Kol och kolföreningar

Transkript

1 Kol och kolföreningar 1

2 Framsida Innehållsförteckning Planering Betygskriterier Instuderingsfrågor Information om växthuseffekten Innehållsförteckning 2

3 Planering 8C V Kemisk bindning, s ,s (endast fråga 4 s.295), Kolets kemi, s Alkaner, alkener, alkyner, s , Fossila bränslen, s V.40 måndag alkoholer,s organiska syror,s estrar,s bygga kulmodeller tisdag betygsmatris förberedelse laboration 1,ester laboration,rapport på dator onsdag Skriva rapport, betygsmatris Torsdag s Förbränning Växthuseffekten Kolets kretslopp fredag laboration 2,alkoholer v.43 måndag och torsdag Repetition Övningar Fredag Prov 3

4 Kemi Lgr 11 Kunskapskrav: E C A Eleven kan samtala om och diskutera frågor som rör energi, miljö, hälsa och samhälle och skiljer då fakta från värderingar och formulerar ställningstaganden med enkla motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser. Eleven kan samtala om och diskutera frågor som rör energi, miljö, hälsa och samhälle och skiljer då fakta från värderingar och formulerar ställningstaganden med utvecklade motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser. Eleven kan samtala om och diskutera frågor som rör energi, miljö, hälsa och samhälle och skiljer då fakta från värderingar och formulerar ställningstaganden med välutvecklade motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser. I diskussionerna ställer eleven frågor och framför och bemöter åsikter och argument på ett sätt som till viss del för diskussionerna framåt. Eleven kan söka naturvetenskaplig information och använder då olika källor och för enkla och till viss del underbyggda resonemang om informationens och källornas trovärdighet och relevans. Eleven kan använda informationen på ett i huvudsak fungerande sätt i diskussioner och för att skapa enkla texter och andra framställningar och med viss anpassning till syfte och målgrupp. Eleven kan genomföra undersökningar utifrån givna planeringar och även bidra till att formulera enkla frågeställningar och planeringar som det går att arbeta systematiskt utifrån. I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert och i huvudsak fungerande sätt. Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då enkla slutsatser med viss koppling till kemiska modeller och teorier. Eleven för enkla resonemang kring resultatens rimlighet och bidrar till att ge förslag på hur undersökningarna kan förbättras. Dessutom gör eleven enkla dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Eleven har grundläggande kunskaper om materiens uppbyggnad, oförstörbarhet och omvandlingar och andra kemiska sammanhang och visar det genom att ge exempel och beskriva dessa med viss användning av kemins begrepp, modeller och teorier. Eleven kan 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. Eleven undersöker hur några kemikalier och kemiska processer används i vardagen och samhället och beskriver då enkelt identifierbara kemiska samband och ger exempel på energiomvandlingar och materiens kretslopp. Dessutom för eleven 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. Eleven kan beskriva och ge exempel på några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. I diskussionerna ställer eleven frågor och framför och bemöter åsikter och argument på ett sätt som för diskussionerna framåt. Eleven kan söka naturvetenskaplig information och använder då olika källor och för utvecklade och relativt väl underbyggda resonemang om informationens och källornas trovärdighet och relevans. Eleven kan använda informationen på ett relativt väl fungerande sätt i diskussioner och för att skapa utvecklade texter och andra framställningar och med relativt god anpassning till syfte och målgrupp. Eleven kan genomföra undersökningar utifrån givna planeringar och även formulera enkla frågeställningar och planeringar som det efter någon bearbetning går att arbeta systematiskt utifrån. I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert och ändamålsenligt sätt. Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då utvecklade slutsatser med relativt god koppling till kemiska modeller och teorier. Eleven för utvecklade resonemang kring resultatens rimlighet och ger förslag på hur undersökningarna kan förbättras. Dessutom gör eleven utvecklade dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Eleven har goda kunskaper om materiens uppbyggnad, oförstörbarhet och omvandlingar och andra kemiska sammanhang och visar det genom att förklara och visa på samband inom dessa med relativt god användning av kemins begrepp, modeller och teorier. Eleven kan föra utvecklade och relativt väl underbyggda resonemang om kemiska processer i levande organismer, mark, luft och vatten och visar då på förhållandevis komplexa kemiska samband i naturen. Eleven undersöker hur några kemikalier och kemiska processer används i vardagen och samhället och beskriver då förhållandevis komplexa kemiska samband och förklarar och visar på samband mellan energiomvandlingar och materiens kretslopp. Dessutom för eleven utvecklade och relativt väl underbyggda resonemang kring hur människans användning av energi och naturresurser påverkar miljön och visar på fördelar och begränsningar hos några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling. Eleven kan förklara och visa på samband mellan några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. I diskussionerna ställer eleven frågor och framför och bemöter åsikter och argument på ett sätt som för diskussionerna framåt och fördjupar eller breddar dem. Eleven kan söka naturvetenskaplig information och använder då olika källor och för välutvecklade och väl underbyggda resonemang om informationens och källornas trovärdighet och relevans. Eleven kan använda informationen på ett väl fungerande sätt i diskussioner och för att skapa välutvecklade texter och andra framställningar och med god anpassning till syfte och målgrupp. Eleven kan genomföra undersökningar utifrån givna planeringar och även formulera enkla frågeställningar och planeringar som det går att arbeta systematiskt utifrån. I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert, ändamålsenligt och effektivt sätt. Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då välutvecklade slutsatser med god koppling till kemiska modeller och teorier. Eleven för välutvecklade resonemang kring resultatens rimlighet i relation till möjliga felkällor och ger förslag på hur undersökningarna kan förbättras och visar på nya tänkbara frågeställningar att undersöka. Dessutom gör eleven välutvecklade dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Eleven har mycket goda kunskaper om materiens uppbyggnad, oförstörbarhet och omvandlingar och andra kemiska sammanhang och visar det genom att förklara och visa på samband inom dessa och något generellt drag med god användning av kemins begrepp, modeller och teorier. Eleven kan föra välutvecklade och väl underbyggda resonemang om kemiska processer i levande organismer, mark, luft och vatten och visar då på komplexa kemiska samband i naturen. Eleven undersöker hur några kemikalier och kemiska processer används i vardagen och samhället och beskriver då komplexa kemiska samband och förklarar och generaliserar kring energiomvandlingar och materiens kretslopp. Dessutom för eleven välutvecklade och väl underbyggda resonemang kring hur människans användning av energi och naturresurser påverkar miljön och visar ur olika perspektiv på fördelar och begränsningar hos några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling. Eleven kan förklara och generalisera kring några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. 4

