Kemins grunder

1. Kemins grunder Föreläsning nr 3Sid 26-38

2. Joner och jonföreningar • Natriumklorid • Vanligt bordssalt • Är uppbyggt av två joner • Na+ och Cl- • Detta är en jonförening

3. Atom odelbar? • Demokritos hade inte riktigt rätt när han påstod att atomen var den minsta beståndsdelen och alltså odelbar. • Det stämmer ej • Atomen består av mindre delar

4. Atomens beståndsdelar • I detta steg behandlar vi atomkärnan och elektronen. • Elektroner är elementarpartiklar. • Dvs. hittills kan man inte se att elektronen skulle bestå av några mindre beståndsdelar. • Elektronen är negativt laddad och rör sig runt atomkärnan. • Hastigheten är hög ca 2 200 000 m/s

5. Atomens beståndsdelar • I atomens inre finns atomkärnan

6. Elektroner • Elektroner rör sig runt atomkärnan. • De rör sig på vissa bestämda avstånd från atomkärnan. • Lite förenklat kan vi kalla dem elektronbanor eller elektronskal. • Elektroner betecknas e-

7. I atomkärnan • I atomens centrum finns atomkärnan. • Atomkärnan kan bestå av två typer av partiklar. • Protoner p+ • Neutroner n0 • I senare årskurser kan vi återkomma till om det finns ändå mindre beståndsdelar.

8. Atomen är oladdad • Ett grundämne • En atom är oladdad • Den har lika många elektroner som protoner. • Man kan se på atomnumret hur många protoner atomen har. • Atomnumret talar om hur många protoner ett grundämne har

9. H Atomnummer 1 en p+ och en e- He atomnummer 22 p+ och 2 e- Li atomnummer 3kan du gissa? Rätt3 p+ och 3 e- Hur många protoner kan järn ha? Kolla efter atomnummer i periodiska systemet Atomnummer 26 Dvs 26 protoner och 26 elektroner Några exempel

10. Neutroner • Neutronen är oladdad n0 • Det går att räkna ut hur många neutroner det finns i kärnan. • Det verkar som att ju större eller tyngre en atomkärna är desto fler neutroner.

11. Atommassa • På sid 390 i kemiboken finns en tabell där man kan se atommassorna för några av de vanligaste grundämnena. • En proton väger ca 1 u • Neutronen väger också 1 u • Elektronen väger betydligt mindre 0,00548579909067 u ≈5/1000 u • u = atommassenheten

12. Antal neutroner • För att beräkna antalet neutroner • Atommassa – atomnummer = antal neutroner • Ex: Aluminium har atomnummer 13 och har atommassan 27 • 27 -13 = 14 neutroner

13. Stor atom • Om vi jämför med en väldigt stor atom som plutonium • Plutonium Pu har atomnummer 94 och atommassan 244 • 244 - 94 =150 neutroner • Ju större atom desto fler neutroner

14. Hur många neutroner finns i följande ämnen? Väte Syre Zink H har inga neutroner O har 8 neutroner Zink har 35 neutroner Räkna

15. Isotoper • Ibland hittar man varianter på grundämnen. • Deuterium är en variant av vanligt väte. • Den har en p+, en e- och en n0 • Deuterium är en isotop av väte • En annan väteisotop är tritium.

16. Många av de små atomerna • Har lika många neutroner som protoner. • När atomkärnan blir större verkar de krävas fler neutroner för att kärnan inte ska falla sönder. • Atomer som sönderfaller av sig själva kallas radioaktiva

17. Borde inte elektronen dras mot kärnan? • Elektronens höga hastighet håller kvar den i rörelse runt kärnan. e- P+

18. Jon • Laddad atom • Om atomen tappar eller lyckas dra till sig en elektron rubbas jämvikten • Atomen blir laddad • En laddad atom kallas jon

19. Exempel på joner • Natrium lämnar ganska enkelt ifrån sig en elektron.Och bildar då den positivt laddade natriumjonen Na+ • Kloratomen drar gärna till sig en elektron och bildar då den negativa kloridjonenCl-

20. Namn på joner • Positiv jonLägg till jon till namnet på atomenJärnjon, silverjon, kopparjon • Negativ jonLägg till id före jonkloridjon, oxidjon, jodidjon

21. Olika egenskaper • En atoms egenskap och dess jons egenskap skiljer sig åt. • Grundämnet klor är en gas som är mycket giftig. • Kloridjonen är inte alls giftig den finns i kroppen och är livsnödvändig.

22. H Na Fe O H+ Na+ Fe2+ eller Fe3+ O2+ Vi återkommer i senare årskurser hur mangissa vilken laddning en jon får Hur skriver man joner

23. Sammansatta joner • Hela molekyler kan också bilda joner • En av de vanligaste sammansatta jonerna är hydroxidjonen • OH-

24. Plus och minus dras till varandra • Detta gör att positiva joner och negativa joner kommer att dras till varandra. • Då bildas en jonförening • Na+ Cl- • NaCL • Jonföreningar kan bestå av tusentals joner som sitter ihop som i en kristalliknande form

25. Jonförening och jonbindning • När joner förenas kallar vi det för jonförening. • Jonerna hålls ihop av en jonbindning • En jonbindning är stark. • Det krävs ofta mycket höga temperaturer för att bryta en jonbindning.

