KOSMOS PER AUDUN HESKESTAD • AGNETE ENGAN
HARALD LIEBICH • HILDE CHRISTINE MYKLAND
SF
KAROLINE NÆRØ • SVEIN ARNE EGGEBØ VALVIK NATURFAG FOR STUDIEFØRBUANDE UTDANNINGSPROGRAM
LÆREBOK • NYNORSK
© CAPPELEN DAMM AS, 2020 ISBN 978-82-02-65286-9 7. utgåva, 1. opplaget 2020 Kosmos SF følger læreplanen for Kunnskapsløftet LK20 i faget naturfag og er laga til bruk på studieførebuande utdanningsprogram på Vg1 i vidaregåande skule. Hovudillustratør: Bjørn Norheim Illustrasjon s279: Terje Sundby/Keops Omslagsdesign: Kristine Steen/07 Media Omslagsfoto: Getty Images/yanikap Grafisk formgiving: Kristine Steen/07 Media Forlagsredaktørar: Anne Muniz og Martine Kloster Trykk og innbinding: Livonia Print, Latvia 2020 Nynorsk omsetting: Dag Kristian Ellingsen Boka er sett i Berling 11 punkt og trykt på 100 g G-print Materialet i denne publikasjonen er omfatta av føresegnene i åndsverkloven. Utan særskild avtale med Cappelen Damm AS er all framstilling av eksemplar og tilgjengeleggjering berre tillate i den utstrekninga det er heimla i lov eller tillate gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettshavarar til åndsverk. Utnytting i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndraging, og kan straffast med bøter eller fengsel. www.cdu.no www.kosmos.cdu.no
2
Innhald Forord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 Naturvitskap . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1 Kva er naturfag? . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2 Korleis jobbar vi med naturfag? . . . . 10 1.3 Modellar og teoriar i naturfag . . . . . . 17 1.4 Programmering i naturfag . . . . . . . . . 21 1.5 Usikkerheit, kjeldekritikk og formidling av forsking . . . . . . . . . . . . 26 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2 Bølger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1 Bølger og svingingar . . . . . . . . . . . . . 36 2.2 Mekaniske bølger . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.3 Elektromagnetiske bølger . . . . . . . . . 43 2.4 Bølgefenomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.5 Trådlaus kommunikasjon . . . . . . . . . 52 2.6 Trådlause kommunikasjonssystem i den digitale kvardagen vår . . . . . . . . 53 2.7 Overføring av digital informasjon . . . 56 2.8 Utvikling av nye kommunikasjons system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3
Stoff og bindingar . . . . . . . . . . . . 73
3.1 Atom og atommodellar . . . . . . . . . . . 74 3.2 Grunnstoff og periodesystemet . . . . . 76 3.3 Stoff reagerer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.4 Ionebinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.5 Elektronparbinding . . . . . . . . . . . . . . 86 3.6 Metallbinding . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.7 Vatnet sine eigenskapar . . . . . . . . . . 93
3.8 Stoff og faresymbol . . . . . . . . . . . . . . 97 3.9 Avfallshandtering . . . . . . . . . . . . . . . 98 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4 Karbonsambindingar . . . . . . . . 109 4.1 Kvifor er karbon så spesielt? . . . . . . 110 4.2 Uorganiske karbonsambindingar . . . 111 4.3 Organiske sambindingar og organisk kjemi . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4.4 Hydrokarbon . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.5 Alkoholar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 4.6 Organiske syrer . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.7 Plast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
5
Næringsstoffa i maten . . . . . . . 135
5.1 Næringsstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.2 Energi i maten . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.3 Organiske sambindingar blir danna i fotosyntesen . . . . . . . . . . . . 139 5.4 Protein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 5.5 Karbohydrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.6 Feitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.7 Næringsstoff som ikkje gir energi . . 148 5.8 Vatn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 5.9 Fordøying av næringsstoffa . . . . . . . 151 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
3
6
Livsstil og helse . . . . . . . . . . . . . 161
9 Bioteknologi . . . . . . . . . . . . . . . 263
6.1 Livsstil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 6.2 Kosthald som livsstilsfaktor . . . . . . . 163 6.3 Mat og miljø . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 6.4 Aktiv livsstil . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 6.5 Vekt og slanking . . . . . . . . . . . . . . . 173 6.6 Livskvalitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
9.1 Tradisjonell og moderne bioteknologi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 9.2 Genmodifiserte organismar (GMO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 9.3 Kor skeptiske bør vi vere til genmodifisering? . . . . . . . . . . . . . 271 9.4 Gentestar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 9.5 DNA-profilar . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 9.6 Genterapi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 9.7 Kloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 9.8 Stamceller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
7 Stråling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 7.1 Elektromagnetisk stråling . . . . . . . . 190 7.2 Radioaktiv stråling . . . . . . . . . . . . . 194 7.3 Ioniserande stråling . . . . . . . . . . . . 199 7.4 Nytte av ioniserande stråling . . . . . . 202 7.5 Kva finst der oppe? . . . . . . . . . . . . . 205 7.6 Det store smellet – big bang-teorien . . . . . . . . . . . . . . 207 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
8
Arv og evolusjon . . . . . . . . . . . . 219
8.1 Genetikk – eit lite tilbakeblikk . . . . 220 8.2 DNA er arvestoffet . . . . . . . . . . . . . 221 8.3 Samanhengen mellom DNA og kromosom . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 8.4 Formeiring – celler deler seg . . . . . . 227 8.5 Arv og krysning . . . . . . . . . . . . . . . 229 8.6 Andre typar arv . . . . . . . . . . . . . . . . 232 8.7 Miljøet påverkar genane våre . . . . . 235 8.8 Grunnlaget for genetisk variasjon . . 237 8.9 Evolusjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 8.10 Når mennesket påverkar evolusjonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 8.11 Klimaendringar og evolusjon . . . . . . 247 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
4
10 Kretsløp og miljø . . . . . . . . . . . 295 10.1 Karbon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 10.2 Kretsløpet til karbonet . . . . . . . . . . 298 10.3 Klimagassar . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 10.4 Følger av global oppvarming . . . . . 304 10.5 Global oppvarming må stansast . . . 309 10.6 Miljøgifter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 10.7 Tiltak mot miljøgifter . . . . . . . . . . . 313 Samandrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 Oppgåver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Øvingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 Ordforklaringar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Stikkord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 Bildeliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Forord Om Kosmos SF Kosmos SF er eit læreverk som dekker den nye læreplanen frå 2020 i naturfag. I arbeidet med boka har vi vore opptatt av å legge til rette for djupnelæring gjennom å presentere sentralt fagstoff på ein oversiktleg måte, samtidig som vi ønsker å stimulere til nysgjerrigheit og undring hos elevane. Dette har vi gjort ved å bruke varierte og aktuelle eksempel som vi håper vil skape engasjement hos elevane. Slike eksempel finst også i fagstoff markert med «meir om». Der finn ein også relevante fordjupingstekstar. I tillegg har vi lagt inn opne refleksjonsspørsmål undervegs i teksten. Dei eignar seg godt til diskusjon i klassen og kan bidra til å skape undring hos den enkelte eleven. I studiedelen har vi laga varierte oppgåver som bidrar til forståing av fagstoffet i boka. Vi har også laga meir opne oppgåver og forsøk som i mindre grad har eit bestemt svar eller framgangsmåte. Dei legg til rette for læring innanfor dei tverrfaglege temaa i læreplanverket. Med innføringa av programmering som eige kompetansemål i naturfag har vi lagt særleg vekt på å finne eksempel på naturfaglege fenomen der programmering kan bidra til naturfagleg innsikt hos elevane. Vi har lagt vekt på å lage oppgåver med ulik vanskegrad, slik at elevar på alle nivå vil finne oppgåver dei kan lære av. Desse ligg på nettstaden til boka, der teori, eksempel og oppgåver er samla, slik at elevane kan jobbe med stoffet i sin heilskap. Til ein del av oppgåvene er det praktiske oppgåver som skal utførast i klassen i forkant, slik at elevane lettare kan forstå hensikta med programmeringsoppgåva. Til eleven I starten av kvart kapittel finn du dei relevante kompetansemåla frå læreplanen. Du får ei rask og grei oversikt over stoffet i læreboka ved å lese faktarammene undervegs i teksten og samandraget i slutten av kvart kapittel. I tillegg bruker vi mange stader tabellar som summerer opp sen-
trale element i teksten. Ord som kan vere nye, er kursiverte, det same er sentrale omgrep første gong dei blir presenterte. Kursiverte ord blir forklarte, enten i den samanhengen der du møter dei, eller i eigne margtekstar. I tillegg vil du finne dei fleste av desse orda i ordforklaringslista bak i boka. Bruk ordforklaringslista aktivt når du treffer på ord du er usikker på. Du kan gå grundigare inn i dei forskjellige temaa ved å arbeide med ekstrastoffet. Figurane og fotografia er viktige. Dei utfyller teksten og kan ofte belyse eit tema betre enn mange ord. Høyr deg sjølv-oppgåver kjem etter kvart delkapittel og hjelper deg med å lære det mest sentrale. Skal du lære naturfag, er det viktig å jobbe med stoffet. I studiedelen etter kvart kapittel finn du oppgåver som er knytte direkte til fagteksten i kapittelet, i tillegg til oppgåver der du ikkje vil finne svaret i boka. Her må du bruke kunnskapen og ferdigheita du tileignar deg undervegs, til å finne moglege svar, gjerne ved hjelp av andre kjelder enn boka. I tillegg finn du praktiske øvingar som vil bidra til ytterlegare innsikt i naturfaglege arbeidsmåtar. Hugs at naturfag i stor grad er eit praktisk fag. På nettstaden til Kosmos finn du ein eigen programmeringsdel med teori, eksempel og oppgåver knytte til ulike naturfaglege fenomen. I tillegg finn du interaktive oppgåver, animasjonar, filmar, meir lærestoff, nyttige lenker, løysingsforslag til oppgåver og tips til aktivitetar. Vi takkar språkkonsulent, teiknarar, kollegaer, elevar og andre for gode råd og konstruktive innspel i arbeidet med boka. Lykke til med naturfag! Agnete Engan Per Audun Heskestad Harald Liebich Hilde Christine Mykland Karoline Nærø Svein Arne Eggebø Valvik 5
Høyr deg sjølv
?
