9789162274139

BO NNI E RS

BONNI ERS

Bonnier Utbildning Postadress: Box 3159, 103 63 Stockholm Besöksadress: Sveavägen 56, Stockholm Hemsida: www.bonnierutbildning.se E-post: info@bonnierutbildning.se

Order/Läromedelsinformation Telefon 08-696 86 00 Telefax 08-696 86 10

Redaktör: Anders Pålsson, e-post anders.palsson@bonnierutbildning.se Grafisk form: Anders Wikberg/Ove Lindström Bildredaktör: Lena Nistell

Kemi Direkt ISBN: 978-91-622-7413-9 © 2007 Mona Gidhagen, Svante Åberg och Bonnier Utbildning AB, Stockholm Andra upplagan Andra tryckningen

Kopieringsförbud!

Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen! Kopiering, utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-Presskopias avtal, är förbjuden.

Sådant avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare t.ex. kommuner/universitet. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman eller BONUS-Presskopia.

Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare.

Fälth & Hässler Värnamo 2008

Förord Kemi Direkt är en omarbetning av Bonniers Kemi för skolår 6 till 9.

Kemi Direkt har en klar och tydlig struktur. Texten är uppdaterad, väl genomarbetad och elevnära, med ett brett innehåll som beskri­ ver kemin i vår vardag och vår gemensamma framtid. Historiska till­ bakablickar, inspirerande foton och förklarande illustrationer väcker ­elevernas intresse för kemi.

Kemi Direkt är indelad i 13 kapitel, som i sin tur är indelade i ­olika avsnitt. Alla avsnitt inleds med en tydlig och konkret målbeskrivning, och avslutas med ett antal kontrollfrågor. Kontrollfrågorna är ett stöd för eleverna när de arbetar med texten.

Efter varje kapitel finns ”Uppslaget”, med frågor och arbetsupp­ gifter, förslag på fördjupningar, enkla försök som kan göras hemma, begreppsbilder (Concept Cartoons), sökuppgifter och diskussions­ förslag. Uppslaget prövar elevernas förståelse, uppmuntrar dem att fördjupa sig och att ta ställning till aktuella frågor.

Boken avslutas med en omfattande ordlista, en grundämnestabell och ett aktuellt periodiskt system.

I Kemi Direkts Lärarhandledning finns allt arbetsmaterial som ­lärare och elever behöver – planeringsunderlag, förlagor för risk­bedömning, elevlaborationer och sammanfattningar. Hela ­lärarhandledningen finns också på en medföljande cd-skiva. På cd:n finns dessutom ­demonstrationer, extrauppgifter, kommentarer, svar och ­kommentarer till bokens Uppslag, provfrågor, OH-bilder, recept och omfattande texter med kemisk fördjupning.

Förord  III

2  Kemi finns överallt

Kemi finns överallt Vad är kemi och vad kan man göra med kemi? Är kemi bubblande färggranna vätskor, konstiga glaskolvar, rök och explosioner? Eller är kemi bara giftiga ämnen som förgiftar naturen och gör människor sjuka?

Kemi finns i vardagen Det är kemi när du duschar och fixar till håret på morgonen. Dusch­ krämer, hårschampo och frisyrgelé är kemiska produkter. Om du äter godis så äter du kemiska ämnen som ger godiset smak och färg. Om du blir sjuk måste du kanske ta någon medicin som innehåller kemis­ ka ämnen som påverkar din kropp.

Kemi är vetenskapen om ämnen Kemi är vetenskapen om olika ämnens egenskaper, uppbyggnad och om deras reaktioner med varandra, men kemi fanns långt innan det var en vetenskap. Egyptierna använde kemi för att balsamera sina döda, och alkemisterna försökte förgäves göra guld under mer än 2 000 år.

Det brinner Eld är en kemisk reaktion. Människan har under årtusenden använt sig av eld för att få värme och skydd. Kunskapen om hur man tänder en eld, och hur man kan kontrollera den är fortfarande lika viktig.

Kemi finns överallt  3

Ämnens egenskaper Alla kemiska ämnen runt omkring oss har egenskaper. De kan vara fasta, flytande eller gaser. De kan leda ström, ha blå färg eller lukta smultron. Vad är det som ger ämnen deras egenskaper och vad är allting gjort av?

