Table Of Content~
HANS BOREN
..
MANFRED BORNER
MONIKA LARSSON
BIRGITTA LINDH
MAUD RAGNARSSON
STEN-ÅKE SUNDKVIST
· -
_J
Gamla farosymboler Nya farosymboler (faropiktogram)
Mycket giftig Explosivt Frätande Brandfarligt
Brandfarlig Oxiderande Frätande
eller Giftig
LÅS
VARNINGS
TEXTEN
Giftig Miijöfariig Explosiv
Oxiderande Miljöfarligt Hälsoskadlig Måttligt
eller Irriterande hälsoskadlig
Skadlig Hälsofarlig Gas under tryck
Periodiska systemet
2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18
~ 1 9 ~
{/)
od
1,01 4,00
H He
1 Atommassa 16,0 I I Metaller K
1 0 I I 2
Kemiskt tecken Icke metaller
8
6,94 9,01 Atomnummer I I 10,8 12,0 14,0 16,0 19,0 20,2
Halvmetaller
Li B c N F Ne
2 Be 0 L
3 4 5 6 7 8 9 10
23,0 24,3 27,0 28, 1 31 ,0 32, 1 35,5 39,9
Flytande Gasformiga s
p
Na Al Si Cl Ar
3
~g ämnen ämnen M
11 13 14 15 16 17 18
39,1 40,1 45,0 47,9 50,9 52,0 54,9 55,8 58,9 58,7 63,5 65,4 69,7 72,6 74,9 79,0 79,9 83,8
4 K Ca Se Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
N
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
85,5 87,6 88,9 91 ,2 92,9 95,9 98,9 101 103 106 108 112 115 119 122 128 127 131
Rb Sr V Zr Nb Mo Te Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te Xe
5 I 0
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
133 137 139 178 181 184 186 190 192 195 197 201 204 207 209 (209) (210) (222)
w
Cs Ba Hf Ta Re Os lr Au TI Pb Bi Po At Rn p
6 La Pt
~ g
55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 81 82 83 84 85 86
(223) 226 227 (261) (262) (263) (262) (265) (266) (281) (272)
Fr Ra Ac Db Sg Bh Hs Ds Rg
7 Rf Mt Q
87 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111
~14e0e 141 144 (145) 150 152 157 159 163 165 167 169 173 175
Pr Nd Pm Sm Eu Gd Ho Er Tm Vb Lu
Tb
58 59 60 61 62 63 64 65 6~ 67 68 69 70 71
232 231 238 237 (244) (243) (247) (247) (251) (254) (257) (258) (259) (260)
u
· Th Pa Np Pu Am Cm Bk Es Fm Md No Lr
Cf
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
,
HANS BOREN
••
MANFRED BORNER
MONIKA LARSSON
BIRGITTA LINDH
MAUD RAGNARSSON
•
STEN-AKE SUNDKVIST
LIBER
ISBN 978-91-47-08568-2
© 2011 Hans Boren, Manfred Börner, Monika Larsson,
0
Birgitta Lindh, Maud Ragnarsson, Sten-Ake Sundkvist
och Liber AB
Redaktor Eva-Lisa Nordmark
J
Forrngivare Eva erkeman
Bildredakto·r lng·a-Britt Liljeroth
lllustrato·rer Cecilia Frank och Per Werner Schultze
Labfotograf Nina Rökaeus
Faktor Adam Dahl
Fjärde upplagan
4
Repro Repro 8 AB, Stockholm
Tryck Kina 2014
Kopieringsfdrbud
Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen! Kopiering,
utöver lärares och elevers rätt att kopiera för t1ndervis
ningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjudet. BONUS
avtal tecknas mellan upphovsrättsorg·anisationer och
ht1vuvman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner/
universitet. Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt
upphovsrättslag·en kan medföra straff (böter eller
fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt
framställt material. Såväl analog som digital kopiering
regleras i BONUS-avtalet.
Läs mer på www.bonuspresskopia.se.
Liber AB 113 98 Stockholm
tfn: 08-690 90 00
www.liber.se
Kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01
e-post: [email protected]
••
FORORD
Experimentet i centrum
För att skapa intresse och förståelse för kemi utgår många resone
mang i boken från experiment. Alla kapitel har i inledningen eller
i början på nya avsnitt förslag och instruktioner till demonstrations-
experi• ment.
