Handbok för laborationer och demonstrationer kemi 1 och 2 Version 0.9

Handbok för laborationer och demonstrationer kemi 1 och 2 Version 0.9 Pär Leijonhufvud 2018-05-01

Innehåll 1 Kemikursernas innehåll 5 1.1 Kemi 1...................................... 6 1.2 Kemi 2...................................... 8 2 Demonstrationer 9 2.1 Demonstration: finns luft? Empedokles demonstration.......... 10 2.2 Demonstration: supersaturerad lösning och kristallisation........ 11 2.3 Demonstration: Elda magnesium....................... 12 2.4 Demonstration: Alkalimetaller i vatten.................... 13 2.5 Demonstration: Dansande spagetti...................... 14 2.6 Demonstration: Diskmedelsorm........................ 15 2.7 Demonstration: Effekten av temperatur på löslighet............ 16 2.8 Produktion av acetylengas från kalciumkarbid............... 17 2.9 Demonstration: massan av 25 dm 3 luft.................... 18 2.10 Demonstration: Buffert i naturliga vattensystem.............. 19 2.11 Konduktivitet hos HAc och ammoniak.................... 21 2.12 Demonstration: blå flaskan........................... 22 2.13 Demonstration: kollapsande burk....................... 23 2.14 Demonstration redox-meddelande...................... 24 2.15 Vanadiums oxidationstillstånd........................ 25 3 Laborationer 27 3.1 Hur stor är en droppe.............................. 28 3.2 Tjockleken på aluminiumfolie......................... 29 3.3 Tjockleken på aluminiumfolie (alternativ version)............. 30 3.4 Lågfärger av metallsalter............................ 31 3.5 Utsaltning av alkohol.............................. 32 3

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD 3.6 Slime....................................... 34 3.7 Hemlaboration: Rödkål som ph-indikator.................. 35 3.8 Rödkål som ph-indikator........................... 36 3.9 Bestäm koncentrationen av en okänd syra.................. 37 3.10 Specifik värmekapacitet hos metaller..................... 39 3.11 Endoterma reaktioner............................. 40 3.12 Endoterma reaktioner (enklare version)................... 41 3.13 Gurkbatteri.................................... 42 3.14 Silver- och guldmynt.............................. 43 3.15 Silverputs.................................... 44 3.16 Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat............. 45 3.17 Bestäm gaskonstanten R............................ 46 3.18 Reaktionshastighet............................... 48 3.19 Enzymkinetik med katalas........................... 49 3.20 Maillardreaktion................................ 51 3.21 Separation av minimjölk (eller skummjölk)................. 52 3.22 Klockreaktion med vitamin C......................... 54 3.23 DNA ur dina munepitelceller......................... 56 3.24 Sötade drycker.................................. 57 3.25 Extraktion av jod från tångaska........................ 60 4 Laboratorietekniker 61 4.1 Att bereda en lösning.............................. 62 4.2 Titrera....................................... 64 4.3 Sugfiltrering................................... 68 5 Referenstabeller 69 5.1 Vattens densitet vid olika temperaturer................... 69 6 Stamlösningar och recept 71 6.1 Kalkvatten.................................... 71 6.2 Koncentrerade stamlösningar......................... 72 6.3 Buffertlösningar................................. 73 6.4 Indikatorer.................................... 75 6.5 Reagens...................................... 77 6.6 Köldblandningar................................ 79 4 INNEHÅLL

Kapitel 1 Kemikursernas innehåll För kursen Kemi 1 ingår normalt arbetsområdena Atomer och det periodiska systemet Bindning Beräkningar och gaser Syror och baser Termokemi Redox Elektrokemi Till dessa områden passar både olika demonstrationer i klassrummet och elevlaborationer. För kursen Kemi 2 ingår normalt områdena Reaktioners riktning och hastighet Jämnvikt Organisk kemi Reaktionsmekanismer Biokemi Molekylärbiologi Analytisk kemi För att förstärka elevernas förståelse använder man ofta olika demonstrationer, och eleverna får genomför olika laborationer som dels ger dem färdigheter i det praktiska arbetet, dels visar på det stoff som lärs ut under de mer teoretiska lektionspassen 5

LABORATIONSHANDBOK 1.1 Kemi 1 PÄR LEIJONHUFVUD Avsnitt Labb/demo Referens Grunder Demonstration: Är luft ett ämne eller 2.1 på sidan 10 ingenting (Empedokles demonstration)? Demonstration: knallgas Demonstration: sublimering av jod Separation av salt och vatten Hur stor är en droppe? 3.1 på sidan 28 Tjockleken på aluminiumfolie 3.2 på sidan 29 alt. 3.3 på sidan 30 Atomer Demonstration: Elda magnesium 2.3 på sidan 12 Periodiska systemet Demonstration: olika metaller Visa, olika egenskaper Metalljoners lågfärg 3.4 på sidan 31 Demonstration: Visa en mol Färdiga provrör Demonstration: Alkalimetaller i vatten 2.4 på sidan 13 Bindningar Demonstration: flytande gem (S, Fe) Demonstration: supersaturerad lösning 2.2 på sidan 11 och kristallisation Utsaltning av alkohol 3.5 på sidan 32 Slime 3.6 på sidan 34 Beräkningar Demonstration: massan av 25 dm 3 luft 2.9 på sidan 18 Demonstration: Effekten av temperatur på 2.7 på sidan 16 löslighet Demonstration: kollapsande burk 2.13 på sidan 23 Kristallvatten i kopparsulfat 3.16 på sidan 45 Jämförande volymmätning Olika mätmetoder Bestämma värdet på gaskonstanten 3.17 på sidan 46 Syra & bas Demonstration: ammoniakfontän Demonstration: karbonatbuffert 2.10 på sidan 19 Demonstration: Konduktiviteten hos HAc, 2.11 på sidan 21 ammoniak Rödkål som ph-indikator 3.8 på sidan 36 alt 3.7 på sidan 35 Bestäm koncentrationen av en okänd syra 3.9 på sidan 37 Termokemi Specifik värmekapacitet hos metaller 3.10 på sidan 39 Endoterma reaktioner 3.11 på sidan 40 Redox Demonstration: Blå flaskan 2.12 på sidan 22 6 KAPITEL 1. KEMIKURSERNAS INNEHÅLL

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK Avsnitt Labb/demo Referens Demonstration: Vanadiums oxidationstillstånd 2.15 på sidan 25 Demonstration: Vitamin C klocka 3.22 på sidan 54 Demonstration redox-meddelande 2.14 på sidan 24 Gurkbatteri 3.13 på sidan 42 Silver- och guldmynt 3.14 på sidan 43 Putsa silvret 3.15 på sidan 44 Elektrokemi Gurkbatteri 3.13 på sidan 42 KAPITEL 1. KEMIKURSERNAS INNEHÅLL 7

LABORATIONSHANDBOK 1.2 Kemi 2 PÄR LEIJONHUFVUD Avsnitt Labb/demo Referens Reaktionshastighet Organisk kemi oxalsyra och permanganatjoner 3.18 på sidan 48 Klockreaktion med vitamin C 3.22 på sidan 54 Reaktionsmekanismer Biomolekyler Katalas 3.19 på sidan 49 Biokemi Maillardreaktion 3.20 på sidan 51 Separation av minimjölk (eller skummjölk) 3.21 på sidan 52 Molekylärbiologi DNA ur munepitel 3.23 på sidan 56 Analytisk kemi Extraktion av jod från tångaska 3.25 på sidan 60 Sötade drycker 3.24 på sidan 57 Separation av minimjölk (eller skummjölk) 3.21 på sidan 52 8 KAPITEL 1. KEMIKURSERNAS INNEHÅLL

Kapitel 2 Demonstrationer Vid genomförandet av demonstrationer bör man tänka på tre saker säkerheten att förevisningen fungerar vad man vill visa Historiskt har vissa förevisningar tenderat att vara extra olycksbenägna, t.ex. alkalimetaller i vatten där läraren lätt dras med av elevernas önskan om en större bit och därmed en häftigare reaktion. Säkerheten är A och O, och det förstärker även säkerhetsbudskapet om läraren t.ex. konsekvent bär skyddsglasögon i samband med förevisningar. Läraren bör vara väl bekant med Arbetsmiljöverkets föreskrifter (Arbetsmiljöverket, 2002) för arbetet med kemikalier i skolan och konsekvent genomföra en riskbedömning i samband med alla praktiska moment. 9

