Zooma in på kemi 7–9

Centralt innehåll

Kapitlet handlar om:

• vattnet som livsviktig förutsättning för liv
• vattnets aggregationsformer
• fenomen som ytspänning, kapillärkraft och osmos.

Undervisningstips och tilläggsinformation

s. 113 Rena vatten med ett skosnöre

Vattnet i glaset med smutsvattnet dras upp i snöret tack vare kapillärkraften. Det är ett fenomen som innebär att en vätska stiger upp i smala rör (kapillärer) eller porösa material, som bomullstråd eller hushållspapper. Fasta ämnen påverkas inte, så kaffesumpen stannar kvar i det ursprungliga glaset.

s. 114–115 Vatten är viktigt för allt liv

Illustrationen av solens kretslopp, som finns på sidan 115, kan gärna diskuteras grundligare innan ni gör experimentet på sidan 116. Diskutera kring de olika momenten i bilden. När ni gjort experimentet på sidan 116 får eleverna koppla experimentet till det som händer på bilden.

Solens energi gör att vattnet cirkulerar i ett pågående kretslopp:

1. Solen värmer vattnet i hav, sjöar, vattendrag och likaså grundvattnet i marken.
2. Vattnet avdunstar, stiger uppåt, kyls ner, kondenserar och bildar moln.
3. Småningom blir molnen fyllda av fukt och vattnet faller i form av regn, snö eller hagel mot jordytan.
4. Vattnet rinner till hav, sjöar och vattendrag eller nyttjas av växter och djur. En del vatten söker sig ner genom markens olika lager och bildar grundvatten.
5. En del vatten avdunstar direkt till atmosfären, en del efter flera tusen år – vattnets kretslopp är en ständigt pågående process, ett slutet system. Jordens vatten förbrukas inte, det lånas, används och återförs.

s. 116 Vattnets kretslopp

Du behöver först fylla hela burken med vatten för att värma upp glaset. Kondensationen av vatten ska ske i det som föreställer atmosfären, inte på något kallt glas. Livsmedelsfärgen är bara till för att du lättare ska se vattnet genom burken.

I burken avdunstar det varma vattnet och blir till vattenånga. När vattenångan sedan kyls ner av isen blir den till små droppar som syns som moln. Tändstickans uppgift i undersökningen är att bilda små föroreningar i luften, som ökar kondensationen av vatten. Vatten kondenserar lättare på små partiklar som dammkorn eller pollen.

Molnet som bildats i flaskan har bildats på samma sätt som molnen i atmosfären.

I naturen avdunstar vatten hela tiden från jordytan genom att solen värmer hav och andra vattenmassor. Detta vatten hamnar som osynlig vattenånga i luften strax ovanför marken. Även denna luft värms upp av jordytan, vilket gör att den stiger och tar med sig vattenångan högre upp i atmosfären. Där uppe är det kallt och vattenångan övergår till att bli flytande vatten igen, den kondenserar. Nu bildas små vattendroppar högt uppe i atmosfären, blir moln och en del vattendroppar fryser även till små iskristaller. Dessa vattendroppar är så små att de inte faller neråt, men de syns som moln. När de blir tillräckligt många slås de dock samman till större sjok och blir till regn eller snö om det är kallt.

Frågor som ni kan diskutera:

• Vad händer om du har en större burk?
• Vad händer om du har mer eller mindre vatten i burken?
• Vad händer om du har kallt vatten i burken?
• Vad händer om du använder färre eller fler tändstickor?
• Hur länge fortgår denna vattencykel?

s. 118 Kan man tillverka vatten?

Obs! Här gäller samma försiktighet som i det tidigare försöket med saltsyra och magnesium på sidan 99. Saltsyra är frätande, vätgas är explosivt. Använd skyddsglasögon och skyddsutrustning.

Saltsyran bör ha en koncentration på cirka 10 % för ett bra resultat. Den kraftiga reaktionen vid antändningen beror på att det har bildats en blandning av vätgas och luft i provröret.
Om man har två volymdelar vätgas och en volymdel syrgas får man det som kallas knallgas. 
Det bildas alltså vatten, vilket syns som imma på insidan av provrörets väggar.

Den kemiska reaktionslikheten för knallgasexplosionen är: 

s. 121–123 Ämnens aggregationstillstånd

Här nedan hittar du en länk till ett simuleringsprogram där eleverna kan simulera aggregationstillstånden och hur de ändrar med temperatur och tryck.

s. 124 Kommer det att rinna över?

Vattnet stiger inte då isen smälter på grund av Arkimedes princip. Ett objekt som är helt eller delvis nersänkt i vatten kommer att kännas lättare än på land. Eleverna har antagligen märkt att de känns lättare när de simmar. Arkimedes princip säger att ett objekt kommer att kännas lika mycket lättare som massan hos det vatten som det trängt undan. Denna princip fördjupas i Zooma in på fysik 7–9, del 2.

Om en isbit väger ett kilo så kommer den att tränga undan exakt ett kilo vatten. Ett kilo vatten tar upp mindre plats än ett kilo is, eftersom vatten expanderar när det fryser, och isen kommer därför att flyta. När isen sedan smälter så kommer den att bli till ett kilo vatten och ta upp samma plats som isen gjorde. Därför kommer vattennivån inte att stiga när isbitarna smälter.