ssen som gjer at vi evolusjon om heile prose I dag bruker vi omgrepet endre seg, og korleis ein art, korleis artar kan får variasjonar innanfor er årsaka til fanog tida sjon føregår heile nye artar blir danna. Evolu på jorda. mangfald av livsformer tastiske tilpassingar og
HØYR DEG SJØLV
1. 2. 3. 4. 5.
for ein art? genetisk variasjon innan Kvifor er det viktig med eiring gi genetisk variasjon? Korleis kan kjønna form Kva er ein mutasjon? ? Forklar. ørt til neste generasjon Kan ein mutasjon bli overf føre til evolusjon? Korleis kan mutasjonar
Reisene til Charles Darwin aget for (1809–1882) la grunnl g utval teorien hans om naturle på jorda. og utvikling av artane
Faktaramme
singar har denne
art du kjenner. Kva tilpas Ta utgangspunkt i ein et sitt? arten gjort til leveområd
lar om korleis Evolusjonsteorien hand Evolusjon betyr utvikling. eller mindre at alt liv på jorda i større artar utviklar seg, og om ndre. grad er i slekt med kvara
8.9 Evolusjon
avet til artane (1859) in som i boka Om opph Det var Charles Darw utviklinga av det sjon. Teorien forklarer evolu om n teorie fram først la in gjorde ei rekke stuav artar på jorda. Darw store mangfaldet vi har mange ulike anna blant og dyr. Han studerte dium av både plantar kalla finkar. Dei mest ei gruppe småfuglar kjempeskjelpadder og msegling da han gjorde han under ei jordo avgjerande observasjonane ligg utanfor kysten av Galápagosøyane, som innom var anna blant kor mange artar som såg han med eigne auge Sør-Amerika. På turen e var. På baktil kor like mange av artan e merk også la han fanst. Og formulerte han dei andre sine observasjonar grunn av sine eigne og samansette meir til eg utvikling frå enklare første ideane om ei mogl jorda i større eller minis alle former for liv på livsformer, og om korle kvarandre. dre grad er i slekt med
Refleksjonsspørsmål
Basisstoff
Kursivord
+
Finkane til Darwin
av Først etterpå, inspirert på Galápagosøyane. så opptatt av finkane fuglane, fatta han interDarwin var sjølv ikkje variasjonen hos desse hadde gjort av den store like ut, men hadde observasjonane andre i slekt. Finkane såg ganske vere å til ut såg som ig av kva øy dei levde esse for kor mange artar på nebba sine, avheng hadde dei ulik fasong ulike fuglane åt, og ulikt levesett. Blant anna var tilpassa maten dei med at fasongen på nebbet hadde stranda på på. Darwin konkluderte same art som ein gong a frå nokre få fuglar av stamm nlegvis at dei sannsy e øyane. desse avsidesliggand
MEIR OM
gosøyane. Ulike finkar på Galápa rm er ei Utviklinga av ulik nebbfo å ete. tilpassing til kva dei fann
ing.
Evolusjon betyr utvikl
3 1
gruppe Ein populasjon er ei lever individ av ein art som e. i same områd
til ulike Tilpassingar artar gjer aste formiljø, kan ta dei utruleg berre i mer. Skeivnebblo finst den einaste New Zealand. Det er har eit fuglearten i verda som sida. nebb som er bøygd til han for å Denne tilpassinga har under kunne leite etter mat derfor særrunde steinar. Han er gjeld val av deles kresen når det berre i elvar leveområde, og finst steinane der vatn rt glaskla med storleik. er runde og av ein viss
4
2
rleg utval Evolusjon skjer ved natu e fleire avkom enn det får i løpet av livet mang Dei fleste organismar se om ressursane. Ofte det blir stor konkurran som kan leve opp, og som døyr, i ein popusom overlever, og kven avgjer reine tilfelle kven ida som har r 8.1 eve størst for dei indiv å overl n forFigu lasjon. Likevel er sjanse et dei lever i. Dersom dei best tilpassa miljø eigenskapar som gjer førte vidare bli dei vil arv, i overleving, går eigenskapane som gir auka føre til endringar i generasjonar kan dette til avkommet. Etter fleire enn dei var ge vanle eigenskapar blir meir populasjonen, slik at nokre 8 • Arv og evolusjon
241
240
Illustrasjonar/bilde
Slik er boka bygd opp: Basisstoff: Dette er stoff som alle elevar skal lese. Her er det viktigaste tatt med (læreplanstoffet).
Margtekst
Ekstrastoff
Kursivord: Sentrale ord i teoristoffet er kursiverte. Nokre av orda er forklarte der dei er brukte, andre finn du meir om i ordforklaringslista bak i boka.
Ekstrastoff: Dette behøver ikkje alle elevar å lese. Her står det interessant tilleggsstoff eller stoff som er ei fordjuping av læreplanstoffet.
Faktaramme: Her finn du ei oppsummering av sentralt stoff i avsnittet du nettopp har lese.
Margtekst: Margtekstar inneheld ordforklaringar eller utdjupar basisteksten.
Illustrasjonar/bilde: Gjer levande og forklarer teksten i teoristoffet.
Refleksjonsspørsmål: Opne refleksjonsspørsmål finn du undervegs i teksten. Dei kan bidra til undring og diskusjon i klassen.
Høyr deg sjølv: Oppgåver som hjelper deg å lære det mest sentrale i delkapittelet.
6
4 Karbonsambindingar Kva hadde du svart viss nokon spurde deg kva for ei kjemisk sambinding som er viktigast for livet på jorda? Kanskje ville du svart vatn eller oksy gen? Dersom spørsmålet hadde vore kva for eit grunnstoff som er det viktigaste for livet på jorda, må svaret bli karbon. Karbon er det grunn stoffet som inngår i flest kjemiske sambindingar. Vi omgir oss med og kler oss i karbonsambindingar kvar einaste dag. Når du drikk brus, er det karbonsambindingar både i brusen og i plastflaska du drikk frå. Kleda dine er også laga av stoff der karbon er den viktigaste byggesteinen. I dette kapittelet skal vi sjå nærmare på nokre karbonsambindingar, kva eigenskapar dei har, og på nokre reaksjonar dei inngår i.
DETTE LÆRER DU OM:
• utforske eigenskapar og reaksjonar til nokre organiske
og uorganiske karbonsambindingar, gi eksempel på bruksmåtar og gjere greie for kva betydning karbonet har for livet på jorda
4 • Karbonsambindingar
109
I DETTE KAPITTELET LÆRER DU OM:
4.1 Kvifor er karbon så spesielt?
• grunnstoffet karbon • uorganiske karbonsambindingar • organiske karbonsambindingar • korleis karbonsambindingar kan påverke miljøet
6
Alle levande organismar på jorda inneheld karbon. Både virus, bakteriar, sopp, algar, plantar og dyr inneheld mange sambindingar der karbonatom dannar «skjelettet». Cellevegger, cellemembran, DNA og næringsstoff er alle bygde opp av karbonsambindingar. Karbon er grunnstoff nummer 6 i det periodiske systemet. Det er plassert i gruppe 14 og har 4 elektron i det ytste skalet. Det gjer at eit karbonatom vil danne 4 bindingar med andre atom for å få fylt opp ytterskalet sitt. Reint karbon finst som grafitt, diamant eller kol. Du lærte om oppbygninga og eigenskapane til diamant og grafitt i kapittel 3. Kol er danna frå nedbrotne planterestar og inneheld mellom 60 og 100 prosent karbon.
Kol inneheld mykje karbon. Kol står for rundt tretti prosent av energiproduksjonen på jorda, og blir rekna som den energikjelda som er mest skadeleg for miljøet på grunn av store utslepp av blant anna karbondioksid, CO2.
I kjemi deler vi sambindingar inn i organiske og uorganiske. Dei aller fleste karbonsambindingane er organiske sambindingar. Berre nokre få er uorganiske. Alle dei organiske sambindingane har éin ting felles, dei inneheld karbon. Meir enn ti millionar organiske sambindingar er kjente, og det blir oppdaga og laga mange nye kvart år. Uorganiske sambindingar utgjer alle sambindingar som ikkje inneheld karbon, og nokre få som inneheld karbon. Vi skal starte med å sjå nærmare på nokre av dei uorganiske karbonsambindingane.
Alt levande på jorda inneheld karbon. I kjemien deler vi sambindingar inn i organiske og uorganiske. Alle organiske sambindingar inneheld karbon. Dei uorganiske sambindingane utgjer alle sambindingar som ikkje inneheld karbon, og nokre få som inneheld karbon.
