Kemi a LärarmateriaL

t e m a & t e o r iKemi aChrister Engström

Per BacklundRolf Berger

Helena Grennberg

B o N Ni e r S

L ä r a r m a t e r i a L

KEMI A. LÄRARMATERIAL. © BONNIER UTBILDNING. 3

KEMI A LÄRARMATERIAL KEMISKT LABORATORIEARBETE

Innehåll

Förord 4Kemiskt laboratoriearbete 5 Anteckningar och rapporter 5 Laborationer i mikroskala 6 Arbetsregler 8 Riskbedömning 10 Kopieringsunderlag 12–13

Tema 1 Grundämnen Temaöversikt 1:1 Kommentarer 1:2 Kommentarer till vissa övningar 1:3 Övningar 1:4–1:11

Tema 2 Från Mineral till grundämne Temaöversikt 2:1 Kommentarer 2:2 Kommentarer till vissa övningar 2:3 Övningar 2:4–2:14

Tema 3 Atmosfären Temaöversikt 3:1 Kommentarer 3:2 Kommentarer till vissa övningar 3:3–3:5 Övningar 3:6–3:12

Tema 4 Material Temaöversikt 4:1 Kommentarer 4:2 Kommentarer till vissa övningar 4:3 Övningar 4:4–4:16

Tema 5 Bränsle Temaöversikt 5:1 Kommentarer 5:2 Kommentarer till vissa övningar 5:3–5:5 Övningar 5:6–5:14

cd Tema 1, extra cd:1–cd:6 Tema 2, extra cd:7–cd:12 Tema 3, extra cd:13–cd:18 Tema 4, extra cd:19–cd:25 Tema 5, extra cd:26–cd:30 OH-bilder cd:31–cd:33 Förslag till baskunskaper cd:34–cd:38 Uppgifter till högre betyg cd:39–cd:43 Exempel på svar cd:44–cd:51 Kopieringsunderlag cd:52–cd:53

KEMI A. LÄRARMATERIAL. © BONNIER UTBILDNING. KOPIERING TILLÅTEN 1:1

Tema 1 Grundämnen

Övningar/Laborationer Tema sid. 6–25 Teori sid. 116–143

Volymmätning och vägning

Volymmätning och vägning med CocaCola – cd

Blandning och kemisk förening

Destillation av en etanol-vattenblandning

Att skilja ämnen i en blandning – cd

(Inledning) sid. 6–8 Några grundläggande begrepp sid. 116–120

Uppgifter 1.1–1.10 sid. 254–255

Tre grundämnen i vår kropp sid. 9–14

Kunskapen om grundämnen växer fram sid. 15–16

Kemiska tecken och formler sid. 120–121

Uppgifter 1.11–1.13 sid. 255

Isotoper och atommassa

Lågreaktioner och spektra – cd

Kartläggningen av atomens inre sid. 17–18

Atomens uppbyggnad sid. 121–127


Mängden atomer mäts i mol sid. 19 Substansmängd sid. 127–129

Uppgifter 1.21–1.29 sid. 256–257

Periodiska systemet sid. 20–21 Periodiska systemet sid. 129–132

Uppgifter 1.30–1.38 sid. 257–258

Radon

Var kommer grundämnena ifrån?

sid. 22–23

Radioaktivt sönderfall sid. 133–135


Att bygga molekyler

Kemiska föreningar med jonbindning och kovalent bindning

Livets molekyler sid. 24–25 Kemiska bindningar sid. 136–143

Uppgifter 1.48–1.63 sid. 258–259

KEMI A. LÄRARMATERIAL. © BONNIER UTBILDNING. 1:2

Kommentarer till Tema 1KursplanI temat Grundämnen anknyter vi till kursplanens mål angående:• grundämnen, deras egenskaper och förekomst• atomernas elektronstruktur och hur den påverkar de kemiska bindningarna.En introduktion sker beträffande områdena experimentella undersökningar, stökiometriska beräkningar och strålningens växelverkan med materia.

TemaTemat utgår från grundämnens förekomst och funktion i människokroppen. Speciellt behandlar vi de tre grundämnena järn, kalcium och fluor. I följande avsnitt beskriver vi hur kunskapen om grundämnena har växt fram, hur atomteorin utvecklats samt en modern modell för atomens byggnad. Molbegreppet och periodiska systemet introduceras. Vi beskriver slutligen bildandet av grundämnen i universum samt några idéer om livets uppkomst.