5 1. Hur många bindningar har kol? Instuderingsfrågor 2. Vilken kolförening i metanserien väger minst respektive mest? 3. Vad är en alkan? 4. Vad är en strukturformel, formelsumma och molekylmodell? 5. Vilka gaser brukar man använda i ett stormkök som oftast kallas gasol? 6. Vad är kolväten? 7. Hur många kol i metanserien behövs minst för att ämnet ska vara i fast form? 8. Hur många kol i metanserien behövs för att ämnet ska vara flytande respektive i gasform? 9. Vad händer med smältpunkten och kokpunkten när antalet kol ökar i metanserien? 10. Vad är en isomer? 11. Vad är en alken? 12. Vad är en alkyn? 5

6 13. Rita upp strukturformel, summaformel och skriv namn för 4 olika ämnen i metanserien samt för motsvarande alken respektive alkyn. 1. Hur många väten har ett kolväte som innehåller 38 kolatomer? 2. Vi vet nu att metan och etan är gaser, men vilka två andra kolväten är också i gasform? 3. Hur många kol innehåller de kolväten som är i flytande form? 4. Hur många kol innehåller de kolväten som är i fast form? 5. Rita strukturformeln för butan. 6. Rita strukturformeln för isobutan. 7. Vad betyder isomerer? 8. Ge exempel på fossila bränslen. 9. Hur har de fossila bränslena bildats? 10. Hur kommer det sig att man kan utvinna så många olika ämnen ifrån olja? 11. Ge några exempel på ämnen som utvinns ur olja. 1. I vilka tre olika former kan grundämnet kol förekomma? 2. Vilka ämnen utgår man ifrån när man vill framställa en ester? 3. Vad kan estrar användas till? 6

7 4. Rita strukturformeln och skriv summaformeln för glycerol. 5. Vad kallas det ämne som påskyndar/snabbar upp en kemisk reaktion? 6. Vi i västvärlden håller på att försöka hitta alternativa bränslen istället för olja, varför då? 7. Vilket bränsle tycker du att man bör satsa på för att driva bilar med? Motivera. 8. Hur fungerar ett raffinaderi? 9. Beskriv kolets kretslopp, använd gärna bild och text 10. Vad är en isomer? 7

8 11. Para ihop rätt : Glykol Ättiksyra Myrsyra Alkohol Grafit Propan Etyn Etansyra Rent kol H H H H C C C H H H H omättad 12. Rita upp strukturformel, summaformel och skriv namn, för de två lättaste ämnena i metanserien samt för motsvarande alken respektive alkyn. Fortsätt sedan att göra motsvarande alkohol och syra. 13. Berätta om användningsområden för tre olika organiska föreningar. 14. Här har du chansen att ytterligare visa vad du kan om kolföreningar! Skriv ned det du kommer ihåg! 8