Frågor som ni kan diskutera:

• Kommer vattennivån i havet att stiga om isarna vid nordpolen smälter p.g.a. den globala uppvärmningen?
• Hur är det med isarna på Antarktis? Har de påverkats av uppvärmningen?

s. 124 Hett och kallt vatten i e-kolven

Varmt vatten tar större plats än kallt vatten därför att molekylerna rör sig snabbare och knuffar undan varandra. En liter varmt vatten väger därför mindre än en liter kallt vatten. Man säger att det varma vattnet har lägre densitet.

Det varma vattnet stiger uppåt därför att det är lättare. Det ser ut som en vulkan. Så småningom jämnas temperaturen ut när vattenmolekylerna blandas. Då upphör också vattencirkulationen.

s. 126 Lika löser lika

Om molekylerna har samma typer av bindningar så kan vi säga att de trivs tillsammans. Bindningarna mellan molekylerna kan vara laddade eller oladdade.
Sminkpennan innehåller fett, som är ett opolärt ämne och trivs tillsammans med matolja som också är opolär. Matoljan löser sminkpennans fett bättre än tvålmolekylerna. Därför lossnar hjärtat från handen lättare med matolja än med tvål och vatten.

s. 127 Hur salt är havet?

Här kan ni använda riktigt havsvatten om ni har tillgång till det eller blanda till vatten med ca 1 % salt. Beroende på var man mäter är ju havsvattnet salthalt väldigt olika. I egentliga Östersjön och Bottenhavet kan salthalten ligga runt 0,6–0,7 %, men i Bottniska viken är den inte större än ca 0,3–0,4 % och ju längre norrut eller ju längre in i Finska viken man går desto mindre blir salthalten.

För detta experiment behövs en noggrann våg. Ifall skolan har indunstningsskålar av porslin bör de hettas upp tomma innan man väger dem första gången eller sättas i en exikator. Annars kan vätskan som avgår vid upphettningen göra att resultatet blir felaktigt.

Eftersom det är en öppen laboration och det krävs mycket planering bör eleverna fylla i en exakt plan innan de sätter igång.

En modell för experimentrapport

s. 129 Båtar på vattenyta

Vattnets starka ytspänning gör att vattnet kan bära upp saker som normalt sett skulle sjunka. När vi tillsätter diskmedel i vattnet så bryts ytspänningen. När diskmedelslhinnan breder ut sig tar den med båten, som åker iväg.

Om ni vill göra om försöket måste ni byta vattnet i baljan och skölja ur alla diskmedelsrester noggrant eftersom de annars finns med i vattnet vid nästa försök.

s. 130 Hur många droppar ryms på myntet?

Vattenmolekyler attraherar varandra, de hålls ihop av ytspänningen. Detta gör att vattendropparna på myntet håller ihop också över hela myntets yta.

Gravitationen från jorden motverkar dock hela tiden att högen av vatten växer. Till slut brister många av bindningarna mellan vattenmolekylerna och till slut svämmar vattnet över kanterna på eneurosslanten.

s. 132 Vad händer med vattenblommorna?

Pappret innehåller många små lufthål. När du lägger ner pappersblomman i vattnet suger pappret upp det och fyller håligheterna. Kronbladen blir tyngre när luften i pappret ersätts med vatten och de slår ut.

Om ni färglägger kronbladen med oljekritor innan ni sätter blommorna i vatten, kommer oljan i kritan att hindra att vatten sugs upp snabbt.

s. 133 Semesterbevattning

Tips! Låt hela garnändan ligga i hinken så att den är genomvåt innan ni placerar den ena ändan i hinken och gräver ner den andra ändan i blomkrukan.

Placera varken växten, hinken eller garnet i stark sol, för då blir avdunstningen för stor.

s. 134 Vad händer med gelégodis i vatten?

Tips! Sätt bara två av godisarna i vattnet. Den tredje kan vara bra att ha som jämförelse.
Vattnet i petriskålen kommer via osmos att vandra in i godiset, eftersom det där finns en högre koncentration socker. Det ser ut som om godiset växer.

Tilläggsexperiment till kapitel 6

Rena vatten

Du behöver:

• vatten
• jord
• en sked
• tre bägare
• en PET-flaska som är delad på mitten
• vitmossa
• torv
• kolpulver
• småsten.

Gör så här:

1. Fyll en bägare med vatten till tre fjärdedelar. Skopa i några skedar jord och rör om. Nu har ni smutsigt vatten. Häll över hälften av det smutsiga vattnet till den andra bägaren. Det ska fungera som jämförelse så att ni ser skillnad på det smutsiga och det renade vattnet.
2. Gör själva filtret: Använd burken men dela den så att den är öppen upptill. Gör 8–10 hål i botten. Eller använd en delad petflaska så att den liknar en tratt.
3. Fyll burken/tratten med först ett lager vitmossa, sedan lite torv eller kol och lägg sedan lite småsten på toppen. Tryck till försiktigt. Filtret är klart.
4. Ställ burken/tratten ovanför en tom bägare och häll försiktigt det smutsiga vattnet och låt det rinna genom det naturliga filtret.
5. Jämför nu det renade vattnet med det smutsiga. Är ni inte helt nöjda med reningen kan ni göra om det och vara lite mer noggranna när ni packar ihop själva filtret. Jämför en gång till. Vågar ni dricka det?

