Kolets kemi

Vi lär oss om kolatomen och hur bra den är på att vara en del i kemiska föreningar. Kolväten, alkoholer, organiska syror och estrar är det nya. Repetition av skalmodellen, joner, syror och maser mm ingår.

Kemi åk 8

Kol och kolföreningar – organisk kemi

 

Kol är ett grundämne (C) och har fyra bindningsmöjligheter. Det mesta av jordens kol finns i olika föreningar. Rent kol finns i olika former (amorfer). De mest kända är grafit, diamant fullerener och nanorör.

Organisk kemi kallas även för kolföreningarnas kemi. De ämnen som innehåller kol kallas för organiska ämnen.

Allt levande innehåller kol. Växter och djur är uppbyggda av molekyler som innehåller kol. Människor och djur får i sig kol genom att äta växter och andra djur.

Trä, papper, bomull och ull består av molekyler där kolatomerna bildat långa kedjor. Även bensin, plast och asfalt innehåller kol. Råoljans kolatomer kommer i sin tur från växter och djur som levde för miljontals år sedan.

Aktivt kol

Aktivt kol bildas genom upphettning av trä utan fri tillgång till syre, vilket ger ämnen speciella egenskaper. Det kan användas för att rena luft och vätskor. En del köksfläktar och gasmasker innehåller aktivt kol. Matos och många giftiga ämnen binder (fastnar på) till aktivt kol. Aktivt kol kan även användas vid akut förgiftning. 

Kolväten

Kolväten är ämnen som endast består av kol ( C) och väte (H). Vi människor använder oss av gaser, vätskor och fasta ämnen som är kolväten.

Metan är det enklaste kolvätet. Den består av en kolatom och fyra väteatomer. Dess molekylformel skrivs CH₄.

Metan är det första kolvätet i en serie som kallas metanserien. Metanseriens kolväten finns i många vanliga bränslen och material. Seriens andra kolväte kallas etan och innehåller två kolatomer och sex väteatomer. Serien fortsätter genom att kolkedjan växer med en kolatom och två väteatomer.

1)     Metan                           CH₄

2)     Etan                               C₂H₆

3)     Propan                          C₃H₈

4)     Butan                             C₄H₁₀

5)     Pentan                           C₅H₁₂

6)     Hexan                            C₆H₁₄

7)     Heptan                          C₇H₁₆

8)     Oktan                            C₈H₁₈

9)     Nonan                           C₉H₂₀

10)  Dekan                            C₁₀H₂₂

Vissa kolväten bildar ringar, eller har grenade kedjor. Ett exempel på ett grenat kolväte är isobutan:

 

Omättade kolväten har en dubbelbindning eller trippelbindning någonstans i kolkedjan. Ett kolväte kan faktiskt ha flera dubbelbindningar eller trippelbindningar.

Dessa kan också bilda serier som namn som liknar metanserien. Man byter ut ändelsen på namnet från …an, till …en eller …yn. Etan blir alltså Eten (dubbelbindning) eller Etyn (trippelbindning).

Fossila bränslen innehåller kolväten. Ordet fossil kommer från det latinska ordet fossus som betyder uppgrävd. De bränslen vi gräver upp från marken kallas därför fossila bränslen. Kol, olja och naturgas är de mest använda fossila bränslena. De har bildats av växter och djur som levde för många miljoner år sedan. Torv är rester av växter som bara delvis förmultnat.

Fossila bränslen har kommit i fokus i och med att de tillför extra kol till atmosfären vid förbränning i form av koldioxid, en växthusgas.

Stenkol och brunkol. Koks är stenkol som upphettats utan tillgång på luft. Koks är lättare än stenkol.

Råolja kallas även petroleum. Det är en blandning av många olika kolväten. Kol står för drygt 80% av råoljans vikt. Råoljans olika kolväten går att dela upp tack vare att de har olika kokpunkter. Uppdelningen av råoljans innehåll kallas raffinering.

Vi får olika ämnen efter raffineringen så som gaser, bensin, fotogen, oljor och asfalt.

 

Alkoholer

Alla alkoholer är uppbyggda av grundämnena kol, väte och syre. De har minst en OH-grupp. Alkoholens namn slutar alltid på…ol. De flesta alkoholer är giftiga. De används mest som bränsle eller lösningsmedel.

Metanol (träsprit). Metanol är mycket giftigt. Om man dricker det av misstag leder det till att man blir blind och dör (vid högre doser).

Etanol (vanlig alkohol) finns i berusningsdrycker. Det är också giftigt, men inte lika giftigt som metanol. Överkonsumtion leder till skador på lever och hjärna.

Teknisk sprin (T-röd). T-röd, T-blå och T-gul är exempel på teknisk sprit. Teknisk sprit används ofta som lösningsmedel eller bränsle. Teknisk sprit innehåller till största delen etanol. För att den inte ska drickas i berusningssyfte så är den denaturerad, den har fått tillsatser av färg och illasmakande ämnen.

 

Organiska syror

 

Syror som innehåller kolatomer kallas organiska syror. Exempel på oorganiska syror (som alltså innehåller en kolatom) är dessa:

Saltsyra             HCl
Salpetersyra     HNO₃
Svavelsyra        H₂SO₄

Exempel på organiska syror, som innehåller minst en kolatom, är myrsyra (metansyra), etansyra (ättiksyra), propionsyra (propansyra), smörsyra (butansyra) och stearinsyra.

Det som gör ämnet till en syra är karboxylgruppen (COOH) som sitter kopplad till kolkedjan. Se strukturformeln på ättiksyra (etansyra) nedan (karboxylgruppen är rödmarkerad):

Organiska syror kan bildas när alkoholer utsätts för syre.

 

Estrar

Estrar är organiska ämnen som ofta luktar starkt och gott. De används ofta i parfymer och som smakämnen i läsk och godis.

Estrar bildas genom att en alkohol reagerar med en organisk syra.

 

Läsanvisningar