Organisk kemi

Kolatomer

är grunden till allt levande, molekylformel C.

Kolföreningar

ett ämne som är sammansatt av flera olika atomslag, med kol. Kolföreningar kallas även för organiska ämnen, och kemin med kolföreningar kallas organisk kemi. Det finns många olika slags kolföreningar vilket beror på att kolet har fyra möjliga bindningar vilket gör att det finns så många olika slags möjliga bindningar.

Kolväten

En kolförening med kol och väte. Ju större kolvätemolekyler är desto högre blir smältpunkten och kokpunkten

Alkaner

Alkaner är kolväten i deras enklaste form. De kan vara hur stora som helst. För varje kolatom kommer två väteatomer.

Alkener

Alkener är kolväten som innehåller minst en dubbelbindning.

Alkyner

Alkyner är kolväten som har minst en trippelbindning

Metan

Metan är det enklaste kolvätet. Det består av en kolatom och fyra väteatomer. Molekylformeln är CH4, den är i gasform och används som bränsle och för energiproduktion.

Eta

C2H6. Det är en luktfri och färglös gas som används under tillverkningen av kemiska produkter

Eten

Eten är det enklaste av alkenerna. Dess molekylformel är C2H4. Eten används som råvara till tillverkningen av många organiska ämnen.

Etyn

Etyn är det enklaste kolvätet av alkynerna. Det kallas även för acetylen. Molekylformeln är C2H2. Alkyner består av trippelbindningar, alltså har även etyn en. Etyn används vid gassvetsning.

Propan

C3H8. Det används för att framställa gasolgas och motorgas.

Propen

Propen är en gas som tillhör alkenfamiljen. Molekylformeln är C3H6. Propen används främst som bränsle

Propyn

Även en gas fast det tillhör alkynfamiljen. Molekylformeln är C3H4, och det används vis svetsning.

Butan

C4H10. Används vid framställningen av gasolgas

Buten

Tillhör alkenfamiljen, molekylformeln är C4H8. Det används vid plasttillverkning

Butyn

Butyn tillhör alkynfamiljen, molekylformeln är C4H4, används vid svetsning eller som en råvara inom den kemiska industrin

Isomerer

Molekyler som har samma antal av de olika atomslagen, men annorlunda struktur

Omättade och mättade kolväten

Omättade kolväten är kolväten som kan få fler väteatomer. Detta inkluderar alkener och alkyner som båda kan få fler väteatomer om de “bryter” dubbel

Alkoholer

I alkoholer är minst en väteatom i kolväte ersatt med en hydroxigrupp (OH

Metanol

Metanol kallas även för träsprit. För tillverkade man metanol genom att hetta upp trä utan syre, därav namnet. Molekylformeln är CH3OH. Alltså har det en kolatom, tre väteatomer och en OH

Etanol

Molekylformeln är C2H5OH. Etanol är en giftig vätska som kan bedöva delar i hjärnan och förstöra levern. Finns i alkohol

Glykol

Det liknar etanol men istället för en hydroxigrupp finns det två. Molekylformeln är C2H4(OH)2. Glykol är mycket giftigt, kan skada njurarna och nervsystemet. Används i kylarvatten

Glycerol

Glycerol eller glycerin innehåller tre OH

Hydroxigrupp

En hydroxigrupp, eller OH

Metansyra

Metansyra eller myrsyra är den enklaste organiska syran. Molekylformeln är HCOOH. Metansyra finns i myror, därav namnet

Etansyra

Etansyra eller ättiksyra. Molekylformeln är CH3COOH. Det används som konserveringsmedel och för att smaksätta smak, finns i ättika och vinäger.

Vin till vinäger

Etanolen i vinet reagerar med syran i luften och förvandlas till ättiksyra, det blir till vinäger.

Propansyra

Molekylformel C2H5COOH, finns i schweizerost

Butansyra

Molekylformel C3H7COOH, finns i härsket ost

Karboxylgrupp

Karboxylgrupp eller syragrupp har molekylformeln xCOOH.

Organiska syror

Organiska syror innehåller en karboxylgrupp eller syragrupp (xCOOH)

Estrar

Estrar är föreningar som bildas när en alkohol och en syra reagerar med varandra. Estrar är varken en alkohol eller syra utan en särskild grupp av organiska föreningar med egna egenskaper. Används för att lägga till doft och smaker. Fetter är typer av estrar och många estrar används som lösningsmedel.