Inom vattenrening används aktivt kol för att avlägsna eller separera ämnen från en vätska eller gas. Aktivt kol används också effektivt för att rena vatten från läkemedelsrester, miljögifter från brandsläckningsskum och industrikemikalier.

Vattenreningsverk använder också filter som innehåller aktivt kol för efterbehandling av vattnet, så kallad efterpolering och på så sätt får man ett rent vatten. I akvarier används aktivt kolfilter för att hålla vattnet rent.

Alla aggregationstillstånd kräver utrymme

Klipp av så att du delar en större och en mindre PET-flaska på mitten. Använd de undre delarna. Ställ den stora flaskan på en bricka. Fyll flaskan med vatten till brädden. Sätt ett stort föremål i flaskan och se att vatten rinner över. Ta sedan vatten i den mindre flaskan och häll i den stora. Åter rinner vatten över. Till slut tar man den mindre flaskan (tom), vänder den upp och ner och trycker ner den i den stora. Även denna gång rinner vatten över. Experimentet visar att även gas kräver utrymme.

Bildanalysfrågor

Här finns frågor som förslag till ganska fri bildanalys. Du kan använda frågeorden på pärmen, välja bland frågorna här under eller formulera helt egna frågor och funderingar.

s. 112 Inledningsbilden

Vad händer på bilden?
Vilka olika former av vatten finns på bilden?
Varifrån kommer bilden, tror du?
Har du varit ute på havsisen någon gång?

s. 115 Vattnets kretslopp

Vad vill bilden visa?
Varför säger vi att vattnet ingår i ett kretslopp?
Vad är det som håller igång hela kretsloppet?
Varför är det mycket växtlighet vid foten av berget?
Hur klarar granen av att växa där den står?

s. 128 Vattnets ytspänning

Varför kan skräddaren gå på vattnet utan att sjunka ner?
Skulle en annan insekt, till exempel en skalbagge kunna färdas på samma sätt?
Har du sett en vattendroppe likt den på den undre bilden?
Vad händer om du sticker i droppen med till exempel en nål?

Facit till uppgifterna på sidorna 136–137

1.
A) På bilden syns vattenförrådet i havet, avdunstning nära ytan där ånga stiger uppåt, kondensation vid molnet.

Saltvatten finns i havet, sötvatten finns i smältvattnet som rinner nerför berget och i eventuella sötvattenförråd uppe på berget.

2.
A) Vatten transporterar näringsämnen till cellerna och avlägsnar slaggprodukter. Blodet, lungorna, njurarna och huden behöver vatten för att fungera.
B) Växter och djur behöver också vatten för att kunna växa. Allt liv på jorden är beroende av vatten. Havet kan lagra värme, så att det inte blir så kallt på vintern och så varmt på sommaren. Havet och vattnet kan också lösa stora mängder koldioxid så att växthuseffekten inte blir så stor.

3.
A) När vattenånga övergår till vatten.
B) Det vatten som utgör den underjordiska delen av vattnets kretslopp i naturen. Är också ofta det vatten vi dricker.  
C) Ytspänning förekommer vid gränsen mellan två olika faser, till exempel mellan vatten och luft. Ytspänningen uppkommer av kraften som finns mellan molekylerna. Du kan se ytspänningen som ett slags hinna.
D) Ett fenomen som vi kan se när en vätska av sig själv dras upp i ett tunt rör.
E) Vi talar om osmos när vatten och andra vätskor sugs upp, transporteras eller tar sig genom en cellvägg eller ett skal. På båda sidor om cellväggen skall det finnas lösningar med olika koncentration och då kommer vätskan att vandra genom väggen från den sidan som har lägre koncentration till den som har högre för att koncentrationen ska jämnas ut.

4.
Vattenkraft kan skapas så länge vi har vatten som rinner och håller igång en turbin. Vattnets kretslopp ser till att det kommer nytt vatten som kan rinna neråt mot kraftverket.

5.
Vattenånga kan bli mycket varmare än 100 grader. Vattnet byter bara aggregationstillstånd vid 100 grader celsius.

6.
Vatten är ett ofarligt lösningsmedel. Andra lösningsmedel som till exempel lacknafta är miljöfarliga.

7.
Ytspänningen gör att man kan fylla på ett glas med råge.

8.
Kapillärkraften gör att växten ändå kan ta upp vatten.

Ordförklaringar

• Fas
• Grundvatten
• Joner
• Kapillärkraft
• Osmos
• Slaggprodukt
• Turbin
• Ytspänning
• Ytvatten

Pdf-dokument att skriva ut. Kontrollera inställningarna på din skrivare så att korten skrivs ut rätt. Ordet ska finnas på kortets ena sida och förklaringen på andra sidan.