Sammanfattning för att öva till nationella provet i kemi.
Presentation som innehåller nians kemi.
Innehåll:
- Atomer, joner och kemiska reaktioner
- Metaller
- Syror och baser
- Hållbar utveckling
4. Atomer, molekyler och kemiska
reaktioner
• All materia är uppbyggd av atomer.
• Atomer kan bilda större molekyler.
• Vid kemiska reaktioner bildas nya ämnen
genom att atomerna kombineras om till nya
ämnen.
• Exempel på reaktionsformel: C + O2 CO2
5. Atommodell
• En atommodell beskriver hur en atom
är uppbyggd.
• I atomens kärna finns positivt laddade
protoner.
• I atomens kärna finns också elektriskt
neutrala neutroner.
• Runt kärnan rör sig negativt laddade
elektroner.
• 1 protons laddning är lika stor som 1
elektrons laddning.
• En atom innehåller lika många protoner
som elektroner och är elektriskt neutral.
6. Elektronskal
• Elektronerna är grupperade i olika skal.
• K: Innersta skalet, kan innehålla 2 elektroner.
• L: Nästa skal, kan innehålla 8 elektroner.
• Elektronskalen fortsätter sedan M, N, O, P och så
vidare.
• Skal längre ut från kärnan kan innehålla fler
elektroner.
7. Atommassa
• Atommassa mäts i atommassenhet, u.
• 1 proton väger 1 u.
• 1 neutron väger 1 u.
• 99,9% av atomens massa finns i kärnan. Då
elektronen väger så lite så bryr vi oss inte om
elektronens vikt.
8. Isotoper
• Det är antalet protoner i atomkärnan som avgör vilket
grundämne det är.
• Antalet neutroner i atomkärnan kan variera.
• Olika varianter av ett grundämne kallas isotoper. De har
samma antal protoner, men olika antal neutroner.
• Väte har isotoperna Vanligt väte, Deuterium och Tritium.
Protoner Neutroner Atommassa
Vanligt väte 1 0 1u
Deuterium, Tungt väte 1 1 2u
Tritium, Extra tungt väte 1 2 3u
9. Periodiska systemet
• I det periodiska systemet finns alla grundämnen med.
•
En rad kallas för en period.
• Alla grundämnen i en period har samma antal
elektronskal.
•
En kolumn kallas för en grupp.
• Alla grundämnen i en grupp har samma antal
valenselektroner, d.v.s. samma antal elektroner i sitt
yttersta elektronskal.
• Antal valenselektroner ger ett ämne sina egenskaper.
• Alla ämnen i en grupp har liknande egenskaper
10. Valenselektroner och ädelgaser
• Elektronerna i det yttersta skalet kallas för valenselektroner.
• Det innersta elektronskalet, K-skalet, kan ha max 2
valenselektroner.
• Alla andra elektronskal kan ha max 8 valenselektroner.
• Grupp 18 i det periodiska systemet kallas för ädelgaser.
• Ädelgaser har fulla yttre elektronskal.
• Ädelgaser är stabila och deltar inte i kemiska reaktioner.
• Grundämnen som inte har fullt yttersta elektronskal vill få
ett fullt skal.
• För att få fullt yttersta skal så kan grundämnen lämna ifrån
sig eller ta upp elektroner.
• När ett grundämne reagerat och har fulla elektronskal så
har det fått ädelgasstruktur.
11. Joner
• Joner är lika vanliga som atomer.
• Joner är partiklar med elektrisk laddning.
• En negativ jon bildas då en atom tar upp en
elektron. Jonen har fler elektroner (-) än
protoner (+) och är därför negativt laddad.
• En positiv jon bildas då en atom lämnar ifrån
sig en elektron. Jonen har fler protoner (+) än
elektroner (-) och är därför positivt laddad.
12. Joner bildas
Steg 1:
2 atomer
Steg 2:
En atom ger
bort en elektron.
Steg 3:
Det bildas en
positiv jon och
en negativ jon.
13. Positiva joner
• Atomer som har få elektroner i sitt yttersta
elektronskal kan släppa dessa elektroner och få
ädelgasstruktur. De blir då positiva joner.
14. Negativa joner
• Atomer som har många valenselektroner i sitt
yttersta elektronskal kan ta upp elektroner och få
ädelgasstruktur. De blir då negativa joner.
15. Salter och jonbindning
• En positiv jon och en negativ jon kan tillsammans bilda en
jonförening.
• Bindningen mellan en positiv jon och en negativ jon kallas
för jonbindning.
• Salter är jonföreningar och har jonbindningar.
• Jonbindning är en stark kemisk bindning. Därför är salter
ofta hårda kristaller med mycket höga smältpunkter.
