Naturfag uke 40 Flashcards
Karbonets oppbygging
- Karbon er livets byggestein, og det er essensen av organisk kjemi.
- Det er det grunnstoffet som inngår i flest kjemiske forbindelser.
- Karbon har atomnummer 6, som betyr at det har 6 protoner i kjernen og dermed 6 elektroner, hvorav fire er valenselektroner i det ytre skallet.
- Alle levende organismer inneholder karbon, og vi omgir oss med karbonforbindelser gjennom klær, mat og drikke hver dag.
- Rent karbon kan forekomme som diamant (det hardeste naturlige stoffet), kull og grafitt (et mykere materiale).
- Det finnes tre forskjellige strukturer av karbon: buckminsterfulleren, grafitt og diamant.
Karbonkretsløpet
Karbonkretsløpet viser hvordan karbon flytter seg mellom ulike deler av jorden:
- Atmosfæren
- Biosfæren
- Hydrosfæren
- Litosfæren:
Naturlige prosesser som fotosyntese og cellånding flytter karbon mellom disse sfærene.
Fotosyntese
Planter bruker solenergi til å omdanne karbondioksid (CO₂) og vann (H₂O) til glukose (C₆H₁₂O₆) og oksygen (O₂). Denne prosessen flytter karbon fra atmosfæren til biosfæren.
Celleåndingen
I celleåndingen blir karbohydrater, fett og molekyler brutt ned for å få tak i den kjemiske energien som cellene kan bruke til sine funksjoner
forbrenning
Når fossilt brensel brennes, frigjøres karbondioksid, og karbonet kommer tilbake til atmosfæren.
nedbrytning
Når planter eller dyr dør og blir dekket av slam, kan karbonet deres bli til olje eller gass under forhold med høyt trykk og uten oksygen, en prosess som tar millioner av år.
Organiske karbonforbindelser
- Organiske forbindelser er definert som de som inneholder karbon.
- Organiske forbindelser deles inn i grupper basert på oppbygging, som hydrokarboner, alkoholer og karboksylsyrer.
- Molekyler som er bygd opp på nesten samme måte får like kjemiske egenskaper.
- 95% av alle de kjemiske forbindelsene.
Uorganiske karbonforbindelser
- Uorganiske forbindelser mangler karbon- og hydrogenbindinger. Eksempler på dette er mineraler og salter.
- Det finnes rundt en halv million kjente uorganiske forbindelser, som utgjør ca. 5 % av alle kjemiske forbindelser.
- Unntak fra regelen om organiske forbindelser inkluderer karbonoksider som CO(karonmonksid) og CO₂(karbondioksid), samt karbonsyrer som H₂CO₃.
Hydrokarboner
- Hydrokarboner er den enkleste gruppen av organiske forbindelser, bygget opp av kun karbon- og hydrogenatomer.
- De er essensielle i olje- og gassindustrien, som er viktige for norsk økonomi.
- Hydrokarbonene kan ha ulike strukturer avhengig av bindingene mellom karbonatomene.
- Hydrokarbonene blir delt inn tre grupper alt etter hvilke binding det er mellom karbonatomene i molekyler.
Alkaner(mettende forbindelse)
- Består av enkeltbindinger, og er mettet med hydrogen.
- Generell formel: CₙH₂ₙ₊₂. Eksempelet metan (CH₄)
- Andre alkaner inkluderer etan (C₂H₆), propan (C₃H₈) og butan (C₄H₁₀).
- Smeltepunktet øker med antall karbonatomer
Metan
- Metan(CH4) er det enkleste hydrokarbonet, fargeløst og lettere enn luft.
- Metan er en kraftig drivhusgass: 1 kg CH4 har 21 ganger så sterk virkning på jordas klima som CO2.
Vi finner metan i tørrgass, sumpgass og gruvegass.
Tre våtgasser:
- Etan, propan og butan kommer etter metan i metanserien.
- Alle er gasser ved romtemperatur
- I motsetning til metangass lar de seg relativt presse sammen til en væske, grunnen til at de heter våtgasser.
- Etan, Butan og propan er viktig råstoffer i industrien og både propan og butan brukes som brennstoff, i f.eks.: lightere, gassbrennere og gassgrill
Alkener (umettede forbindelser):
- Inneholder dobbeltbindinger mellom karbonatomene og har formelen: CₙH₂ₙ
- Dobbeltbindingene i alkenene gjør molekylene reaktive.
- Alkener blir derfor brukt mye som utgangsstoff i den petrokjemiske industrien, for å lage plast.
Eten
- Eten (C₂H₄) er et eksempel og brukes mye i plastproduksjon.
- Plast er polymerere (lange organiske kjeder av molekyler)
- Polyeten (PE) er et plaststoff som brukes både i plastposer og i annen emballasje.
- Lager PE-plast ved å la eten molekyler reagere med hverandre
Alkyner(umettende forbindelser)
- Inneholder trippelbindinger og har formelen CₙH₂ₙ₋₂.
- Etyn (C₂H₂) er et eksempel, brukt som sveisegass.
- Karbonatomene blir holdt sammen av en trippelbinding – kjennetegner alle alkyner og gjør at vi kaller alkynene umettede forbindelser.
- Etyn og eten er gasser ved romtempratur
Sterkhet av bindinger
- Enkeltbindinger er generelt sterkere enn dobbelt- og trippelbindinger.
- Alkyner er mer brennbart enn alkener fordi det er enklere å løse trippelbindingen.
- Alkener reagerer lettere med andre stoffer enn alkaner.
- Dette gjør alkener og alkyner verdifulle i den kjemiske industrien.
Etan= an – enkeltbinding
Eten= en – dobbelbinding
Etyn = yn – trippelbinding
Alkoholer
- Alkoholer er en gruppe organiske forbindelser som inneholder en eller flere hydroksylgrupper (-OH).
- Slutter på -ol
- De brukes som løsemidler, drivstoff og i desinfeksjonsmidler.
Metanol (CH₃OH):
- Den enkleste alkoholen,
- Ved romtemperatur er metanol en fargeløs væske som ofte blir kalt tre sprit.
- Metanol er giftig, brukes som brennstoff alene eller i bensin