I slutet av boken finns instruktioner till 28 elevlaborationer. Labo
rationerna varierar i fråga om hur "öppna" de är. I flera av laboratio
nerna väljer vi att låta eleven själv planera val av utrustning och
metod.
Bokens upplägg
De olika kapitlen i boken bygger på varandra. Efter kemiska bind
ningar behandlas ett urval av organiska ämnen. Här beskrivs använd
ning och egenskaper hos några ämnen i grupperna kolväten, alko
holer, karboxylsyror, kolhydrater och estrar. Detta kapitel riktar sig
främst till elever som inte kommer att läsa kursen Kemi 2.
Kapitel 10, Analytisk kemi, ger en introduktion till den analytiska
kemin. Här beskrivs principerna för några vanliga analysmetoder.
Olika avsnitt i detta kapitel kan med fördel läsas parallellt med andra
delar av kursen.
Under beskrivs demonstrationer som kan användas för
Experiment
att belysa begrepp som behandlas i kapitlet. Varje kapitel avslutas med
och en lista över samt av varierande
Sammanfattning Begrepp Uppgifter
svårighetsgrad. Punkterna i sammanfattningarna och ordningsföljden
av uppgifterna följer i huvudsak innehållet i kapitle11.
har en egen avdelning i slutet av boken och näst längst
Laborationer
bak i finns med utförliga svar till uppgifter11a. Allra sist finns ett
Facit
Sakregister.
Friifattarna
3
0
INNEHALL
1. Ämnen och reaktioner 7
Vad är kemi? 8
Ämnen och partiklar 10
Rena ämnen och blandningar 2 3 4. Kemiska bindningar 79
Grundämnen och kemiska föreningar 29 J
onbindning 80
Materiens indelning 31
Kovalent bindning 92
Uppgifter 3 3
Polär kovalent bindning 101
Vilka molekyler är dipoler? 105
Bindningar mellan molekyler 108
Bindningars styrka 112
Bindningar ger ämnen egenskaper 113
Löslighet beror på bindningar 118
Metallbindning 119
Uppgifter 124
2. Kemins karaktär och arbetssätt 35 s
5. Organiska ämnen är kolföreningar 12
Vetenskap 3 6
Organiska föreningar innehåller kol 126
Den naturvetenskapliga metoden 3 9
Råolja - det svarta gt1ldet 127
Systematisering av organiska ämnen 128
Alkaner 129
Alkener är reaktiva. 13 1
Arener - förening·ar med bensenstruktur 13 3
Funktionella grupper 134
Alkoholer 134
Kolhydrater 13 7
Karboxylsyror 13 8
Estrar 139
Uppgifter 142
3. Atomer och periodiska systemet 47
Atomteori 48
Periodiska systemet 63
Uppgifter 77
4
6. Kemiska beräkningar 143
Våge11 används för att räkna atomer 144
Olika partiklars massor 144
Massa, molmassa och substansmängd 148
Sammansättning av kemiska föreningar och
lösningar 153
9. Reduktion och Oxidation 241
Koncentration i lösningar 158
Beräkningar i samband med kemiska Reaktioner med fullständig
reaktioner 166 elektronövergång ger jonföreningar 242
Reaktionsformler beskriver förhållandena Reaktioner med ofullständig
mellan substansmäng·derna 17 1 elektronövergång 249
Gaser och gasblandningar 177 Spontana redoxreaktioner avger
Uppgifter 186 energi 256
Olika batterier 264
Bränslecellen omvandlar bränsle direkt till
7. Syror och baser 189
elektrisk energi 2 69
Syror 190
Elektrolyser kräver energi 2 71
Baser - syrornas motsats 200
Korrosion 2 7 5
Mer om protolyser 203
Uppgifter 281
Neutralisation - en protolysreaktion 212
Buffertlösningar stabiliserar pH-värdet 216
10. Analytisk kemi 283
Uppgifter 219
Vad och hur mycket? 2 84
Reagens påvisar ett ämne 2 8 5
Analyser 286
Uppgifter 298
8. Termokemi - energi och kemi 221
Energi 223
Varför sker kemiska reaktioner? 235
Laborationer 2 99
Uppgifter 240