110
?
HØYR DEG SJØLV
1. Kor mange bindingar kan eit karbonatom ha til andre atom? 2. Kva blir meint med organiske og uorganiske sambindingar? 3. Kva har alle organiske sambindingar felles?
4.2 Uorganiske karbonsambindingar Den mest kjente uorganiske karbonsambindinga er karbondioksid, CO2. I kapittel 3 såg du på nokre eigenskapar til CO2: Ho sløkker brann, blakkar kalkvatn og fargar vatn med BTB gult. BTB er ein syre– base-indikator som er gul i sure løysningar. CO2 blir danna ved forbrenning av blant anna drivstoff, som bensin, diesel og biogass. Alle forbrenningsreaksjonar frigir energi. Forbrenningsreaksjonar blir brukte til oppvarming av bustader og i mange transportmiddel. Dei er også viktige for energiomsetninga i levande organismar. CO2 blir danna under celleandinga når næringsstoffa i maten blir brotne ned. Reaksjonslikninga nedanfor viser reaksjonen for prosessen vi kallar celleandinga. Celleandinga er ein forbrenningsreaksjon: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energi Glukose og oksygen reagerer, og det blir danna karbondioksid og vatn. Samtidig frigjer reaksjonen energi. Du kan lese meir om celleanding i kapittel 5.
Ved som brenn, er eit eksempel på ein forbrenningsreaksjon. Når det er oksygen til stades, får vi ei fullstendig forbrenning slik at sluttproduktet blir CO2.
Du kjenner kanskje til kolsyre? Kolsyre er trivialnamnet til sambindinga som i kjemien heiter karbonsyre. Trivialnamn er vanleg brukte daglegnamn som vi bruker i staden for det kjemiske eller systematiske namnet. Karbonsyre (H2CO3) får brus og mineralvatn til å «bruse». Karbonsyra blir danna når CO2-gass blir bobla ned i vatn. H2O(l) + CO2(g) → H2CO3(aq) Brus blir produsert ved høgt trykk. Da kan vi få meir CO2 i brusen enn ved vanleg lufttrykk. Brusinga når du opnar flaska, kjem av CO2 som slepper ut av brusen igjen. I kapittel 3 lærte du at bakepulver og natron inneheld natriumhydrogenkarbonat (NaHCO3). Hydrogenkarbonat og karbonat (stoff som inneheld HCO3− og CO32--ion) er uorganiske karbonsambindingar som er viktige for mange organismar. Blant anna er karbonat viktige byggesteinar i eggeskalet til fuglar og hos mange vasslevande organismar med skal, som sniglar, skjel og korall. 4 • Karbonsambindingar
111
Karbonat er ein viktig del av bergartar som marmor. Her ser du operaen i Oslo, han er kledd med marmor utvendig.
Karbonat er også ein viktig del av mange bergartar, som marmor og kalkstein. Knust og brend kalkstein blir brukt til å lage sement og betong.
Uorganiske karbonsambindingar er blant anna karbondioksid (CO2), karbonsyre (kolsyre) og karbonat.
Uorganiske karbonsambindingar og miljø Mengda av CO2 i atmosfæren har auka kraftig dei siste to hundre åra på grunn av menneskeleg aktivitet. I atmosfæren er CO2 ein av klimagassane som bidrar til drivhuseffekten (sjå kapittel 10). Når det kjem meir CO2 i lufta, fører det til meir CO2 i hava også fordi CO2 løyser seg i vatn. Vi kunne kanskje tru at havet da blei surt, sidan vatn med BTB blir gult når vi blåser CO2 ned i det. Men havvatnet inneheld mange ion som motverkar at havet blir surt. Blant anna er karbonation viktige her. Karbonationa er, som nemnt på førre side, viktige for skala til mange planktonartar, sjødyr og for korallar. Dersom iona i staden blir brukte for å hindre at havvatnet blir surt, blir det færre byggesteinar igjen som sjødyra kan lage skal av. Undersøkingar av pH-verdien i norske havområde gjennom dei siste tiåra viser at pH-en blir lågare. Er du klar over at det finst korallrev i Noreg? Verdas største kjente djupvasskorallrev ligg utanfor norskekysten. Røstrevet utanfor Lofoten er førtifem kilometer langt. Dei norske korallreva finn vi som regel 112
I korallreva er det mykje karbonat.
på mellom hundre og tusen meters havdjup. Dersom det blir mindre karbonat i havvatnet, vil det i verste fall føre til at desse korallreva forsvinn. Det skjer fordi korallane ikkje får bygd dei beskyttande skala dei lever inne i.
CO2 er ein av klimagassane som bidrar til drivhuseffekten. Viss mengda CO2 i havet aukar, kan det føre til lågare innhald av karbonat. Karbonat utgjer byggesteinar for dyr med skal.
+ MEIR OM
Karbonmonoksid Karbonmonoksid, med kjemisk formel CO, blir ofte kalla kolos. Det
På side 111 såg du reaksjonslikninga for celleanding. Eit av slutt
er ein luktfri og giftig gass, og ei uorganisk karbonsambinding.
produkta er CO2. Denne reaksjonen er eit eksempel på fullstendig
Gassen har ein oppbygning veldig lik oksygengass (O2). Karbon
forbrenning. Det inneber at det er nok oksygen til stades til at vi får
monoksid kan binde seg til hemoglobin i dei raude blodcellene på
danna CO2 og vatn. Dersom det er for lite oksygen, får vi ei ufull
same måte som oksygenet. Da fraktar dei raude blodcellene min
stendig forbrenning. Da kan det blir danna CO i staden for CO2.
dre oksygen rundt i kroppen. Hemoglobin bind seg tre hundre
gonger lettare til karbonmonoksid enn til oksygen. Resultatet kan
vi unngå at ein bil står med motoren i gang i ein garasje med dår
bli kveling.
leg utlufting. For dårleg trekk i ein omn kan føre til at det blir danna
Karbonmonoksid finst i eksos. Derfor bør
karbonmonoksid når vi brenner ved. Det blir ofte danna karbon monoksid når eit hus brenn. Personar som pustar inn røyk, kan få kolosforgifting. Det er helseskadeleg og kan i verste fall vere livs truande.
4 • Karbonsambindingar
113
?
HØYR DEG SJØLV
1. 2. 3. 4. 5.
Gi eksempel på uorganiske karbonsambindingar. Korleis kan du påvise CO2? Kva er det kjemiske namnet til kolsyre? Gi eksempel på kvifor karbonat er viktige for livet i havet. Kva er kolos? Kvifor er han farleg?
4.3 O rganiske sambindingar og organisk kje mi Organisk kjemi handla opphavleg om stoff som fanst i levande organismar. I 1828 blei det vist at det var mogleg å lage det organiske stoffet urea på eit laboratorium. Dette gjorde at ein trong ein annan definisjon på kva organisk kjemi skulle vere. Organisk kjemi blir no rekna som kjemien til karbonsambindingane. Det blir oppdaga og laga rundt tre hundre tusen nye organiske stoff kvart år! Alle organiske stoff inneheld karbon. Som du har lese, blir også nokre få stoff med karbon rekna som uorganiske stoff. Dei organiske stoffa inneheld som regel hydrogen i tillegg til karbon. Mange organiske stoff inneheld også eitt eller fleire andre grunnstoff, som oksygen, nitrogen og fosfor. Organiske stoff er blant anna næringsstoff, som karbohydrat, feitt og protein, og arvestoffet vårt, DNA. Desse sambindingane lærer du meir om seinare. Dei organiske stoffa blir delte inn i grupper etter korleis dei er bygde opp. Tre av gruppene er hydrokarbon, alkoholar og organiske syrer. Vi skal sjå nærmare på desse tre gruppene her.
O H N C N H H
H
Urea (NH2CONH2) Urea var det første organiske stoffet som blei laga utanfor levande organismar.
Organisk kjemi er kjemien til karbonsambindingane, med nokre få unntak. Dei organiske stoffa blir delte inn i forskjellige grupper etter korleis dei er bygde opp.
?
HØYR DEG SJØLV
1. Kva for eit grunnstoff finn vi alltid i organiske stoff? 2. Kva for nokre andre grunnstoff kan vi finne i organiske stoff? Gi nokre eksempel. 3. Gi minst tre eksempel på grupper av organiske stoff.
114
4.4 Hydrokarbon
Hydrokarbon er det mykje av i råolja og gassen vi vinn ut i Nord sjøen.
Metan
Hydrokarbon er organiske sambindingar som berre inneheld grunnstoffa karbon og hydrogen. Karbon har 4 elektron i det ytste elektronskalet og kan danne 4 elektronparbindingar med andre atom. Hydrogen har eitt elektron i det ytste skalet og kan danne éi enkel elektronparbinding med andre atom. Den enklaste sambindinga som kan lagast av hydrogen og karbon, har formelen CH4. Kvart molekyl består av eitt karbonatom og fire hydrogenatom bundne saman med enkle elektronparbindingar. Sambindinga blir kalla metan. Metan er ein fargelaus og brennbar gass. Vi finn store mengder metan i olje- og gassfelta i Nordsjøen. Metan blir gjerne kalla sumpgass, naturgass eller biogass alt etter kvar vi finn han. Biogass er ei blanding av metan og karbondioksid. Andelen av metan ligg ofte mellom femti og seksti prosent. Metan blir danna når biologisk materiale, som plante- og dyrerestar, matavfall og kompost, blir brotne ned utan at det er oksygen til stades. Metan kan også dannast i magen til drøvtyggarar, for eksempel storfe. Metan kan brukast til energiproduksjon i gasskraftverk og til produksjon av kunstgjødsel. Metan er ein drivhusgass. Det ligg store lager av metan gravne ned i jorda, spesielt i område der jorda er frosen heile året, det vi kallar permafrost. Dersom permafrosten begynner å smelte, vil metangassen kunne leke ut og bidra til auka drivhuseffekt.