När du har arbetat med Ämnens egenskaper ska du: • känna till ämnens tre olika faser • känna till några egenskaper man kan använda för att beskriva olika ämnen • veta vad en atom och en molekyl är • veta vad ett grundämne och en kemisk förening är

Fast, flytande eller gas Tänk dig att du ska beskriva din bästa kompis. Hur gör du? Jo, du berättar hur din kompis ser ut och hur din kompis är som person – glad, pratsam, tystlåten eller påhittig. Kort sagt, du beskriver vilka egenskaper kompisen har. På samma sätt kan man beskriva kemis­ ka ämnen.

smältning stelning

16  Kemiska ämnen

förångning kondensering

När man arbetar med kemi och ska beskriva egenskaperna hos något ämne, brukar man börja med att berätta om det är fast, flytande eller gas. Vid rumstemperatur är ämnen antingen fasta som järn, flytande som vatten eller gaser som syrgas i luften.

Vatten är inte alltid flytande. Om vatten fryser blir det fast och kal�­ las is. När vatten kokar bildas en gas som vi kallar vattenånga. Det är temperaturen som avgör om vattnet är fast, flytande eller gas. Det här är inget som är speciellt för vatten. Om man värmer ett fast ämne blir det flytande, och om man värmer ett flytande ämne blir det gas. Man säger att ett ämne kan finnas i tre olika faser – fast, flytande och gas.

Varje ämne har en speciell temperatur där det smälter och en annan temperatur där det kokar. För att is ska smälta till vatten måste tem­ peraturen vara minst 0 °C. Is kan inte bli varmare är 0 °C. Denna temperatur kallas vattnets smältpunkt. Flytande vatten fryser till is vid samma temperatur, men då kallas den vattnets fryspunkt. Smält­ punkt och fryspunkt ligger alltså vid samma temperatur, men kallas olika beroende på vilken fas vattnet kommer ifrån.

När man värmer en kastrull med vatten på spisen, börjar ­vattnet koka vid 100 °C. Det är vattnets kokpunkt och då övergår vattnet från ­flytande fas till vattenånga – gasfas. Flytande vatten kan inte bli var­ mare än 100 °C. Vattenånga bildar flytande vatten vid samma tempe­ ratur, men då kallas den vattnets kondensationspunkt.

Luft och järn kan bli vätskor När man beskriver ett ämnes egenskaper och säger att det är flytande är det viktigt att tala om vilken temperatur det har. Om man inte sä­ ger något speciellt, menar man ungefär vanlig rumstemperatur. Luft kan vara flytande, men då måste man kyla den till nästan –200 °C. Om man fortsätter kyla luft till ungefär –220 °C, stelnar luften till fast form.

Järn är en metall som är fast vid rumstemperatur. Om man värmer järn till ungefär 1 500 °C blir det flytande. Då kan man gjuta och forma järnet till olika föremål. Höjer man temperaturen till nästan 3 000 °C, börjar järnet koka och övergår till en gas.

Kyler man koldioxid som är en gas vid rumstemperatur till –80 °C, blir den fast och ser ut som ett isblock. Kolsyreis kallas också torr­ is, eftersom när temperaturen stiger övergår den fasta isen direkt till gas utan att det bildas någon vätska. Kolsyreis används som kylmedel och för att skapa dimma och rök vid filminspelningar och konserter.

Ämnens egenskaper  17

Andra egenskaper Utseendet avslöjar ofta vilket ämne det är. Vi ser lätt skillnad på en plastbit och en metallbit. En plastbit är oftast mjuk och har en fet yta, medan metaller har en speciell metallglans. Färgen och formen är viktiga egenskaper när man ska beskriva ett ämne. Mjölk är en vit lättflytande vätska och matolja är gulaktig och mer trögflytande.

Svavel är fast och gult medan ammoniak är en gas med en stickan­ de frän doft. Andra egenskaper kan vara att de leder ström eller inte, känns tunga eller lätta, mjuka eller hårda eller är magnetiska.