26. Salter • Inom kemin har ordet salt en annan innebörd. • Med salt menas en jonförening • T.ex. magnesiumoxid (MgO), kalciumkarbonat (CaCO3), salmiak (NH4Cl) 

27. Allting är byggt av atomer och joner • Joner är lika vanliga som atomer. • Rost, järnoxid är en jonförening. • När man letar efter mineraler finner man dem ofta i jonföreningar. • För att bryta jonföreningarna krävs höga temperaturer t.ex. bauxit som är en rödbrun bergart ur vilken kan framställas aluminium, koppar och järn.

28. Blandningar • Inom kemin skiljer man mellan rena ämnen och blandningar • Rena ämnen består bara av en sorts atomer eller en sorts molekyler. • Guld är ett rent ämne som består av guldatomer • Vatten är ett rent ämne som består av vattenmolekyler • Men det mesta vi ser är blandningar

29. Blandning • En blandning består av flera olika ämnen • Det kan vara flera olika grundämnen eller flera olika kemiska föreningar. • Det finns flera olika typer av blandningar

30. Uppslamning • T.ex. sand och vatten • När man rör om slammas sanden upp • Men om det får stå ett tag sjunker sanden till botten. • Välling och Oboy är exempel på uppslamningar.

31. Emulsion • Om man blandar olja och vatten vill oljan gärna lägga sig ovanpå. • Om man vispar runt kraftigt bildas en grumlig blandning med små oljedroppar i vattnet. • Detta är en emulsion • Majonnäs, hudkrämer och smink är emulsioner

32. Lösning • När man blandar socker och te och rör om kan man inte längre se sockerkristallerna. • Det har bildats en lösning. • Sockermolekylerna har bäddats in av vattenmolekylerna.

33. Mättad lösning • Om man fortsätter att hälla i socker i teet så går det nog bra i början men efter ett tag lägger sig sockret på botten. • Då har det bildats en mättad lösning • Lösligheten påverkas av temperaturen. • Det går att lösa mer socker i varmt te än kallt.

34. Lösningsmedel • Vatten är ett bra lösningsmedel • Men det fungerar inte tillsammans med feta ämnen. • Då kan man behöva andra lösningsmedel t.ex. aceton eller lacknafta. • Dessa ämnen luktar starkt och är giftiga därför behövs bra ventilation när man använder dem.

35. Haven är salta • När regnvatten bildar floder och älvar förs salter, jonföreningar ut i haven. • På grund av avdunstningen blir haven saltare och saltare. • Man kan utvinna koksalt ur havsvatten

36. Gaser kan lösas i vätskor • Fasta ämnen löser sig bättre i varmt än kallt vatten. • Med gaser är det tvärtom • Mer koldioxid kan lösas i kallt än varmt vatten. • Gaser löser sig bättre i kalla vätskor.

37. Separationsmetoder • Om storleken skiljer sig åt kan man t.ex. sila. • Vi kan använda ett durkslag för att skilja den nykokta spagettin från kokvattnet.

38. Dekantering • At försiktigt hälla av den översta vätskan kallas för dekantering. • En uppslamning av sand och vatten kan t.ex. dekanteras när sanden fått sjunka ett tag.

39. Filtrering • Med ett filterpapper kan man sila bort väldigt små partiklar. • Det finns filterpapper med olika hålstorlek. • Ett riktigt fint filterpapper släpper bara igenom vattenmolekyler.

40. Centrifugering • Med hjälp av en centrifug som roterar med hög hastighet kan man separera ämnen. • De tyngre ämnena slungas utåt.

41. Separatorn • En svensk uppfinning som genom centrifugering skiljer grädde från mjölk. • Fettet i mjölken är en emulsion. • Genom att centrifugera trycks de tyngre fettmolekylerna utåt.

42. Svårare att separera en lösning • En saltlösning är svårare att separera. • Ingen av de tidigare beskrivna metoderna fungerar. • Men man kan destillera. • När man destillerar följer inte saltmolekylerna med.

43. Destillering

44. Destillation • Genom att utnyttja olika ämnens kokpunkt kan man separera vätskor. • Destillation av olja gör att man kan få fram t.ex. bensin och fotogen • När man tillverkar sprit separerar man vätskor.

45. papperskromatografi • Ämnen som löser sig lätt kommer att sprida sig bättre på ett fuktigt papper än ett svårlösligt ämne. • Kromatografi är både en separations metod och en analysmetod

46. Instudering • Läs sid 26- 38 • Gör ”Testa dig själv” • 1:7 • 1:8 • 1:9