Hydrokarbon er organiske sambindingar som berre inneheld grunnstoffa karbon og hydrogen. Det enklaste hydrokarbonet er metan, med kjemisk formel CH4.
Alkan Karbonatoma kan lett danne kjeder med kvarandre. Nokre karbonkjeder er rette, andre har forgreiningar. Dei enklaste hydrokarbona blir kalla alkan. Her er karbonatoma bundne saman med enkle elektronparbindingar. Tabellen på neste side viser dei fem første alkana. Alkana har namn som sluttar på -an. Den generelle formelen til alkana er CnH2n+2, der n er antal karbonatom. Her ser du at C5H12 har fått namnet pentan. Det kjem av at det har 5 karbonatom (penta = 5). Dei to neste alkana heiter heksan (heksa = 6) og heptan (hepta = 7). Alkan med 5 eller fleire karbonatom får namn etter kor mange karbonatom som finst i karbonkjeda. Smelte- og kokepunktet til alkana aukar med antalet C-atom i karbonkjeda. Metan, etan, propan og butan er gassar ved romtemperatur. Propan er mykje brukt til gasskomfyrar og gassgrillar. Butan blir brukt i gassbrennarar, lighterar og nokre gonger som drivgass i gassboksar. 4 • Karbonsambindingar
115
Eksempel på ein-, to- og tre verdige alkoholar.
Antal Namn Kjemisk Antall Antall Antall Antall Kjemisk Antall NavnNavn Kjemisk karbon formel Antall Kjemisk Kjemisk karbonAntall karbonAntall Kjemisk Kjemisk Antall karbonAntall NavnNavn karbonKjemisk Kjemisk formel formel karbonkarbonKjemisk atom Navn Kjemisk formel atomer karbonatomer Navn karbonNavnNavn formel formel karbonatomer Navn karbonatomer Navn formel formel formel atomer atomer formel formel atomer atomer atomer atomer 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Metan Metan Metan Metan Metan Metan Metan Metan Metan Metan Metan
CH44 CH 4 CH CH CH44 CH44 CH CH CH44 CH CH44
H H H H H
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Etan Etan Etan Etan Etan Etan Etan Etan Etan Etan Etan
C2H H6CC C222HH H6 66 C 2 6 C 2H 6 2H 6C C H 2 6 C2H6C C22H H66
H H H H H
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
Propan Propan C3H 8 8C3H Propan Propan Propan C Propan C333HH H8 88 Propan C33H H88CC Propan Propan Propan C33H H88C Propan C C33H H88
H H H H H
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
Butan Butan Butan Butan Butan Butan ButanButan Butan Butan Butan
C C 10 H 4H C44H H C H10 10 H H C H 4 10 10 C H C444H H10 H CC H 4 10 4 10 C H C H10 H
Pentan Pentan Pentan Pentan Pentan Pentan Pentan Pentan Pentan Pentan Pentan
C C 5H12 H 5H12 C C H C55H H12 C55H H12 H 12 H C C 5 12 C55H H12 C HH C H1212 1255 12 H
5 5 5 5 5 5
5 5 5 5 5
4 10 4 10
Strulturformel
Kulepinnemodell
Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel H H H H H H H H H H C H H C H H H H C HH H C H HC CH C C H H H C H H C H H H H H H H H H H HH H H H H H H H H H H H H H C C H C HH CH H H H C C H C C H H C C H C C H C C H C C H H H H C HH CH H C HH C H H H H H H H H HH H H HH H H H H H H H HH H H H H H HH HH H H H H H H H C CH C H C C C H H H H H H H C C C C H CC CH C H HC CH CC CC H C C H C C H H H H H H H C C C H H C C C H H H H H H H HH H H H H H HH HH H H H H H H H H H H HH H HH H HH H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H C C C C H C C C C H H H H H H H H H H C C C C H C C C C H H C C C C H C C C C H H C C C C H C C C C H H H H H H H H H C HH CH CH CH CH CH C H C H H H H H H H H H H H H H H H HH H H H H H H HH H HH H HH H H H HH H H HH HH HH H H HH H H HH HH HH H H H H H H H H H H C H C C C CH C H C C C C H H H H H H H H H H C C C C C C C C C HC HC CC CC CC CH CC CH CC CC CC C H C C H H H H H H H H H H H C C C C C C H C C C C H H HH HH HH H H HH H H HH HH HH H H H H H H H H H H H HH HH HH HH H
Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell
H H H H H
Alkan med 5–10 karbonatom er væsker ved romtemperatur. Dei har mange bruksområde, for eksempel som løysemiddel og drivstoff. Alle alkan er brennbare, og nokre er veldig brannfarlege. Lampeparafin består av ei blanding alkan med 10–16 C-atom og blir brukt i oljelamper. Lange alkan, gjerne med 18 eller fleire karbonatom, blir blant anna brukte i asfalt.
Alkan er hydrokarbon der karbonatoma er bundne saman med enkle elektronparbindingar. Alkana har namn som sluttar på -an.
Alken og alkyn I kapittel 3 lærte du at vi kan ha både enkel, dobbel og trippel elektronparbinding. Hydrokarbona blir grupperte etter bindingstype mellom karbonatoma. Alkana har berre enkeltbindingar mellom karbonatoma. Dersom det finst éi eller fleire dobbeltbindingar mellom C-atoma i eit hydrokarbon, blir stoffet kalla eit alken. Om det er trippelbinding, blir stoffa kalla alkyn. Hydrokarbon som har berre enkeltbindingar mellom karbonatoma, blir kalla metta hydrokarbon. Alken og alkyn, hydrokarbon som har éi eller fleire dobbelt- eller trippelbindingar mellom karbonatoma, blir kalla umetta hydrokarbon. Alken har namn som sluttar på -en. Alkyn har namn som sluttar på -yn. På figuren på neste side ser du hydrokarbona etan, eten og etyn.
116
Type Type hydrokarbon hydrokarbon hydrokarbon
Type Navn Navn hydroNavn karbon
Namn Kjemisk Strulturformel Kulepinnemodell formel formel Strukturformel Kulepinnemodell Kjemisk Kjemisk formel formel Strukturformel Strukturformel Kulepinnemodell Kulepinnemodell
Etan
C22HC H6 6 6C2 22H6 6
H H H H H C H C H C C H H C H C H H H H
Eten Alken Eten
Eten
C22HC C22H C HH444 4 42
H H H H C C C C H H H H H H
Etyn Etyn Alkyn
Etyn
HH2 C22HC C 2 2C2 22H 22
C H C H C C H C H
Alkan Alkan
Etan Etan Alkan
Alken Alken
Alkyn Alkyn
Finst sambindingane meten og metyn? Kva med propen og propyn?
Etan, eten og etyn har forskjellige kjemiske eigenskapar fordi bindingane i molekyla er ulike. Eten blir brukt mykje i kjemisk industri, for eksempel til framstilling av plast. Eten blir også laga naturleg i modne frukter. Det verkar som eit hormon som hjelper andre frukter å modne. Etyn blir også kalla acetylen. Det blir brukt til sveising. Etyn er meir brennbart enn både etan og eten, det reagerer altså lettare. Generelt vil stoff med trippelbindingar reagere lettare enn stoff med dobbeltbindingar. Stoff med dobbeltbindingar vil reagere lettare enn dei som berre har enkeltbindingar.
Dersom det finst éi eller fleire dobbeltbindingar mellom C-atoma i eit hydrokarbon, blir stoffet kalla eit alken. Om det er trippelbinding, blir stoffet kalla alkyn. Alken har namn som sluttar på -en. Alkyn har namn som sluttar på -yn.
Eple skil ut eten, noko som kan få bananar og anna frukt til å mod nast for raskt.
?
HØYR DEG SJØLV
1. Kva for nokre grunnstoff er hydrokarbon bygde opp av? 2. Kva er formelen til metan og etan? 3. Kva er forskjellen mellom alkan, alken og alkyn? Gi eit eksempel på kvar. 4. Kva blir meint med metta og umetta hydrokarbon? 5. Kva er det som gjer at etan, eten og etyn har forskjellige kjemiske eigenskapar?