• Salt är oladdat då det finns lika många plusladdningar som
minusladdningar i ett salt.
• Mineraler i jorden är salter.
• Vid neutralisation med en syra och bas så bildas det ett salt.
16. Natriumklorid
• Natrium som avger en elektron blir en Natriumjon, Na+
• Klor som tar upp en elektron blir en Klorjon, Cl-
• Den positiva Natriumjonen och den negativa klorjonen
har olika laddning och dras till varandra. Tillsammans
kan de bilda Natriumklorid. Natriumklorid är neutralt
(oladdat).
• Natriumklorid är vanligt koksalt.
18. Saltlösning leder ström
• En saltlösning består av salt som är löst i
vatten. Joner i lösningen kan röra på sig.
• Saltlösningar leder ström.
• Batterier innehåller koncentrerad saltlösning
som leder strömmen inuti batteriet mellan
pluspolen och minuspolen.
• Salt i fast form leder inte elektrisk ström. Det
beror på att alla joner sitter fast och inte kan
flytta på sig.
20. Metallers egenskaper
• Alla metaller har en blank yta (när de är
polerade).
• Alla metaller leder värme bra.
• Alla metaller leder elektricitet bra.
• De flesta metaller är tunga och hårda.
• De flesta metaller kan formas utan att gå av.
• De flesta metaller har hög smältpunkt.
21. Metallbindning
• Metallatomer hålls ihop av metallbindningar.
• I en metall så hålls alla atomerna i en metallbit
ihop av en enda stor bindning som är utbredd
över alla atomer. Elektronerna sitter inte
riktigt fast vid ”sin” atom. Elektronerna flyter
istället runt i metallen.
• Det är metallbindningen som gör metaller till
bra ledare.
22. Vanliga metaller
• Järn: Stål består till 98% av järn.
• Stål: Stål är starkt och formbart. Det används i verktyg och
vid byggen. Rostfritt stål är en legering då järn blandats
med krom. Rostfritt stål används i diskbänkar, kastruller och
bestick.
• Koppar: Koppar leder ström mycket bra. Koppar används i
elledningar, vattenledningar och mynt.
• Aluminium: Aluminium är en lätt och formbar metall.
Aluminium används i aluminiumfolie, burkar, bildelar,
flygplan och båtar.
• Titan: Titan stöts inte bort av kroppen. Sjukhus använder
därför titanskruvar för att skruva ihop ben vid operationer.
• Zink: Zink används vid förzinkning. Vid förzinkning så
doppas ett metallföremål ner i smält zink. Zinken reagerar
med syre och skapar en skyddande yta som gör att
metallföremålet inte rostar. Exempel på föremål som
förzinkas är spik, skruv, konservburkar och bilar.
23. Ädla metaller
• Guld, silver och platina kallas är ädla metaller.
• De ädla metallerna går att hitta i ren form i naturen.
• Guld används i smycken och kretskort.
• 24 karat betyder att det är rent guld.
18 karat är 75% guld och 25% andra metaller.
• Silver är den metall som har bäst elektrisk ledningsförmåga
av alla metaller.
• Platina stöts inte bort av kroppen och används därför i olika
tandmaterial.
24. Spänningsserien
• Spänningsserien visar hur ädla
olika metaller är.
• Ju ädlare en metall är, desto
längre upp står den.
• De ädla metallerna är ovanför
väte i spänningsserien.
• De oädla metallerna är under
väte i spänningsserien.
• En metall kan ta elektroner från
(oxidera) alla metaller som ligger
under den.
Guld
Platina
Silver
Koppar
Väte
Bly
Järn
Zink
Aluminium
Magnesium
Natrium
Kalcium
Mer
ädla
Metaller
Mindre
ädla
metaller
25. Galvaniskt element
• Ett batteri innehåller
galvaniska element.
• Ett galvaniskt element består
av två olika metaller som
sänks ner i en jonlösning.
• Mellan metallerna uppstår
en elektrisk spänning.
• Om metallerna kopplas ihop
med en metalltråd uppstår
en elektrisk ström.
26. Elektrolys
• I naturen är många ämnen i jonföreningar.
• Man kan använda elektrolys för att få fram rena
grundämnen.
• I elektrolys så kopplar man en strömkälla till en
jonlösning.
• Strömmen får jonerna att vandra.
• Rena grundämnen kan skapas.
Exempel på elektrolys
Högra bägaren: 2 H+ + 2e- -> H2
Vänstra bägaren: 2 Cl- -> Cl2+ 2e-
28. Syror
• Syror har pH under 7.
• Syror smakar surt.
• Alla syror innehåller minst en väteatom.
