en emulsion. Hudkrämer och smink är ofta emulsioner. lösning En lösning är en blandning där de lösta småbitarna är enstaka molekyler eller joner. Det lösta ämnet kan vara ett fast ämne, en vätska eller en gas. mättad lösning När det inte går att lösa mer av ett ämne är lösningen mättad. omättad lösning När det går att lösa mer av ett ämne är lösningen omättad. löslighet Löslighet är ett mått på hur mycket man kan lösa av ett ämne. lösningsmedel Lösningsmedel är det ämne ofta en vätska som man kan lösa upp ämnen i. Vatten är ett vanligt lösningsmedel, men det kan inte lösa alla ämnen. organiskt lösningsmedel Organiska lösningsmedel är bra på att lösa feta ämnen, som vatten inte kan lösa. 1. Sockret delas upp i ensamma sockermolekyler. De är så små att de inte syns utan lösningen blir genomskinlig. Dessutom bäddas sockermolekylerna in i vattenmolekylerna i teet. Då blir sockret som en del av vätskan. 2. Uppslamning: välling är en uppslamning av små korn av stärkelse i vatten. I varje korn finns det många miljoner stärkelsemolekyler, och vattnet kan inte dra isär dem. Därför sjunker kornen av stärkelse till botten om vällingen får stå en stund. Emulsion: om man blandar matolja och vatten blir det en emulsion. Men om blandningen får stå en stund lägger sig matoljan ovanpå vattnet. Det beror på att vattenmolekylerna inte kan hålla isär molekylerna i matoljan. Extra förklaring: Att matoljan lägger sig ovanpå vattnet och inte sjunker till botten beror på att den är lättare än vattnet (har lägre densitet). Lösning: om man blandar socker och te blir det en lösning. Vattenmolekylerna kan lägga sig runt varje sockermolekyl och bädda in den. Då hålls sockermolekylerna isär och blir som en del av vätskan. 3. Vatten, aceton och lacknafta är lösningsmedel. 4. Man har havsvatten i grunda bassänger utomhus och låter vattnet avdunsta i solen. 5. Fasta ämnen och vätskor löser sig bättre när temperaturen ökar. Men gaser löser sig sämre när temperaturen ökar. Feta ämnen löser sig dåligt i vatten, men kan lösas av andra lösningsmedel, till exempel lacknafta eller aceton. TESTA DIG SJÄLV 1.9 GRUNDBOK separation När ämnen i blandningar skiljs från varandra kallas det för separation. dekantering Dekantering är att låta bitarna av ett fast ämne i en uppslamning sjunka till botten och sedan hälla av vätskan. filtrering Filtrering är att hälla en uppslamning genom ett material som fungerar som en sil. Det fasta ämnet stannar kvar i silen. filtrerpapper Filtrerpapper är en speciell sorts papper som man kan använda när man filtrerar till exempel en vattenlösning. Det har så små öppningar att bara vattenmolekylerna går igenom. centrifugering Centrifugering är ett sätt att separera ämnena i en uppslamning. Det är enklast att förklara hur det går till med ett exempel. Man kan säga att tvätten i en tvättmaskin

5 är en uppslamning av tvättkläder (fast ämne) i vatten. När vi centrifugerar den blöta tvätten snurrar den runda trumman i tvättmaskinen väldigt snabbt. Då pressas tvätten mot trummans kanter. Samtidigt kastas vattendropparna ut ur trumman genom de små hålen. När centrifugeringen är klar har vi separerat det fasta ämnet (tvätten) från vätskan (vattnet). centrifug Apparaten som man använder när man centrifugerar kallas för centrifug. separator Separator är en sorts centrifug som mejerierna använder när de separerar grädden från mjölken. destillation Destillation är en metod att separera lösningar. Man kokar lösningen tills lösningsmedlet blir gas. Sedan kyler man gasen. Då kondenserar den till vätska. I vätskan finns bara molekylerna i lösningsmedlet, eftersom det lösta ämnet stannar kvar i behållaren där vätskan kokar. När man destillerar vätskor som är lösta i varandra utnyttjar man att de har olika kokpunkt. (Se bilden på sidan 37.) destillerat vatten Vatten som bara är vattenmolekyler, utan några lösta salter, kallas för destillerat vatten. kromatografi Kromatografi är en metod som bygger på att en blandning får vandra genom ett stillastående material. Ämnena separeras, för de vandrar olika snabbt genom materialet. papperskromatografi Papperskromatografi är en kromatografimetod där det stillastående materialet är papper. Metoden kan till exempel användas för att skilja färgämnena i en färgpenna åt. (Se bilden på sidan 38.) 1. En kemisk förening är ingen blandning. Den har bildats genom att atomerna i grundämnena har byggts om i en kemisk reaktion. Då går det inte att använda vanliga separationsmetoder för att skilja dem åt. TESTA DIG SJÄLV 1.10 GRUNDBOK alkemist En alkemist är en person som levde för länge sedan och som gjorde kemiska experiment. element De fyra elementen är det som alkemisterna trodde att hela världen var byggd av, det vill säga jord, vatten, luft och eld. vetenskap För att något ska räknas som vetenskap måste man kunna bevisa det, det vill säga ta reda på om det är sant eller falskt. 1. Innan det fanns laboratorier använde människorna kemi för att laga mat eller göra järnmetall av järnmalm. 2. Alkemisterna ville tillverka guld eller forska fram en medicin som skulle ge evigt liv. 3. Lavoisier upptäckte att eld inte är något särskilt ämne och att det behövs syre när något brinner. Han levde på 1700-talet. 4. Man började använda kemi i industrin på 1800-talet. 5. Skorstensröken och avfallet från fabrikerna är farliga för miljön. FACIT TILL FINALEN GRUNDBOK Kommentar: Ett sätt att avgöra om ett påstående bygger på naturvetenskap är att tänka efter om påståendet i första hand säger vad någon enskild person tycker. I så fall bygger det inte på naturvetenskap. Ett annat sätt är att tänka efter om det går att visa med en naturvetenskaplig undersökning om påståendet är sant eller falskt. I så fall bygger det på naturvetenskap. En och samma person kan i ett och samma påstående både säga vad han eller hon tycker och ge en motivering eller förklaring till varför det är så. Då får man kolla om det går att visa med en naturvetenskaplig undersökning om motiveringen eller förklaringen är sann eller falsk. 1. E och G E Järn är ett grundämne. 2 A Havsvatten är en lösning. 3 B Vatten är en molekylförening. 4 C Koksalt är en jonförening. 5 D En blandning av vätgas och syrgas kallas för knallgas.