Det kan vara svårt att se skillnad på socker och salt, båda är vita och fasta ämnen, men om man smakar på dem är det lättare. Samma sak är det med dofter. Ättika har en speciell doft som vi lätt känner igen och banandoft är också väldigt tydlig. Förr i tiden luktade och sma­ kade kemister alltid på olika ämnen för att beskriva dem. Det gör man inte numera eftersom ämnena kan vara giftiga eller frätande.

Grundämne och kemisk förening Att olika ämnen har så olika egenskaper beror på hur de är uppbygg­ da. Alla ämnen består av mycket små partiklar som kallas atomer.

De är så små att det får det plats ungefär 12 atomer på en miljondels millimeter. Alla atomer är inte likadana utan det finns något fler än 100 olika slags atomer.

Ett grundämne består av ett enda slags atomer. Syre, väte, kväve, kol, koppar och bly är olika grundämnen. Syre består av syreatomer, kol består av kolatomer, bly av blyatomer osv. Eftersom det finns ungefär hundra olika slags atomer, finns det också ungefär hundra slags grundämnen.

kol

väte syre

18  Kemiska ämnen

kväve

Atomerna finns nästan aldrig ensamma, utan är för det mesta bundna till andra atomer. När atomer binds till varandra, bildar de en mole­ kyl. En molekyl består alltså av minst två atomer, men den kan bestå av flera tusen atomer. Molekyler kan bestå av likadana atomer, eller av olika slags atomer. Ämnen som består av molekyler med olika slags atomer kallas ke­ miska föreningar. Kemiska föreningar är uppbyggda av minst två, men ofta flera olika grundämnen. Vatten är en kemisk förening som är uppbyggd av väteatomer och syreatomer. Koldioxid är också en kemisk förening av kolatomer och syreatomer. Eftersom atomer kan kombineras på så många olika sätt, finns det ett oändligt antal kemiska föreningar.

väte, väte, H2H

vatten, H2O

syre, O2

koldioxid, CO 2

koldioxid, CO2

Värme är atomer och molekyler i rörelse I en isbit ligger vattenmolekylerna stilla och nära varandra, isen är fast. Värmer man isen lossnar vattenmolekylerna från varandra och börjar röra sig. Vid smältpunkten kan de glida runt varandra och vattnet blir flytande. Fortsätter man värma vattnet blir molekylernas rörelser snabbare och snabbare. Till sist håller de inte alls ihop utan far iväg åt alla håll, vattnet kokar och det bildas vattenånga. Värme är rörelse och när man mäter temperaturen, mäter man egentligen partiklarnas rörelser. Om ett ämne är i fast, flytande eller gasfas beror alltså på hur snabbt partiklarna i ämnet rör sig.

Guld är tyngre än vatten Vissa ämnen känns tyngre än andra. Bly känns tungt och alumini­ um känns lätt. För att kunna jämföra olika ämnens vikt måste man väga lika stora volymer. 1 liter vatten väger ungefär 1 kg. En lika stor volym guld är mycket tyngre än vatten. Den väger nästan 20 kg.

Skillnaden i vikt beror på två saker. För det första har guldatomen större massa, den väger mer än en vattenmolekyl. För det andra ­ligger guldatomerna tätare tillsammans än vattenmolekylerna. Guld har högre densitet än vatten. Densiteten påverkas både av atomernas massa och hur tätt atomerna ligger packade.

1. Ge exempel på några egenskaper som ämnen kan ha.

2. Vilka är de tre faserna som nästan alla ämnen kan finnas i?

3. Vilka egenskaper är lika för socker och salt? Vilka är olika?

4. Vad är det för skillnad på en atom och en molekyl?

H2O

5. Vad är det för skillnad på ett grundämne och en kemisk förening?

Au

6. Vad är värme?

En liter guld väger 20 gånger mer än en liter vatten.

7. Varför är vissa ämnen tyngre än andra?

Ämnens egenskaper  19

Med en slaga skilde man agnarna från vetet.

Att separera ämnen Ibland vill man ha rena ämnen. Eftersom de flesta ämnen finns i blandningar, måste men skilja dem åt för att få fram de rena ämnena. Det finns många olika metoder som man kan använda för att skilja ämnen åt. Sådana metoder kallas separationsmetoder.