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD 2.1 Demonstration: finns luft? Empedokles demonstration Detta är den första kemiska demonstrationen som finns dokumenterad, och utfördes år 440 f.kr. av den grekiske läkaren Empedokles. Med det visade Empedokles att luft inte var "ingenting", utan ett ämne. Utförande 1. Fyll en behållare med vatten till en bit under kanten. En stor bägare eller kristalliseringsskål är lämplig. 2. Tillsätt lite karamellfärg för att det skall gå lättare att se vätskeytan, särskilt om det är en större grupp elever. 3. Håll fingret över spetsen på en tratt och håll den stora ("övre") öppningen i vattnet. 4. Visa att vattnet inte fyller tratten. 5. Tag bort fingret från spetsen och notera att luften pressas ut genom öppningen och att vattnet nu fyller tratten. 6. Eftersom luften förhindrade vattnet från att fylla tratten måste luft alltså vara ett ämne! Lektionstips 1. Empedokles använde sin insikt för att tillverka en vattenklocka: en behållare med en vid öppning i nederänden och ett mycket litet hål i toppen sjönk i en jämn hastighet 2. Vid denna tidpunkt var det inte vanligt att utföra offentliga demonstrationsförsök, med via detta försök kunde grekiska läkare börja tänka på luftens roll i t.ex. andningen. 3. Empedokles skall även ha formulerat en enkel evolutionsteori: människor och djur hade utvecklats ut kringspridda kroppsdelar som sedan kombinerats slumpvis, och de livsdugliga kombinationerna hade överlevt. Källa: (Summerlin et al., 1988, sid. 3) 10 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK 2.2 Demonstration: supersaturerad lösning och kristallisation En klar lösning hälls droppvis ned på ett urglas, varvid en kristallin massa bildas. Utförande Material: natriumacetat trihydrat (Na + CH 3 COO 3 H 2 O) liten E-kolv Urglas 1. Placera 50 g natriumacetat trihydrat i en liten E-kolv 2. Tillsätt 5 ml vatten och värm försiktigt 3. Var noggran med att det inte får finns några icke-lösta kristaller. Rester på sidorna kan sköljas ned med en minimal mängd vatten 4. Slå in flaksan i Al-folie och låt den svalna långsamt. 5. Placera några kristaller av natriumacetat trihydrat på ett urglas 6. Häll långsamt vätskan över dessa. 7. Altenativt placeras några kristaller i flaskan Reaktioner CH 3 COO Na + 3 H 2 O (s) Na + (aq) + CH 3 COO (aq) + 3 H 2 O (l) Vid upphettningen smälter hydratet (smältpunkt 58 58,4 C) och löses i sitt kriststallvatten Lektionstips 1. Öva på att hälla så att en fin kolumn av kristaller bildas 2. Frågor till eleverna: (a) Vad hände? (b) Vilken typ av reaktioner skedde? (c) Var reaktionen enoterm eller exoterm? (d) Varför fick lösningen svalna långsamt? Källa: Summerlin and Ealy, Jr (1988), sid 37f KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 11

LABORATIONSHANDBOK 2.3 Demonstration: Elda magnesium PÄR LEIJONHUFVUD En bit magnesium tänds med bunsenbrännare. Den brinner med skarp vit låga. En trästicka tänds och förs ned i en stot E-kolv och den slockar omedelbart. En ny bit magnesium tänds och förs ned i samma E-kolv: magensiummet brinner till och med häftigare. På insidan syns små fläckar av svart kol. Metod Material magnesiumband (2 bitar om ca 5 10 cm) trästcka bunsenbrännare trådnät degeltång E-kolv (1 3 liter) med kork koldioxidgas 1. Fyll E-kolven med koldioxidgas (före lektionen). 2. Tänd en bit magensium (mha bunsenbrännaren) och visa hur den brinner. Använd trådnätet för att skydda bänken. 3. Tänd trästickan och för ned den i E-kolven. 4. Tänd den andra biten magnesiumband och för ned ned den i kolven. 5. Skicka runt E-kolven Lektionstips 1. Skriv reaktionsformlerna på tavlan vartefter diskussion går: (a) 2 Mg (s) + O 2 (g) 2 MgO (s) (b) C 6 H 10 O 5 (s) + 8 1 2 O 2 (g) 6 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) (c) 2 Mg (s) + CO 2 (g) 2 MgO (s) + C (s) 2. Visa på det deponerade kolet på insidan av E-kolven. Låt eleverna föst försöka komma fram till vad som hände. 3. Diskutera varför CO 2 kan underhålla förbränning (kraftig!) med Mg, men inte med trä. 4. Varna eleverna för att titta direkt på lågan: den avgivna UV-strålningen är skadlig för ögat. Källa: Summerlin et al. (1988), sid 58 12 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 2.4 Demonstration: Alkalimetaller i vatten LABORATIONSHANDBOK Tre E-kolvar med klar vätska i dragskåpet. I var och en läggs i tur ord ordning en liten bit litium, natrium och kalium. Lösningen ändrar färg till rosa under en alltmer häftig reaktion. Metod Material fenoftalein E-kolvar (3 st, ca 1000 ml) Na K Li pincett urglas kniv 1. Demonstrationen måste ske i dragskåp! 2. Förbered E-kolvarna med ca 4 5 cm vatten i varje, samt några droppar fenoftalein 3. Släpp ned en bit litium (ärtstor). Visa först att biten har en klar metallblank snittyta, 4. Låt eleverna förutsäga vad som kommer att hända med natrium. 5. Lägg i en lika stor bit natrium i den andra E-kolven. Visa först biten på samma sätt. 6. Låt eleverna förutsäga reaktionen med kalium. 7. Skär upp en lika stor bit kalium, visa den och lägg i den i den tredje E-kolven. Lektionstips 1. Diskutera elevernas förutsägelser, vad de grundade sig på och om de stämde 2. Diskutera varför metallerna inte såg "metalliska" ut innan du skar i dem? Avfall lösningarna är kraftigt basiska. Neutalisera innan de hälls ut i vasken. Risker Na,Li, K Reagerar häftigt med vatten och ger upphov till bränn- och frätskador på hud. Ger starkt basiska lösningar efter reaktion med vatten. Fenoftalein Carcinogent. Undvik exponering för huden. KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 13

LABORATIONSHANDBOK 2.5 Demonstration: Dansande spagetti PÄR LEIJONHUFVUD Okokt spagetti placeras i en stor mätcylinder. De börjar stiga och falla tillbaks till botten Material: Mätcylinder (250 1000 ml) natriumvätekarbonat vinäger eller utspädd HAc okokt spagetti Metod 1. Fyll en stor mätcylinder med vatten 2. Placera ca 2 msk NaHCO 3 i vattnet 3. Tillsätt en handfull bitar spagetti (uppbruten!) 4. Tillsätt långsamt HAc-lösningen tills spagetti börjar dansa Lektionstips 1. Träna för att hitta rätt mängder bikarbonat och vinäger 2. Låt gärna eleverna studera effekten av olika stora bitar pasta 3. Låt eleverna försöka komma fram till vad som händer när pastan stiger respektive sjunker Källa: Summerlin and Ealy, Jr (1988), sid 35 14 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 2.6 Demonstration: Diskmedelsorm LABORATIONSHANDBOK Material 30% H 2 O 2 -lösning diskmedel kaliumjodid mätcylinder (250 ml) eller flaska med smal hals bricka eller plastbalja Metod 1. Blanda noga 15 ml väteperoxid med ca 3 ml diskmedel i mätcylindern eller flaskan. Undvik skumbildning! 2. Placera kärlet i en plastbalja eller på en plastbricka 3. Tillsätt en sked KI. Uppgifter 1. Vad bildar diskmedelsormen? 2. Vilken roll har kaliumjodiden? Avfall Använd handskar för att undvika missfärgning av hud. Skummet kan även missfärga kläder. KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 15

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD 2.7 Demonstration: Effekten av temperatur på löslighet Ett provrör med en klar lösning kyls ned i ett isbad, och rosa kristaller bildas. När den värms upp blir lösningen först klar, sedan bildas vita kristaller. Förberedelser 1. Tillverka en lösning med koncentrationen 0,47 mol/dm 3 av MnSO 4. Väg upp antingen MnSO 4 70 g MnSO 4 7 H 2 O 130 g MnSO 4 H 2 O 78 g 2. Lös i 100 cm 3 vatten vid 27 C med några droppar konc. svavelsyra 3. Dekantera den klara lösningen i ett stort provrör och sätt i en kork. 4. Förebered ett isbad Demonstrationen 1. Placera provröret med lösningen i isbadet. Rosa kristaller kommer att bildas 2. Värm lösningen. Vid 27 C kommer kristallerna att lösas 3. Fortsätt att värma. Efter en stund bildas vita kristaller Reaktioner MnSO 4 7 H 2 O (s) + värme Mn 2+ (aq) + SO 4 2 (aq) + värme MNSO 4 H 2 O(s) Lektionstips 1. Visar både på att löslighet ökar med temperaturen, men att det finns undantag Källor: Maeda et al. (2003) (Summerlin and Ealy, Jr, 1988, sid 35) 16 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK 2.8 Produktion av acetylengas från kalciumkarbid Lite vatten och en bit kalciumkarbid placeras i en gummiballong och den knyts snabbt igen. ballongen fylls med gas. En tändsticka på en lång pinne förs fram till ballongen, och den exploderar. Tillvägagångssätt 1. Bär skyddsglasögon, arbeta inte alltför nära elever (skyddsskärm?). Bär hörselskydd och varna eleverna i samband med det sista steget (explosionen). 2. 2 3 ml vatten sprutas in i en ballong. 3. En liten bit kalciumkarbid (ca 2 3 g) förs in i ballongen och den knyts snabbt ihop. 4. Släpp ballongen och se hur den fylls med gas. 5. När reaktionen gått klart för man fram en tändsticka fäst vid en lång pinne. Hög knall! Reaktioner Produktion av acetylen CaC 2 (s) + 2 H 2 O (l) Ca(OH) 2 (s) + C 2 H 2 (g) Explosionen 2 C 2 H 2 (g) + 5 O 2 (g) 4 CO 2 (g) + 2 H 2 O (g) H < 0 Lektionstips 1. Berätta om karbidlampor 2. Låt eleverna balansera båda reaktionerna 3. Låt eleverna beräkna mängden gas som kan bildas av 2 g CaC 2. 4. Ca(OH) 2 blandas med vattnet som bildas vid förbränningen och kommer att stänkas ut. Källor: Summerlin and Ealy, Jr (1988) KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 17