9 Organisk kemi Uppgift Alkanserien:. Ta reda på och fyll i de uppgifter som inte är fullständiga! Använd dig gärna av en bok! 1. Vilka två atomslag ingår i de enklaste kolväteföreningarna? 2. Hur många bindningsmöjligheter har varje kolatom? 3. Vilka är de tre första kolvätena i alkanserien och hur ser deras strukturmodeller ut? 4. Ge exempel på produkter som består av kolväten och som a) är flytande i rumstemperatur: b) är i fast form vid rumstemperatur: c) är i gasform i rumstemperatur: 5. Hur många kolatomer har alkaner som är gaser, vätskor respektive fasta ämnen? Gaser: Vätskor: Fasta: 6. Förklara vad som menas med isomerer. 9

10 7. Nämn två saker man kan få veta genom att studera ett ämnes strukturformel. 8. Vilka kemiska föreningar är detta, och vad är deras molekylformel? a) b) Organisk kemi Uppgift Alkenserien:. Ta reda på och fyll i de uppgifter som inte är fullständiga! Använd dig gärna av en bok! 1. Vad är en dubbelbindning? 2. Vilka två namn har det kolväte som används vid svetsning? 3. Vad menas med omättade och mättade kolväten? Varför finns det inget ämne som heter meten? 10

11 Organisk kemi Uppgift Alkynserien:. Ta reda på och fyll i de uppgifter som inte är fullständiga! Använd dig gärna av en bok! 1. Etan smälter vid -172 C medan eten smälter vid -169 C. Båda är kolväten med två kolatomer. Försök förklara skillnaden i smältpunkt. 2. Vilken smältpunkt tycker du etyn borde ha? Ställ en hypotes. Kontrollera din hypotes i en uppslagsbok. Hypotes: C Korrekt svar: Uppgift Alkoholserien:. Ta reda på och fyll i de uppgifter som inte är fullständiga! Använd dig gärna av en bok! 1. a) Vilka grundämnen ingår i alla alkoholer? b) Två av dessa atomer har slagit sig samman till en egen grupp som kallas hydroxylgrupp. Ange ett annat namn på denna grupp: 11

12 2. Metanol och etanol är exempel på alkoholer. Nämn tre egenskaper som de flesta alkoholer har gemensamt: 3. Vilka giftverkningar har metanol? 4. a) Nämn två exempel där metanol används som råvara inom industrin: 5. Vilken alkohol ingår i vanliga spritdrycker? 6. Vad hoppas man att etanol ska kunna användas till i framtiden i stor skala? 7. Ge exempel på två råvaror som man använder för att framställa etanol. 8. Vad menas med denatuerad sprit och varför denatueras sprit? 9. a) Nämn minst en egenskap hos glycerol: b) Nämn någon produkt du kan köpa i handeln och som innehåller glycerol: 12

13 Organisk kemi Uppgift Isomerer:. Material: Kulmodeller Vit = Väte Svart = kol Kolväten är inte alltid raka kedjor där kolatomerna sitter i en lång rad. Några av kolatomerna kan istället sticka ut som en gren från den raka delen. Exempelvis butan har 4 kolatomer. Antingen sitter de i en kedja med 4 kolatomer, eller så sitter de i en kedja med tre kolatomer där den fjärde sticker ut som en gren från stammen. Hur många isomerer av hexan kan du komma på? Ta hjälp av kulmodeller, och rita alla du kan komma på med hjälp av strukturformler. Isomerer av hexan: 13

14 Organisk kemi Uppgift Formelskrivning för kolförbränning:. Regel: Det ska finnas lika många atomer av samma slag på båda sidor om pilen! Ex. Förbränning av druvsocker C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O + Energi 1. Vilka molekylformler döljer sig bakom dessa kolföreningar? (Leta reda på molekylformlerna i ditt häfte!) a) Gasol b) Naturgas c) Etanol d) Bensin e) Acetylen f) Butan g) Eten (plast) 2. Skriv en balanserad formel för förbränning av: a) Gasol = propangas (C 3 H 8 ) Propangas + Syrgas Koldioxid + Vatten + Energi C 3 H 8 + O 2 CO 2 + H 2 O + Energi 14

