Kolets kemi

Arbetsområdet handlar om att få en förståelse för kolets kretslopp, vad som håller det igång och vilka energiomvandlingar som sker inom det. Det handlar även om kolets egenskap att bilda föreningar som alla bildar koldioxid och vatten vid förbränning. Dessutom diskuteras fördelar och nackdelar med att människan kan tillverka nya ämnen utifrån olika organiska föreningar.

Begrepp, modeller & teorier – du ska kunna beskriva och förklara:

• Kolatomens egenskaper
  Kolatomen har 4 valenselektroner och vill därför skapa fyra bindningar till andra atomer som den kan dela elektroner med (kovalent bindning). Eftersom kolatomen binder fyra andra atomer finns otroligt många kombinationer som kol kan skapa, vilket medför att det finns så många organiska ämnen (över 90% av alla kemiska föreningar som människan känner till är organiska).
• Vad som kännetecknar en organisk förening
  Alla molekyler som innehåller kol (koldioxid, CO2, är ett undantag som klassas som "oorganisk")
• Olika molekylmodeller
  I en molekylmodell är kol ett svart klot, syre ett rött klot och väte ett vitt klot. Vatten har en röd och två vita i vinkel, koldioxid är en rak molekyl med två syre och en kol i mitten. Vi övade på att rita molekylmodeller när vi ritade förbränning av bensin i en bil och förbränning av stearinljus. Vi har också övat genom att bygga molekylmodeller.
• Skillnaden mellan kovalent bindning och jonbindning
  I en kovalent bindning delas elektroner, en jonbindning skapas genom att positivt och negativt attraherar (dras mot) varandra.
• Några grupper av ämnen som räknas som organiska föreningar
  Tex kolhydrater, fetter, proteiner, kolväten och alkoholer.
• Vad som kan påverka vilka egenskaper en organisk förening har (t ex kokpunkt och löslighet)
  En stor molekyl har högre kokpunkt än en liten efetersom att den har svårare att övergå i gasform när den är stor. Molekyler som är lika vatten (små, innehåller syre och "krokig") är ofta polära och löser sig därför i vatten. Opolära molekyler löser sig inte i vatten. 
• Förbränning av organiska föreningar
  Vid förbränning av organiska föreningar sker en kemisk reaktion med syre och det bildas koldioxid och vatten. 
  C-nivå kräver att du kan skriva ut kemiska formler.
  A-nivå kräver att du ska kunna balansera en förbränningsreaktion (balansera = lika många atomer på varje sida om reaktionspilen).
• Kolets kretslopp och vad som driver det (fotosyntes och förbränning)
  Du bör kunna rita upp kretsloppets alla delar, med fotosyntes, cellandning hos djur och nedbrytare samt förbränning av fossila bränslen. Kretsloppet börjar och slutar med luftens koldioxid.
• Energiomvandlingar i fotosyntesen och förbränning
  I fotosyntesen omvandlas solenergi till kemisk energi lagrad i glukos (i molekylens bindningar).
  Energiomvandling: solenergi --> kemisk energi
  I cellandningen omvandlas kemisk energi till bland annat rörelseenergi.
  Energiomvandling: kemisk energi --> rörelseenergi
• Ge exempel på organiska växthusgaser
  Metan är en organisk växthusgas, CH4.
• Fördelar och nackdelar med att människan kan tillverka organiska molekyler som används i t ex läkemedel och plast
  På labb fick ni testa att göra detta när ni framställde estrar som luktade gott.
  Jag vill att ni ska kunna resonera om exempelvis fördelar och nackdelar med plast.
• Hur olja bildades och hur bildandet hör ihop med fotosyntesen
  1) växter och djur innehållande organiska föreningar (t.ex. glukos)
  2) hamnade av olika anledningar i en miljö utan syre och/eller nedbrytare
  3) packades sedan in under lager på lager av sand och lera
  4) det utsattes för högt tryck och hög temperatur nere i marken
  5) omvandlades under miljontals år till kolväten i naturgas och olja.
• Vad plast/polymer är
  En lång kedja av en och samma molekyl som upprepas flera tusen gånger. Plaster och kolhydraten cellulosa är exempel på polymerer.

Laborationer - redogöra för resultat och slutsats:
Du ska alltid kunna följa säkerhetsregler och laborationsplanering samt skriva resultat och dra en slutsats. 

• Förbränning av kolföreningar
• Lika löser lika
• Framställning av estrar
• Tillverka plast från potatis

Granska, värdera & ta ställning - att använda dina kunskaper i frågor som  berör:

• Mikroplaster
• Val av olika bränslen t ex etanol eller bensin
• Texter om nya ämnen som innehåller kol
• Utsläpp av växthusgaser