• De vanligaste starka syrorna:
– Saltsyra, HCl
– Svavelsyra, H2SO4
– Salpetersyra, HNO3
• De starka syrorna är starkt frätande.
• Kolsyra är en syra.
29. Fria vätejoner, H+
• I en vattenlösning med en syra så kan väteatomen
lossna från syramolekylen.
• Vätets elektron stannar kvar i syramolekylen.
• Väteatomen blir en fri vätejon H+
• Det är de fria vätejonerna H+ som ger syrorna
deras egenskaper.
30. Stark och svag syra
• I en stark syra avger nästan alla syramolekyler
sina vätejoner.
• I en svag syra avger kanske 10% av
syramolekylerna sina vätejoner.
• Det finns alltså fler fria väteatomer i en stark
syra än i en svag syra.
• Starka syror har lägre pH än vad svaga syror
har.
31. Baser
• Baser har basiskt pH-värde, d.v.s. pH-värde
över 7.
• Tvål och rengöringsmedel är oftast basiska.
• Bakpulver är basiskt.
• Natriumhydroxid, NaOH
– Stark bas
– Starkt frätande
– Löser proppar i avlopp
– Används vid tillverkning av tvål, tvättmedel och
papper
• Kaliumhydroxid, KOH
– Stark bas
– Starkt frätande
– Används i batterier
32. Baser
• När baser löses i vatten så bildas det fria
hydroxidjoner, OH-
• Exempel: Natriumhydroxid som löses i
vatten bildar natriumjoner och
hydroxidjoner.
• NaOH Na+ + OH-
Bas Kemisk formel
Natriumhydroxid NaOH
Kaliumhydroxid KOH
Kalciumhydroxid Ca(OH) 2
33. Stark och svag bas
• När man löser en stark bas i vatten så frigörs det
många hydroxidjoner.
• Lösningen blir starkt basisk med ett högt pH-värde.
• När man löser en svag bas i vatten så bildas bara ett
litet antal hydroxidjoner.
• Lösningen blir svagt basisk.
• Det finns alltså fler negativa hydroxidjoner i en stark
bas än i en svag bas.
• Starka baser har högre pH än vad svaga baser har.
34. Utspädda syror och baser
• Koncentrerad syra: Mycket syra och lite vatten.
• Utspädd syra: Lite syra och mycket vatten.
• En syra blir mindre sur när den är utspädd.
• Desto mer utspädd syran är, desto mindre sur är den.
• I en utspädd syra är det alltså mer vatten och mindre
syra.
• Baser kan precis som syror spädas ut med vatten.
• Desto mer utspädd basen är, desto mindre basisk är
den.
35. Neutralisation
• När vätejoner från en syra reagerar med
hydroxidjoner från en bas så bildas det vatten.
Det kallas för en neutralisation.
• H+ + OH- H2O
37. Hållbar utveckling
• Hållbar utveckling är en utveckling för att
tillgodose dagens behov utan att äventyra för
framtida generationer att tillgodose sina.
• Om vi förbrukar jordens resurser snabbare än vad
de återskapas så kommer de att ta slut.
• Om vi förorenar eller skadar ekosystemen så
förstörs de.
38. Kväves kretslopp
• I ett hållbart samhälle så går allting runt i kretslopp.
• Nedan visas kväves kretslopp och konstgödning (inget kretslopp).
Fabriken tillverkar
konstgödsel av
kvävgasen i luften
Kväve-
föreningar i
jorden
omvandlas
till kvävgas och
släpps ut i luften
Växter tar
upp kväve-
föreningar
från jorden
Jordbrukaren
sprider kväve-
gödning på åker
INTE KRETSLOPP!
Kvävgas i luften
Bakterier
omvandlar
kvävgas till
kväve-
föreningar
i jorden
Kväveföreningar i jorden
Kväve-
föreningar
bildas i
åskblixtar
och följer
med
regnet ner
När växter
dör så
kommer
Kväve-
föreningar
tillbaka
till jorden
39. Fosfors kretslopp
• Ämnen som innehåller fosfor kallas fosfater.
• Nedan visas fosfors kretslopp och konstgödning (inget kretslopp).
Fabriken tillverkar
konstgödsel av
fosforn i berget
Fosfor följer
med rinnande
vatten och
hamnar på
havsbotten.
Efter miljoner år
bildas nya berg
som innehåller
fosfor.
Växter tar
upp fosfor
från jorden
Jordbrukaren
sprider fosfor-
gödning på åker
INTE KRETSLOPP!
Berg
vittrar
sönder.
Fosfor
från
berget
hamnar i
jord och
vatten.