Nitroglycerin

En ester som används både i dynamit och i sprängämnen men även som medicin vid hjärtsjukdomar.

Etyletanoat

Etyletanoat bildas när etanol och ättiksyra reagerar med varandra. Det bildar då etyletanoat och vatten. Etyletanoat har molekylformeln CH3COOC2H5. C2H5OH + CH3COOH

Diamant

Alla ko atomer ihop i ett hårt tredimensionellt nätverk, en enda jättestor molekyl, en kristall. Det gör att diamanter blir världens hårdaste ämne och därav används det till ex. borrar.

Grafit

Kolatomerna sitter ihop i platta skikt, varje sikt är en egen molekyl. Dessa skikt hålls ihop av svaga krafter vilket gör grafit till ett mjukt ämne. Därför används det i exempelvis blyertspennor.

Amorf kol

I amorftkol sitter kolatomerna inte i ett mönster utan huller om buller. Amorf används både som bränsle i exempelvis träkol men även inom sjukvård där aktivt kol (korn av amorfkol) suger upp föroreningar ex. farliga mediciner. Används även i gasmasker för att “suga upp” farliga gaser

Fullerener

Fullerener är samlingsordet för fotbollsmolekyler och nanorör. Fotbollsmolekyler är molekyler där 5 och 6 hörningar av kolatomer sitter ihop som ett klot vilket gör att det ser ut som en fotboll, därav namnet. Nanorör är molekyler där kolatomerna formar 6 hörningar. De sitter i ett smalt rör. Rören är väldigt starka och kan leda el

Grafen

Tunt skikt där kolatomerna formar sexhörningar. Det ser ut som ett av skikten i grafit men grafen är bara ett stycke molekyler. Det är ett genomskinligt ämne som är 200x starkare än stål. Det är även formbart och leder el.

Fraktionen längst ner

Längst ner i tornet kondenseras kolväten med mer än 40 kolatomer på 400 grader. Från den fraktionen får vi paraffin och asfalt. Asfalt blandas med grus och används som vägbeläggning och paraffin används bland annat inom hudvård och består av mindre kolväten.

andra fraktionen

Fraktionen över den bildas smörjolja på 350 grader. En olja som används för att smörja olika maskiner och motorer i bland annat fabriker. Från samma fraktion får vi tung eldningsolja som används i industrier och för att värma upp bostadshus. 

Tredje fraktionen

Över den är fraktionen med lätt eldningsolja och diesel, det kondenseras vid 300 grader. Eldningsoljan används i fabriker men även som energikälla för värmeplattor. Bensin används som drivmedel till olika fordon. 

Fjärde fraktionen

Därefter kommer fraktionen med fotogen som kondenseras vid 220 grader. Fotogen används som drivmedel i jetplan och flygplan men även som bränsle till fotogenlampor.

Fossila bränslen

Bränslen som används mer än vad de hinner att bildas.

• Naturgas

Naturgas är en blandning av olika gasformiga kolväten, främst metan.

• Stenkol

Ett slags bränsle som består av amorftkol och olika kolväten med dubbel- eller trippelbindningar.

Råolja

Råolja är ett annat exempel på en fossil bränsleform. Råolja består av många olika kolväten, många mättade men även vissa omättade. Då råolja består av så många olika slags kolväten med olika egenskaper som används till olika saker måste man dela upp oljan för att kunna få mer av det. används även för att tillverka bland annat plast, rengöringsmedel, och läkemedel

Fraktionerad destillation

Man delar man då upp oljan i olika fraktioner, grupper av kolväten med liknande egenskaper. Eftersom kolvätena har olika kokpunkter utnyttjar man det för att kunna ta ut specifika kolväten ur råoljan. Exempelvis när man hettar upp oljan vid 400 grader får man asfalt och paraffin. Denna process kallas fraktionerad destillation och görs i ett oljeraffinaderi.

Kemisk energi

Energi som finns i alla kemiska ämnen. Det lagras i bindningarna av ämnet och när det väl förbränns bryts bindningarna och energin frigörs. Energi kan aldrig försvinna, bara förvandlas till en ny form av energi. Energin kom först från solen. 