15 b) Naturgas = (välj en gas) + Syrgas Koldioxid + Vatten + Energi + O 2 CO 2 + H 2 O + Energi c) Etanol = Etanol + Syrgas Koldioxid + Vatten + Energi + O 2 CO 2 + H 2 O + Energi d) Bensin = + Syrgas Koldioxid + Vatten + Energi + O 2 CO 2 + H 2 O + Energi e) Acetylen = + Syrgas Koldioxid + Vatten + Energi + O 2 CO 2 + H 2 O + Energi f) Butan = Butan + Syrgas Koldioxid + Vatten + Energi Energi g) Eten = Eten + Syrgas Koldioxid + Vatten + Energi 15

16 + + + Energi Organisk kemi Uppgift Kolets kretslopp:. Material: Papper med bilder, A3, penna 1. Klipp ut bilderna och placera dem i ett kretslopp som visar hur kol omvandlas till nya kemiska föreningar. Sätt fast bilderna på ett A3-papper. Lägg gärna till egna bilder! 2. Dra pilar mellan varje bild och numrera varje pil. Varje bild kan ha flera pilar! 3. Ta hjälp av numreringen och beskriv i ditt anteckningshäfte vad som händer i kretsloppet. Försök använda förlopp och företeelser du känner till, såsom fotosyntes! 16

17 17

18 Organisk kemi Information Växthuseffekten:. I vår atmosfär (luften) finns det - 78% kvävgas - 21% syrgas - ca 0,03% koldioxid Positivt Den gas som är viktigast som växthusgas är koldioxiden. Koldioxiden hjälper till att värma upp vår planet Tellus så vi har en medeltemperatur på +15 C. Utan växthuseffekten skulle Jordens medeltemperatur vara - 19 C. En direkt konsekvens av det är att allt vatten skulle frysa till is! Inget vatten inget liv!!! Alltså, växthuseffekten är en något positivt för vår planet, då den värmer upp Jorden. Hur går detta till? I ett växthus släpps kortvågigt solljus in genom glasrutorna. När solstrålarna träffar någonting i växthuset omvandlas en större del av ljuset till långvågig värmestrålning. Värmestrålarna kan inte ta sig ut lika lätt som solstrålarna och värmer på så sätt upp luften i växthuset! eller I atmosfären släpps kortvågigt solljus in genom luftmolekylerna. När solstrålarna träffar någonting i atmosfären eller på landytorna omvandlas en större del av ljuset till långvågig värmestrålning. Värmestrålarna kan inte ta sig ut lika lätt som solstrålarna och värmer på så sätt upp luften i atmosfären! Kortvågigstrålning (ljusenergi) Långvågigstrålning (värmeenergi) 18

19 Negativt På vilket sätt är växthuseffekten negativ för Jorden? Ju mer koldioxid i atmosfären desto högre blir Jordens medeltemperatur. Solens strålar kommer lätt in men värmestrålarna kommer inte ut. Konsekvenser Vad kan hända (och händer redan) om medeltemperaturen ökar? - Glaciärer och inlandsisar smälter! - Havsnivån höjs! - Landmassor dränks! (ex. delar av Stockholm, Holland, Bangladesh) - Havsströmmar ändrar riktning! - Annorlunda nederbörd (torrare/blötare) - Annorlunda vegetation. - Öknar breder ut sig ännu mer! - Naturkatastrofer ökar! (ex. orkaner, ras, bränder, översvämningar ) - Skadedjur och parasiter överlever mildare vintrar och varmare somrar! - Arter dör! -? 19

20 Orsaker Varför ökar koldioxidhalten? Utsläpp på grund av förbränningar - Industrier (produkter) - Transporter (rörelse) - Värmekraftverk (värme + el) - Hushåll Avverkning av skog Havets plankton dör 20

21 Åtgärder Vad kan vi göra på olika nivåer såsom teknik, samhälle, individ? Tekniknivå: Utveckla miljövänligare förbränningsmotorer! T.ex. etanol och vätgasmotorer Utveckla reningsmetoderna för bränslet och avgaserna! T.ex. effektivare katalysatorer till motorer. Utveckla de förnyelsebara energikällorna! T.ex. vattenkraft, solceller och solfångare, vindkraftverk, kärnkraft? Samhällsnivå: Utveckla kommunikationssystemen så fler personer åker energivänligare Ställ krav på industrier; rening, produkter, energival Finansiera forskning av teknikutveckling? Inför biltullar Individnivå: Köp grön el Åk kommunalt i den mån du kan! Samåk! Cykla eller gå! Påverka samhället genom att rösta för en hållbar utveckling! Återvinn material! Minska energianvändningen! - täta fönster och dörrar - lagom med isolering på vinden - bra termostater på element - köp bara energisnåla apparater; t.ex. lampor, vattenkokare 21