Definitioner. Kemi. Naturvetenskap

Transkript

1 Kemi åk 8 Naturvetenskapen har sitt ursprung i människans nyfikenhet och behov av att veta mer om sig själv och sin omvärld. Kunskaper i kemi har stor betydelse för samhällsutvecklingen inom så skilda områden som hälsa, resurshushållning, materialutveckling och miljöteknik. Med kunskaper om materiens uppbyggnad och oförstörbarhet får människor redskap för att kunna bidra till en hållbar utveckling.

2 Definitioner Naturvetenskap Den sammanfattande benämningen på de vetenskaper som studerar naturen, dess delar eller verkningar. Vad grundar sig vetenskaper på: 1. problem eller teori 2. datainsamling 3. dataanalys 4. falsifiera el verifiera hypotes 5. feedback på teori el modell Kemi Vetenskapen om olika ämnens egenskaper, hur de förenar sig med varandra eller bryts ner och hur man tar reda på hur de är uppbyggda. Kemin är vetenskapen om molekylerna.

3 Syfte med kemiundervisning Undervisningen i ämnet kemi ska syfta till att eleverna utvecklar kunskaper om kemiska sammanhang och nyfikenhet på och intresse för att undersöka omvärlden. Genom undervisningen ska eleverna ges möjlighet att ställa frågor om kemiska processer och materiens egenskaper och uppbyggnad utifrån egna upplevelser och aktuella händelser. Genom undervisningen i ämnet kemi ska eleverna sammanfattningsvis ges förutsättningar att utveckla sin förmåga att använda kunskaper i kemi för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, miljö, hälsa och samhälle, genomföra systematiska undersökningar i kemi, och använda kemins begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara kemiska samband i samhället, naturen och inuti människan.

4 Kemin i naturen Partikelmodell för att beskriva och förklara materiens uppbyggnad, kretslopp och oförstörbarhet. Atomer, elektroner och kärnpartiklar. Kemiska föreningar och hur atomer sätts samman till molekyl-och jonföreningar genom kemiska reaktioner. Partikelmodell för att beskriva och förklara fasers egenskaper, fasövergångar och spridningsprocesser för materia i luft, vatten och mark. Vatten som lösningsmedel och transportör av ämnen, till exempel i mark, växter och människokroppen. Lösningar, fällningar, syror och baser samt ph-värde. Några kemiska processer i mark, luft och vatten ur miljö-och hälsosynpunkt. Kolatomens egenskaper och funktion som byggsten i alla levande organismer. Kolatomens kretslopp. Fotosyntes och förbränning samt energiomvandlingar i dessa reaktioner.

5 Kemin i vardagen och samhället Människans användning av energi-och naturresurser lokalt och globalt samt vad det innebär för en hållbar utveckling. Kemiska processer vid framställning och återvinning av metaller, papper och plaster. Livscykelanalys av några vanliga produkter. Olika faktorer som gör att material, till exempel järn och plast, bryts ner och hur nedbrytning kan förhindras. Processer för att rena dricksvatten och avloppsvatten lokalt och globalt. Innehållet i mat och drycker och dess betydelse för hälsan. Kemiska processer i människokroppen, till exempel matspjälkning. Vanliga kemikalier i hemmet och i samhället, till exempel rengöringsprodukter, kosmetika, färger och bränslen samt hur de påverkar hälsan och miljön. Hur man hanterar kemikalier och brandfarliga ämnen på ett säkert sätt. Aktuella samhällsfrågor som rör kemi.

6 Kemin och världsbilden Historiska och nutida upptäckter inom kemiområdet och deras betydelse för världsbild, teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor. Aktuella forskningsområden inom kemi, till exempel materialutveckling och nanoteknik. De kemiska modellernas och teoriernas användbarhet, begränsningar, giltighet och föränderlighet. Gruppering av atomslag ur ett historiskt perspektiv.

7 Kemins metoder och arbetssätt Systematiska undersökningar. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering. Separations-och analysmetoder, till exempel destillation och identifikation av ämnen. Sambandet mellan kemiska undersökningar och utvecklingen av begrepp, modeller och teorier. Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Källkritisk granskning av information och argument som eleven möter i olika källor och samhällsdiskussioner med koppling till kemi.

8 Områden i åk 8 Kolatomens kemi Vardagskemi Olika material och livscykelanalyser

9 Utdrag ur kursplanen för kemi, kunskapskraven för E Du ska kunna samtala om och diskutera frågor som rör energi, miljö, hälsa och samhälle och skilja på fakta från värderingar formulera ställningstaganden med enkla motiveringar samt beskriva några tänkbara konsekvenser inom dessa områden ställa frågor och framföra och bemöta åsikter och argument i diskussioner på ett sätt som till viss del för diskussionerna framåt. grundläggande kunskaper om materiens uppbyggnad, oförstörbarhet och omvandlingar och andra kemiska sammanhang och visa det genom att ge exempel på och beskriva dessa med viss användning av kemins begrepp, modeller och teorier. föra enkla till viss del underbyggda resonemang om kemiska processer i levande organismer, mark, luft och vatten och visar då på enkelt identifierbara kemiska samband i naturen. föra enkla och till viss del underbyggda resonemang kring hur människans användning av energi och naturresurser påverkar miljön och visar på några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling. beskriva och ge exempel på några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor.