Fotosyntesen

En kemisk reaktion som sker i växter där energikällan hos dem ökar. Växterna använder solenergin för att bygga om koldioxid och vatten som har lagrats i deras celler till glukos och syrgas. Glukosen används sedan som bland annat byggmaterial för växten och för att hålla igång alla celler.

Cellandningen

Förbränning av glukos som sker i organismer där enzymer hjälper syremolekylerna reagera med glukos vilket då bildar koldioxid, vatten och frigör energi som vi sedan använder för att röra oss, hålla igång kroppen och tänka. 

Kolets kretslopp

Steg 1: Gröna växter tar upp koldioxid ur luften och omvandlar den till energirika organiska ämnen med hjälp av fotosyntesen.

Steg 2: Människor och djur äter upp växter. De energirika ämnena förbränns, och vi andas ut koldioxid. Även växterna har en förbränning som ger koldioxid.

Steg 3: Växter, djur och människor dör. När de förmultnar bildas det koldioxid.

Steg 4: Döda växter och djur kan ibland omvandlas till fossila bränslen, men det tar väldigt lång tid.

Steg 5. När vi förbränner fossila bränslen bildas koldioxid.

• Varifrån kommer den kemiska energin i fossila bränslen från?

Den kemiska energin i fossila bränslen och i energirika näringsämnen kommer från början från solen.

I fotosyntesen fångar de gröna växterna upp energin i solljuset och använder den för att tillverka energirik glukos. Glukosen kan sedan byggas om till andra energirika molekyler. Den kemiska energin lagras i molekylernas bindningar.

• Vilka typer av förbränningar finns det?

Förbränningen som sker när något brinner och förbränningen som sker i en organism. Vid båda typerna omvandlas energirika organiska ämnen till koldioxid och vatten, samtidigt som den kemiska energin släpps loss. Vid cellandningen är det enzymerna i

cellerna som sköter om förbränningen och gör att den kan ske vid kroppstemperatur. Och vid förbränningen när något brinner är det den höga temperaturen som gör att bränslet plus syran omvandlas till koldioxid, vatten och energi

• katalysator

Ett ämne som påskyndar en reaktion utan att själv bli påverkad eller förändras. Vissa menar på att man kan lägga detta ämne i bilar för att fånga upp och lagra kväveoxider för att sedan förvandla det till kvävgas och syra som sedan blir kolmonoxid och vätgas vilket till sist förbränns till koldioxid och vatten. 

• Växthuseffekten

Växthuseffekten är en naturlig process som gör att jorden håller sig varm nog för liv. När solens strålar träffar jordens yta gör då växthusgaserna i atmosfären att inte all solljus åker ut till rymden igen. Istället gör det så att några stannar kvar innanför vår atmosfären för att värma jorden.

• Det kan även bildas andra skadliga gaser. Nämn några och hur vi kan minska utsläppet av dem

Svaveloxid och kväveoxid. Man kan ta bort svaveloxiden genom att ta  bort svavel från bränsle. Att få bort kväveoxid är dock lite svårare. Många menar på att man kan lägga detta ämne i bilar för att fånga upp och lagra kväveoxider för att sedan förvandla det till kvävgas och syra som sedan blir kolmonoxid och vätgas vilket till sist förbränns till koldioxid och vatten. 

• Vilken gas bildas alltid när vi förbränner fossila bränslen? Varför är det ett problem?

 

Koldioxid, eftersom det är en växthusgas bidrar det till växthuseffekten. Det i sig själv är inte farligt. Växthuseffekten är en naturlig process som är otroligt vital för vår överlevnad. Det är hur mycket koldioxid som finns i atmosfären som är det skadliga. Måttlig växthuseffekt är som sagt alltid bra men när det finns allt för mycket växthusgaser i atmosfären tar det upp för mycket värme vilket gör att jorden kommer att överhettas. Detta kan leda till att vår miljö helt förändras vilket kommer att göra att flera djur och växter kommer att dö. Glaciärerna kommer att smälta, vilket inte bara förstör för livet i Arktis och Antarktis utan även för oss andra. Om de smälter kommer vattennivån att öka med cirka 120 meter. Det kanske inte låter som mycket men om man tänker att nästan hela Stockholm kommer att vara under vatten med flera andra städer runt kusten ändrar det lite ens perspektiv.