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD 2.9 Demonstration: massan av 25 dm 3 luft En plastdunk på 25 dm 3 vägs "tom". Diskutera med eleverna vad man egentligen väger, alltså att den innehåller luft (se även Empedokles demonstration, 2.1 på sidan 10). Räkna även ut vad en mol luft väger 1. Väg dunken, ev. med tarering. Fyll dunken med en gas som är tyngre än luft, förslagsvis koldioxid eller argon. Vikten ökar nu med 15 44 g för koldioxid, och med 11 40 g för argon. Töm dunken genom att lägga dem på sidan. Väg igen för att dokumentera viktminskningen. Förberedelser 1. Kontrollera tillgång på gas 2. Verifiera att vågen klarar dunkens massa 3. Flytta vågen till klassrummet. Beräkningar Massan av 25 dm 3 luft Luft består av 21% syrgas och 78% kvävgas, med knappt 1% argon. Det uträknade värdet på lufts molmassa kommer att vara något (ca 0,016%) större än det verkliga värdet (28,9647 g/mol) p.g.a. luftens mer komplicerade verkliga sammansättning. Denna skillnad kommer givetvis att även påverka det slutliga värdet på massan av luften. M luft = 0, 78 M N2 + 0, 21 M O2 + 0, 01 M Ar M luft = 0, 78 28, 013 g/mol + 0, 21 31, 999 g/mol + 0, 01 39, 948 M luft = 28, 969 g/mol n = PV RT = (1, 013 105 Pa)(0, 025 m 3 ) (8, 21 J mol 1 K 1 )(293 K) = 1, 040 mol m = M n = (28, 969 g/mol) (1, 040 mol) = 30, 13 g Källa: Kemilärarnas Resurscentrum (2017b) 1 M luft är 28,96 g 18 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK 2.10 Demonstration: Buffert i naturliga vattensystem Beräknad tidsåtgång 10 15 min Bakgrund Visa att karbonat buffrar vatten. Karbonat kan reagera med vatten till vätekarbonat, som i lätt sur lösning bildar koldioxid och vatten. Men vatten kan också lösa en del koldioxid (mer ju kallare vattnet är), och bilda vätekarbonat eller t.o.m. karbonat om lösningen är tillräckligt basisk. Material 1 mol/dm 3 HCl 1 mol/dm 3 NaOH NaHCO 3 ph-meter eller BTB små bägare (250 ml) ev. termometer magnetomrörare Riskbedömningsunderlag 1 M natriumhydroxid är frätande R 34 och S (1/2), 26, 37/39, 45, 1 M saltsyra är frätande R 36/37/38 och S(1/2), 26, 45, bikarbonat och BTB är inte märkespliktigt. Utförande 1. Mät upp 100 cm 3 vatten i två bägare 2. Placera den ena bägaren på magnetomröraren, placera ph-meterns elektrod i vattnet. Låt eleverna läsa av ph 3. Tillsätt en droppe HCl-lösning. Låt eleverna lösa av ph 4. Låt eleverna läsa av ph medan du tillsätter mer HCL. När du tillsatt ca 30 droppar. 5. Tillsätt nu NaOH på samma sätt medan eleverna läser av ph. 6. Byt bägare på magnetomröraren, lägg i en magnet och placera den avsköljda ph-elektroden i vattnet 7. Tillsätt ca 1 tsk natriumvätekarbonat till den nya bägaren. Låt eleverna läsa av ph 8. Tillsätt på samma sätt som tidigare HCl. Låt eleverna läsa av ph. 9. Diskutera vad som händer i världshaven om de värms upp. Kan det påverka livsmöjligheterna för organismer i haven? 10. Rita ev. en graf över ph förändringen med syra resp. bas, med och utan Navätekarbonat buffring. Riskbedömningsunderlag: Saltsyra, 1 M HCl: Frätande, Varning, H290 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 19

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD Natriumhydroxid, 1 M NaOH: Frätande, Fara, H290, H314 och P280, P301+P330+P331, P305+ P351+ P338, P309+ P310 Natriumvätekarbonat, NaHCO3: ej märkespliktigt BTB: ej märkespliktigt Källa: Kemilärarnas Resurscentrum (2017c) 20 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 2.11 Konduktivitet hos HAc och ammoniak LABORATIONSHANDBOK Konduktiviteten hos en HAc- och en ammoniaklösning mäts var för sig. Vätskorna blandas och konduktiviteten ökar. Konduktiviteten har ökat! Material 0,1 mol/dm 3 HAc 0,1 mol/dm 3 NH 3 Konduktivtetsmätare små bägare (100 ml, 250 ml) Sprutflaska eller bägare med avjoniserat vatten Metod 1. Häll upp 50 cm 3 vardera av HAc och ammoniak i 100 ml bägare 2. Mät konduktiviteten i båda bägarna, med noggran sköljning mellan. Låg konduktiviteten bör båda lösningarna 3. Häll båda lösningarna i 250 ml bägaren 4. Mät konduktiviteten i den nya lösningen. Den nya lösningen har en högre konduktivtet. Bakgrund Både ammoniak och ättiksyra är svaga baser/syror, och som därmed genererar relativt få joner till lösningarna. Detta gör dem även till svaga elektrolyter. Protolys av HAc sker enligt CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l) CH 3 COO (aq) + H 3 O + (aq) Protolys av ammoniak sker enligt NH 3 (aq) + H 2 O (l) NH 4 + (aq) + OH (aq) När dess får reagera får vi ammoniumacetat, som är en stark elektrolyt CH 3 COOH (aq) + NH 3 (aq) NH 4 CH 3 COO (aq) Källa: University of Massachusetts-Amherst (c) KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 21

LABORATIONSHANDBOK 2.12 Demonstration: blå flaskan PÄR LEIJONHUFVUD Material 300 ml avjoniserat vatten 8 g NaOH eller NaOH 10 g dextros metylenblått 500 ml e-kolv med kork Metod Ämnena måste blandas precis före användningen, efter ca 30 120 minuter avstannar reaktion, efter 12 15 omskakningar. Undervisning Reaktioner I flaskan sker en reduktion av metylenblått av en alkalisk dextroslösning. När flaskan skakas oxideras produkten till det blå färgämnet. Detta sker i fyra steg 1. O 2 (g) O 2 (aq) H e H + Hydrogen ion 2. metylenblatt farglost lost O 2 metylenblatt blatt 3. glukos + OH (aq) glykosid 4. glykosid + metylenblatt bla metylenblatt farglost + OH Metylenblått är blått endast i oxiderad form, men däremot färglöst i sin reducerade form Källa: University of Massachusetts-Amherst (a), (Summerlin and Ealy, Jr, 1988, sid. 127-128), (Ford and Grundmeier, 1993, sid. 100) 22 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 2.13 Demonstration: kollapsande burk LABORATIONSHANDBOK Metod Material Tomma aluminiumburkar Stor behållare med kallvatten Värmeplatta alt. bunsebrännare (samt trefot och nät) Stor degeltång Genomförande 1. En mindre mängd vatten placeras i den i övrigt tomma burken och denna placeras på värmeplattan 2. När vattnet i burken nästan kokat bort lyfts denna upp med degeltången och öppningen hålls under ytan på vattnet Lektionstips 1. Låt eleverna försöka förklara det som hänt 2. Låt eleverna räkna på mängden vatten som funnits i burken. 3. Ha gärna flera burkar till hands, och låt frivilliga elever testa. KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 23

LABORATIONSHANDBOK 2.14 Demonstration redox-meddelande PÄR LEIJONHUFVUD Ett "blankt" papper sätts upp på tavlan, läraren spayar det med en svagt gul lösnoing, och en röd text framträder. Bakgrund I grunden är det reaktionen Fe 3+ + SCN till rött järntiocyanatkomplex. FeSCN 2+, där vi går från gult järn(iii) Metod Material 0,2 mol/dm 3 järnklorid (FeCl 3 ) eller järnnitrat (Fe(NO 3 ) 3 ) 0,2 mol/dm 3 kaliuntiocynat (KSCN) pensel sprayflaska papper Lösninar Järnlösningen Väg upp 1 g av antingen järnklorid eller järnnitrat och lös i 100 cm 3 vatten. Placera lösningen i en sprayflaska Kaliumtiocynat Väg upp ca 0,5 g KSCN och lös i 100 cm 3 vatten. Genomförande 1. Använd pensel för att skriva ett lämpligt meddelande på pappret med tiocynatlösningen. Vissa papper absorberar vätskan bättre än andra, testa olika papper: filterpapper fungerar bra, ev kan obleagt papper för vattenfärger vara lämpligt. 2. Låt torka. 3. När texten skall framkallas spraya järn-lösningen på pappret. Riskbedömning Kaliumtiocyanat skall inte blandas med syra. Järnklorid Frätande Järnitrat frätande i torrt tillstånd Källa: Olander et al. (2017) 24 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 2.15 Vanadiums oxidationstillstånd LABORATIONSHANDBOK Källa: Royal Society of Chemistry (2005) KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER 25

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD 26 KAPITEL 2. DEMONSTRATIONER