4 • Karbonsambindingar
117
4.5 Alkoholar Alkohol blir ofte brukt som synonym for etanol. Det er ei kjemisk sambinding som vi finn i drikkevarer som øl, vin og brennevin. Etanol er berre éin type alkohol. Dei forskjellige alkoholane har forskjellige eigenskapar. Etanol har eit namn som liknar på etan, og det er ikkje tilfeldig. Alkoholar får namn etter hydrokarbonet som har like mange karbonatom etter kvarandre som i alkoholen, og namnet blir avslutta med -ol. Alkoholar skil seg frå hydrokarbon ved at alkoholar inneheld éi eller fleire OH-grupper som er bundne til karbonet. Ei OH-gruppe består av eit oksygenatom og eit hydrogenatom. Figuren under viser dei to enklaste alkoholane, metanol og etanol. Kjemisk Navn Namn Kjemisk Antall Antal formel karbonatom formel Antall Navn Kjemisk formel karbonatomer karbonatomer 1 1 1
Metanol MetanolMetanol
2 2 2
Etanol Etanol Etanol
CHCH 3OH 3OH CH3OH
C2H5OH C2C H25H OH 5OH
Strulturformel Strukturformel Strukturformel H H H C H C H H H H H C H C H H
Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell
O H O H H H C C H H
O H O H
Begge desse alkoholane er giftige for oss, men metanol er mykje giftigare enn etanol. Avfallsstoffa frå nedbrytinga av metanol i kroppen gjer metanol farlegare enn etanol. Du kan ikkje lukte forskjell på dei to alkoholane, og det kan vere vanskeleg å skilje dei frå kvarandre. Metanol blir også kalla «tresprit» sidan han tidlegare blei laga frå trevirke. Metanol blir brukt i kjemisk industri og nokre gonger som drivstoff. Etanol blir danna naturleg når stoff med karbohydrat gjærar. Dette nyttar vi oss av når vi baker. Mjølblandinga blir tilsett gjær, som er levande celler, og gjærcellene omdannar karbohydrata til CO2 og etanol. Det blir danna gassbobler av CO2 i deigen. Dei sørger for at deigen hever seg. Når deigen blir steikt i omnen, fordampar etanolen. Ferdigsteikte bakevarer inneheld derfor ikkje etanol. Etanol blir også brukt som løysemiddel for stoff som ikkje kan løysast i vatn. Du har kanskje høyrt om bioetanol? Det er etanol framstilt frå ulike planteprodukt. Bioetanol blir som regel laga frå mais eller sukkerrøyr, men kan også lagast frå trevirke. Mange køyretøy bruker bioetanol som drivstoff i staden for bensin. Brasil er verdas største produsent av bioetanol. Alle personbilar i landet bruker enten bioetanol eller ei blanding av bioetanol og bensin som drivstoff.
118
Ein-, to- og treverdige alkoholar Metanol og etanol er eksempel på det som blir kalla einverdige alkoholar. Dei har éi OH-gruppe. Alkoholar med to OH-grupper blir kalla toverdige, og alkoholar med tre OH-grupper blir kalla treverdige. Glykol (etandiol) har to OH-grupper og er ein toverdig alkohol, derfor namnet etandiol (di betyr to). Han blir brukt som frostvæske i bilar og til avising av fly. Glykol er svært giftig. Glyserol er ein treverdig alkohol sidan han har tre OH-grupper. Glyserol er ei tjuktflytande væske som smaker søtt. Ho blir brukt i iskrem og godteri. Som du vil lære meir om i kapittel 5, er glyserol ein av byggesteinane i feitt.
Glyserol blir også kalla også propantriol. Kva kjem dette namnet av? Type Typealkohol alkohol Navn Navn Kjemisk Kjemiskformel formel Type Typealkohol alkohol Navn Navn Kjemisk formel formel Type Typealkohol alkohol Navn Type Navn Namn Kjemisk Kjemisk Kjemisk Kjemisk formel formel alkohol formel Eksempel på ein-, to- og tre verdige alkoholar.
Enverdig Enverdig Enverdig Enverdig Enverdig Enverdig
Etanol Etanol Etanol Etanol Etanol Etanol
Einverdig
Etanol
Toverdig Toverdig Toverdig Toverdig Toverdig Toverdig
Glykol Glykol Glykol Glykol (etandiol) (etandiol) Glykol Glykol (etandiol) (etandiol) Glykol (etandiol) (etandiol) Toverdig
(etandiol)
Treverdig Treverdig Treverdig Treverdig Treverdig Treverdig
Glyserol Glyserol Glyserol Glyserol Glyserol Glyserol
Treverdig
Glyserol
CC22HH55OH OH CC22HH55OH OH CC22HH55OH OH
C2H5OH
CC22HH44(OH) (OH)22 CC22HH44(OH) (OH)22 CC22HH44(OH) (OH)22
C2H4(OH)2
(OH)33 CC33HH55(OH) (OH)33 CC33HH55(OH) (OH)33 CC33HH55(OH) C3H5(OH)3
Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strukturformel Strulturformel Strukturformel Strukturformel HH HH HH
HH HH HH
HH HH HH
HH HH HH CC CC C HC H HH HH HH HH HH OO OO OO CC CC CH C H HH HH HH HH HH OO OO OO CC CC C CH H HH HH
HH HH HH CC CC CH C H HH HH HH HH HH OO OO OO CC CC CH C H HH HH HH HH HH OO OO OO CC CC CH C H HH HH
Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell
OO HH OO HH OO HH
HH HH HH HH HH HH OO OO OO CC HH CC HH CH C HH H HH HH
Alkoholar inneheld éi eller fleire OH-grupper. Alkoholar kan vere einverdige, toverdige eller treverdige avhengig av antalet OH-grupper som er bundne til karbonet.
?
HØYR DEG SJØLV
1. Kva er felles for alle alkoholar? 2. Skriv formlane til metanol og etanol og forklar namna deira. 3. Kva blir meint med einverdige, toverdige og treverdige alkoholar? Gi eit eksempel på kvar av dei.
4 • Karbonsambindingar
119
4.6 Organiske syrer
Eddik inneheld eddiksyre og vatn.
Eddik blir brukt i mange matvarer, for eksempel ketchup og salatdressingar. Eddik inneheld ei syre som blir kalla eddiksyre eller etansyre. Du har kanskje høyrt om maursyre (metansyre) og sitronsyre? Alle desse syrene er organiske syrer. Maursyre finst i maur (derfor blir ho kalla maursyre) og i nokre plantar som bruker det som vern mot å bli etne. Sitronsyre finst i sitronar og appelsinar. Ho er også viktig i alle levande organismar. Der inngår ho som eit mellomprodukt i celleandinga. Organiske syrer inneheld éi eller fleire COOH-grupper. Dei vanlege organiske syrene inneheld berre éi COOH-gruppe. Desse skal vi sjå nærmare på her. Nedanfor ser du strukturen til maursyre og eddiksyre. Det er dei to enklaste organiske syrene. Maursyre blir brukt mykje i landbruket, for eksempel til å lage dyrefôr av gras. Fortynna løysningar av eddiksyre blir brukt mykje i matlaging og som konserveringsmiddel. Antal Namn Kjemisk Antall Navn Kjemisk formel Antall karbonatom Navn formel Kjemisk formel karbonatomer karbonatomer
Eit anna namn på organiske syrer er karboksylsyrer.
1 1 1
Metansye Metansyre HCOOH HCOOH Metansyre (maursyre) (maursyre) HCOOH (maursyre)
2 22
Etansyre EtansyreEtansyre CH3COOH (eddiksyre) CH3COOH CH3COOH (eddiksyre) (eddiksyre)
Strulturformel Strukturformel Strukturformel H C H C
Kulepinnemodell Kulepinnemodell Kulepinnemodell
O O O H O H
H O H O H C C H C CO H H O H H
Ser du kvifor maursyre blir kalla metansyre og eddiksyre blir kalla etansyre? Korleis trur du propansyre ser ut?
Organiske syrer inneheld éi eller fleire COOH-grupper. Namnet sluttar på -syre.
Feittsyrer Det finst mange forskjellige organiske syrer. Nokre har få karbonatom i ei kjede, andre har mange karbonatom i lange kjeder. Organiske syrer med lange karbonkjeder blir kalla feittsyrer. Feittsyrene er ein av byggesteinane i feitt. Den andre byggesteinen er alkoholen glyserol, som du lærte om på side 119. Nokre feittsyrer er faste stoff ved rom120
temperatur, andre er væsker. Ei av årsakene til forskjellen i smeltepunkt er bindingane mellom karbonatoma. Vi kalla hydrokarbona metta eller umetta ut frå om dei berre hadde enkle elektronparbindingar mellom karbonatoma, eller om dei hadde dobbeltbindingar. Feittsyrer med berre enkeltbindingar mellom karbonatoma blir kalla metta feittsyrer. Feittsyrene med éi eller fleire dobbeltbindingar mellom karbonatom blir kalla umetta. Umetta feittsyrer har lågare smeltepunkt enn metta feittsyrer. Dei vil ofte vere flytande ved romtemperatur.
Olivenolje og andre planteoljer er umetta og dermed flytande ved romtemperatur.
To vanlege feittsyrer er stearinsyre og oljesyre. Begge har 18 karbonatom, men strukturen er litt forskjellig. Stearinsyre er ei metta feittsyre, mens oljesyre er ei einumetta feittsyre (ho har éi dobbeltbinding). Denne forskjellen gjer at stearinsyre er eit fast stoff ved romtemperatur (smeltepunkt 69 °C), mens oljesyre er flytande (smeltepunkt 14 °C). Stearinsyre blir brukt i stearinlys (derfor namnet), til framstilling av såper, i smørjemiddel og i kosmetiske produkt. Mykje av feittet du et, inneheld stearinsyre. Olivenolje inneheld mykje oljesyre. Oljesyre blir også brukt til framstilling av såper og kosmetiske produkt.
H H H H H H H H H H H H H H H H H O H C C C C C C C C C C C C C C C C C C O H H H H H H H H H H H H H H H H H H Stearinsyre er ei metta feittsyre.
H H H H H H H H H H H H H H H O H C C C C C C C C C C C C C C C C C C O H H H H H H H H H H H H H H H H H H Oljesyre er ei einumetta feittsyre.