TeoriI teoriavsnitten behandlar vi först några grundläggande begrepp. Sedan beskriver vi en enkel modell för atomens och elektronmolnets uppbyggnad samt det periodiska systemet mer i detalj. I samband därmed introducerar vi några enkla stökiometriska begrepp. Ett speciellt avsnitt behandlar radioaktivt sönderfall. Vi beskriver därpå överskådligt olika typer av kemisk bindning och relaterar dem till atomernas elektronstruktur samt introducerar begreppet elektronegativitet.

ÖvningarÖvningarna i Tema 1 omfattar en rad enkla experimentella moment som volymmätning, vägning, olika separationsmetoder samt arbete med molekylmodeller. Lågreaktioner studeras med eller utan spektroskop. I ett experiment jämförs jonföreningar med molekylföreningar. Mer teoretiska övningar genomförs beträffande isotoper och radon.

TEMA 1. GRUNDÄMNEN

KEMI A. LÄRARMATERIAL. © BONNIER UTBILDNING. 1:3

Kommentarer till vissa övningarVolymmätning och vägning (CocaCola)Densiteten för Coca-cola är ca 1 g/cm3. Lightvarianten, som innehåller sötningsmedlet aspartam i stället för socker, har något lägre densitet än den vanliga CocaColan. Eftersom aspartam är minst 100 gånger sötare än socker används mycket små mängder av aspartam jämfört med socker.

Blandning och kemisk föreningKoldisulfid är giftigt och brandfarligt. Enligt ”Kemikalier i skolan” bör koldisulfid undvikas i skolan.Användbara alternativ är heptan eller varm etanol. Koldisulfid är dock det klart bästa lösningsmedlet för svavel. Om provröret ska krossas måste detta göras med försiktighet. Linda t.ex. först in provröret i en pappershandduk.

Destillation av en etanol-vattenblandningNär man arbetar med organisk kemi i mikroskala är uppvärmningen mycket viktig. Det bästa sättet att värma är med sandbad. Den bästa uppvärmningsanordningen är speciella värmemantlar för sandbad. Värmemantlarna har liten diameter och gör att det är lätt att hantera mikroskaleutrustning, och det viktigaste av allt är att luften ovanför sandbadet inte är het. Är luften ovanför sandbadet het fungerar inte luftkylningen.

Alternativt använder man små värmeplattor med sandbad i kristallisationsskålar med plan botten. Använder man denna metod får man tänka på att inte ha för mycket sand i kristallisationsskålen, sandlagret får vara högst 15 mm högt. Visserligen kan man använda vattenkylare, men då ökar kostnaden och man går miste om enkelheten i försöksuppställningen. Nackdelen med denna metod kan vara att skålarna med sand spricker. Fördelen med små värmeplattor jämfört med specialiserat sandbad är att värmeplattorna kan användas även utan sandbad, dvs. som vanlig värmeplatta för t.ex. större bägare.

Fördelen med att använda sandbad är att sand är en dålig värmeledare vilket gör att temperaturen varierar kraftigt med djupet i sandbadet. Temperaturen på kolven kan regleras med att skrapa bort sand från kolven eller maka upp het sand mot kolven. Nackdelen med sandbad är att det tar tid att få sandbadet varmt. Man får heller inte använda full effekt. En inställning på 20 procent av full effekt kan vara lämpligt att börja med, sedan får man pröva sig fram.

Isotoper och atommassaLäraren blandar tre slags ”isotoper”, t.ex. rödbruna bönor, gula ärtor och majskorn i en stor bägare eller plastflaska. Denna blandning kallas KEMICUM.