Fosfor i jord och vatten
När växter
dör så
kommer
fosforn
tillbaka
till jorden
Fosfor i berg
40. En produkts miljöbelastning
• En produkts miljöbelastning uppstår vid
tillverkning, användning och när den blir avfall.
• Viktiga faktorer för att bedöma miljöbelastningen
är vilka material produkten är gjord av, hur
mycket el den drar, dess livslängd och vilket avfall
som uppstår.
• I Sverige återvinner vi plast, metall, glas, papper,
och matavfall.
• Återvinning sparar på naturresurserna och
minskar miljöförstöringen.
41. Dagens miljöproblem
• Minskad tillgång på naturresurser som olja,
fosfater, odlingsbar mark, rent vatten och fisk i
världshaven.
• Jordens befolkning ökar
• Globala uppvärmningen
• Försurningen av haven
• Uttunning av ozonlagret
• Övergödning
• Mikroplast i haven
• Miljögifter
42. Växthuseffekt
• Växthusgaser håller kvar en del av värmen från
jorden så att den inte strålar ut i rymden. Den
naturliga växthuseffekten är nödvändig för att vi
ska kunna leva på jorden. Det här är bra!
• Vid förbränning av fossila bränslen (kol, olja och
naturgas) så ökar mängden koldioxid i
atmosfären. Koldioxid är en växthusgas. Det blir
då förstärkt växthuseffekt och jordens
medeltemperatur höjs. Det här är dåligt!
• Varmare klimat medför att glaciärer smälter och
haven stiger. Vissa landområden hamnar då
under vatten.
43. Försurningen av haven
• Försurning innebär att pH-värdet sänks.
• Förbränning av fossila bränslen medför
luftföroreningar. Dessa luftföroreningar gör att regnet
blir surt. Surt regn är regn som har lågt pH-värde. Det
sura regnet gör att mark och sjöar försuras.
• Förbränningen av fossila bränslen gör att halten
koldioxid ökar i atmosfären. När halten koldioxid ökar i
luften så ökar också halten koldioxid i havet. Havet
försuras när koldioxid tillförs.
• När haven försuras förändras ekosystemen och
korallreven dör. Fiskarter som lever i korallreven
riskerar då att dö.
44. Ozonlagret
• 2-3 mil upp i atmosfären finns ozonlagret.
• Ozonlagret fångar upp mycket av den farliga UV-strålningen
från solen.
• I slutet på 1900-talet märkte forskarna att ozonlagret hade
uttunnats.
• Tunnare ozonlager gjorde att personer fick hudcancer.
• Utsläpp av gasen freon hade uttunnat ozonlagret. Freon
användes i sprayburkar, kyl- och frysskåp.
• Nu är freon förbjudet i de flesta länder.
• Ozonlagret återbildas sakta. Det kan ta 100 år innan det har
återbildats helt.
45. Övergödning
• Kväve och fosfor används för att gödsla åkrar.
• En del kväve och fosfor från gödslet hamnar i sjöar och hav.
• Sjöarna blir då övergödda. Det blir ökad algblomning.
• När alger dör så bryts de ner av bakterier på botten av sjön.
• När stora mängder alger dör så behöver bakterierna så
mycket syre så att det blir syrebrist på botten av sjön.
Syrebristen gör då att de bottenlevande djuren i sjön dör.
• Östersjön är övergödd.
46. Mikroplast i haven
• Plastbitar från plastpåsar, däck, båtfärg,
konstgräsplaner och fleecekläder hamnar i haven.
• I haven så bryts plasten ner till små, små bitar kallade
mikroplaster.
• Mikroplaster är nästan omöjliga att få upp ur haven.
• Det tar flera hundra år för mikroplaster att brytas ner.
• Mikroplasterna innehåller ofta gifter.
• Fiskar tror att mikroplasterna är mat och äter plast.
47. Miljögifter
• Miljögifter är ämnen som skadar djur och växter.
• Miljögifter finns över hela världen eftersom de kan
transporteras långa sträckor via luft och vatten.
• Det tar ofta lång tid innan miljögifter bryts ner.
• Några kända miljögifter är PCB, DDT, bly, kadmium och
kvicksilver.
• Smog är en giftig dimma bestående av luftföroreningar
och hög luftfuktighet.
48. Anrikning av miljögifter
• Miljögifter är ofta fettlösliga och samlas i fettet hos
djur. Giftet finns kvar i djurets kropp under lång tid.
• En toppkonsument får i sig allt gift som näringskedjans
producenter och konsumenter har fått i sig.
• Miljögifter anrikas i näringskedjan. Producenter har
lägst halt av gift i kroppen och toppkonsumenter har
högst halt av gift i kroppen.
• Havsörn och säl är två toppkonsumenter som har höga
halter av miljögifter.