Organiske syrer med lange karbonkjeder blir kalla feittsyrer. Feittsyrene er ein av byggesteinane i feitt. Feittsyrer med berre enkeltbindingar mellom karbonatoma blir kalla metta feittsyrer. Feittsyrer med éi eller fleire dobbeltbindingar mellom karbonatoma blir kalla umetta. Stearinsyre er eit fast stoff ved romtemperatur.
4 • Karbonsambindingar
121
Namnsetting av organiske sambindingar Mange organiske sambindingar får namn etter kor mange karbonatom molekylet har, om det har enkelt-, dobbelt- eller trippelbindingar mellom nokon av karbonatoma, og kva gruppe som er bunden til eitt eller fleire karbonatom. Nokre stoff vil kunne ha fleire namn, for eksempel eit systematisk namn og eit trivialnamn. Slik er det med etansyre (systematisk namn). Ho blir også kalla eddiksyre eller berre eddik (trivialnamn). Tabellen nedanfor viser korleis vi bestemmer namn på organiske stoff. Vi tar utgangspunkt i ei sambinding med to karbonatom. Første del av namnet fortel noko om antalet karbonatom (her to sidan namnet startar på et-). Andre del av namnet fortel noko om type binding (-an, -en, -yn). Den tredje delen seier noko om kva grupper/atom som eventuelt er bundne til karbon (som OH- og COOH-grupper). Namn
Formel
Kulepinnemodell
Beskriving / funksjonell gruppe
Etan
C2H6
Hydrokarbon (alkan). Består av berre karbon og hydrogen, enkeltbinding mellom karbonatoma.
Eten
C2H4
Hydrokarbon (alken). Består av berre karbon og hydrogen, dobbeltbinding mellom karbonatoma.
Etyn
C2H2
Hydrokarbon (alkyn). Består av berre karbon og hydrogen, trippelbinding mellom karbonatoma.
Etanol
C2H5OH
Alkohol. Funksjonell gruppe: –OH. Namn sluttar på -ol.
Etansyre
CH3COOH
Organisk syre. Funksjonell gruppe: –COOH. Namn sluttar på -syre.
Mange organiske sambindingar får namn etter kor mange karbonatom molekylet har, om det har enkelt-, dobbelt- eller trippelbindingar mellom nokon av karbonatoma, og kva gruppe som er bunden til eitt eller fleire karbonatom.
122
?
HØYR DEG SJØLV
1. Kva er dei systematiske (kjemiske) namna til eddiksyre og maursyre? 2. Kva er felles for alle organiske syrer? 3. Kva er ei feittsyre? 4. Kva er forskjellen på metta og umetta feittsyrer?
4.7 Plast Kan du tenke deg ein kvardag utan plast? Plast er eit allsidig materiale som kan brukast til mange forskjellige formål. Vi bruker det til å lage plastfolie, plastposar, matboksar, drikkeflasker, kjøkkenreiskapar, leiker, sportsutstyr og ikkje minst klede. Men kva er eigentleg plast? Plast blir laga ved at små, organiske molekyl blir kopla saman til lange kjeder. Skjelettet i plasten er lange kjeder av hydrokarbon eller andre organiske stoff. Dei to mest brukte plasttypane er polyeten og polypropen. Forstavinga «poly» betyr «mange». Resten av ordet seier noko om korleis stoffet er laga, eller kva det er laga av. Polyeten er laga ved at mange etenmolekyl reagerer med kvarandre og dannar lange karbonkjeder. Når etenmolekyla bind seg saman, forsvinn dobbeltbindingane. Polymerar består av mange små einingar (monomerer) som blir kopla saman.
Polyeten, polypropen og alle andre typar plast er eksempel på ei stor gruppe stoff som blir kalla polymerar. Det finst også polymerar som ikkje er plast, som protein og stive. I tabellen på neste side ser du eksempel på nokre plasttypar. Plast blir ofte tilsett andre stoff som gir han spesielle eigenskapar.
4 • Karbonsambindingar
123
Eksempel på nokre plasttypar Plasttype (polymer)
Laga av
Eksempel på bruk
Polyeten
C2H4, eten
Plastposar, plastemballasje, plastfolie, flasker, plastboksar, plastleiker, plastreiskapar
Polypropen
C3H6, propen
Matboksar, tau, golvbelegg
PVC
C2H3Cl, kloreten
Røyr, golvbelegg, LP-plater
Teflon
C2F4, tetrafluoreten
Elektrisk isolasjon, belegg i steikepanner og gryter, tekniske delar i fly
Polyester
Alkoholer + organiske syrer
Klede, tau, handlenett
Gummi
C5H8, isopren
Bildekk
Plast blir laga ved at små, organiske molekyl blir kopla saman til lange kjeder.
Plast som miljøproblem Polyeten og polypropen er dei typane plast det blir produsert mest av i verda. Mesteparten av plastproduksjonen skjer ved hjelp av fossile kjelder, som olje. Det blir produsert meir enn tre hundre millionar tonn plast i verda kvart år. Det svarer til ca. førti kilo plast per person i verda. Etter bruk blir berre ein liten del av plasten resirkulert og brukt til produksjon av nye plastprodukt. Resten hamnar på søppelfyllingar eller i naturen. Det kjem av at det er rimelegare å produsere ny plast enn å lage produkt av resirkulert plast. Plast som blir samla inn i Noreg, blir i hovudsak send til Tyskland. Der blir han materialgjenvunnen (smelta om og brukt til andre produkt) eller brukt til energiproduksjon i forbrenningsanlegg.
Plastposane blir i dag sett på som eit miljøproblem. Opp havleg blei dei laga for å spare miljøet. Dei skulle vere eit alternativ til papirposane, slik at vi ikkje måtte hogge så mange tre. Meininga var at vi skulle bruke plastposane mange gonger. Papirposane gjekk lett i stykke og blei vanlegvis brukte éin gong. Visste du at klimaavtrykket til ein plastpose som blir brukt, gjenbrukt og så samla inn/ resirkulert, er mindre enn klimaavtrykket til papirposar og bomullsposar?
124
Ikkje alle land har same system for å samle inn og omarbeide eller brenne plast som vi har i Noreg. Det er antatt at over åtte millionar tonn plast hamnar i havet kvart år, med dei problema det fører med seg. Dei siste åra har det blitt sett søkelys på kva som skjer med plast som hamnar i havet og elles i naturen. Plast blir ikkje broten ned på same måte som andre organiske stoff. Plasten blir sliten i stykke til mindre bitar ved hjelp av vêr og vind. Det finst ingen nedbrytarar som kan danne om plasten til CO2 og vatn. Det er funne plast på 4500 m havdjup, og mange strender fløymer over av plastsøppel. Større dyr i havet blir ofte funne døde med store mengder plast i magesekken. Kanskje trudde dei at plaststykka var maneter, blekksprut eller småfisk? Plast blir ikkje broten ned i magesekken til dyra. Større plastbitar blir verande i magesekken og tar opp plass der det skulle vore mat. Også mindre dyr er funne med plast i magen og i tarmane, da gjerne som mikroplast. Mikroplast er plastpartiklar som har ein diameter under 5 mm.
Kjelde
Kjelder til mikroplast
Kosmetikk Avfall Plastindustri og mikroplast tilsatt produkt Støv Vask av tekstil Gummigranulat frå kunstgressbaner Maling Bildekk 0
1000
2000
Kjelde: holdnorgerent. no
3000
4000 5000 Antal tonn per år
I Noreg er bildekk den største kjelda til mikroplast. Bildekk er sette saman av forskjellige polymerar, nokre naturlege og nokre syntetiske. Når bildekka blir brukte, blir dei slitne, og små bitar fell av og blir ein del av vegstøvet. Slitasje av bildekk produserer ca. fem tusen tonn mikroplast kvart år i Noreg. Ei anna stor kjelde til mikroplast er gummigranulat frå kunstgrasbanar. Desse gummipartiklane er laga frå gamle bildekk og kan i tillegg innehalde miljøgifter (sjå side 310).
4 • Karbonsambindingar
125
Bildekk er ei stor kjelde til mikro plast. I tillegg blir gamle bildekk brukte til å lage gummigranulat som blir strødde ut på kunstgras banar.
Vask og bruk av syntetiske klede (polyester, nylon, lycra, polyamid, elastan mfl.) gir også opphav til mikroplast. Vi får i oss mikroplast gjennom svevestøv, vatn og mest sannsynleg maten vi et. Vatn frå plastflasker inneheld mikroplast. Undersøkingar så langt viser at mikroplasten som hamnar i fordøyingssystemet, ikkje er skadeleg for helsa, men vi veit ikkje nok om eventuelle langtidseffektar.
Plast utgjer eit stort og alvorleg miljøproblem når han hamnar i naturen framfor å bli gjenvunnen. Plast blir broten svært langsamt ned, og han blir delt opp i mindre bitar som blir kalla mikroplast.
?
HØYR DEG SJØLV
Kva er ein polymer? Gi eksempel på nokre polymerar som ikkje er plast. Gi eksempel på to plasttypar og kva dei blir brukte til. Kva kan vere årsaka til at svært lite av den plasten som blir produsert, blir gjenvunnen? 5. Kva er mikroplast? 1. 2. 3. 4.
126
SAMADRAG
=
• Alt levande på jorda inneheld karbon. I kjemien deler vi sambindingar inn i organiske og uorganiske. Alle organiske sambindingar inneheld karbon. Dei uorganiske sambindingane utgjer alle sambindingar som ikkje inneheld karbon, og nokre få som inneheld karbon.