TEMA 1. GRUNDÄMNEN


Tema 2 Från mineral till grundämne


(Inledning) sid. 26–27 Oxidation och reduktion sid. 144–145


Bestämning av formeln för kopparsulfid

Sönderdelning av natriumvätekarbonat

Reaktionen mellan natriumvätekarbonat och syra – cd

Koppar är en gammal metall sid. 28–32

Formler och beräkningar,

Reaktionsformler, Att beräkna massan sid. 146–151

Uppgifter 2.6–2.28 sid. 260–262

Några försök med koppar

Några enkla elektrolyser

Processer vid smältverket sid. 32–34

Elektrolys sid. 152–153


Spänningsserien

Redoxreaktioner mellan metaller och metalljoner – cd

Ädelmetaller, Bakterier som gruvarbetare, Användning av produkterna sid. 35–36

Metaller är reduktionsmedel, Den elektrokemiska spänningsserien sid 154–155

Uppgifter 2.34–2.39 sid. 262–263

Halogener och halogenföreningar

Redoxreaktioner mellan halogener och halogenidjoner – cd

Kemikalier från havet sid. 37–41 Halogener är oxidationsmedel sid. 156–158


Saltframställning enligt olika metoder

Framställning av koksalt – cd

Undersökning av metallerna i grupp 2 – cd

Att göra lösningar

Fotografisk kemi sid. 42–43 Jonföreningar sid. 159–163

Uppgifter 2.44–2.61 sid. 263–264

Lösningars koncentration sid. 164–167

Uppgifter 2.62–2.76 sid. 264–265


Tema 3 Atmosfären


Elektrolytisk sönderdelning av vatten Ett skal mot rymden sid. 44–47 Ädelgaserna sid. 168–169


Malmbildarna – grupp 16 sid. 169–172


Redoxreaktioner

Kväveföreningar – cd

Undersökning av mangans olika oxidationstal

Kvävets kretslopp sid. 48–51 Kvävegruppen sid. 172–174


Mer om oxidation och reduktion sid. 175–178

Uppgifter 3.11–3.20 sid. 266–267

Solskyddskrämer – cd Solens brännande strålar sid. 52–53

Ljus och elektroner sid. 179–181


Halogenalkanernas reaktivitet

Reaktionen mellan brom och pentan – cd

Endoterm reaktion

Ozon sid. 54–58 Kolföreningar sid. 182–187


Entalpi sid. 188–190

Uppgifter 3.40–3.43 sid. 268–269

Koldioxiden i havet och i atmosfären

Kemisk jämvikt

Växthuseffekten sid. 59–65 Jämvikter sid. 191–193



Tema 4 Material

Övningar/Laborationer i Tema sid. 66–91 Teori sid. 194–229

Vad är material? sid. 66–68

Vilket är det rätta stålet? – cd

Bestämning av järnhalten i ett rakblad

Aluminium och järn

Metaller sid. 68–73 Metallframställning, Reaktiva metaller,

Järn och stål, Övergångsmetallerna sid. 194–205

Uppgifter 4.1–4.23 sid. 270–271

Några elektrokemiska försök

Korrosion

Galvaniska celler

Upplösning av metaller i vatten och syror – cd

Järn rostar sid. 74–77 Kemisk energi blir elektrisk energi sid. 206–214

Uppgifter 4.24–4.32 sid. 271–272

Vätskestrålar som böjer av

Tillverkning av slime

Natriumpolyakrylat – cd

Plaster är polymerer sid. 78–80 Molekyler, Omättade kolväten sid. 215–222


Keramer sid. 81–86 Grundämnen i grupp 14 sid. 222–224


Kombinationsmaterial sid. 87–88

Indelning av kemiska ämnen Materialval sid. 89–91 Kemisk bindning, struktur och egenskaper sid. 225–229



Tema 5 Bränslen


Jämförelse av förbränningsentalpier

Kopparsulfat och vatten

Hess lag – cd

Varifrån kommer energin? sid. 92–96 Termokemi sid. 230–235


Att göra en bensinblandning

Alkoholer

Bensin sid. 97–99 Mer om kolföreningar sid. 236–240

Uppgifter 5.11–5.20 sid. 275–276

Destillation Från råolja till bensin sid. 100–104 Entropi och energi sid. 241–243


Avgasproblemet sid. 105–107 Beräkningar med gaser sid. 244–245

Uppgifter 5.25–5.32 sid. 276–277

Sur nederbörd

Bestämning av koncentrationen för en syra

Syra-bastitrering – cd

Sura och basiska oxider

Tabletter som neutraliserar syror

Sjöars försurning och buffertverkan – cd

Surt regn sid. 108–111 Syror och baser sid. 245–253

Uppgifter 5.33–5.50 sid. 277–278

Framtidens drivmedel? sid. 112–115

Documents

Kemi a LärarmateriaL