Några av de metoder som en kemist använder på sitt laboratorium använder vi också ibland också hemma, till exempel filtrering och indunstning. Destillering, sedimentering och kromatografi är någ­ ra andra separationsmetoder som är vanliga inom industrin och på kemiska laboratorier.

26  Kemiska ämnen

När du har arbetat med Att separera ämnen ska du: • känna till några metoder för att separera ämnen • kunna föreslå rätt separationsmetod beroende på ämnenas egenskaper

Sedimentering

Denna metod bygger på att tyngre partiklar i en lösning sjunker till botten. Metoden används till exempel på reningsverken. Där låter man reningsvattnet stå ett tag i stora bassänger. Då sjunker sand, grus och annat skräp till botten och vattnet blir klart. Man säger att sanden ­sedimenterar när den sjunker till botten, det bildas sediment. Samma sak händer utanför floder som för med sig jord och sand. Utanför flod­ mynningen bildas sedan sandbankar av det som floden fört med sig.

Filtrering

När vi brygger kaffe eller använder en tesil, löser sig små partiklar i vattnet medan de större fastnar i filtret och silen. Metoden kal�­ las ­filtrering och bygger på att små partiklar passerar genom filtret, ­medan de större fastnar. Egentligen är det samma metod som vi ­använder när vi kokar pasta och häller den i ett durkslag.

Att separera ämnen  27

Uppslaget 2 Kan du?

1. Beskriv ämnet järn med så många olika egenskaper som möjligt.

2. Varför har rinnande vatten helt andra egenskaper än is, trots att det är uppbyggt av likadana partiklar?

3. Varför kan man inte få bort den röda färgen om man filtrerar hallonsaft?

4. Ge några exempel på hur man kan få sötvatten från saltvatten.

5. Vad får du kvar om du destillerar kranvatten?

6. Varför flyter olja på vatten?

7. Vilken fas har luft vid –210 oC? 8. Varför kan vatten inte bli varmare än 100 oC, då man kokar det?

Fundera mera 1. Du tappar strösocker i sand och vill ha till­ baka det rena sockret. Hur skall du bära dig åt?

2. Ge exempel på en blandning som innehåller både en lösning och en uppslamning.

3. De flesta ämnen har högre densitet i fast form än i flytande. Det betyder att det fasta ämnet sjunker i det flytande. Men is flyter på vatten.

Förklara detta!

4. Varför håller sig en öppnad läskflaska bättre i kylen?

5. Varför finns det så få rena ämnen i naturen?

30  Kemiska ämnen

6. Om du tar fram en burk läsk ifrån kylen och låter den stå så blir det fuktig på utsidan. Vad är det och hur har det bildats?

7. Om man blandar 1 dl vatten med 1 dl rödsprit blir blandningens volym mindre än 2 dl. ­Förklara! Jämför med vad som händer när man blandar risgryn och ärtor.

Studera mera 1. Läs mer om guldutvinning, både förr och nu.

2. Alla kemikalier måste enligt lag beskrivas på ett säkerhetsblad. Räkna upp vilka egenskaper som är beskrivna där. Jämför t ex egenskaperna hos bly, etanol, syre och svavel.

3. Vad menas med homogeniserad mjölk?

4. Snö kan ha några olika slags kristallformer.

Ta reda på hur dessa ser ut. Rita av dom och för­ klara vad det är som gör att den ena eller den ­andra formen bildas.

Nät och bibliotek 1. Om du tittar på varudeklarationen på ett livsmed­ el ser du att en del ämnen har E-nummer. Vilken grupp av ämnen har E-nummer som börjar med en 3:a?

2. Vad innebär beteckningen för olika slags lödtenn t ex Pb60/Sn40?

3. Ibland kan man träffa på en 2-krona. Vilka me­ taller finns i en 2-krona från 1965?

Vem har rätt?

Luftmolekylerna i ballongen tar större plats.

Luftmolekylerna i ballongen blir större.

Varför blir en uppblåst ballong större när man värmer den?

Luftmolekylerna i ballongen rör sig fortare.

Materialet i ballongen blir mer elastiskt.

Gör ett försök

Översätt till svenska

1. Undersök hur många sockerbitar du kan lösa i en ½ dl kallt vatten och jämför med hur många bitar du kan lösa i en ½ dl varmt vatten.

