Kemispråket Inom kemin används ett gemensamt språk av tecken

Kemispråket
Inom kemin används ett gemensamt språk av tecken för olika ämnen.
Förr i tiden använde vi tecken för att visa ämnet.
Tecknet för krigsguden Mars användes även för järn. Men i takt med att
mänskligheten hittade fler ämnen så fick vi behov av att visa detta på ett mera
rationellt sätt. Så Jöns Jakob Berselius, Uppsala, skapade de forkortningar vi har
idag. Dmitrij Mendeleev ordnade sedan det periodiska systemet som vi redan
nämnt.
Inom kemin använder man sig även av molekylmodeller för att visa ett ämnes
struktur.
Detta har vi tittat på vid en labb. Detta är ju en labb som börjar bli aningen
arkaisk. Att bygga modeller av en molekyl för hand med plastbollar tillhör det
förgågna men ger ändå en begreppsbild över hur ämnet ser ut.
Vi har även använt oss av datorprogram med färdiggjorda 3d-bilder av
avancerade molekyler, så som acetylcholin-receptor och hemoglobin t.ex.
Repetera hur vi skriver mängdformler för:
Vatten, syre, etanol, etandiol, metan, etan, kolsyra, koldioxid.
Ämnens egenskaper
Alla ämnen har olika egenskaper. Olika egenskaper är:
Fast, flytande, gas, plasma.
Färg.
Form.
Smak? Doft?
Smältpunkt, kokpunkt, flampunkt.
Densitet.
Vi kommer att titta på olika ämnen, dess egenskaper, samt själva hitta
egenskaper som man kan tillföra ämnena.
Skillnaderna i egenskaper beror på vilka sorts atomer som ämnet består av om
det är ett grundämne. Om det är en molekyl blir det ännu svårare, eftersom
egenskaperna beror på hur atomerna sitter ihop och vilka som är inblandade.
Det är tydliga och lätt förståliga skillnader mellan järn och syre, men inte lika
lätt att direkt se att polyvinylalkohol är en alkohol precis som etanol eller
glukos eller glykol.
Polyvinylalkohol i burk.
(Bild:LhchEM;
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sample_of_Polyvinyl_alcohol.jpg)
I rumstemperatur är vi vana vid att se ämnen i en viss fas.
Järn är fast, luft är en gas och vatten är flytande.
Även kvicksilver, Hg, är flytande samt bor, Br..
Ämnena kan byta fas, eller finnas i olika faser vid samma temperatur.
Vatten som är flytande finns även i luften i form av vattenånga som vi inte kan
se. Om det bildas kondens på ett fönster t.ex., eller i duschen, så är detta inte
vattenånga utan vatten i flytande form.
Det går att mäta vattenhalten i luften med en hygrometer, eller med två
termometrar, den ena torr och den andra blöt. Skillnaden mellan den första,
temperatur och den andra, daggpunkt, visar fuktinnehållet i luften. När desa
två temperaturer ligger nära varandra, så bildas det ofta dimma. Dimma är
som moln, vattenånga som kondenserat och då kan vi se den. Ser vi vattnet i
luften så blir den övriga sikten sämre.
Vi kan tillverka en apparat för att mäta temp/dagpunkt.
Vatten är intressant i detta fall, eftersom det har speciella egenskaper och
namn på när det byter fas från flytande till fast – frysa. Det kan även övergå
från fast till vattenånga utan att passera flytande, då kallas det sublimera.
Även järn kan bli flytande fast först vid 1600C.
Syre kan stelna, vid -218,79C.
Vid -273,16C som kallas den absoluta nollpunkten stelnar allt.
Denna temperatur kallas även 0 K, noll Kelvin, INTE noll grader Kelvin.
Detta får oss att fundera på vad värme och temperatur egentligen är.
Hur kan ett ämne finnas i olika faser fast det är samma molekyl eller
grundämne?
I en isbit ligger molekylerna väldigt stilla. I en väl ihoppressad isbit ligger
vattenmolekylerna i ett ordnat mönster. Detta ger isen dess blåa färg.
(Bild: Patrik Cavallini)
(Bild: P99am; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Liquid-water-andice.png)
I bilden ovan är det flytande vatten till vänster och is till höger.
När isen blir vit som snö, så har det stora blocket spruckit upp så att ljuset
reflekteras i alla riktningar. Därför blir isen vit när den faller sönder.
När vattnet övergår i gasform så sitter inte molekylerna ihop alls.
(Bild: Qwerter;
https://en.wikipedia.org/wiki/Water#/media/File:3D_model_hydrogen_bonds_in_
water.svg)
Så värme är rörelse. Molekylernas inbördes rörelse. Temperatur är ett mått på
rörelseenergin hos ämnets molekyler eller atomer.
Densitet
Här har jag inga bilder. Anledningen är att ni ska anstänga er för att
försöka få egna minnesbilder över hur demonstrationen genomfördes.
Vi har tittat på vid en demonstration i labbsalen hur olika ämnens densitet
påverkar dess egenskaper.
Vi införde begreppet DENSITET.
Densitet är ett ämnes massa (kg) delat med dess volym ( m3 ). vi använde oss
av gram och kubikcentimeter cm 3 . Detta för att 1 cm 3 =1 ml. 1ml är en
tusendels liter.
Först testade vi en bit skumplast och en bit trä av samma storlek för att se om
de flöt på vatten. Träbiten flöt något lägre än skumplasten.
Vi räknade ut vattnets densitet och fann att i vårat fall vägde 1l 980g. Vattnets
densitet är definierat som vattnets densitet vid +4 °C 0,99995 kg/dm3
Väldigt nära ett kilo för en liter. Våran uträkning stämmer alltså, eftersom vårat
vatten var varmare än 4 C.
Skumbiten hade en densitet på 0,04g/ cm3 .
Träbitens densitet var 0,76 g/ cm 3 .
De hade lägre densitet än vattnet och flöt därför i vattnet.
Vi blandade även salt NaCL i vatten och färgade det rött. Vi hällde det i en
avdelad skål, så att vi hade osaltat, grönt vatten i ena halvan och rött
saltvatten i den halva.
Vad hände när vi tog bort avgränsningen?
Ni som har möjlighet ska hemma bada och räkna ut eran egen densitet enligt
instruktion.
Denna densitet ska vi jämföra med vattnets.
Separation av ämnen
I industrin finns det behov av att separera ämnen från varandra för att kunna
framställa t.ex. järn eller uran för olika ändamål.