Kemispråket Inom kemin används ett gemensamt språk av tecken för olika ämnen. Förr i tiden använde vi tecken för att visa ämnet. Tecknet för krigsguden Mars användes även för järn. Men i takt med att mänskligheten hittade fler ämnen så fick vi behov av att visa detta på ett mera rationellt sätt. Så Jöns Jakob Berselius, Uppsala, skapade de forkortningar vi har idag. Dmitrij Mendeleev ordnade sedan det periodiska systemet som vi redan nämnt. Inom kemin använder man sig även av molekylmodeller för att visa ett ämnes struktur. Detta har vi tittat på vid en labb. Detta är ju en labb som börjar bli aningen arkaisk. Att bygga modeller av en molekyl för hand med plastbollar tillhör det förgågna men ger ändå en begreppsbild över hur ämnet ser ut. Vi har även använt oss av datorprogram med färdiggjorda 3d-bilder av avancerade molekyler, så som acetylcholin-receptor och hemoglobin t.ex. Repetera hur vi skriver mängdformler för: Vatten, syre, etanol, etandiol, metan, etan, kolsyra, koldioxid. Ämnens egenskaper Alla ämnen har olika egenskaper. Olika egenskaper är: Fast, flytande, gas, plasma. Färg. Form. Smak? Doft? Smältpunkt, kokpunkt, flampunkt. Densitet. Vi kommer att titta på olika ämnen, dess egenskaper, samt själva hitta egenskaper som man kan tillföra ämnena. Skillnaderna i egenskaper beror på vilka sorts atomer som ämnet består av om det är ett grundämne. Om det är en molekyl blir det ännu svårare, eftersom egenskaperna beror på hur atomerna sitter ihop och vilka som är inblandade.
Det är tydliga och lätt förståliga skillnader mellan järn och syre, men inte lika lätt att direkt se att polyvinylalkohol är en alkohol precis som etanol eller glukos eller glykol. Polyvinylalkohol i burk. (Bild:LhchEM; https://commons.wikimedia.org/wiki/file:sample_of_polyvinyl_alcohol.jpg) I rumstemperatur är vi vana vid att se ämnen i en viss fas. Järn är fast, luft är en gas och vatten är flytande. Även kvicksilver, Hg, är flytande samt bor, Br.. Ämnena kan byta fas, eller finnas i olika faser vid samma temperatur. Vatten som är flytande finns även i luften i form av vattenånga som vi inte kan se. Om det bildas kondens på ett fönster t.ex., eller i duschen, så är detta inte vattenånga utan vatten i flytande form. Det går att mäta vattenhalten i luften med en hygrometer, eller med två termometrar, den ena torr och den andra blöt. Skillnaden mellan den första, temperatur och den andra, daggpunkt, visar fuktinnehållet i luften. När desa två temperaturer ligger nära varandra, så bildas det ofta dimma. Dimma är som moln, vattenånga som kondenserat och då kan vi se den. Ser vi vattnet i luften så blir den övriga sikten sämre. Vi kan tillverka en apparat för att mäta temp/dagpunkt. Vatten är intressant i detta fall, eftersom det har speciella egenskaper och namn på när det byter fas från flytande till fast frysa. Det kan även övergå från fast till vattenånga utan att passera flytande, då kallas det sublimera. Även järn kan bli flytande fast först vid 1600C. Syre kan stelna, vid -218,79C. Vid -273,16C som kallas den absoluta nollpunkten stelnar allt. Denna temperatur kallas även 0 K, noll Kelvin, INTE noll grader Kelvin. Detta får oss att fundera på vad värme och temperatur egentligen är.
Hur kan ett ämne finnas i olika faser fast det är samma molekyl eller grundämne? I en isbit ligger molekylerna väldigt stilla. I en väl ihoppressad isbit ligger vattenmolekylerna i ett ordnat mönster. Detta ger isen dess blåa färg. (Bild: Patrik Cavallini)
(Bild: P99am; https://commons.wikimedia.org/wiki/file:liquid-water-andice.png) I bilden ovan är det flytande vatten till vänster och is till höger. När isen blir vit som snö, så har det stora blocket spruckit upp så att ljuset reflekteras i alla riktningar. Därför blir isen vit när den faller sönder. När vattnet övergår i gasform så sitter inte molekylerna ihop alls. (Bild: Qwerter; https://en.wikipedia.org/wiki/water#/media/file:3d_model_hydrogen_bonds_in_ water.svg) Så värme är rörelse. Molekylernas inbördes rörelse. Temperatur är ett mått på rörelseenergin hos ämnets molekyler eller atomer.
Densitet Här har jag inga bilder. Anledningen är att ni ska anstänga er för att försöka få egna minnesbilder över hur demonstrationen genomfördes. Vi har tittat på vid en demonstration i labbsalen hur olika ämnens densitet påverkar dess egenskaper. Vi införde begreppet DENSITET. Densitet är ett ämnes massa (kg) delat med dess volym ( m 3 ). vi använde oss av gram och kubikcentimeter cm 3. Detta för att 1 cm 3 =1 ml. 1ml är en tusendels liter. Först testade vi en bit skumplast och en bit trä av samma storlek för att se om de flöt på vatten. Träbiten flöt något lägre än skumplasten. Vi räknade ut vattnets densitet och fann att i vårat fall vägde 1l 980g. Vattnets densitet är definierat som vattnets densitet vid +4 C 0,99995 kg/dm 3 Väldigt nära ett kilo för en liter. Våran uträkning stämmer alltså, eftersom vårat vatten var varmare än 4 C. Skumbiten hade en densitet på 0,04g/ cm 3. Träbitens densitet var 0,76 g/ cm 3. De hade lägre densitet än vattnet och flöt därför i vattnet. Vi blandade även salt NaCL i vatten och färgade det rött. Vi hällde det i en avdelad skål, så att vi hade osaltat, grönt vatten i ena halvan och rött saltvatten i den halva. Vad hände när vi tog bort avgränsningen? Ni som har möjlighet ska hemma bada och räkna ut eran egen densitet enligt instruktion. Denna densitet ska vi jämföra med vattnets. Separation av ämnen I industrin finns det behov av att separera ämnen från varandra för att kunna framställa t.ex. järn eller uran för olika ändamål.