Property Dissolve Solution

2. Fyll en klar plastmugg till hälften med vatten.

Sätt till några droppar grön karamellfärg. Rör om och ställ sedan muggen i frysen. Tag ut muggen efter några timmar, när en del av vattnet har frusit men inte allt. Lyft bort isen från vattnet. Var finns färgen? Försök förklara.

Solid Evaporate Distilled water

Vad tycker du?

Varför har man nickel i mynt? Borde man inte sluta använda nickel, eftersom en del människor är allergiska mot nickel?

Kemiska ämnen  31

Protoner, elektroner och neutroner Trots att atomen är så liten är den i sin tur uppbyggd av ännu mindre partiklar – protoner, elektroner och neutroner. Protonerna är elek­ triskt positivt laddade partiklar, och finns i atomens kärna. Utanför atomkärnan finns elektronerna som är elektriskt negativt laddade. En atom har alltid lika många protoner som elektroner. Neutronerna som också finns i atomens kärna är elektriskt oladdade partiklar. De påver­ kar inte några kemiska reaktioner eller de kemiska bindningarna mel­ lan atomerna. Därför tar vi inte med dem när vi studerar atomerna.

väteatom, H

Den minsta och enklaste atomen är väteatomen som har 1 proton och 1 elektron. En kolatom har 6 protoner och 6 elektroner, och en syreatom har 8 protoner och 8 elektroner. väteatom, H

kolatom, C

väteatom, H

väteatom, H

kolatom, C kolatom, C

Elektriskt laddade atomer kallas joner Protonerna i kärnan håller kvar elektronerna, men elektronerna är lätt­ rörliga och en eller flera elektroner kan lämna en atom helt och ­hållet.

Då får den färre elektroner än protoner, och blir positivt laddad.

Andra atomer håller kvar sina elektroner, och kan till och med dra till sig fler elektroner än de egentligen ska ha. Då får atomen fler elektro­ kolatom, C ner än protoner och blir negativt laddad. En atom som har för få eller för många elektroner kallas en jon. syreatom, O

38  Kemiska reaktioner

syreatom, O

syreatom, O

Väteatomen har bara har en elektron som den lätt förlorar, och blir då en positivt laddad vätejon.

väteatom, H väteatom, H

vätejon, H+

vätejon, H+

Syreatomen däremot, drar gärna till sig fler elektroner och bildar en negativt laddad jon som kallas oxidjon. Oxidjonen har fler elektro­ ner änväteatom, protoner.H vätejon, H+

2–

syreatom, O

syreatom, O

syreatom, O

syrejon, O2–

syreatom, O

syreatom, O2–

Eftersom joner har en elektrisk laddning kan de leda ström. Elektrisk ström är laddningar som transporteras i ett material. I en metall är det elektronerna som rör sig, och i en lösning är det alltid joner som förflyttas. Detta utnyttjar man till exempel i batterier som innehåller olika jonlösningar.

Atomer och joner  39

Syror avger vätejoner

Vätejonerna gör att:

I en vattenlösning lossnar väte lätt från syramolekylen. Väteatomen förlorar samtidigt sin elektron och blir en positiv jon H+. Samtidigt tar resten av syramolekylen upp elektronen och blir en negativ jon.

Det är de fria vätejonerna som ger syrorna deras sura egenskaper.

Saltsyra Saltsyra

Saltsyra Saltsyra + HCI H CI–– HCl H+ Cl Salpetersyra HCl

H+

Cl–

Salpetersyra Salpetersyra HCl

H+

Cl–

H+

NO3–

Salpetersyra

HNO3

+ – HNO3 HNO3 NO33– Svavelsyra HH+ NO

Svavelsyra HNO3

H+

NO3–

Svavelsyra Svavelsyra

H2SO4

2H+

SO42–

H2SO4

2H+

SO42–

– ++ 2H HH22SO SO SO422 44 2H SO

Starka och svaga syror Om en syra är stark eller svag beror på hur många av syramolekyler­ na som avger sina vätejoner när man löser syran i vatten. I en stark syra frigör nästan alla syramolekyler vätejoner. I en svag syra frigör kanske bara 1/10 av syramolekylerna vätejoner.

