Kolets kemi

Vad menas med att ett ämne är "organiskt" inom kemin?

Alltså att ämnet innehåller kolatomer (C).

Vilka olika former av ren kol finns, och vilka specifika egenskaper har de?

Det är: 

1. Grafit 

   • Mjuk, används som smörjmedel och i blyertspennor. 

   • Det består av tunna skikt kolatomer och hålls bara ihop av svaga krafter vilket leder till att det lätt smetar av sig. 

   • Leder elektricitet (eftersom elektroner kan röra sig mellan skikten). 

2. Diamant 

   • Hårdaste naturliga ämnet och leder inte elektricitet.

   • Naturliga diamanter uppstår djupt under mark vid otroligt mycket tryck och höga temperaturer och kan ta flera miljoner år att bildas. 

   • Genomskinlig och glänsande.

   • Alla kolatomer är tätt ihopkopplade. 

3. Fulleren 

   • Bildas naturligt i stoftmolnen runt stjärnorna. 

   • Kolatomernas byggnad liknar ett fotbollsliknande klot. 

   • Leder elektricitet.

4. Grafen 

• Består av ett enda skikt kolatomer. 

• Extremt starkt och mycket tunt.

• Leder elektricitet mycket bra.

• Flexibelt och genomskinligt.

Vad är kolväten? Ge exempel och beskriv de i sin kemisk uppbyggnad och med formel.

Kolväten är organiska föreningar som enbart består av kol (C) och väte (H). De är grunden till all organisk kemi och delas in i olika grupper beroende på hur kolatomerna binder till varandra.

• De går inte att lösa i vatten 

• Brinner bara i luft

Exempel: 

• Metan 

  • CH₄  

• Gasol

  • Propan C₃H₈

  • Butan  C₄H₁₀

• Asfalt 

  • Exakt formel varier men förenklat är det C₅₀H₁₀₂

Vad är skillnaden mellan mättade och omättade kolväten, och vilken kemisk konsekvens har det i reaktioner?

Skillnaden mellan mättade och omättade kolväten beror på hur kolatomerna binder till varandra. Här är en förklaring och de kemiska konsekvenserna:

Mättade kolväten 

• Kolväten med enkelbindningar, alla kolatomer binder så många väteatomer som det går. 

Kemiska konsekvenser: 

• Eftersom alla bindningar är enkelbindningar, är de stabila och lågreaktiva.

• De genomgår främst substitutionsreaktioner (en atom eller grupp byts ut mot en annan).

Omättade kolväten 

• Kolväten med dubbel- eller trippelbindningar. Det finns kolatomer som skulle kunna bilda mer väteatomer. 

Kemiska konsekvenser: 

• Dubbel- eller trippelbindningarna gör att kolvätena är mer reaktiva än mättade kolväten.

De genomgår ofta additionsreaktioner, där nya atomer eller grupper läggs till på dubbel- eller trippelbindningar.

Vad kännetecknar en alkohol ur kemisk synvinkel?

• Den består av kol, väte och syre. 

• En alkohol kännetecknas kemiskt av att den har en eller flera hydroxylgrupper (-OH) bundna till en kolatom. (-OH är en syreatom bunden till en väteatom). Det är alltså -OH gruppen som ger alkohol dess speciella egenskaper. 

Alkohols egenskaper är: 

• De löser sig ofta i vatten

• De brinner och kan användas som bränsle

Kan reagera med andra ämnen och omvandlas till nya ämnen

Beskriv metanol och etanol, både kemisk och deras egenskaper.

Metanol 

Kemisk beskrivning:  

• Den enklaste alkoholen 

• Består av en kolatom (C), tre väteatomer (H) och en OH-grupp.

• Molekylformel: CH₃OH

Egenskaper: 

• Färglös vätska

• Luktar lite sött

• Mycket giftig – även små mängder kan skada synen eller vara dödlig om man dricker det

• Brinner lätt – används som bränsle i t.ex. racingbilar

Etanol 

Kemisk beskrivning: 

• Består av två kolatomer (C), sex väteatomer (H) och en OH-grupp.

• Molekylformel: C₂H₆OH

Egenskaper:  

• Färglös vätska

• Har en karaktäristisk lukt (sprit)

• Används i drycker (öl, vin, sprit) – i små mängder är det inte farligt

• Brännbart – används också som bränsle eller i handsprit

Vad är för- och nackdelen med att använda etanol som bränsle i fordon?

• Etanol kan användas som bränsle i bilar och bussar. 

• Etanol bidrar inte till den förstärkta växthuseffekten. Det beror på att den tillverkas av produkter som redan är en del av det naturliga kretsloppet.

• Etanol i bränsle tillverkas av sockerrör, skogsavfall och svenskt vete.

• Nackdelen med att tillverka etanol är att det behövs stora markområden. Mark som det annars hade kunnat odlas mat på. 

Vad kännetecknar organiska syror, och vilken funktion har de i bär och växter?

Kännetecken: 

• Organiska syror är ämnen som innehåller kol (C) och har en speciell syra-grupp som kallas karboxylgrupp (–COOH).

• Är svaga syror (inte lika frätande som starka syror)

• Är vattenlösliga

• Finns naturligt i t.ex. bär, frukt och växte

Funktion i bär och växter:

• Ger sur smak (t.ex. citronsyra i citron, äppelsyra i äpplen)

• Hjälper till att skydda växten mot bakterier och svamp

• Påverkar mognad och färg

Används av växten i cellandning och ämnesomsättning

Hur bildas en ester och vilka ämnen krävs för att detta ska ske?

Bildas genom en kemisk reaktion mellan en alkohol och en organisk syra. 

Ge exempel på en ester och beskriv dess användningsområde.

• Ett vanligt exempel på en ester är etylacetat (kemiskt namn: etyletyanoat).

Användningsområden: 

• Lösningsmedel: Används i lim, färg och nagellacksborttagningsmedel.

• Doftämne: Har en söt, fruktig lukt och används i parfymer och aromämnen.

• Industriell produktion: Används i tillverkning av plast och tryckfärger.

Varför används estrar ofta i parfym och livsmedel?

Eftersom att det luktar och smakar gott. Det används t.ex i godis, glass och läsk.