Kapitel 3 Laborationer 27

LABORATIONSHANDBOK 3.1 Hur stor är en droppe PÄR LEIJONHUFVUD Hur stor är egentligen en droppe vatten? I den här labben skall du få ta reda på det. På två olika sätt. De två olika metoderna Med en mätcylinder I detta försök använder du dig av en 10 cm 3 mätcylinder, en bägare med avjoniserat vatten och en pipett, Börja med en torr mätcylinder och fyll i den med droppar till 5 cm 3 volym, medan du noggrant räknar samtliga droppar. Räkna sedan ut volymen på en droppe. Med en våg I detta försök använder du dig av en våg, en liten behållare (ett urglas fungerar utmärkt), samt en pipett och en bägare med avjoniserat vatten. Börja med en torr behållare, och placera den på vågen. Tarera. Droppa minst 20 droppar i behållaren, och anteckna deras vikt. Räkna ut massan hos en droppe vatten. Använd tabell 5.1 på sidan 69 för att räkna ut volymen på en droppe baserat på dess massa 1. Efterarbete Jämför dina värden. Är de lika stora? Om inte, vilket tror du är mest pålitligt (och varför)? Kan du komma på ett sätt att dels få fram ett värde du litar mer på, dels ett mer exakt värde. 1 Tabellen visar vattens densitet, alltså massan hos en viss volym, vid olika temperaturer. 28 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.2 Tjockleken på aluminiumfolie LABORATIONSHANDBOK Aluminiumfolie består av ren aluminium, som har densiteten 2 2,700 g/cm 3. Genom att mäta arena och massan på en bit aluminiumfolie kan du beräkna dess tjocklek. Materiel Aluminiumfolie, linjal, skalpell eller sax, våg Metod 1. Skär ut en bit aluminiumfolie minst 20 20 cm. Se till att alla vinklarna är räta (kontrollera genom att mäta diagonalerna: de skall vara lika) 2. Mät foliens längd och bredd. Beräkna dess area. 3. Vik ihop folien 4. Väg den på den noggrannaste vågen i laboratoriet 5. Beräkna foliens volym från dess massa och aluminiums densitet. 6. Beräkna dess tjocklek genom att dela volymen (från punkt 5) med arean (punkt 2). Formler ρ = m, där m=massan, V= volymen och ρ = densiteten V 2 Densitet är massan per volymenhet, ofta angivet i g/cm 3, g/dm 3 eller kg/dm 3. Betecknas med den grekiska bokstaven ρ (roh) KAPITEL 3. LABORATIONER 29

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD 3.3 Tjockleken på aluminiumfolie (alternativ version) Aluminiumfolie består av ren aluminium, som har densiteten 3 2,700 g/cm 3. Genom att mäta arena och massan på en bit aluminiumfolie kan du beräkna dess tjocklek. Materiel Aluminiumfolie, linjal, skalpell eller sax, våg Metod Skär eller klipp ut en bit aluminiumfolie minst 20 20 cm. Se till att alla vinklarna är räta (kontrollera genom att mäta diagonalerna: de skall vara lika) Mät foliens längd och bredd. Beräkna dess area. längd= bredd = cm cm Vik ihop folien Väg den på den noggrannaste vågen i laboratoriet Beräkna foliens volym från dess massa och aluminiums densitet. (V = massa ) ρ Beräkna dess tjocklek genom att dela volymen med arean Area = längd bredd = cm 3 Massa = Volym = massa 2,70 g/cm = g 3 2,70 g/cm = 3 cm3 Tjocklek = volym area = cm 3 cm 2 = Tjocklek = g cm mm Formler ρ = m, där m=massan, V= volymen och ρ = densiteten V 3 Densitet är massan per volymenhet, ofta angivet i g/cm 3, g/dm 3 eller kg/dm 3. Betecknas med den grekiska bokstaven ρ (roh) 30 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.4 Lågfärger av metallsalter LABORATIONSHANDBOK När olika metaller upphettas kommer färgat ljus att avges. Material Metallsalt eller vattenlösning av metallsalt bunsenbrännare stav med infäst platinatråd ev. okänt metallsalt Metod 1. Detta försök fungerar bäst om det är relativt mörkt i rummet. 2. Tänd brännaren 3. Droppa platinatråden i metallsaltet (eller lösningen) 4. För in tråden med provet i lågan från sidan. Observera lågfärgen. 5. Var noga så att inga rester finns kvar innan du upprepar med nästa prov! Uppgifter 1. Om du hade ett okänt metallsalt försök att identifiera det 2. Ta reda på minst två olika användningsområden för denna effekt. Beskriv dem! KAPITEL 3. LABORATIONER 31

LABORATIONSHANDBOK 3.5 Utsaltning av alkohol PÄR LEIJONHUFVUD Utsaltning av alkohol ur vatten Säkerhet I experimentet används 2 M NaOH. Den är frätande och kan skada ögonen. Använd skyddsglasögon! Vid stänk i ögonen måste de omedelbart sköljas med vatten och under lång tid. Kontakta sedan läkare. Överblivna kemikalier i experimentet kan spolas ned i vasken tillsammans med rikligt med vatten. Materiel 2 provrör med kork (per delförsök) Dropprör med gummituta/engångspipetter Etanol (etylalkohol, CH 3 CH 2 OH(l)) 1-propanol (propylakohol, n-propanol, CH 3 CH 2 CH 2 OH (l)) Vatten (H 2 O(l)) Kaliumkarbonat (K 2 CO 3 (s)) Natriumkarbonat (soda, Na 2 CO 3 (s)) Natriumbikarbonat (natriumvätekarbonat, NaHCO 3 (s)) 2 M Natriumhydroxid (kaustik soda, NaOH(aq)) BTB -indikatorlösning (bromtymolblått) 1 M Saltsyra (HCl(aq)) Utförande Delförsök A 1. Ställ i ordning två provrör med kork. 2. Till det första provröret sätter du följande: 10 ml etanol 10 ml vatten några droppar BTB-indikatorlösning en droppe 1M HCl 3. Skaka om provröret och observera färg och form hos innehållet. 4. Sätt några gram kaliumkarbonat till det andra provröret med kork. 5. Häll över lösningen från första provröret till saltet i det andra provröret. 32 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK 6. Sätt på korken och skaka om. 7. Låt stå några minuter. 8. Observera färg och form hos innehållet. Varför blir det så? Att fundera över: Vilken fas är alkohol och vilken är vatten? Varför? Är separationen av vatten och alkohol fullständig? Kan andra kombinationer av lösningar och/eller salter användas? Hur ska ett färgämne vara beskaffat för att hamna i vattenfasen i stället för i alkoholfasen? Delförsök B 1. Gör på samma sätt som i experiment A, men byt ut kaliumkarbonat mot natriumkarbonat i det andra provröret. 2. Observera och diskutera frågorna ovan med motsvarande ämnen. Delförsök C 1. Gör på samma sätt som i experiment B men byt ut etanol mot 1-propanol i det första provröret. 2. Observera och diskutera frågorna ovan med motsvarande ämnen. Delförsök D 1. Gör på samma sätt som i experiment C men byt ut natriumkarbonat mot natriumvätekarbonat (natriumbikarbonat) i det andra provröret. 2. Blir det separation efter skakning? 3. Tillsätt 5 ml av 2 M NaOH och skaka igen. 4. Observera och diskutera frågorna ovan med motsvarande ämnen. Källa: Åberg KAPITEL 3. LABORATIONER 33

LABORATIONSHANDBOK 3.6 Slime PÄR LEIJONHUFVUD Metod Material PVA (polyvinylalkohol), 4& aq borax (Na 2 B 4 O 4 10 H 2 O), 4& aq karamellfärg Lösningar PVA Denna lösning tar lång tid att bereda, tilsätt finpulveriserad PVA sakta under kraftig omrörning, fortsättomrörningen med uppvärmning till lösningen är klar. Vinylakohol: CH 2 CHOH. Borax Bildar i vattenlösning tetrahydroboratjoner (B(OH) 4 ) 1. Mät upp 20 cm 3 PVA-lösning 2. Tillsätt några droppar kraramellfärg 3. Tillsätt 10 cm 3 boraxlösning 4. Rör om ordentligt med en sked. Det kommer att ta tid! Frågor 1. Vad händer med den kedjeformiga polymeren (PVA) när borax tillsätts? Varför ändras viskositeten 4 på PVA? 4 Viskositeten är den fysikaliska egenskap hos en vätska som bäst motsvaras av "tjockhet": vätskor hed häg viskositet är tjockare. 34 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.7 Hemlaboration: Rödkål som ph-indikator LABORATIONSHANDBOK Många ämnen ändrar färg baserat på ph. I den här laborationen skall du testa rödkål. I rödkålen finns antocyaniner, som ändrar färg beroende på ph. Målet med laborationen är att avgöra vilka färger indikatorn har vid vilka ph-intervall. I detta försök skall du använda rödkål för att testa hur sura respektive basiska olika ämnen i hemmet är. Färgen kommer att variera från röd/rosa i sura lösningar via blått kring neutralt till grönt i basiska lösningar. Kemikalier: rödkålsbit Utrustning: Gryta, kniv, skärbräda, sil, mindre dricksglas, sked. Metod 1. Hacka upp en bit rödkål i mindre bitar och lägg i en mindre gryta (ca 1 l är lagom). Täck med vatten. 2. Koka 2 3 minuter. Sila. Du har nu en indikatorlösning. 3. Välj ut ett antal (minst 5 st) ämnen eller vätskor i ditt hem vars ph du vill testa. 4. Häll upp lite av din indikatorlösning (ca 1 matsked brukar räcka) i ett glas. Tillsätt det första ämnet du vill testa. Rör om med skeden. observera färgen (fotografera om möjligt). 5. Skölj glaset och skeden noga och upprepa ned nästa ämne. 6. Diska allt som vanligt. Säkerhet Var försiktig med den heta vätskan när du skall sila. Om du testar något som är mycket surt eller basiskt (t.ex. ättika 24% eller kaustik soda) bör du vara försiktig så att inga stänk kan hamna i ögonen. Skölj bort eventuella spill omedelbart, skölj hud ordentligt och tvätta med tvål och vatten. Avfall: Allt avfall kan hällas ut i vasken alternativt slängas i de vanliga hushållssoporna. KAPITEL 3. LABORATIONER 35