Svar till uppgifterna 317
Sakregister 328
5
Förteckning över laborationer
Mall för laborationsrapport i kemi 299
l . Att separera två ämnen 2 99
2. Hur "stor" är en droppe? 300
3. Metalljoners lågfärg· 300
4. Reaktion eller inte? 301
5. Jon- eller molekylförening·? 302
6. Polära och opolära molekyler 303
7. Massa och substansmängd 303
8. Kristallvatten 304
9. Volymmätning 304
10. Beredning av lösningar 305
11. Spädning av lösningar 305
12. Salters egenskaper - fällni11gsreaktioner 305
13. Natriumvätekarbonat 307
14. Några egenskaper hos syror och baser 307
15. Att identifiera syror 308
16. En liten utmaning· 308
17. Koncentrationsbestämning av saltsyra 309
18. Titrering av tvåprotonig syra 310
19. Buffertlösningar 311
20. Stationsla.bbar - energi 312
21. Energi vid upplösning av salter 312
22. Energi vid reaktion mellan magnesit1m och saltsyra 313
2 3. Metallernas spänningsserie 313
24. Halogenernas oxiderande förmåga 314
2 5. Galvaniska element 314
26. Elektrolys av kopparklorid 315
27. Elektrolys av vatten 315
28. Korrosion 316
6
-- .
I
I
I
'
•
I
'
I
I
•
I
•
I
'
I
I
I
•
I
I
I
I
•
I
I
I
I
I
(
•
I
I
•
'
I
•
i
•
,
I
I
I
I
Klättring kräver utrustning som man kan lita på. När idrottare köper
utrustning tänker de mycket på materialens egenskaper. Klättraren på
bilden ställer många krav på sin röda jacka. Den ska synas bra, tåla
belastningar, andas, men ändå vara regn- och vindtät. Dessutom ska
den väga lite, isolera bra och torka fort. För att kunna uppfylla alla
dessa krav har tillverkaren kombinerat flera olika syntetiska fibrer till
ett material. Ett av ämnena i klättrarens jacka är den syntetiska fibern
polyester.
7
..
KAPITEL 1 AMNEN OCH REAKTIONER
Vad är kemi?
Kemiska reaktioner
En kemisk reaktion är en ämnesomvandling. När den sker förbrukas
Kemisk reaktion - en
ämnesomvandling
minst ett ämne och det bildas minst ett nytt ämne med andra egenskaper.
Utgångsämnena vid en kemisk reaktion kallas reaktanter och ämnena
Reaktanter - utgångsämnen
Produkter - ämnen som bildas
som bildas kallas produkter.
Kemi är vetenskapen som studerar egenskaper, strt1ktur och h1nk
tion hos ämnen, samt vad som sker vid kemiska reaktioner.
Arbetsmetoder och delområden inom kemin
Viktiga arbetsmetoder för kemister är analys, separation och syntes.
Analys kallas metoder som används för att bestämma vilket ämne man
har (kvalitativ analys) eller hur mycket man har av ämnet (kvantitativ
analys).
Separation är metoder som används för att dela upp en blandning
i flera delar. Råolja kan delas upp i bland annat bensin och fotoge11.
Syntes betecknar metoder som används för att framställa nya äm
nen. Från enkla råvaror kan man framställa textilfibrer, läkemedel
eller färgämnen.
Dagens kemister är i regel specialister i något delområde inom kemin
som t.ex. organisk kemi, oorganisk kemi, biokemi eller fysikalisk
kemi.
Organisk kemi är kolföreningarnas kemi. För tvåht1ndra år sedan trod
de man att det krävdes en speciell livskraft för att framställa något av
de ämnen som organismer producerar eller består av. Därför kallades
0
denna del av kemin för organisk kemi. Ar 1828 lyckades Friedrich
Wöhler att framställa urinämne av enkla råvaror utan att ta hjälp av
något levande. Man har ändå kvar beteckningen organisk kemi för
kolföre11ingarnas kemi. Organiska ämnen är huvudbeståndsdelar i
många produkter som syntetiska fibrer, färgämnen, plaster och läke
medel.
8
