3. Kolets kemi
Centralt innehåll
Kapitlet handlar om:
- grundämnet kol och olika former av rent kol
- kolets olika kretslopp
- hur kolatomen bildar föreningar och hur kolväten bildas
- alkaner, deras egenskaper och användning
- olika modeller för att avbilda molekylerna
- alkener och alkyner, deras molekylstruktur och exempel på hur de används
- växthuseffekten och hur förbränning av olika kolväten inverkar på klimatet.
Undervisningstips och tilläggsinformation
s. 59 Kan bubblorna brinna?
Syftet med inledningsexperimentet är att ge en vardagskoppling till den organiska kemin, samtidigt som experimentet är spännande. Experimentet kan göras ännu mera spännande om man utför det enligt videon nedan.
Obs!
Det behövs tydliga instruktioner och experimentet bör göras under sträng uppsikt av läraren så att en elev åt gången får testa.
Här är det särskilt viktigt att eleverna kommer ihåg att blöta ner armen, ta bort eventuella bubblor som hänger under handen och att hålla handen med bubblorna absolut rak.
Titta på Experimentarkivets video Eldbubblorna.
s. 60 Sotarmurre
Syftet med experimentet är att få eleven att inse att det faktiskt finns kol också i flytgasen. Provrör och fingrar färgas svarta av den gula eldslågan. Eleverna förstår antagligen att det är sot, det vill säga kol. Kolet härstammar från gasen i brännaren, som alltså måste innehålla kol.
Som fördjupning kan ni gärna titta på videon (9 minuter) om kol, som är det fjärde vanligaste grundämnet i universum.
Eleverna kan också använda spelet om kolets kretslopp i Skolresurs materialbank.
s. 65 Rena vatten med aktivt kol
Experimentet visar hur aktivt kol kan binda många molekyler till sig och därmed rena vattnet från andra molekyler. Aktivt kol är finfördelat amorft kol. Det är mycket poröst och porerna skapar en stor specifik yta där adsorption och kemiska reaktioner kan ske. Man kan också rena andra vätskor, till exempel en cola-dryck, te eller kaffe. Ni kan testa med saft, gärna med stark doft, och se om också doftämnen binds till kolet. Med vissa vätskor måste man kanske upprepa experimentet flera gånger för att få en helt klar vätska.
Ni kan även titta på videon som visar hur Hans Persson testar att filtrera olika sorters läsk med finmalet kol.
Som inspiration kan ni också titta på videon (3 minuter) som visar hur eleverna kan bygga ett vattenreningsverk.
s. 74 Torrdestillation av trä
Det här är ett klassiskt experiment som med fördel kan utföras som en demonstration. Syftet är att visa på de förbränningsprodukter som kan uppstå vid syrefattig förbränning av trä, det vill säga pyrolys. Innan man försöker tända på gasen som kommer ut ur röret bör man låta luften och vattenångorna först pysa ut. Sen är det bara att tända på. Gasen som brinner består delvis av metan. Men när man för den ner i BTB-lösningen kommer den att färga lösningen gul, vilket indikerar att lösningen blivit sur. Man kan därför anta att gasen också innehåller koldioxid som i vattenlösningen blir till kolsyra. Innehållet i provröret kommer efter torrdistillationen att lukta kraftigt av tjära, som alltså är ännu en slutprodukt vid torrdestillation.
s. 79 Vilken förening är omättad?
Provröret med etanol kommer att förbli lila. Det är alltså citronsyran som innehåller dubbel- eller trippelbindningar och är omättad.
s. 80 Tillverka svetsgas
Syftet med experimentet är att visa att etyn är en brännbar gas. I degeln bildas bubblor innehållande etyn. De brinner med en liten puff.
Kalciumkarbid kan orsaka irritation i luftvägarna, så man bör se till att utrymmet är väl ventilerat. Använd gärna dragskåp.
Karbidlampor användes under tidigt nittonhundratal när det inte fanns elektricitet eller fotogen. I en karbidlampa droppade vatten på karbid så att det bildades etyn, som sedan antändes. Karbidlampor kunde också användas som cykellampor. Eleverna kan leta bilder av och information om olika karbidlampor på internet.
Tilläggsexperiment till kapitel 3
Immiga glaset
(experiment i samband med texten på sidan 62)
Vad uppstår förutom koldioxid i samband med förbränning av organiska ämnen?
Du behöver:
- en gasbrännare
- en tändare
- en stor, torr E-kolv.
Gör så här:
- Tänd gasbrännaren.