LABORATIONSHANDBOK 3.8 Rödkål som ph-indikator PÄR LEIJONHUFVUD Många ämnen ändrar färg baserat på ph. I den här laborationen skall du testa rödkål. I rödkålen finns antocyaniner, som ändrar färg beroende på ph. Målet med laborationen är att avgöra vilka färger indikatorn har vid vilka ph-intervall Färgen kommer att variera från röd/rosa i sura lösningar via blått kring neutralt till grönt i basiska lösningar. Metod 1. Hacka upp en bit rödkål i mindre bitar och lägg i en bägare (600 ml). Täck med vatten. 2. Koka 2 3 minuter. Filtrera. 3. Blanda lite av din rödkålsindiktor med vatten och fördela på 6 10 provrör. 4. Till det första röret tillsätter du NaOH-lösning tills färgen blir blå. 5. Tillsätt syra till en av dem, en bas till en annan. Den tredje har du kvar som kontroll. Vad händer med färgerna? 36 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.9 Bestäm koncentrationen av en okänd syra LABORATIONSHANDBOK I denna labb skall du använda den analytiska metoden titrering (se 4.2 på sidan 64) för att avgöra koncentrationen på en syra. I grunden går metoden ut på att mäta upp en känd volym av den okända syran, och sedan gradvis tillsätta en känd bas tills syran är neutraliserad. Den tillsatta volymen låter dig beräkna koncentrationen av syran. Material Byrett, stativ med byrettklämma, magnetomrörare och omrörarmagnet, E-kolv med vid öppning. slaskbägare. Ev ph-meter. Kemikalier Saltsyralösning med okänd koncentration. Natriumhydroxidlösning med känd koncentration, BTB Metod 1. Mät upp en känd volym av saltsyralösningen (t.ex. 10,00 cm 3 ), placera den i E- kolven och tillsätt några droppar BTB (om du inte använder ph-meter). Om du har en liten volym kan du späda med avjoniserat vatten till lagom volym, förslagsvis 100 cm 3. 2. Placera slaskbägaren under byretten och fyll den med NaOH-lösningen. Tappa ut lite i slask-bägaren och fyll på till noll-strecket. 3. Placera en omrörarmagnet i E-kolven med syran, placera på ett vitt papper mellan ovanpå magnetomröraren. Starta magnetomröraren. 4. Om du använder ph-meter placera elektroden i syran. 5. Utan ph-meter (a) Tillsätt försiktigt NaOH-lösning till E-kolven. (b) När du närmar dig neutral lösning kommer omslaget att gå snabbt, arbeta därför mycket försiktigt och tillsätt basen droppvis. (c) Anteckna den tillsatta volymen natriumhydroxid. 6. Med ph-meter (a) Tillsätt natriumhydroxidlösning i små portioner, anteckna mängden tillsatt lösning och ph ofta. KAPITEL 3. LABORATIONER 37

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD (b) När du närmar dig neutralt ph kommer du att få en snabb ökning av ph. Många mätpunkter ger en bättre kurva! (c) Fortsätt tills du endast får långsam ökning av ph (d) Rita en graf med mängd tillsatt bas (i mol eller mmol) på x-axeln och ph på y-axeln. 7. Upprepa om möjligt din titrering 3 gånger. Efterarbete Utan ph-meter Om du upprepade försöket beräkna medelvärdet. Om något av värdena avviker märkbart från de övriga kan du bortse från det värdet. Om du arbetat utan ph-meter beräkna antalet mol tillsatt NaOH. Använd detta, och den antecknade volymen av syran, för att beräkna koncentrationen på syran. Med ph-meter Rita en graf enligt punkt 6d ovan (se figur 4.2b på sidan 65 för ett exempel) och avgör vid vilken substansmängd tillsatt bas ekvivalenspunkten ligger. Detta motsvarar mängden syra. Avfall Den neutraliserade syran kan hällas ut i slasken. Icke använd bas placeras i angivet kärl. 38 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.10 Specifik värmekapacitet hos metaller Bakgrund LABORATIONSHANDBOK Alla ämnen har en specifik värmekapacitet, ett mått på deras förmåga att lagra energi. Denna kan variera ganska kraftigt (se tabell 3.1 för några exempel). I detta försök skall du test den specifika värmekapaciteten hos en eller flera metaller. Förhållandet mellan temperaturförändring och specifik värmekapacitet beskrivs med formeln q = c m T, där c är den specifika värmekapaciteten, m är massan, q är den tillförda energin och T är temperaturförändringen. Ämne Vatten 4,18 Stål 0,466 Aluminium 0,90 Koppar 0,39 Specifik värmekapacitet (J/(g K)) Tabell 3.1: Dessa värden varierar lite med olika temperaturer och faser, värdena i tabellen gäller vid 25 C. ). Termos eller kalorimeter, termometer, bitar av metall, bägare, pincett. värme- Material platta. Metod 1. Koka upp avjoniserat vatten i en bägare (400 600 cm 3 ). 2. Väg bitar av metall noggrant. 3. Placera bitarna i bägaren med det kokande vattnet. 4. Placera en noggrant uppmätt volym avjoniserat vatten i termosen eller kalorimetern. Förslagsvis 200 400 cm 3. Vattnet bör ha rumstemperatur! 5. Mät och anteckna temperaturen på vattnet i termosen. 6. Tag upp en av metallbitarna, torka snabbt av den och placera i termosen. Mät temperaturförändringen. Efterarbete 1. Beräkna massan av vatten med hjälp av densitetstabell för vatten (se tablell 5.1 på sidan 69) 2. Beräkna den specifika värmekapaciteten från temperaturförändringen på vattnet i termosen. KAPITEL 3. LABORATIONER 39

LABORATIONSHANDBOK 3.11 Endoterma reaktioner PÄR LEIJONHUFVUD Vissa endoterma reaktioner ger ett kraftigt temperaturfall. I denna labb skall du testa ett antal olika s.k. köldblandningar. Du skall testa tre olika blandningar 1. 33 g natriumklorid 100 g snö eller krossad is. 2. 13 g ammoniumklorid 37,5 g natriumnitrat 100 g snö eller krossad is. 3. 25 g kaliumklorid 100 g vatten (10 C) Material: kemikalier enligt ovan, termometer som går till 40 C, bägare, glasstav eller metallsked Metod 1. Arbeta med en blandning i taget. (a) Väg upp de kemikalier som krävs (b) Mät temperaturen på vattnet, snön eller isen. (c) Blanda alla kemikalierna i en bägare (d) Mät temperaturen igen. 2. Upprepa tills du testat samtliga blandningar. 40 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.12 Endoterma reaktioner (enklare version) LABORATIONSHANDBOK Vissa endoterma reaktioner ger ett kraftigt temperaturfall. I denna labb skall du testa ett antal olika s.k. köldblandningar. Du skall testa en av två olika blandningar 1. 33 g natriumklorid 100 g snö eller krossad is. 2. 25 g kaliumklorid 100 g vatten (10 C) Material: kemikalier enligt ovan, termometer som går till 40 C, bägare, glasstav eller metallsked Metod 1. Arbeta med en blandning i taget. (a) Väg upp de kemikalier som krävs (b) Mät temperaturen på vattnet, snön eller isen. (c) Blanda alla kemikalierna i en bägare (d) Mät temperaturen igen. 2. Upprepa eventuellt med båda blandningarna KAPITEL 3. LABORATIONER 41

LABORATIONSHANDBOK 3.13 Gurkbatteri PÄR LEIJONHUFVUD När olika metaller förbinds elektriskt skapas ett galvaniskt batteri. I detta försök skall du utnyttja detta för att rangordna ett antal metaller efter ädelhet. Material Saltgurka (skivad) klädnypor metallbleck av Fe, Cu, Mg, Zn (osv) ev. bleck av okänd metall krokodilklämmor sladdar (2 st) voltmeter Metod 1. Gör en "sandwich" av två olika metallbleck med en gurkskiva mellan. Använd en klädnypa för att hålla ihop detta. 2. Mät spänningen mellan metallblecken 3. Upprepa 1 2 för samtliga kombinationer av metaller 4. Om du har en okänd metall testa även denna. Uppgifter 1. Hur påverkar metallernas ädelhet spänningen? 2. Vad händer om du tar två bitar av samma metall? Varför? 3. Ordna metallerna efter stigande ädelhet. Stämmer dina resultat (för de kända metallerna) med bokens? Om det inte stämmer, försök att ta reda på varför! 4. Vilken metall kan den okända metallen vara? 42 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.14 Silver- och guldmynt LABORATIONSHANDBOK Material Mynt med kopparinnehåll, eller annat kopparföremål 2 M NaOH-lösning Zn, grovpulveriserad bunsenbrännare bägare kokplatta degeltång eller metallpincett Metod 1. Placera 50 ml av 2 mol/dm 3 NaOH-lösning i en bägare 2. Täck botten med grovpulveriserad zink 3. Koka upp på en kokplatta. Avbryt uppvärmningen 4. Placera kopparmyntet på zinkpulvret 5. Efter ca 1 min tag upp myntet, skölj noga och torka på papper. 6. Värm försiktigt i en svag låga från bunsenbrännaren Uppgifter 1. Vilka färger fick myntet? 2. Vad bestod de respektive färgerna av? Vad har hänt? KAPITEL 3. LABORATIONER 43

