Table Of ContentAamund Salveson
KJEMI 2
Universitetsforlaget
© Universitetsforlaget 1979
Omsett til nynorsk av Egil Halmøy
Omsetjinga samsvarer heilt med 2. utgåva av bokmålsutgåva 1976
Godkjend av Kyrkje- og undervisningsdepartementet 17. april 1978
til bruk i den vidaregåande skolen.
Etter lov av 12. mai 1961 om opphavsrett til åndsverk er det forbode
å mangfalde innhaldet i denne boka, heilt eller delvis, utan løyve
frå forlaget. Forbodet gjeld mangfalding av alle slag ved prenting,
kopiering, stensilering, bandinnspeling o. 1.
ISBN: 82-00-26473-4
Omslag: Jan Engebretsen
Prent: A.s John Grieg, Bergen 1979
F orord
Dette er andre delen av læreboka Kjemi. Denne delen medar
på å klarleggje typiske eigenskapar og prosessar hos dei ein
skilde grunnstoffa og grunnstoffgruppene. Boka drøftar den
organiske kjemien på grunnlag av innføringa i Kjemi 1, som
er meir orienterande.
Eigne kapittel om biokjemi, ureiningskjemi og kjernekjemi
er tekne med for å gje ei innføring i dei kjemiske grunndraga
ved område som er brennaktuelle i samfunnsdebatten i dag.
Frå fleire hald har det vore frambore ønske om å få slikt stoff
med i moderne lærebøker på fleire fagområde. Eg vonar det
har lykkast å gi lesaren ei viss forståing av dei kjemiske sidene
ved desse problemområda. Likeins vonar eg kapitla kan hjelpe
til å gjere ordskiftet om desse emna meir fagleg nøkternt.
Heile boka vil gi ei grundigare innføring i kjemi enn dei ut
gåvene som er komne før. Todelinga og oppdelinga i små em-
neavsnitt, som i nokre tilfelle er flytta over frå det eine bandet
til det andre i denne utgåva, skulle dg gjere det lettare å velje
ut dei områda som høver inn i undervisningsplan og nivå for
den einskilde. Meininga mi har vore at også dei brukarane
som berre treng lite kjemi i utdanninga si, iallfall skal få ein
sjanse til å «skjøne kjemien» utan å berre måtte pugge.
Ved figurar og skisser har eg prøvd å illustrere viktige prin
sipp. Særskilt har eg i denne utgåva prøvd å gi større forståing
for dei romlege og strukturelle tilhøva i kjemien. Dette førte
naturleg til eit kapittel om kompleks-ion og strukturen i desse.
Slik som i tidlegare utgåver har eg også her brukt skjematiske
og forenkla forklaringar på kompliserte tilhøve. Dette er gjort
for å lette forståinga for den som skal igjennom stoffet første
gongen. Etter mitt skjøn er det viktig at ei lærebok så langt
råd er, tek slike pedagogiske omsyn.
Når det gjeld nomenklaturen, har eg freista å finne fram til
namn og uttrykk som kan aksepterast av norske kjemikarar.
For eit lite språkområde som vårt vil det alltid vere mange
nemningar som berre kan bli meir eller mindre vellykka om
setjingar av utanlandske uttrykk.
III
Også i denne delen av boka er det teke med noko stoff og
biletmateriale frå industrien og frå utan- og innanlandske
institusjonar. Eg er særs takksam for den velviljen eg alltid
har møtt når eg har spurt om slike ting.
Eg vonar at eg no som før kan vere så heldig å få kommentar
og rettleiing frå den som les boka. Eg vil rette ein hjarteleg
takk til alle som på den måten har hjelpt til med den om
arbeidinga som no ligg føre.
Kristiansand sommaren 1976.
