4. kafli

1. 4. kafli Efnabreytingar

2. Varðveisla massans: • Þótt efni taki breytingum (t.d. skipti um ham eða hvarfist) þá helst massi efnanna sem taka þátt í breytingunum óbreyttur fyrir og eftir • Frumeindir efna varðveitast við efnabreytingar ? Hvað verður um vaxið

3. Tegundir efnabreytinga: • Efnabreyting er hvers konar breyting sem verður á efni vegna breytinga á aðstæðum, hita og þrýstingi • Þrjár gerðir efnabreytinga: • Hamskipti • Leysing • Efnahvarf

4. Hamskipti: • Við hamskipti haldast frumeindir og sameindir óbreyttar en hreyfing þeirra breytist (eykst eða minnkar) • úr föstum í fljótandi ham (bráðnun) • úr fljótandi í loftkenndan ham (uppgufun) • úr loftkenndum í fljótandi (þétting) • úr fljótandi í fastan (storknun)

5. Breytt hreyfing sameindanna við fasaskipti:

6. Leysing: • er þegar efni leysist upp í öðri efni (leysinum) • Líkur leysir líkan: • efni af sömu eða svipaðri gerð leysast gjarnan hvert í öðru • vatn og olía eru ólík efni og leysast því ekki upp hvert í öðru nær hún naglalakkinu af með vatni?

7. Leysni: • segir til um hversu mikið af einu efni leysist upp í ákveðnu magni af öðru efni • Dæmi: leysni sykurs í vatni segir okkur hversu mörg grömm af sykrinum leysast upp í 100 g. af 20°C heitu vatni: • leysni sykurs í vatni er 204 g/100 g af vatni Hvað leysast mörg grömm af sykri í bolla með 200 grömmum af 20°C vatni?

8. Leysni og hitastig: • Vökvar og föst efni: • leysni eykst með hækkandi hitastigi • Lofttegundir: • leysni minnkar með hækkandi hitastigi Í hvoru glasinu er meira af uppleystum lofttegundum?

9. Mettun lausna: • Leysni efnis segir til um hversu mikið af efni leysist upp í leysinum • Þegar því marki er náð er lausnin METTUÐ: • ef meira efni er bætt í lausnina leysist það ekki upp heldur fellur til botns/gufar upp • Ómettuð lausn hefur ekki náð hámarkinu Hvernig getum við séð hvort þessi lausn kaffi og vatns sé mettuð?

10. Efnahvörf: • frumeindir og sameindir endurraða sér þannig aðný efni verða til og önnur hverfa • Sameindir sundrast – ekki frumeindir • Frumeindirnar hverfa ekki, þær endurraðast bara • sagt að efnin hvarfist eða að þau gangi í efnasamband við annað efni • Dæmi: vetni og súrefni verður að vatni (þetta gerist t.d. í vélum vetnisbíla) H2(g) + O2(g) H2O(l)

11. Lögmálið um ákveðið hlutfall: • Þegar tvö eða fleiri frumefni mynda efnasamband sameinast þau ætíð í ákveðnu hlutfalli • Dæmi: H2O – alltaf 2 H fyrir 1 O • Dæmi:2 H2O  2 H2 + 1 O2 • tölurnar fyrir framan formúlurnar eru stuðlar efnajöfnunnar og sýna hlutföllin í jöfnunni

12. Að stilla efnajöfnur: • Í rétt stilltri efnajöfnu er fjöldi frumeinda sá sami fyrir og eftir efnahvarf, þ.e. báðum megin við örina í jöfnunni. • Að stilla efnajöfnu felur í sér að setja stuðla (tölur) fyrir framan efnatáknin í efnajöfnunni þannig að allar frumeindirnar varðveitist: • Dæmi (efnahvarfið er bruni magníns): Mg + O2 MgO VERÐUR2Mg + O2  2MgO Samtals 4 frumeindir Samtals 2 frumeindir Samtals 4 frumeindir Samtals 3 frumeindir

13. Dæmi: S8 + O2 SO4 Skref 1: Er jafnan stillt? Skref 2: Skoðum aftur jöfnuna: Hvað þarf að gera til að stilla hana? Það vantar S í myndefnið. Við þurfum 8 SO4 til að jafna þetta: S8 + O2 8 SO4 Þá eru jafn margar S báðum megin en komnar 32 O frumeindir myndefnamegin  þurfum því að fjölga O2 hvarfefnamegin: fáum okkur 16 O2. Þá er komin efnajafnan:S8 + 16O2 8SO4Þá eru 8 S báðum megin og 32 O báðum megin og þá er jafnan stillt!! Að stilla efnajöfnur, frh.: hvarfefni myndefni Fjöldi frumeinda ekki jafn  jafnan er EKKI stillt!!!