LABORATIONSHANDBOK 3.15 Silverputs PÄR LEIJONHUFVUD Silver blir ofta missfärgat av svavelföreningar, eller helt enkelt oxiderat (ofta Ag 2 S respektive Ag 2 O). I detta försök skall du putsa bort denna missfärgning på kemiskt vis. Material Missfärgat silverföremål Aluminiumfolie koksalt (NaCl) eller natriumvätekarbonat (bikarbonat, NaHCO 3 ) bägare Metod 1. Linda in föremålet i aluminiumfolie. Du kan även täcka botten på ett större glaskärl med aluminuumfolie 2. Gör en ganska koncentrerad lösning av NaCl eller NaHCO 3. 3. Placera det inlindade föremålet i lösningen och låt det ligga tills det ser blankt ut. Försök att observera vad som händer! Uppgifter 1. Vad händer? Försök att förklara kemin bakom det du observerat 44 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK 3.16 Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat Introduktion Koppar som jon sitter tillsammans med vatten i kopparsulfat. Laborationen går ut på att bestämma antalet vattenmolekyler som sitter ihop med varje kopparjon i saltet kopparsulfat. Materiel Liten bägare Spatel Spisplatta Analysvåg (med minst två, helst tre decimaler) Degeltång Kopparsulfat, CuSO 4 x H 2 O (Där x är det okända antalet kristallvatten) Metod Genom att upphetta kopparsulfat driver du bort kristallvattnet. Om du väger det före och efter uppvärmningen kan du räkna ut antalet kristallvatten. När kristallvattnet går bort ändras färgen från blå till vit(grå), och det slutar ånga om provet. Planera din laboration och kontrollera sedan med läraren om din metod är rimlig innan du börjar. Riktlinjer Laborationen är lämplig att utföra i mindre grupper (ca 2 st/grupp), men går också bra att utgöra ensam. Säkerhet Kopparsulfat är giftigt och måste förvaras oåtkomligt för små barn. Tänk på risken att bränna dig när du hanterar den heta bägaren med saltet. Kopparjonerna fräter på vattenledningen om man spolar ut kopparsulfatet i avloppet. Därför bör man lösa kopparsulfatet i vatten och sätta till stålull. Kopparjonerna faller då ut som ren koppar medan järnet går i lösning. Sedan kan man hälla lösningen i avloppet (om det handlar om små mängder). KAPITEL 3. LABORATIONER 45

LABORATIONSHANDBOK 3.17 Bestäm gaskonstanten R PÄR LEIJONHUFVUD Bakgrund och teori Med hjälp av gaslagen kan du bestämma värdet på gaskonstanten, R. Försöker förutsätter att du känner till molvikten på magnesium, samt molvolymen för en gas. Gaslagen: PV = nrt P Tryck i Pascal (N/m 2 ) V Volymen i m 3 T temperaturen (K) n substansmängd (mol) R gaskonstanten Material: Konc. saltsyra, magnesiumband, 100 cm 3 mätcylinder, bägare (hög 500 cm 3 ), sytråd eller koppartråd, kork. Risker vid experimentet: Konc. saltsyra är mycket frätande, hanteras varligt. Bildad vätgas släpps ut i dragskåp, explosionsrisk. Avfall kan spolas med mycket vatten Använd skyddsglasögon och personlig skyddsutrustning. En riskbedömning ges av undervisande lärare. Utförande 1. Väg upp 60 70 mg magnesiumband. Anteckna vikten. 2. Häll ca 10 cm 3 konc. saltsyra i mätcylindern. Skikta försiktigt avjoniserat vatten till den övre kanten av mätcylindern (häll långsamt längs innerväggen på mätcylindern). 3. Knyt fast sytråden runt magnesiumbandet och lägg det på vattenytan i mätcylindern. Alternativt fäst det med koppartråden i korken. 4. Sätt korken i mätcylindern. Var noggran så att du inte får in någon luft, och att det är möjligt för vatten att rinna ut (alternativt använd en kork med hål). 5. Fyll bägaren med vatten. Din bägare måste vara minst hälften så hög som din mätcylinder. 6. Vänd snabbt mätcylindern upp och ned och placera korken i under vattenytan i bägaren. Se till att inget vatten rinner ut medan du för detta! 7. Iaktta vad som händer med magnesiumbandet när syran når det. 8. Läs av volymen bildad gas. Se till att vätskeytan inne i mätcylindern är på samma nivå som den i bägaren. Testa gärna att se vad som händer med volymen i cylindern när du höjer eller sänker den jämfört med vattenytan. 9. Tag reda på dagens lufttryck och temperaturen i laborationssalen. 46 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK 10. Skriv reaktionsformeln för reaktionen mellan magnesium och saltsyra. Vilken substansmängd magnesium har du? 11. Beräkna värdet på gaskonstanten (R). Vilka enheter använder du i dina beräkningar, vilken enhet får du på R? Riskbedömningsunderlag: Konc. saltsyra: kräkning), P405 Frätande, Fara, H314, H335 och P260, P261, P264, P271, P301+330+331(ej Magnesiumband: Brännbart, Fara, H250, H260 och P210, P222, P223, P231-232, P280 Saltsyra konc R 34, 37 och S (1/2), 26, 45 Magnesium Mg(s) R 15, 17 och S (2) 7/8 43e, Källa: Kemilärarnas Resurscentrum (2017b) KAPITEL 3. LABORATIONER 47

LABORATIONSHANDBOK 3.18 Reaktionshastighet PÄR LEIJONHUFVUD Bakgrund När oxalsyra reagerar med färgade permanganatjoner MNO 4 bildas ofärgade produkter 5 H 2 C 2 O 4 (aq) + 2 MnO 4 (aq) + 6 H + (aq) 2 Mn 2+ (aq) + 10 CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) Genom att mäta tiden det tar för lösningen att avfärgas kan reaktionshastigheten under olika förhållanden bestämmas. Material; 0,2 mol/sm 3 oxalsyra (H 2 C 2 O 4 ) 2 mol/dm 3 svavelsyra 8H 2 SO 4 ) 0,02 mol/dm 3 kaliumpermanganat (KMnO 4 ) Mangansulfat (MnSO 4 ) E-kolvar (250 ml) bägare mätcylindrar vattenbad (2 st) termometer Metod 1. Starta vattenbaden. De skall vara 10 respektive 20 grader över rumstemperaturen. Notera deras exakta temperatur, liksom rumstemperaturen 2. Förbered 48 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.19 Enzymkinetik med katalas LABORATIONSHANDBOK I samband med olika kemiska reaktioner i levande organismer (t.ex. i samband med andningskedjan) bildas olika s.k. ROS (Reactive Oxygen Species), som till exempel H 2 O 2. Dessa är mycket skadliga för cellen, och i princip samtliga levande organismer har därför enzymet katalas som skyddar cellen från dessa. I eukaryota celler finns de ofta i peroxisomerna. Hos djur är t.ex. levern ett organ med hög halt av katalas. I denna laboration kommer du dock att använda potatis som källa till katalas. Ett enzym har i allmänhet reaktionsformeln Substrat + Enzym Enzym Substratkomplex Enzym + Produkt 1 + Produkt 2. För just katalas är reaktionen 2 H 2 O 2 (aq) katalas 2 H 2 O (l) + O 2 (g) Ett sätt att bestämma reaktionshastigheten för omvandlingen av väteperoxid till vatten och syrgas är att vid bestämda tidsintervaller mäta volymen syrgas som bildas med en experimentuppställning som i figur 3.1. Varje enskilt värde plottas sedan i en graf och reaktionshastigheten kan uttryckas som lutningen av tangenten (cm 3 O 2 (g)/s) Figur 3.1: Laborationsuppställning för att mäta enzymkinetik för katalas. Beroende på vilka volymer som väljs och tillgång på utrustning kan man använd antingen provrör med sidorör eller en E-kolv med sidorör (en s.k. sugflaska). Som ett alternativ katalaskälla kan en bit rå lever användas. (Efter Markus Andersson/Umeå Universitet, http://school.chem.umu.se/experiment/218, 2009) KAPITEL 3. LABORATIONER 49