• Alkoholar inneheld éi eller fleire OH-grupper. Alkoholar kan vere einverdige, toverdige eller treverdige avhengig av antalet OH-grupper som er bundne til karbonet.
• Uorganiske karbonsambindingar er blant anna karbondioksid (CO2), karbonsyre (kolsyre) og karbonat.
• Organiske syrer med lange karbonkjeder blir kalla feittsyrer. Feittsyrene er ein av byggesteinane i feitt. Feittsyrer med berre enkeltbindingar mellom karbonatoma blir kalla metta feittsyrer. Feittsyrer med éi eller fleire dobbeltbindingar mellom karbonatoma blir kalla umetta.
• CO2 er ein av klimagassane som bidrar til drivhuseffekten. Viss mengda CO2 i havet aukar, kan det føre til lågare innhald av karbonat. Karbonat utgjer byggesteinar for dyr med skal. • Organisk kjemi er kjemien til karbonsambindingane, med nokre få unntak. Dei organiske stoffa blir delte inn i forskjellige grupper etter korleis dei er bygde opp. • Hydrokarbon er organiske sambindingar som berre inneheld grunnstoffa karbon og hydrogen. Det enklaste hydrokarbonet er metan, med kjemisk formel CH4. • Alkan er hydrokarbona der karbonatoma er bundne saman med enkle elektronparbindingar. Alkana har namn som sluttar på -an.
• Organiske syrer inneheld éi eller fleire COOH-grupper. Namnet sluttar på -syre.
• Mange organiske sambindingar får namn etter kor mange karbonatom molekylet har, om det har enkelt-, dobbelt- eller trippelbindingar mellom nokon av karbonatoma, og kva gruppe som er bunden til eitt eller fleire karbonatom. • Plast utgjer eit stort og alvorleg miljøproblem når han hamnar i naturen framfor å bli gjenvunnen. Plast blir broten svært langsamt ned, og han blir delt opp i mindre bitar som blir kalla mikroplast. • Plast blir laga ved at små, organiske molekyl blir kopla saman til lange kjeder.
• Dersom det finst éi eller fleire dobbeltbindingar mellom C-atoma i eit hydrokarbon, blir stoffet kalla eit alken. Om det er trippelbinding, blir stoffet kalla alkyn. Alken har namn som sluttar på -en. Alkyn har namn som sluttar på -yn.
4 • Karbonsambindingar
127
OPPGÅVER
?
4.1 Karbon 4.1.1 Beskriv likskapar og forskjellar mellom grafitt og diamant. 4.1.2
Grafitt blir brukt i blyantar. Finn ut kva andre bruksområde grafitt har.
4.1.3
a) Finn ut kor mange naturlege isotopar karbon har. Skriv desse isotopane med nukleontal og atomnummer. b) Ein av desse isotopane kan brukast til å finne ut kor gammalt organisk materiale er. Kva for ein? Finn ut meir om korleis dette blir gjort. c) I levande organismar er forholdet mellom dei forskjellige isotopane av karbon konstant. Kvifor?
4.1.4
Kva er koks og kol? Kva blir dei brukte til?
4.1.5
a) Søk på internett og finn ut kva som blir meint med allotrope former av eit grunnstoff. b) Finn ut kva grafén og C60 er, og kva for nokre bruksområde dei har eller kan ha.
4.2 4.2.1
Uorganiske karbonsambindingar a) Kva er det kjemiske namnet til sambindingane CO og CO2? b) Teikn strukturen til eit CO-molekyl og eit CO2-molekyl. Kva skil dei frå kvarandre?
4.2.2
a) Fullfør reaksjonslikninga: C6H12O6 + 6O2 → Kva viser denne reaksjonslikninga? b) Reaksjonen over er ein av mange forbrenningsreaksjonar. Kva er felles for forbrenningsreaksjonar?
128
4.2.3
a) Kva er namnet på H2CO3? b) Når du opnar ei flaske mineralvatn, blir det danna bobler i vatnet. Kva består desse boblene av? Skriv ei reaksjonslikning som kan vise det som skjer.
4.2.4
a) Finn ut kva kalkstein og marmor består av. b) Kva skjer med kalkstein og marmor dersom dei blir utsette for syre?
4.2.5
Du har lært om nokre uorganiske karbonsambindingar, for eksempel CO2, karbonsyre og karbonat. a) Finn ut om det finst andre uorganiske karbonsambindingar, og skriv ned namn eller formel på dei. b) Vel ei av de sambindingane du fann i a), og finn ut meir om denne sambindinga.
4.3 4.3.1
Organisk kjemi Kva er grunnen til at mesteparten av karbonkjemien blir kalla organisk kjemi?
4.3.2
a) Kva heitte det første organiske stoffet som blei laga utanfor levande organismar? Teikn strukturen til stoffet. b) Finn ut kva rolle dette stoffet har i menneske. c) Kva blir stoffet brukt til?
4.3.3
Kva for nokre av desse stoffa er organiske: vatn, karbondioksid, eddiksyre, karbonsyre, metan, sukker, natriumklorid, glas, stål, plast, potetmjøl, hår, marmor?
?
OPPGÅVER
4.3.4
Ordet organisk blir brukt på mange måtar i marknadsføring av varer, for eksempel «organisk dyrka bomull», «organiske grønsaker», «organisk mat», «organisk sminke», «organisk vekst» og «organiske produkt». a) Meiner du denne bruken av ordet organisk er rett? Forklar. b) Kva ligg i denne bruken av ordet organisk? Kunne varene vore marknadsførte på ein annan måte?
4.4.6
a) Kva er oktan? b) Du har kanskje sett at bensin er oppgitt til å vere 95 oktan. Finn ut kva dette betyr.
4.4.7
Når hydrokarbon brenn i luft, blir det danna CO2 og vatn. Balanser reaksjonslikningane under: a) CH4 + O2 → CO2 + H2O b) C2H6 + O2 → CO2 + H2O
4.4.8
a) Benzen, C6H6, er eit hydrokarbon og tilhøyrer ei gruppe stoff som blir kalla aromat. Finn og teikn strukturen til benzen. b) Finn ut kva PAH står for. Korleis blir denne typen sambindingar danna? Kvifor er det viktig at vi ikkje får i oss for mykje av desse stoffa?
4.4 Hydrokarbon 4.4.1 a) Kva er namnet til sambindingane C2H6, C2H4 og C2H2? b) Teikn strukturen til stoffa i a). 4.4.2
Navn Navn
Metan Metan
Etan Etan
Propan Propan
Butan Butan
Pentan Pentan
Kjemisk Kjemisk formel formel CH CH4
4 4.4.3
C2H H6 C 2 6
4.4.4 C C33H H88
C C44H H10 10
C 12 C55H H12
4.4.5
a) Teikn strukturen, og skriv formelen til propan, propen og propyn. b) Teikn strukturen til buten. Finst det Strukturformel Kulepinnemodell meir enn éin måte å teikne struktuStrukturformel Kulepinnemodell ren på? H H H H C H C H KvaH er H
namnet på alkana med molekylformlane C5H12, C6H14, C7H16, H H H H H H og C H ? H H C C C, C C H H 8 C 18 9 20 10 22 H H H H H H H H KvaH erH formelen H C H H C C C C C H KvaH heiter dei? H H H H H H H H H C C H H H H H H C C H H
H H C C H H H H C C H H
H H C C H H H H C C H H
til molekyla under?
H H H C H C H H H H C C H H
H H C H C H H H
Kor mange forskjellige molekyl klarer du å teikne som har formelen C6H14?
4.5 Alkoholar 4.5.1 Etanol kan skrivast som CH3CH2OH i staden for C2H5OH eller C2H6O. Kva fortel den første skrivemåten som dei to andre ikkje gjer? 4.5.2
Dei fleste alkoholar er giftige. Finn ut kvifor metanol er meir giftig for oss enn etanol.
4.5.3
Etanol og etan skil seg frå kvarandre ved at etanol har ei OH-gruppe. Denne kjemiske forskjellen gjer at smelte- og kokepunkta blir svært ulike. Etanol er vassløyseleg, mens etan ikkje er det. Korleis vil du forklare denne store forskjellen i smelte- og kokepunkt, og at etanol er løyseleg i vatn?
4 • Karbonsambindingar
129
OPPGÅVER
4.5.4
?
a) Etanol koker ved 78 °C, mens etandiol (glykol) koker ved 197 °C. Kva trur du er grunnen til den store forskjellen i kokepunkt? b) Propanol, CH3CH2CH2OH, har kokepunkt på 97 °C, mens glyserol (propantriol) har kokepunkt på 290 °C. Kva trur du kokepunktet til propandiol (propylenglykol) kan vere? Sjekk nettressursar eller tabellar etter at du har skrive svaret ditt. Stemmer dette med det du trudde?
4.5.5
a) Glyserol blei tidlegare kalla glyserin. Finn ein hudkrem med innhaldsliste. Inneheld han glyserol (glyserin)? Kvifor blir glyserol brukt i kosmetiske produkt? b) Kva rolle har glyserol i kroppen?
4.5.6
a) Alkoholar med meir enn éi OHgruppe blir med ei samlenemning kalla fleirverdige alkoholar. Xylitol, C5H7(OH)5, er ein fleirverdig alkohol med ei OH-gruppe på kvart C-atom. Teikn strukturen til xylitol. b) Kva blir xylitol brukt til? c) Finn ut kva som blir meint med ein sukkeralkohol. Gi eksempel på sukkeralkoholar, og teikn eventuelt strukturen til éin av dei.