Aamund Salveson
IV
Innhald
Kap. 17 19.7 Hardt vatn ....................................................... 42
HYDROGEN OG VATN .................................... 1 19.8 Strontium — Sr .............................................. 42
17.1 Hydrogen.......................................................... 1 19.9 Barium — Ba .................................................. 43
17.2 Skildring og førekomst................................. 2
17.3 Framstilling..................................................... 3
17.4 Kjemiske eigenskapar................................... 4
17.5 Bruk av hydrogen.......................................... 6 Kap. 20
17.6 Tungt hydrogen ............................................ 7
REAKSJONAR I LØYSNING I VATN II . 46
17.7 Sambindingar av hydrogen og oksygen.. . 8 20.1 Jamvektsforskyving (fellesione-effekt) .... 46
17.8 . Kjemiske eigenskapar for H2O2............. 10 20.2 Bufferløysningar .............................................. 48
17.9 Meir om vatn................................................... 11
20.3 Hydrolyse ......................................................... 49
17.10 Hygroskopiske stoff....................................... 16
20.4 Anion- og kation-hydrolyse................. 50
17.11 Vatn som løysingsmiddel............................ 17 20.5 Hydratisering ................................................... 53
20.6 Frysepunktsenking — kokepunktheving . . 54
Kap. 18
OKSYGEN, LUFT, EDLE GASSAR............. 21
18.1 Oksygen............................................................ 21 Kap. 21
18.2 Framstilling..................................................... 22
HOVUDGRUPPE III A ....................................... 61
18.3 Eigenskapar..................................................... 23
21.1 Bor - B.............................................................. 62
18.4 Teknisk bruk................................................... 23
21.2 Aluminium — Al.............................................. 63
18.5 Åndinga...........-............................................... 24
21.3 Framstillinga..................................................... 63
18.6 Sambindingar — oksyd — peroksyd........... 24 21.4 Eigenskapar....................................................... 65
18.7 Ozon — O3..................................................... 26
21.5 Teknisk bruk.................................................... 66
18.8 Tenningstemperatur..................................... 27
21.6 Sambindingar.................................................... 67
18.9 Luft ................................................................... 27 21.7 Leirvarer ........................................................... 68
18.10 Flytande luft.................................................... 29
18.11 Edelgassane .................................................... 30
18.12 Sambindingar av edelgassane ..................... 31
Kap. 22
METALL OG LEGERINGAR .......................... 71
Kap. 19
22.1 Særpreg for metalla ....................................... 71
ALKALIMETALL OG JORDALKALI- 22.2 Elektron i metalla........................................... 72
METALL. HOVUDGRUPPE I A OG II A.. 33 22.3 Legeringar......................................................... 73
19.1 Fellesdrag ....................................................... 33 22.4 Inndeling av legeringar................................. 73
19.2 Førekomst i naturen............................... 34 22.5 Døme på smeltepunktsdiagram ................. 74
19.3 Framstilling............................................... 35 22.6 Romstrukturen i metalla.............................. 76
19.4 Bruk av grunnstoffa ..................................... 36 22.7 Korleis metalla finst i naturen..................... 77
19.5 Alkalimetalla, kjemiske eigenskapar og 22.8 Oppreiing — konsentrasjon ........................ 78
sambindingar ................................................. 37 22.9 Utvinning (kjemiske prosessar) ................... 79
19.6 Jordalkalimetalla, kjemiske eigenskapar og 22.10 Kjemiske eigenskapar hos metalla.............. 81
sambindingar ................................................. 40 22.11 Metalloksyd...................................................... 82
Kap. 23 Kap. 27
IKKJE-METALL...................................................... 87 HOVUDGRUPPE VII A - HALOGEN-
23.1 Særpreg ............................................................ 87 GRUPPA......................................................................... 137
23.2 Molekylstrukturar for ikkje-metalla......... 88 27.1 Gruppeoversyn ................................................ 137
23.3 Allmenne kjemiske eigenskapar ............... 91 27.2 Klor, førekomst og framstilling.................... 138
23.4 Hydrogensambindingar av ikkje-metalla. 91 27.3 Eigenskapar og bruk av klor........................ 139
23.5 Oksyd av ikkje-metall ................................. 92 27.4 Klorsambindingar — saltsyre...................... 141
23.6 Oksosyrer.......................................................... 93 27.5 Brom - Br ...................................................... 143