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD Material 3 5% H 2 O 2 -lösning potatisextrakt E-kolvar med sidorör mätcylindrar med olika storlekar stoppur slangar Uppgift Planera, utför och redovisa (i en laborationsrapport) ett experiment som visar på någon av två punkter nedan: 1. Att reaktionshastigheten (2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 ) bestäms av såväl substratkoncentrationen som enzymmängden (enzymkoncentrationen). 2. Att mängden produkt som bildas är oberoende av mängden enzym (enzymkoncentration). OBS! Denna uppgift är något mer tidskrävande och kräver god laborationsvana. Potatisextrakt Katalas extraheras från potatis genom att rå potatis rivs fint och potatismassan filtreras, förslagsvis genom sugfiltrering (se 4.3 på sidan 68). Laborationsrapporten: Skriv en fullständig laborationsrapport och redovisa dina resultat för dina olika experiment i grafer som du ritar för hand eller med hjälp av dator. Dra slutsatser från dina grafer och diskutera om dina resultat stödjer din hypotes. Riskbedömning: Laborationen anses som måttligt riskfyllt. Väteperoxid är frätande. Använd skyddsglasögon!!! Väteperoxid: H314 Orsakar allvarliga frätskador på hud och ögon, H302 Skadligt vid förtäring, H318 Orsakar allvarliga ögonskador. Skyddsangivelser P264 Tvätta händerna grundligt efter användning, P270 Ät inte, drick inte och rök inte när du använder produkten, P280 Använd skyddshandskar och ögonskydd, P305+P351+P338 VID KONTAKT MED ÖGONEN: Skölj försiktigt med vatten i flera minuter. Ta ur eventuella kontaktlinser om det går lätt. Fortsätt att skölja, P310 Kontakta genast Giftinformationscentral eller läkare. 50 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.20 Maillardreaktion LABORATIONSHANDBOK Vid upphettning reagerar proteiner med kolhydrater i en serie reaktioner som slutligen efter polymerisation ger bruna doftande ämnen. Fransmannen Louis-Camille Maillard har givit namn åt reaktionerna då han var den första som beskrev dem kemiskt (år 1912). Ett exempel på Maillardreaktioner är ett nybakat bröd, där reaktionerna ligger bakom den bruna skorpan och den typiska doften. Maillardreaktion sker snabbare vid högre temperaturer, t.ex. i stekpannan eller i ugnen, men den sker även vid lägre temperaturer, t.ex. när Serranoskinka och vissa ostar lagras. Enzymatiskt sker de till och med vid kroppstemperatur. Temperatur Reaktionen 55 100 C kräver lång tid, att reaktionen sker i vattenfas, alkaliska förhållanden samt högre proteinkoncentrationer 100 150 C Relativt långsam maillardreaktion, kräver normalt flera timmar vid temperaturer nära vattens kokpunkt. 150 165 C Snabb maillard, som syns inom minuter >165 C Vid dessa temperaturer dominerar istället karamelisering. Material Glukos Glycin Liten bägare Sked eller glasstav kokplatta Metod Blanda 1 sked glukos och 1 sked glycin i en liten bägare. Rör om och upphetta försiktigt. Iaktta färgändring och doft. Källa: Sandberg and Wahlström (2001), sid. 49, Spanneberg et al. (2012) KAPITEL 3. LABORATIONER 51

LABORATIONSHANDBOK 3.21 Separation av minimjölk (eller skummjölk) PÄR LEIJONHUFVUD Fettet i grädden har avskiljts redan på mejeriet i separatorn, och skummjölk har därmed en mycket låg fetthalt. Material minimjölk eller skummjölk ättiksyra (10 %) natriumacetatlösning (1 mol/dm 3 ) natriumhydroxidlösning (1 mol/dm 3 ) koppar(ii)jonlösning etanol (95%) centrifugrör centrifug Metod 1. Värm i provrör 5 cm 3 skummjölk gjort av skummjölkspulver eller använd minimjölk 2. Tillsätt 10 droppar 10% ättiksyra och 10 droppar 1 mol/dm 3 natriumacetatlösning. 3. Centrifugera 3 5 min och dekantera över den halvgenomskinliga opalescenta mjölkvasslen i en bägare. 4. I provröret finns nu kasein kvar. Rena eventuellt kaseinet enligt nedan och spara till en proteinundersökning. 5. Sätt bägaren med vasslen i ett sandbad och reducera volymen genom kokning och med tryckluft. Låt luften bubbla via en pasteurpipett. Vassleproteinet fälls ut. 6. Tvätta under tiden det utfällda kaseinet med lite vatten. Rör om med en glasstav. 7. Centrifugera. 8. Överför tvättvattnet till bägaren med vasslen och reducera volymen. Överför bägarens innehåll till ett provrör och centrifugera. 9. Dekantera av vattenfasen som innehåller laktos och spara. Kvar i provröret finns vassleprotein. 10. Fäll ut laktos genom att sätta till 95% etanol. 11. Lägg lite kasein, vassleprotein och laktos i tre provrör. Tillsätt lite koppar(ii)jonlösning och därefter överskott av 1 mol/dm 3 natriumhydroxidlösning. Värm laktosröret i vattenbad. 12. Spara kasein och vassleprotein för eventuell proteinundersökning. Efterarbete 1. Förklara vad som händer vid kopparjontillsatsen, 2. Rita ett flödesschema över mjölkseparationen. 52 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD LABORATIONSHANDBOK Riskbedömning: Icke riskfylld laboration. Kopparjonlösningar samlas i uppsamlingskärl för tungmetaller. Källa: Sandberg and Wahlström (2001), sid. 51 KAPITEL 3. LABORATIONER 53

LABORATIONSHANDBOK 3.22 Klockreaktion med vitamin C PÄR LEIJONHUFVUD Bakgrund Det finns ett flertal olika kemiska klockor, däribland denna, som har fördelen att den kan utföras med material som går att köpa i vanliga butiker. Material Askorbinsyra jodlösning 3% H 2 O 2 1% stärkelselösning 10 cm 3 mätcylinder 25 cm 3 mätcylinder 50 cm 3 mätcylinder 100 cm 3 mätcylinder 100 cm 3 bägare (2 st, märka A och B) 250 cm 3 bägare mortel magnetomrörare och magnet värmeplatta Lösningar Lösning A Dessa bör förberedas i förväg 1. Lös en 1000 mg C-vitamin tablett i 60 cm 3 vatten 2. Placera 5 cm 3 av askorbinsyralösningen och 5 cm 3 av jodlösningen till bägare A. Tillsätt 30 cm 3 vatten Lösning B 1. Placera 15 cm 3 3% H 2 O 2 och 3 cm 3 stärkelselösning i bägare B. 2. Tillsätt 30 cm 3 vatten. Jodlösning 0,08 mol/dm 3 jod och 0,16 mol/dm 3 natriumjodid till en lösning av etanol och vatten (1:1). Kommersiell 2% jodtinktur kan användas. Metod 1. Häll lösning A och lösning B samtidigt i en 250 ml bägare. 2. Ta tiden tills lösningen blir blå. Normalt tar detta under 1 minut. 54 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD Bakgrund LABORATIONSHANDBOK Reaktioner I grunden är det två reaktioner som sker sekventiellt 1. H 2 O 2 (aq) + 2 I (aq) + 2 H + (aq) I 2 (aq) + 4 H 2 O(l) 2. C 6 H 8 O 6 (aq) + H 2 O(l) + I 2 (aq) C 6 H 6 O 6 (aq) + 2 H 3 O + (aq) + 2 I (aq) Reaktion 1 är en långsam oxidation, medan askorbinsyran snabbt reducerar I 2 till I. Askorbinsyran oxideras i sin tur oxideras till lakton, som i sin tur spontant bryts ned. När all askorbinsyra har reagerat kommer I 2 att ackumuleras, och detta reagerar i sin tur med I : I 2 + I I 3. Detta kommer i sin tur att reagera med stärkelsen till ett I 5 -stärkelse komplex med blåsvart färg. Variation Utför försöker i olika temperaturer, eller i mer utspädd form för att analysera/illustrera effekterna av värme och koncentration på reaktionshastighet. Avfall: Joden i avfallet skall reduceras genom tillsats av askorbinsyra tills lösningen för färglös. Jodlösningen är giftig och får inte förtäras. Källa Wright and Reedy (2002); University of Massachusetts-Amherst (b) KAPITEL 3. LABORATIONER 55

LABORATIONSHANDBOK 3.23 DNA ur dina munepitelceller PÄR LEIJONHUFVUD Bakgrund I nästan alla celler i din kropp 5 innehåller DNA, deoxyribonucleic acid, som finns i cellkärnan. I den här labben skall du extrahera DNA ut dina egna celler, nämligen epitelceller från din mun. Material 70 98 % etanol (ofärgad!). Helst kyld NaCl-lösning, 2% Diskmedel (Yes) Tandpetare eller tändstickor Provrör med kork Provrörshållare Riskbedömning: Etanol är brännbart och skall ej förtäras. En fullständig riskbedömning görs av undervisande lärare. Utförande 1. Bered en saltlösning genom att lösa koksalt i dricksvatten. Detta görs utanför laboratoriet, och inte i laboratorieglas! 2. Gurgla med saltvattnet i ca 1,5 minuter. (Ja, saltvatten smakar illa) 3. Spotta ned i ett provrör 4. Tillsätt 1 cm 3 diskmedel 5. Sätt på korken och skaka i 30 s 6. Tillsätt 4 6 cm 3 etanol 7. Låt stå några minuter 8. I gränsskiktet mellan salivlösningen och etanolen bildas vita trådar: peta upp det med en tandpetare Fråga: Vilken funktion har saltlösningen, etanolen respektive diskmedlet? Riskbedömningsunderlag 70% etanol (ej färgad, men teknisk sprit går bra), helst 98%: Brännbart, Fara, H225 och P233, P240, P241, P242, P243, P280 Diskmedel med mörkgrön färg exempelvis Yes: ej märkespliktig ca 2 %-ig NaCl-lösning ej märkespliktigt Källa Kemilärarnas Resurcentrum (2017b) 5 Undantag är t.ex. röda blodkroppar, som bryter ned sitt DNA medan de mognar. 56 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD 3.24 Sötade drycker LABORATIONSHANDBOK Inledning Saft och andra söta produkter kan innehålla sackaros, glukos, fruktos eller en blandning av dessa. Frukt kan innehålla fruktos och/eller glukos, Juicer kan även fått tillsats av sackaros. I lightprodukter kan det finnas andra sötningsmedel t.ex. aspartam. Du ska analysera några läskedrycker med två test; Trommers prov och Seliwanoffs test, för att se vilken sockerart som läsken innehåller. Material Seliwanoffs reagens: saltsyra (HCl) 0,05 g resorcinol löst i 66 cm 3 vatten och 33 cm 3 koncentrerad Fehlings lösning: ca 10 cm 3 (lösning av CuSO 4 + NaOH) Standardlösningar: 1% standardlösningar av sockerarterna fruktos, glukos och sackaros (några korn av respektive sockerart i 1 cm 3 avjonat vatten), 1 cm 3 och 3 cm 3 mätpipetter i plast, 10 12 provrör. Riskbedömning Saltsyran i Seliwanoff s reagens och natriumhydroxid i Fehlings lösning är frätande. Resorcinol och kopparjoner är miljöfarligt. Var mycket försiktig när du värmer lösningarna. Använd glasögon under hela experimentet. En fullständig riskbedömning ges av undervisande läraren. Utförande Trommers prov: Märk provrör med G, F, S, P1 och eventuellt P2. Förbered dina standardlösningar: Sätt några korn av sockerarterna (glukos, fruktos och sackaros) och ca 1 cm 3 vatten i resp. provrör. Till provrör P1 och P2 tillsätts 1 cm 3 lösning av provlösningarna. tillsätt därefter ca 1 cm 3 av den färdigblandade reagenslösningen (Fehlings lösning) till samtliga provrör. Ställ provrören i ett varmt vattenbad. Studera resultatet. Positivt test betyder att proven blir gula eller röda (Cu + ). Negativt betyder att lösningen fortfarande är blå av koppar(ii)joner. KAPITEL 3. LABORATIONER 57