130
4.6 4.6.1
Organiske syrer a) Teikn strukturen til propansyre og butansyre. b) Butansyre blir også kalla smørsyre. Finn ut kvifor. c) Det finst mange andre organiske syrer, for eksempel eplesyre, sitronsyre og vinsyre. Finn ut meir om desse syrene. Kvar finn du dei, og kva kan dei brukast til?
4.6.2
Oksalsyre er ei organisk syre som finst blant anna i planten gaukesyre (Oxalis acetosella) og i rabarbra. a) Oksalsyre kan skrivast som HOOC – COOH. Teikn strukturen til denne syra. b) Oksalsyre blir også kalla etandisyre. Kvifor?
4.6.3
Kva er ei fleirumetta feittsyre?
4.6.4
Feittsyrer er eit viktig delemne av det vi vanlegvis kallar feitt. Smeltepunktet til feitt blir blant anna bestemt av om det er metta eller umetta feittsyrer i det. Finn ut om det er mest umetta eller metta feittsyrer i olivenolje og rapsolje. Kva med kokosfeitt og smør?
OPPGÅVER
?
4.7 Plast 4.7.1 a) Kva blir meint med polyeten og polypropen? b) Kva er den vanlegaste plasttypen i plastposar? 4.7.2
Desse materiala kan brukast til klede: lin, hamp, bambus, bomull, ull, viskose, silke, polyester, polyamid, viskose, elastan, bast, modal, polyuretan, PVC, lyocell. a) Kva for nokre av desse stoffa er laga av polymerar? b) Kva for nokre av desse stoffa blir rekna som syntetiske (plast)?
4.7.3
Kler du deg i plast? Sjekk vaskesetelen på genserar eller treningstøy du har heime. a) Kva består kleda av? b) Når klede laga av plastfibrar blir brukte og vaska, blir det frigitt mikroplast. Finn ut kva som kan gjerast for å redusere mengda mikroplast frå klede.
4.7.4
a) Søk på «plastkvalen» på internett. Kva handla denne nyheitssaka om? b) Trur du slike nyheitssaker er med på å forandre korleis vi bruker og kastar plast?
4.7.5
Finn ut meir om prosjektet «The Ocean Cleanup». Kva var starten til dette prosjektet? Kva er status for «The Ocean Cleanup» no?
4 • Karbonsambindingar
131
FORSØK
F 4.1 Sure egg Hensikt I dette forsøket skal vi finne ut kva som skjer med eggeskalet dersom vi lèt eit egg ligge i syre.
F 4.2 K ulepinnemodellar av karbon sambindingar Hensikt Lære meir om strukturen til karbonsambindingar ved å bygge kulepinnemodellar
UTSTYR
UTSTYR
Rått egg
Molekylbyggesett
Hushaldningseddik 5 %–7 % eller eddiksyre 1 mol/L Begerglas
Framgangsmåte og observasjon Legg eit rått egg med skal i eit begerglas med eddiksyre til neste naturfagtime. La gjerne begerglaset stå i avtrekk på grunn av lukt. Kva har skjedd med egget? Korleis vil du forklare det du observerer? Skriv ein konklusjon. Tenk vidare: Eggeskal består av karbonat (inneheld CO32−ion). Finn ut kva som skjer med karbonat når dei blir utsette for syrer. Bruk gjerne reaksjonslikningar i forklaringa. Finn ut kva som blir meint med sur nedbør, og kva som er årsakene til sur nedbør. Kva skjer med marmorstatuar dersom dei blir utsette for syrer, for eksempel frå sur nedbør? Risikovurdering Eigenskapar og faremoment: Eddiksyra kan vere irriterande for auga. Spesielle tiltak: Bruk vernebriller. Avfallshandtering: Rester av eddiksyre kan hellast i vasken. Skyl godt med vatn.
132
Framgangsmåte Bygg kulepinnemodellar av sambindingane i tabellen under. Lag ein eigen og utvida tabell der du lagar to kolonnar til. Teikn strekformel for kvar sambinding i den eine nye kolonnen og kulepinnemodell av sambindingane i den andre. Stoff
Formel
Karbondioksid
CO2
Metan
CH4
Etan
C2H6
Eten
C2H4
Etyn
C2H2
Etanol
C2H5OH
Glykol
C2H4(OH)2
Glyserol
C3H5(OH)3
Metansyre
HCOOH
Etansyre
CH3COOH
Tenk vidare Bygg eit molekyl med formel C5H12. Bygde heile klassen det same molekylet? Teikn strekformel til molekylet (molekyla). Skriv ein konklusjon – kva har du lært?
FORSØK
F 4.3 Alkohol eller syre? UTSTYR Flytande og faste organiske syrer, for eksempel eddiksyre, sitronsyre og benzosyre Alkoholar, etanol eller propanol Metta løysning med NaHCO3 (ca. 10 g i 100 ml
F 4.4 K va for nokre stoff blir danna i ein forbrenningsreaksjon? Teori og hensikt I dette forsøket skal du finne ut kva for nokre stoff som er produkt ved ei fullstendig forbrenning av eit organisk stoff.
vatn), eventuelt fast NaHCO3 Like mange reagensglas som alkoholar og syrer Vernebriller
UTSTYR Telys eller eit anna lite lys Fyrstikker
Framgangsmåte og observasjonar Sjekk faremerkinga og eventuelle datablad til stoffa før start. Overfør ca. 1 ml eller ein spatelspiss av stoffa til kvart sitt reagensglas. Tilset ca. 1 ml løysning av NaHCO3 til kvart av glasa, eventuelt ein spatelspiss av fast NaHCO3 til væsker. Observer kva som skjer. Resultat Beskriv det som skjedde i dei forskjellige tilfella. Korleis kan du bruke resultatet til å skilje organiske syrer frå alkoholar? Trur du feittsyrer kan påvisast på denne måten? Skriv ein konklusjon, og vurder eventuelle feilkjelder. Risikovurdering Eigenskapar og faremoment: Syrer kan vere skadelege for hud og slimhinner. Alkoholar er feittløyselege og kan irritere huda. Spesielle tiltak: Bruk vernebriller. Avfallshandtering: Restar kan hivast i vasken eller sugast opp med eit tørkepapir, som så blir hivd i søppelet. For andre alkoholar enn etanol og propanol må du lese datablad for å finne ut korleis du skal handtere restar.
To små erlenmeyerkolbar Kalkvatn Vernebriller
Framgangsmåte og observasjonar Ta på vernebriller. Tilset litt kalkvatn til den eine kolben. Noter korleis kalkvatnet ser ut. Tenn telyset, sjå at det brenn skikkeleg. Hald den andre kolben på skrått over telyset i eitt minutt. Studer kva som skjer med kolben. Snu kolben og tilset litt kalkvatn. Roter forsiktig på kolben. Studer kva som skjer med kalkvatnet. Resultat Beskriv kva som skjer på innsida av begerglaset. Beskriv kva som skjer med kalkvatnet. Ta gjerne bilde. Kva for to sambindingar blir danna når organisk stoff brenn med oksygen til stades? Skriv ein konklusjon, og vurder eventuelle feilkjelder. Risikovurdering Eigenskapar og faremoment: Kalkvatn er basisk og skadeleg for auga. Spesielle tiltak: Bruk vernebriller. Skyl auga forsiktig med vatn i fleire minutt dersom dei kjem i kontakt med kalkvatn. Fjern eventuelle kontaktlinser dersom dette enkelt lèt seg gjere. Fortset skyljinga. Ta kontakt med lege dersom irritasjonen ikkje gir seg. Vask hendene etter forsøket. Avfallshandtering: Restar av kalkvatn kan sugast opp med tørkepapir og kastast i søppelet. 4 • Karbonsambindingar
133
FORSØK
F 4.5 Termoplast eller herdeplast?
F 4.6 Plastavfall
Teori Plast blir ofte delt inn i termoplast og herdeplast. Termoplast vil kunne endre form når han blir varma opp, mens herdeplast ikkje endrar form.
Teori og hensikt Plastavfall i havet blir rekna som eit av dei raskast veksande miljøproblema i vår tid. I dette forsøket skal de samle inn og finne ut meir om plastavfall.
Framgangsmåte og observasjonar Bruk ei tom mineralvassflaske i plast. Kva type plast er ho laga av? Kjenn på plasten, og klem på flaska. Fyll deretter flaska med varmt vatn (så varmt du kan få frå krana), og hell ut vatnet igjen. Kjenn på flaska no. Er ho annleis enn før? Er flaska laga av termoplast eller herdeplast?
Framgangsmåte • Samle saman alt plastsøppel som blir kasta heime i løpet av ei veke. Veg søppelet. Kor mykje plast kasta familien din i løpet av ei veke? • Gå ut frå at de kastar like mykje plast kvar veke. Kor mykje plastsøppel blir det i løpet av eit år? Finn gjennomsnittet for klassen for kor mykje plast som blir kasta kvar veke. Bruk dette talet vidare. • Anta at det er to millionar hushaldningar i Noreg. Kor mykje plastsøppel kjem frå private hushaldningar kvart år? • Kva skjer med dette søppelet? • Kom med forslag til korleis vi kan minske mengda av plastsøppel.
Søk på nettet, og finn andre eksempel på termoplast og herdeplast. Kva har de i klasserommet som er laga av termoplast eller herdeplast?
134