- Reglera luftintaget så att lågan är blå.
- Håll E-kolven vänd upp och ner med dina fingrar om botten på kolven.
- För kolvens mynning en gång av och an över gaslågan.
- Undersök snabbt insidan på kolven. Vad kan du se?
Undersök bensin
(experiment i samband med texten på sidan 72–73)
Du behöver:
- kalkvatten
- en stor bägare, 250 ml eller större
- bensin
- en pipett
- en degel med lock
- en glasstav
- en braständare eller långa tändstickor.
Gör så här:
- Häll cirka en centimeter kalkvatten i bägaren.
- Ställ degeln i kalkvattnet i bägaren och sätt på locket upp och ner på degeln.
- Droppa ett par droppar bensin på degelns lock. Ställ undan bensinflaskan.
- Tänd på bensinen med tändaren.
- Håll glasstaven i lågan. Vad bildas på glasstaven? Vilket atomslag finns alltså i bensinen?
- Vad händer med kalkvattnet? Vad bildas alltså när bensin brinner?
Bygg kolväten med molekylbyggsats
(övning att göra i anslutning till sidan 78)
Du behöver:
- En molekylmodellsats med minst 5 kolatomer och 12 väteatomer samt 16 böjbara bindningar.
Gör så här:
- Bygg ett kolväte i taget. Kom ihåg att alla kolatomer ska ha fyra bindningar.
- Rita av din modell i tabellen och skriv därefter strukturformeln och molekylformeln.
- Förena inte kolatomerna till ringar.
Du kan skriva ut tabellen i bilagan eller dela den digitalt med dina elever. Pdf-filen har öppna fält där eleverna kan skriva in direkt i tabellen.
Pdf-dokument att skriva ut.
Simulering: Bygg kolväten i 3D
(övning att göra i anslutning till sidan 78)
- Gå till playground och bygg din molekyl.
- Tryck sedan på 3D för att se hur den ser ut med bindningar.
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. 77 Frukter
Vad tror du har hänt med bananen?
Har du märkt något sådant med frukter hemma hos dig?
Vad hände då?
Hur kunde du dra nytta av det här fenomenet?
s. 81 Tankning av biogas
Har du åkt med något fordon som drivs av biogas?
Vilket fordon i så fall?
Vet du om det finns någon tankningsstation för biogas nära där du bor?
Hur tror du att biogasen kommer att användas i framtiden?
Tror du att biogas kommer att kunna tankas på lika många ställen som man i dag kan tanka bensin eller ladda elbilar?
Varför tror du så?
Facit till uppgifterna på sidorna 82–83
2.
Organiska föreningar härstammar från levande organismer, de innehåller alla kol. Oorganiska föreningar finns i den icke-levande naturen.
3.
A) Till exempel proteiner, kolhydrater, oxalsyra, myrsyra, etan, metan och fetter.
B) Till exempel koldioxid, kolsyra och karbonater.
4.
Allt levande innehåller kol.
5.
Koldioxid och vatten.
6.
A)

B) I naturgas och biogas.
C) Till exempel till bränsle.
D) Om metangasen är naturgas, och alltså är fossil, så tillför den kol till atmosfären och bidrar till den ökade växthuseffekten.
7.
Biogas innehåller kolatomer som redan finns i kolets snabba kretslopp. Den ökar inte på antalet kolatomer som finns i kretsloppet.
8.
Tjära användes, och används fortfarande, som skydd för träkonstruktioner.
10.
Beroende på hur eleven väljer kan hen skriva följande koder:
Alkaner:
- n = int(input("Hur många kolatomer har molekylen? "))
- väte = 2*n +2
- print("En alkan med ",n," kolatomer har ",väte," väteatomer")
Alkener:
- n = int(input("Hur många kolatomer har molekylen? "))
- väte = 2*n
- print("En alkan med ",n," kolatomer har ",väte," väteatomer")
Alkyner:
- n = int(input("Hur många kolatomer har molekylen? "))
- väte = 2*n - 2
- print("En alkan med ",n," kolatomer har ",väte," väteatomer")
Ordförklaringar
- Alkan
- Alken
- Alkyn
- Biomassa
- Dubbelbindning
- Enkelbindning
- Fulleren
- Grafen
- Grafit
- Karbonat
- Kolkedja
- Kovalent bindning
- Mättad kolväteförening
- Nedbrytare
- Oktettstruktur
- Omättad kolväteförening
- Oorganisk
- Organisk
- Trippelbindning
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.