10 Kolatomen Vad vet ni om kol? Sök Hur ser kolatomen ut? Var finns den i det periodiska systemet? I vilka ämnen finns den? Varför kallas kolets kemi organisk kemi när du läser om det på gymnasiet eller universitet?

11 Kolets kretslopp

12 Var förekommer kolatomen? Ämnen som bara innehåller kolatomer Kol i olika föreningar Diamant Grafit Grafen Fulleren watch?v=tzksdslg3vc Kolhydrater koldioxid asfalt Stearin Mer?

13 Forskningsområden inom organisk kemi Sök! Material som typ grafen Nobelpriset 2010? Läkemedel Substanser för skadeinsekter På KTHs hemsida kring forskning ser det ut så här:

14 Tillverka träkol Ni ska få tillverka träkol i litet format Hur gick det till förr i tiden? Sök Idag? Sök För att kunna göra detta ska ni till viss del även få skapa delar av materialet som behövs vid laborationen. Ni ska få böja glasrör samt skruva hål i en kork till en E-kolv.

15 Kolföreningar När kol förenas med andra grundämnen och bildar molekyler kallas de för olika kolföreningar. De enklaste kolföerningarna innehåller bara grundämnet kol och väte. De kallas därför kolväten. Det finns även många olika föreningar där kol förenar sig med både väte och syre. Vi kommer t.ex. gå igenom alkoholer, karboxylsyror och estrar såsmåningom.

16 Kolväten Kolväten är föreningar som innehåller grundämnena kol och väte Det finns ett nästan oändligt antal av dessa molekyler De enklaste molekylerna finns i något som kallas för metanserien.

17 Metanserien Metan Etan Propan Butan Pentan Hexan Heptan Oktan Ni ska kunna: Namnen, rita strukturformler, skriva molekylformeln, veta vilken form de är i rumstemperatur

18 Fossila bränslen s 111, Olja Naturgas Stenkol Förbränning ger koldioxid. Rita reaktionsformler! Vad får ni för associationer när ni hör koldioxid? Sök!

19 Bildning av olja eller naturgas Den vanligaste förklaringen är att döda mikroskopiskt små växter och djur, plankton, som levde vid ytan av de hav som fanns för miljontals år sedan sjönk till bottnen i oändliga mängder när de dött. Där bildade de tjocka lager som hårdnade. Kalksten, sandsten och skiffer lagrades ovanpå allteftersom tiden gick. Av tyngden från dessa pressades lagren med fossila plankton ihop. De döda mikroorganismerna förde med sig små, små droppar av olika slags fetter och proteiner. Bakterier omvandlade dropparna till olika kolväten.

20 Råolja / petroleum - historik Petroleum eller råolja användes för flera tusen år sedan i t.ex. krig och till balsamering. Första gången man började borra efter olja var 1859 i USA. Råolja är en blandning av hundratals olika kolväten. För att kunna ta tillvara på den ville man lära sig att separera de olika kolvätena. Det äldsta bevarade oljeraffinaderiet i världen finns i Sverige på oljeön i Engelsberg. Råoljan användes först bara till lysolja, bensinen t.ex. hälldes bort. Man visste inte vad det var och hade ju ingen användning av den.

21 Bildning av kol eller stenkol Kol, eller stenkol, har bildats av rester från jättehöga växter som levde tätt i varma och sumpiga skogsmarker för omkring 300 miljoner år sedan. Jättelika ormbunksväxter sträckte sig mot himlen för att fånga upp så mycket av solljuset som möjligt. När ormbunksväxterna dog föll de ned i sumpmarken, där de helt eller delvis begravdes av vatten och slam. Mer och mer av dessa döda jättelika skogar lagrades på varandra. Av tyngden trycktes resterna av de fossila skogarna ihop. Även värme från jordens inre spelade en roll när de hoppressade växtresterna förändrades kemiskt och blev till lager av kol i marken.

22 Växthuseffekten/klimatförändring Vad är växthuseffekten? Den ökande växthuseffekten? Vilka gaser påverkar växthuseffekten? En film om metangas och permafrost

23 Mättade/omättade kolväten Kolväten kan ha enkla bindningar, som de i metanserien, och då kallas de mättade kolväten När kolväten innehåller dubbel- eller trippelbindingar kallas de omättade kolväten. Då förändras namnen, men stommen finns kvar. Ex. etan, eten och etyn

24 Alkoholer Är kolföreningar med kol, väte och syre. Funktionell grupp OH Ni ska lära er fyra stycken: Metanol Etanol Glykol Glycerol

25 Metanol Handelsnamn träsprit Används som bränsle och lösningsmedel Mycket giftig.

26 Etanol Används som bränsle och i dryckessprit Mycket giftig i koncentrerad form. Rita strukturformel

27 Glykol en tvåvärd alkohol Används som tillsats i kylarvätskan på bilar. Mycket giftig. Smakar dock sött. Rita strukturformel kemiskt namn?

28 Glycerol en trevärd alkohol Binder vatten bra. Används därför i t.ex. handkrämer. Viskös. Rita strukturformel kemiskt namn?

29 Laboration undersökning av alkoholer Ni ska nu undersöka våra fyra alkoholer med avseende på Vattenlöslighet Brännbarhet Lättantändlighet Slutdiskussion om resultatet samt begreppet Lika löser lika