14. Að stilla efnajöfnur, frh.: Þumalputtareglur: • Jafnan er ekki rétt stillt fyrr en það eru jafn margar frumeindir af hverri tegund báðum megin við örina. • Til að fjölga frumeindum má setja stuðla fyrir framan sameindaformúlur – en það má ekki bæta tölustöfum inn í formúlurnar sjálfar:Dæmi: Til að fá 32 O frumeindir má gera 16 O2en ekki O32

15. Hvað gerist við efnahvörf? • efnahvarf er keðjuverkun: • eitthvað (orka) kemur hlutunum af stað • sameindir sundrast • frumeindir sameinast á nýjan hátt • Orkuþröskuldur er sú orka sem þarf til að sundra upprunalegu sameindunum

16. Bruni eldsneytis: • bruni er efnahvarf:eldsneyti + súrefni  kolefni + kolmónoxíð + koltvíoxíð + vatnsgufa • kolefni og kolmónoxíð eru mengandi, valda lífverum heilsutjóni • aukið magn koltvíoxíðs í andrúmslofti veldur gróðurhúsaáhrifum, þ.e. hækkandi hitastig á jörðu • af hverju er bruni vetnis betri kostur?

17. Útvermar efnabreytingar: • Útvermin efnabreyting: orka losnar út í umhverfið við breytinguna, t.d. þegar kerti brennurkertavax + súrefni  vatn + koltvíoxíð + orka • Brennsla fæðu í líkamanum er útvermin efnabreyting. Við nýtum orkuna sem myndast: • til að halda á okkur hita • keyra líkamsstarfsemina • hreyfa okkur • hugsa o.s.frv.

18. Innvermar efnabreytingar: • Innvermin efnabreyting: tekur orku frá umhverfinu • Dæmi: sundrun vatns með rafgreiningu2 H2O(l)  2 H2(g) + O2(g)

19. Kertaloginn: • Kveiktu á kerti og hafðu hjá þér blað og blýant. Skoðaðu kertalogann vel og vandlega og pældu í þessum spurningar – skráðu pælingarnar hjá þér: • Skoðaðu logann vel og vandlega og hugleiddu þessar spurningar. • Hvað dettur þér í hug þegar þú skoðar logann? • Af hverju er hann svona heitur • Er hann allsstaðar jafn heitur • Til hvers er þráðurinn? • Til hvers er kveikurinn? • Hvernig verður hann til? • Er hann lifandi? • Teiknaðu nákvæma mynd af loganum (í lit)

20. Koleinoxíð og kolefni myndast og mengar Kertaloginn: Vatnsgufa myndast Koltvíoxíð myndast Gulur logi:- ekki eins heitur-sót (kolefni) að brenna Súrefni nærir brunann Blár logi:- mjög heitur-vax sundrast-nýjar sameindir ganga í samband við súrefni Vaxið er eldsneytið í brunann Bruni kertis: vax + súrefni  koltvíoxíð + vatn + koleinoxíð + kolefni

21. Varðveisla massans Hamskipti Leysing leysir leysni Efnahvörf efnajafna stilling efnajafna útvermin efnabreyting innvermin efnabreyting Sýrustig Sýra Basi Súrt regn Yfirlit yfir hugtök í 4. kafla

22. Sýrur • sýra er efni sem gerir vatn súrt • Af hverju verður vatn súrt þegar sýra kemur í það? • Sýran klofnar í vatni og gefur frá sér H+ jón.

23. Basar • Basi eru andstæða sýru • Ef basi er settur í vatn, verður vatnið basískt! • Basinn leysist upp í vatninu og myndar OH- jón. • Uppþvottaduft er mjög basískt.

24. Hlutleysing • þegar sýra og basi blandast saman eyða þau hvort öðru og mynda... • ...vatn • ...salt • þetta kallast hlutleysing

25. -_ Sýrustig sýrustig er mælt með ph – kvarðanum. Vökvar eru hlutlausir ef þeir hafa sýrustigið 7 sýrustig yfir sjö – basískt sýrustig undir sjö – súrt

26. Súrt regn • Vatn drekkur í sig koltvísýring úr umhverfinu • Ef útblástur frá bílum og verksmiðjum er mikill draga regndropar óhreinindin í sig og regnið verður súrt. • Fiskar og aðrar lífverur í vatni eru mjög viðkvæmar fyrir sýrustigi.