LABORATIONSHANDBOK PÄR LEIJONHUFVUD Seliwanoff s test: Pipettera upp 4 cm 3 Seliwanoff s reagens i nya märkta provrör. Gör 1 cm 3 standardlösningar av fruktos, glukos och sackaros samt tillsätt dina prover i respektive märkt provrör. Gör också ett nollprov: ett provrör med 1 cm 3 vatten och 4 cm 3 Seliwanoff s reagens. Sätt provrören i kokande vattenbad i ca 60 sekunder. Observera och anteckna alla färgförändringar. Fortsätt värmningen och observera färgförändringar varje minut. Dra slutsatser om vad ditt prov innehåller. Tag hjälp av tabellen för reagensutslag. Är dina resultat rimliga? Är det en blandning av sockerarter? Reagenstabell Provrör Trommers prov Seliwanoffs test (ST) ST efter kokning Fruktos (F) positivt röd färg Glukos (G) positivt rosa Sackaros (S) negativt Ingen färg Röd färg efter hydrolys prov 1 (P1) prov 2 (P2) 58 KAPITEL 3. LABORATIONER

PÄR LEIJONHUFVUD Underlag för riskbedömning LABORATIONSHANDBOK Resorcinol: Miljöfarligt, utropstecken, varning H302, H315, H319, H410 och P273, P280, P302+352, P305+351+338 koncentrerad HCl: Frätande, Fara, H314, H335 och P260, P261, P264, P271, P301+330+331(ej kräkning), P405 Natriumhydroxid: Frätande, Fara, H290, H314 och P260, P280, P301+330+331, P305+351+338, P308+310 Kopparsulfat: Utropstecken, Miljöfarligt, Varning, H302, H315, H319, H410 och P264, P270, P273, P280 fruktos, glukos och sackaros är ej märkespliktigt Teori Glukos och fruktos är isomerer med samma kemiska formel C6H12O6. Båda har 6 kolatomer och kallas båda för hexoser. Man kan skilja sockerarterna genom deras strukturuppbyggnad. Fruktos innehåller en ketogrupp och är ett socker som tillhör undergruppen ketoser (ketohexos). Glukos innehåller en aldehydgrupp och tillhör undergruppen aldoser (aldohexos). Ett enzym, isomeras, omvandlar glukos till fruktos. Fruktos är sötare än glukos och man behöver inte använda lika mycket. Inversocker är hydrolyserat sackaros som innehåller lika delar fruktos och glukos. Glykos består av hydrolyserat stärkelse, en blandning av olika längder av stärkelsen. Aspartam är en dipeptid av asparginsyra och fenylalanin. Aspartam är ca 300 gånger sötare än socker. Selwanoffs test bygger på det fakta att fruktos är en ketos som kommer att dehydreras snabbare i varm saltsyra än vad motsvarande aldohexos (glukos, mannos eller galaktos) gör. Fruktos reagerar med resorcinol och bildar en röd produkt. Aldohexoser kommer bara att bilda en svag röd färg (rosa). Efter flera minuters kokning kommer sackarosen eventuellt att bli positiv. Sackaros har då hydrolyserats till glukos och fruktos. Seliwanoffs reagens: 0,05 g resorcinol löses i 66 cm3 vatten och 33 cm3 koncentrerad saltsyra (HCl). Det behövs ca 20-24 ml/grupp. Fehlings lösning: ca 10 ml per grupp. Välj om eleverna själva gör i ordning lösningen eller om läraren förbereder. Per grupp: Blanda 3 ml 0,1 M koppar-sulfatlösning i en liten e-kolv. Tillsätt droppvis 2 M natriumhydroxid så att lösningen blir basisk. Svårlöslig kopparhydroxid (fällning) kommer först att bildas. Tillsätt då mera natriumhydroxid tills fällningen går i lösning med mörkblå färg. (Finns även att köpa färdigblandad Fehlings lösning 1 och 2 för direkt tillblandning.) Standardlösningar: 1 % standardlösningar av fruktos, glukos och sackaros. (1 g socker/100 g lösning). Källa: Kemilärarnas Resurcentrum (2017a) KAPITEL 3. LABORATIONER 59

LABORATIONSHANDBOK 3.25 Extraktion av jod från tångaska PÄR LEIJONHUFVUD Bakgrund Många arter av sjögräs, t.ex. Lamminaria, innehåller jod. Denna jod kan extraheras genom att tången upphettas i luft till aska, varefter joden löses ut ur askan med kokande vatten med påföljande filtrering. Jodid oxideras sedan till jod med hjälp av väteperoxid, varvid färgen ändras till brun. Joden kan sedan separeras ut genom en fasseparation och indunstning av lösningsmedlet. 2 I (aq) + 2 H + (aq) + H 2 O 2 (aq) 2 H 2 O (l) + I 2 (aq) Material Väteperoxid-lösning (ca 1,6 mol/dm 3 /5%) Cyklohexan (C 6 H 12 ) Svavelsyra (H 2 SO 4 ) 1 mol/dm 3 Aska från Lamminaria provrör bägare tratt (och tratthållare) filterpapper kokplatta separertratt (med ställning) Metod 1. Väg upp en känd mängd aska. 2. Koka askan med ca 20 cm 3 avjoniserat vatten 3. Filtrera vätskan medan den är varm 4. Tillsätt ca 2 cm 3 av utspädd svavelsyra, följt av väteperoxidlösning. Detta ger en mörkbrun färg då jodidjoner oxideras till jod. 5. För över blandningen till en separertratt och tillsätt 10 20 cm 3 cyklohexan. Sätt i proppen, säkra den med tummen och skaka ordentligt i ca 30 s. Håll den med spetsen uppåt och släpp ut eventuellt övertryck. Stäng kranen! 6. Placera i hållare och låt separera. Cyklohexanen kommer att bilda ett översta lager, som kommer att vara lilafärgat av jod. 7. Töm ut den nedre lagret (detta kan hällas ut i vasken) 8. Häll av det lila cyklohexanlagret i en vägd kristallisationsskål. Placera denna i ett dragskåp. Värm inte! 9. Jodkristaller kommer att bildas långsamt vartefter cyklohexanen avdunstar 10. Väg kristallisationsskålen när all cyklohexan har avdunstat Källa: Royal Society of Chemistry (2016) 60 KAPITEL 3. LABORATIONER

Kapitel 4 Laboratorietekniker I kemin finns det ett antal olika laboratorietekniker som kommer igen mer eller mindre ofta. Här finns en guide till några av de viktigaste. 61

L ABORATIONSHANDBOK 4.1 PÄR L EIJONHUFVUD Att bereda en lösning När du skall bereda en lösning med en viss koncentration måste du arbeta i två steg: beräkningar och det praktiska. På båda punkterna finns det några saker att hålla i minnet. Beräkningar för att bereda en lösning Om du skall bereda en lösning med en viss koncentration måste du först räkna ut hur mycket av ämnet du skall ha. Oftast vet du att du behöver en viss koncentration i mol/dm3, och det första steget är då att räkna ut massan av den mängd av ämnet du vill ha. Låt oss ta ett exempel: du skall bereda 500 cm2 av en NaOH lösning med koncentrationen 1,50 mol/dm3. Din beräkning följer då formeln m=cvm, och du får då m=(1,50 mol/dm3)(0,500 dm3)(39,997 g/mol)= 29,998 g=30,0 g Du skall alltså väga upp 30,0 g NaOH. Figur 4.1: Att bereda en lösning Beredningen av lösningen Börja med att väga upp den angivna mängden av ämnet. Om du väger i en bägare slipper du föra över ditt ämne till en större behållare, men förlorar i gengäld precision i vägningen. Väg därför upp den t.ex. i en vågbåt eller på en bit folie. För sedan över det till en lagom stor bägare (i detta fallet t.ex. 600 ml) och skölj noggrant behållaren du vägde i ned i bägaren. Tillsätt sedan ca 50 75% av den slutliga volymen avjoniserat vatten och lös upp ämnet. 62 KAPITEL 4. LABORATORIETEKNIKER