50  Syror, baser och salter

• syror smakar surt • syror har ett pH-värde under sju • syror får sin speciella färg med indikatorer • syror är frätande

Stark syra Svagsyra syra Stark syra Svag

Koncentrerade och utspädda syror Koncentrationen av vätejoner beror också på hur mycket vatten som man löser syran i. Löser man mycket syra i lite vatten får man en ­koncentrerad syra. Tar man lite syra och mycket vatten, blir ­lösningen ­utspädd. Koncentrationen beror alltså på hur mycket vatten syran är löst i. Både starka och svaga syror kan vara koncentrerade eller ­utspädda.

Stark syra Koncentrerad syra

Svag syra Utspädd syra

Koncentrerad syra Utspädd syra syra Koncentrerad syra Utspädd

SIV-regeln När man späder svavelsyra och salpetersyra blir det varmt. Det kan bli så varmt att vattenlösningen börjar koka och stänka. Det ­ gäller ­speciellt svavelsyra. Då är risken stor att den som jobbar med ­syran får brännskador och frätskador. För att undvika detta ska man ­använda SIV-­regeln, häll Syran I Vattnet! Häll långsamt och ­ blanda under ­tiden. Du gör klokt i att alltid använda SIV-regeln när du ­ späder syror.

Syror  51

Miljöpåverkan kan vara snabb eller långsam Buffertverkan i naturen stabiliserar miljön. Det är inte bara syror och baser som buffras. På motsvarande sätt buffras även andra ämnen i naturen, men med hjälp av andra kemiska reaktioner. Men vi mås­ te förstå att bufferteffekten är begränsad. När bufferten är förbru­ kad, så kan förändringarna komma snabbt. Det var det som hände för en miljard år sedan när det för blågröna bakterierna giftiga syret inte längre togs om hand av järnjoner och därför började uppträda som fritt syre.

Surt regnvatten är resultatet av en snabb jämviktsförändring. Det rena vattnet löser de sura gaserna i luften mycket snabbt. Däremot kan det i försurad mark ta flera hundra år innan mineralerna i mar­ ken uppnår jämvikt i sin sammansättning med ständigt nedfall av surt regn. Om man upptäcker döda fiskar i en sjö, tror man kanske först att det har skett ett giftutsläpp i vattnet. Ibland stämmer det, men det kan också bero på försurning som började för 10 – 20 år sedan.

Försiktighetsprincipen Eftersom det är så svårt att alltid veta i förväg vilka effekter kemiska ämnen har på miljön, bör man använda sig av försiktighetsprin­cipen.

Det innebär att om man inte kan säga någorlunda säkert vad effek­ terna blir, ska man avstå eller välja ett alternativ som man känner till bättre. Detta finns inskrivet i den svenska miljöbalken som är en sam­ ling lagar som handlar om vår natur och miljö. År 2000 fastslog EUkommissionen att försiktighetsprincipen ska användas inte bara som ett skydd för miljön, utan också för människors, djurs och växters välbefinnande.

Döda fiskar i ett vattendrag kan bero på utsläpp under många år.

Spridningsmekanismer Kemiska ämnen släpps inte ut bara via avlopp eller skorstenar. De kan också frigöras när vi ändrar om i naturen. Till exempel kan bottensediment innehålla giftiga ämnen som är ofarliga så länge de är inbäddade i bottenslammet, men som frigörs och gör skada om man börjar röra om i bottenlagren. Gruvbrytning är ett annat exem­ pel på verksamhet som lätt leder till att skadliga ämnen frigörs och börjar spridas.

Alla ämnen sprids, det är en gammal sanning som alla känner till.

Det gäller ofarliga ämnen, och det gäller giftiga ämnen. Det kan ta olika lång tid. Små osynliga partiklar som koldioxid och kväveoxi­ der sprids snabbt och lätt med luften. Stora stenblock tar längre tid, men is, vatten och människohänder sönderdelar och sprider också stora berg.

Gaser och små lätta partiklar sprids framförallt med luften. Koldi­ oxid som vi släpper ut över Sverige påverkar hela jordens atmosfär. Ämnen som bildas när man bränner kol och olja i Storbritannien på­ verkar också våra skogar och sjöar.