27.6 Jod - I ............................................................ 143
Kap. 24
Kap. 28
HOVUDGRUPPE IV A - KARBON-
GASSREAKSJONAR OG REAKSJONSME-
GRUPPA........................................................................ 96
KANISME (KINETIKK). GASSABSORP-
24.1 Gruppeoversyn ............................................... 96
SJON OG GASSANALYSE ................................ 146
24.2 Karbon ............................................................ 97
28.1 Jamvekter ........................................................ 146
24.3 Karbonmonoksyd — kolos, CO.................... 98
28.2 Reknedøme......................................................... 147
24.4 Karbondioksyd................................................. 99
28.3 Reaksjonsfart.................................................... 150
24.5 Sambindingar mellom karbon og metall
28.4 Reaksjonsmekanisme ..................................... 151
— karbidar........................................................ 101
28.5 Litt om gassanalyse og gassabsorpsjon. . . 153
24.6 Silisium — Si ................................................. 102
24.7 Silikathaldige bruksprodukt ...................... 103
24.8 Tinn - Sn ..................................................... 104
24.9 Bly - Pb.......................................................... 105 Kap. 29
SIDEGRUPPENE .................................................... 159
29.1 Allment ............................................................. 159
29.2 Første sidegruppeperioden............................ 159
Kap. 25
29.3 Farga ion og sambindingar......................... 161
HOVUDGRUPPE V A - NITROGEN- 29.4 Magnetiske eigenskapar................................ 162
GRUPPA........................................................................ 109 29.5 lonisasjonsenergien......................................... 163
25.1 Gruppeoversyn ........................................... 109 29.6 Elektronegativiteten ....................................... 163
25.2 Nitrogen............................................................ 110 29.7 Hydrolyse av iona ......................................... 163
25.3 Nitrogensambindingar................................. 111 29.8 Oksyderande eigenskapar ............................ 164
25.4 Salpetersyre..................................................... 112 29.9 Krom - Cr .................................................... 165
25.5 Nitrat ................................................................. 114 29.10 Mangan — Mn ............................................ 167
25.6 Nitrogenet i krinslaup i naturen............... 115 29.11 Kopar - Cu................................................... 169
25.7 Ammoniakk og ammoniumion ................... 116 29.12 Sølv - Ag....................................................... 171
25.8 Fosfor - P ...................................................... 119 29.13 Sink - Zn....................................................... 173
25.9 Arsen — As...................................................... 120 29.14 Kviksølv — Hg.............................................. 174
25.10 Antimon — Sb................................................. 121
25.11 Vismut - Bi................................................... 121
Kap. 30
JERNMETALL, Fe, Co, Ni .................................. 178
Kap. 26 30.1 Førekomst ......................................................... 178
HOVUDGRUPPE VI A - SVOVEL- 30.2 Råjern ................................................................ 179
GRUPPA......................................................................... 125 30.3 Tekniske framstillingsmetodar ................... 179
26.1 Gruppeoversyn ............................................... 125 30.4 Stål...................................................................... 183
26.2 Svovel, førekomst og framstilling............... 126 30.5 Elektroråjern og elektrostål.......................... 186
26.3 Eigenskapar og bruk .................................... 127 30.6 Spesialstål ......................................................... 187
26.4 Svovelsambindingar...................................... 128 30.7 Kjemiske eigenskapar og sambindingar av
26.5 Svovelsyre — H2SO4 .................................... 131 jern...................................................................... 188
26.6 Selen — Se ...................................................... 133 30.8 Nikkel og kobolt .............................................. 190
26.7 Tellur - Te ................................................... 133 30.9 Fornikling — ein galvanisk prosess.............. 192
VI
Kap. 31 33.4 Kondenserte benzenringar og hetero-
sykliske sambindingar ...................... 250
KOORDINASJONSSAMBINDINGAR........... 195
33.5 Samansette sambindingar ............................ 251
31.1 Kompleksion ................................................... 195
31.2 Koordinasjonssambindingar
(komplekssambindingar)................................ 195
Kap. 34
31.3 Romgeometri for kompleksion ................. 196
MENNESKA UREINAR NATUREN ............ 255