6 3. 1 B Byggstenarna I molekyler heter atomer. 2 A Joner är byggstenar med laddning. 3 D Molekyler är grupper av atomer. 4 C Ett grundämne är ett ämne med bara ett atomslag. 4. a) A ska bort. A är en blandning. B, C och D är separationsmetoder. b) C ska bort. C är ett sätt att beskriva byggstenarna i världen. A, B och D är själva byggstenarna. 5. A är sant B är falskt. Det är atomslagen och inte grundämnena som bygger upp världen. C är sant. D är falskt. Molekylerna kan tas isär och sättas ihop till andra molekyler i kemiska reaktioner. E är falskt. Det är en fysikalisk omvandling. Det som händer är att vattenmolekylerna rör sig snabbare när de blir varmare. Men de finns kvar hela tiden. Om det var en kemisk reaktion skulle de byggas om till andra molekyler. F är falskt. Både jonerna av saltet och vattenmolekylerna är så små att de går igenom öppningarna i filtrerpapperet. 6. Rum 1: D Stelning Rum 2: B Avdunstning Rum 3: A Smältning Rum 4: E Kemisk reaktion 7. C 8. B 9. Exempel på bra saker: mat, läkemedel, material i kläder, datorer, telefoner, idrottsutrustning, hygienprodukter, smink. Exempel på dåliga saker: gifter, föroreningar, klimatförändringar, tillsatser i mat som kan ge allergier. 10. Det är enklast att förklara med ett exempel. Klara har en plastlåda som det har varit glass i. Om hon slänger lådan med övriga sopor kommer lådan att brännas upp. Då bildas det rök och aska. Visst finns atomerna i lådan kvar i röken och askan, men det är i princip omöjligt att använda dem till ny plast. Men om Klara lägger lådan till återvinning bland plastförpackningar kan fabrikerna lätt använda atomerna i lådan till ny plast. 11. Alla de här påståendena säger vad personerna tycker, så om man bara skulle gå efter det skulle inget påstående bygga på naturvetenskap. Men alla personerna ger motiveringar till varför det är bra. Vi ser efter om man kan använda naturvetenskapliga undersökningar för att avgöra om motiveringarna är sanna eller falska. Vi kan säga direkt att motiveringarna från B och D inte bygger på naturvetenskap. Det går inte att visa med en naturvetenskaplig undersökning att kemi är roligare än fysik eller att man kan imponera på kompisarna om man kan kemi. A:s motivering är lite svårbedömd. Det borde gå att göra en naturvetenskaplig undersökning och visa att man klarar kemifrågor i frågetävlingar om man kan kemi. Men tyvärr finns det mycket annat som spelar in i tävlingssituationen. Om man har huvudvärk, är nervös eller bara får totalt hjärnsläpp just under själva tävlingen hjälper det inte hur mycket kemi man kan. Tävlingen går dåligt i alla fall. Då återstår C:s motivering. Det går att göra en naturvetenskaplig undersökning och till exempel se att personer som vet att det bildas kolmonoxid när man grillar inte grillar inomhus med stängda fönster. Kunskaper i kemi gör alltså att man vet hur man ska skydda sig mot farliga ämnen. 12. a) Metod C verkar mest naturvetenskaplig, för det är många familjer och alltså många olika människor som får bedöma saftblandningarna. b) Det verkar som om det är familjerna som röstar, inte de enskilda familjemedlemmarna. Ett enkelt sätt att förbättra metoden är att låta varje enskild familjemedlem rösta. Då blir det fler försökspersoner. Ett annat sätt att göra undersökningen bättre är att inte begränsa sig till barnfamiljer utan låta även personer utan barn vara med. Ju fler som är med och röstar, desto troligare är det att man får fram en saftblandning som många tycker om. c) Nej, för det bygger bara på vad personerna tycker. Det går inte att bevisa att en av saftblandningarna är godare än en annan blandning.