Vatten är ett mycket bra lösningsmedel och sprider därför många äm­ nen i naturen. Svaveloxid i luften löser sig i regnvattnet och påverkar våra sjöar, skogar och dricksvatten. Den 12 maj 1996 genomfördes en allmän utekissardag i Stigtomta i Sörmland. Det var den ­lokala grup­ pen Rädda Hallbosjön, som ville visa hur viktigt det är att rena av­ loppsvattnet från våra vattentoaletter. Urin innehåller nämligen kvä­ ve som göder våra sjöar och vattendrag. De växer igen och försvin­ ner. Reningsverket uppmätte att kvävehalterna i avlopps­vattnet sjö­ nk med hela 30 % under utekissardagen!

Vi har under många år använt luften som soptipp eftersom gaser inte syns när de sprider sig i lufthavet.

Fasta partiklar som damm sprider också många ämnen, till exem­ pel de flamskyddsmedel som tillsätts i byggnadsmaterial, kläder, ­datorer och annan elektronisk utrustning. Flamskyddsmedel fäster på dammpartiklar som man andas in. Vid undersökningar har man upptäckt att små barn har mer än 10 gånger så höga halter av giftiga flamskyddsmedel i blodet än vuxna. Antagligen beror det på att de leker på golven där dammet samlas.

Utekissardagen i Stigtomta visade tydligt hur vattentoaletter sprider näringsämnen till fel plats.

Naturen – ett samspel  95

Kolhydrater För den som ska åka Vasaloppet är det bra att ladda med kolhydrater. Det gör man genom att äta mat som är rik på kolhydrater dagen innan loppet, till exempel pasta. Och vilken tur att det finns så mycket blåbärssoppa längs spåret!

När du har arbetat med Kolhydrater ska du: • känna till några enkla och några sammansatta sockerarter • känna till hur kolhydrater byggs upp i växterna vid fotosyntesen • känna till några polysackarider och deras egenskaper

De söta blåbären är tillverkade av luftens koldioxid, vatten och solenergi.

Växterna kan med hjälp av solenergi tillverka kolhydrater av kol­ dioxid och vatten. Denna kemiska reaktion sker på klorofyllkornen i växternas celler. Djur och svampar kan sedan använda kolhydrater­ nas energi genom att äta växter eller växtätande djur.

140  Livets kemi

Ett litet blad innehåller en kemisk fabrik. Där tillverkas glukos av koldioxid från luften och av vatten från marken. Till detta behövs energi, och energin kommer från solljuset. Denna kemiska reaktion som kallas foto­syntesen kan skrivas: koldioxid + vatten + energi ––> glukos + syre

eller med kemiska tecken: 6CO2 + 6H2O + energi –– > C6H12O6 + O2

Enkla sockerarter Eftersom kolhydrater bildas av koldioxid och vatten, består kol­ hydrater av kol-, väte- och syreatomer. Molekylerna har formen av sexhörningar av kolatomer som sitter ihop två och två, eller i långa kedjor. Den typ av kolhydrat som bildas i växterna är en sockerart som heter druvsocker, eller glukos. Reaktionen när glukos bildas i växterna är så viktig att den har fått ett speciellt namn – fotosyntesen.

Ordet foto betyder ljus, och ordet syntes betyder sätta samman.

H H C OH

C6H12O6

H

C

O

C

H OH

H

C

C

H

OH

HO glukos Glukos

H

O

C OH

Glukos består av bara en enda sockermolekyl. Fruktos, eller frukt­ socker, består också av en sockermolekyl. Därför kallas glukos och fruktos för enkla sockerarter, eller monosackarider. Mono betyder ensam på grekiska. Det är glukos och fruktos som ger frukter och bär deras söta smak.

O

H C6H12O6

C

HOCH2 fruktos Fruktos

CH2OH

O

C H

HO

C

C

HO

H

OH

Kolhydrater  141

Sammansatta sockerarter Det finns också sockerarter som är uppbyggda av två eller flera socker­ molekyler. De kallas för sammansatta sockerarter. Om det är två mo­ lekyler som sitter ihop kallas sockerarten för en disackarid. Ordet di betyder två på grekiska. Det vi i dagligt tal kallar socker är sackaros.