31.4 Stereo-isomeri................................................... 197
34.1 Ureiningar i vatnet ....................................... 255
31.5 Nomenklatur................................................... 198
34.2 Kva kan ein måle?......................................... 256
31.6 Bindingsteoriar ............................................... 198
34.3 Ureiningar i lufta ............................................ 261
31.7 Valensbindingsteorien ................................. 199
34.4 Ureining av jorda........................................... 263
31.8 Eksperimentelle opplysningar .................... 203
34.5 Allmenn ureining av naturen....................... 263
31.9 Dissosiasjon ay kompleksionet.................... 203
Kap. 35
Kap. 32 RADIOAKTIVITET OG KJERNEKJEMI . 266
ORGANISKE STOFF I INDUSTRI OG 35.1 Dei første oppdagingane .............................. 266
DAGLEGLIV ............................................................. 207 35.2 Naturleg radioaktive grunnstoff................. 267
32.1 Kol ..................................................................... 207 35.3 Halveringstid.................................................... 268
32.2 Jordolje (mineralolje) — bensin — 35.4 Måleinstrument .............................................. 270
smurningsoljer.................................................. 210 35.5 Minimumsalderen til jorda.......................... 271
32.3 Teknisk viktige alkoholar .......................... 218 35.6 Kunstig radioaktivitet (kjernekjemi).......... 272
32.4 Såper og syntetiske vaskemiddel............... 220 35.7 Kjerneenergi....................................................... 274
32.5 Feittoljer og målingsprodukt etc................. 223 35.8 Bindingsenergi, reknedøme............................ 275
32.6 Naturlege og syntetiske fibrar................... 227 35.9 Fusjon og fisjon................................................ 277
32.7 Kautsjuk, eller naturgummi ...................... 229 35.10 Kjedereaksjon, U-235, fisjon........................ 278
35.11 Utnytting av kjerneprosessar og isotopar . 278
Tabellar............................................................. 283
Kap. 33
Svarnøkkel til «Vel rett(e) svar»................ 289
NOKRE VIKTIGE BIOKJEMISKE STOFF. 235
33.1 Karbohydrat................................................... 235 Litteratur........................................................... 291
33.2 Protein .......... 241
33.3 Døme på medisinsk viktige sambindingar 245 Stikkordregister................................................ 292
VII
Hydrogen og vatn
17.1 Hydrogen
Atomnummer: 1 Atomvekt: 1,0078
Tettleik: 0,0898 g/dm3 Atomradius: 0,3 Å
Frysep.: -259 °C lonisasjonsenergi: 13,5 eV
Kokep.: —253 °C Vanleg oksydasjonstal: +1
Grunnstoffet hydrogen står i ei særstilling i det periodiske
systemet. Atomet er det minste av alle atoma. Det har berre
eitt elektron i L-orbitalen, og kjernen er eitt einskilt proton.
Med det eine elektronet sitt skulle derfor hydrogen ha visse
likskapar med alkalimetalla i gruppe I A. Det har det dg,
men det skil seg sterkt frå dei ved at det ikkje lett gir frå seg det
eine elektronet sitt. lonisasjonsenergien for hydrogen er to til
tre gonger så stor som for metalla Li, Na og K.
Når hydrogenatomet blir ionisert, får vi ionet H+. Som
ion er dette dg noko heilt for seg sjølv, da det berre er eitt
einskilt «nake» proton.
Den ledige plassen i h-orbitalen gjer at hydrogen dg har
visse likskapar med grunnstoffa i gruppe VII A, halogena.
Fig. 17.1. Luftskipet Norge heldt
seg oppe i lufta fordi det var del
vis fylt med hydrogen. (Foto teke
i 1926 på Ekebergsletta ved Oslo
i samband med Amundsen-No-
biles polflyging.)
1
Fig. 17.2. Laboratorieoppstilling
for elektrolyse av vatn tilsett ein
elektrolytt, t.d. NaOH, KOH
eller H2SO4. Ein får to volum H2
for kvart volum O2.
Dette ser vi i sambindingar mellom metall og hydrogen av
typen NaH eller CaH2. I slike sambindingar, altså saman med
dei mest elektropositive metalla, lagar hydrogen ionet H_
(og hydrogenet har da oksydasjonstalet —1).
17.2 Skildring og førekomst
Det er vanleg meining at hydrogenet vart oppdaga i 1776
av engelskmannen Henry Cavendish. Gassen var umåteleg
lett og utan lukt og smak, heitte det. Gassen er ikkje giftig.
Han brenn i luft med blåleg flamme. Dei einskilde gass-
molekyla inneheld to atom, H2, og bindinga mellom atoma er
ei rein kovalent binding. (Sjå kap. 3.)
Det finst lite fritt hydrogen på jorda. Dei øvre laga i jord-
atmosfæren inneheld om lag 1 del i 200 000 delar luft. Men
ser vi naturen i astronomisk perspektiv, så vil vi oppdage at
det finst uhorvelege mengder av fritt hydrogen. Dei vanlege
stjernene er nemleg for det meste samansette av hydrogen
med svært høg temperatur. S*pektralanalyse av lyset frå
stjernene viser dette. Ser vi universet under eitt, kan vi derfor
gå ut frå at hydrogen truleg er mest utbreidd av alle grunn
stoffa.
I sambindingar er hydrogenet sterkt utbreidd også på jorda.
Først og fremst finn vi det i vatn, H2O, men dg i tusental av
ymse organiske stoff, der det har bunde seg til grunnstoffet
karbon.
* Jf. Kjemi 1, avsn. 1.6.
2
