fredag den 30. september 2011

VAND

Repetition af teori frem til efterårsferien

Vi startede med introduktion til kemi. Her fik vi snakket om atomer, grundstoffer, molekyler og kemiske forbindelser.  Vi så en video om forkulning af sukker ( se her). Forsøget viste, at sukker er en kemisk forbindelse, da sukker kunne nedbrydes til to forskellige stoffer, nemlig carbon og vand.

Herefter snakkede vi om kemiske stoffers tre tilstandsformer og vi tog vand som et eksempel. (is-vand på væskeform og vanddamp) Vi udførte et lille demonstrationsforsøg med diiod, hvor vi så at diiod kunne sublimere dvs overgå fra fast form direkte til gasform.  Sublimation anvendes også i forbindelse med frysetørret kaffe. Her så vi på et fasediagram af vand og diskuterede trippelpunktets betydning i forbindelse med frysetørring af kaffe. Vand kunne sublimere ved lavt tryk ved at hæve temperaturen. 

Vi gennemgik opgaver om beskrivelse af kemi på makroniveau og kemi på mikroniveau.  En beskrivelse på makroniveau er de observationer vi gør med vores sanser. Fx at vi ser violette dampe af diiod over fast diiod.  På mikroskopisk niveau skal vi ned på atom-/molekylplan for at forklare fænomenet.
Vi opskrev også formler og reaktionsskemaer for forskellige reaktioner. På denne måde fik vi også introduceret kemiens symbolsprog. For vands sublimation kunne man skrive følgende reaktionsskema:

H2O(s) H2O(g)

Grundstoffer og kemiske forbindelser er kendetegnet ved deres smeltepunkter og kogepunkter. Men hvorfor kan der være så stor forskel på stoffers smelte- og kogepunkter. Forskellen skyldes de kræfter der holder partiklerne sammen. Fx har vand et forholdsvis højt kogepunkt. Det skyldes at vand er en dipol. Mellem vandmolekylerne findes der stærke dipol-dipolbindinger men også andre bindinger der kaldes hydrogenbindinger. Det gør, at der skal bruges mere energi på at få adskilt vandmolekylerne, så at de kan forlade væsken og blive til gasmolekyler. Jo højere energi, der skal bruges for at bryde bindingerne mellem partiklerne desto højere vil også kogepunktet være.  Saltet NaCl (natriumchlorid) er opbygget som et iongitter når det findes på fast form. På flydende form vil iongitteret nedbrydes og ionerne kan nu bevæge sig frit rundt mellem hinanden. Mellem natrium- og chlorpartiklerne findes stærke bindinger (kaldet ionbindinger), der gør at saltet får et højt smeltepunkt.   

I naturen kan vi finde grundstoffer og kemiske forbindelser som rene stoffer, men ofte indgår de i blandinger. Her kom vi ind på homogene og heterogene blandinger. 


heterogen og homogen blanding

Vand fra vandhanen er en homogen blanding mens vand opslemmet med noget jord ville være en heterogen blanding. Kolben med diiod på gasform og fast form vil være en heterogen blanding fordi vi her ser to faser, nemlig en fast fase og en gasfase.

Vi så på blandbarhed og fik opstillet nogle opløselighedsregler.  Vand er en dipol dvs vandmolekylet har en positiv og en negativ side. Dipoler er også polære stoffer. Vand er derfor et polært stof.  Dette kan også ses her. Består molekylet kun af carbon- og hydrogenatomer eller meget få oxygenatomer i forhold til carbonatomer så vil stoffet være upolært. Stoffer som olie (blanding af mange upolære stoffer) og fedtstoffer (de røde kugler er oxygen og de hvide er carbon) er upolære.

En vigtig regel: Ens opløser ens.  Dvs vand kan opløse polære stoiffer, fordi det selv er polært. Men vand kan ikke opløse fedtstoffer fordi disse er upolære.  Salte (nogle er dog tungtopløselige) kan også opløses i vand, mens  salte ikke kan opløses i upolære opløsningsmidler så som terpentin.

Vi introducerede den naturvidenskabelig metode, der er en metode som benyttes i kemi. Her går man ud fra teorien og opstiller en hypotese. Herefter udføres forsøget og man ser om hypotesen passer.  Vi kan bruge den naturvidenskabelig metode i følgende forsøg. Her opstilles ud fra den teori, vi har lært, en hypotese. Fx salt kan opløses i vand men ikke i et upolært stof.  Se forsøget. Kan hypotesen bekræftes ?

Vi kan godt bringe salte i opløsning i upolære væsker. Hvis vi blander den upolære væske med kronether og herefter tilsætter lidt salt, så kan saltet opløses. Det skyldes, at kornether indpakker ionerne med de polære grupper (oxygenatomerne), som kronether består af. Kronether består også af upolære grupper, (carbon og hydrogen) som stikker ud mod den upolære væske.  Så her kan vi også sige at ens opløser ens

Insulin er et stort molekyle, som på overfladen har upolære atomgrupper. Opløses insulin i vand, så vil de upolære grupper pege væk fra vandet og i stedet pege ind mod hinanden. I en fortyndet opløsning af insulin vil der dannes en dimer ( en dimer består af to insulinmolekyler), mens der i en mere koncentreret opløsning af insulin vil dannes hexamere enheder( 6 insulinmolekyler klumpet sammen).  Det er i denne form at insulin indsprøjtes i væv.  Det tager ca ½ time før insulinn er fortyndet så meget i vævet, at det som monomer ( et enkelt molekyle) kan trænge ud i blodbanen og virke hos personer, der er ramt af sukkersyge. Forskere arbejder på, at modificere insulin, dvs at placere mere polære grupper på overfladen af molekylet, så de ikke klumper sammen. På den modificerede form vil insulin hurtigere kunne trænge ud i blodbanen.

Vi sluttede inden efterårsferien med et forsøg hvor vi skulle undersøge om det passer, at ens opløser ens
Frem til jul vil arbejde med emner, der bl. a. har med vand at gøre
Kom med en kommentar til det du har lært om vand frem til efterårsferien. Skriv også om bloggen er en god måde, at få repeteret stoffet på.