Sackarosmolekylen som är en disackarid, bildas när en fruktosmole­ kyl binds till en glukosmolekyl.

O C12H22O11

O O

sackaros Sackaros

Sackaros eller rörsocker, framställs från sockerrör som är ett upp till 4 m högt gräs. Sockerrör odlas i framförallt Asien och Sydamerika.

I Sverige odlar man i stället sockerbetor, som kan växa i vårt kalla ­klimat, för sockerframställningen.

Laktos eller mjölksocker, är en vanlig disackarid som finns i mjölk­ produkter. Laktosintolerans beror på brist på laktas, som är ett en­ zym som normalt finns på ytan av tunntarmens insida. Laktas bryter ner mjölksockret till mindre delar, som sedan kan tas upp i blodet.

Om laktas saknas transporteras mjölksockret vidare till tjocktarmen och ger diarréer och gasbildning.

Sockerrör är ett upp till 4 meter högt gräs, med ett strå fyllt av sockerrik växtsaft.

Enkla sockerarter

Sammansatta sockerarter

druvsocker – glukos finns i godis, sportdrycker

rörsocker – sackaros (glukos + fruktos) finns i bit- och strösocker

fruktsocker – fruktos finns i frukt, honung

maltsocker – maltos (glukos + glukos) finns i sädeskorn (malt)

galaktos finns i pektin, gummi, alger

mjölksocker – laktos (glukos + galaktos) finns i mjölk, messmör, mesost

Sött med och utan socker Det finns andra sötningsmedel än socker, till exempel honung som människan har använt i tusentals år. Honung består av en blandning av olika sockerarter, framför allt fruktos och glukos.

142  Livets kemi

Sötningsmedel kan också vara framställda i fabriker. Konstgjorda sötningsmedel ger ingen energi, men smakar mycket sötare än socker. Aspartam är ungefär 200 gånger sötare än sacka­ ros och sackarin är upp till 700 gånger sötare. Sötningsmedel används inte bara till kaffe och te, utan också i glass, godis och läsk. Sorbitol och xylitol som bland annat används i sockerfria tuggummin finns i naturen. De smakar ungefär som socker. Men man ska vara lite försiktig, för om man får i sig för mycket söt­ ningsmedel kan man få diarré.

Polysackarider Om många glukosmolekyler sitter ihop i en kedja, bildar de en poly­ sackarid. Ordet poly betyder många. I växterna kan flera tusen glu­ kosmolekyler kopplas ihop till långa kedjor – stärkelse och cellulosa.

Stärkelse och cellulosa är två exempel på polysackarider. Växterna lagrar stärkelse framförallt i sina rötter och frön. Stärkelsen är växter­ nas energilager som behövs efter vintern och när fröna ska gro. Cellu­ losan använder växterna som byggnadsmaterial i cellväggarna.

Trots att de är sockerfria smakar de sött.

Vår kropp använder stärkelse som energikälla, men för att vi ska kun­ na komma åt energin måste stärkelsen brytas ner till glukos. Det tar lite tid för kroppen att göra det och därför håller man sig mätt länge, om man äter mat med mycket stärkelse. Kolhydrater finns framför allt i bröd, pasta, ris, potatis, frukt och grönsaker. Kolhydraterna ger oss energi och ork. Äter man för lite kolhydrater känner man sig trött och orkeslös.

Stärkelse är en polysackarid av flera tusen glukosmolekyler.

Kolhydrater  143

för grundskolans senare del Kemi Direkt består av en Faktabok och en Lärarhandledning med cd.

Faktaboken innehåller: ● ● ● ● ● ●

tretton kapitel med tydliga och konkreta mål välskrivna, berättande texter vackra och informativa illustrationer i färg kontrollfrågor, arbetsuppgifter på flera nivåer samt enkla experiment ordlista med förklaringar av viktiga kemiska ord och begrepp grundämneslista och periodiskt system.

Lärarhandledningen innehåller: ● ● ● ● ●

planeringsunderlag laborationer och arbetsuppgifter med kommentarer lättlästa kapitelsammanfattningar recept och stöd för säkerhetsbedömningar cd med extramaterial.

ISBN 978-91-622-7413-9

www.bonnierutbildning.se

(8954-6)