Organisk kjemi- Kjeder av karbonatomer

Organiske stoffer

•Organiske stoffer er alle stoffer som inneholder karbonatomer.

•Noen få unntak: CO og CO2 er uorganiske stoffer i tillegg til salter og mineraler.

•I dag kjenner vi til 30 millioner forskjellige organiske stoffer

Karbonatomet egenskaper

•Karbon har atomnummer 6 i periodesystemet

•Atommodell

•For å fylle opp ytterskallet binder karbon seg til andre karbonatomer (dannes karbonkjeder) eller andre grunnstoffer. Det mest vanlige er hydrogen (atomnummer 1)

Ulike organiske stoffgrupper

•Hydrokarboner•Alkoholer•Karboksylsyrer•Estere•Karbohydrater

Hydrokarboner

•Organiske forbindelser som bare inneholder karbon- og hydrogenatomer

•3 hovedgrupper av hydrokarboner: Alkaner, alkener og alkyner

Alkaner

•Kun enkeltbindinger mellom karbonatomene.

•Navnet på alkanet forteller oss hvordan stoffet er bygd opp.

• - fornavnet forteller oss hvor mange karbonatomer det er i kjeden

•- Etternavnet (–an) forteller oss at det kun er enkeltbindinger mellom karbonatomene

Alkanenes navn og formelNavn Strukturformel Molekyl formel

Noen oppgaver

•Løs oppgave 5.1, 5.4, 5.5, 5.6. 5.7 og 5.8 s 164 – 165 i Tellus 10.

Alkener

•Samme fornavn som alkaner•Etternavn –en, betyr at det er en

dobbeltbinding mellom karbonatomene, resten av bindingene er enkeltbindinger.

•Det enkleste alkenet er eten

Navn og formler på alkenerNavn Strukturformel Molekylformel

Alkyner

•Samme fornavn som alkaner•Etternavn –yn, betyr at det er en

trippelbinding mellom karbonatomene, resten av bindingene er enkeltbindinger.

•Det enkleste alkynet er etyn

Navn og formler på alkynerNavn Strukturformel Molekylformel

Elevforsøk

•Vi lager etyngass

•Se forsøksbeskrivelse

Spørsmål til forsøket

•Hva skjer?

•Beskriv hvordan det ser ut nede i reagensrøret.

•Hvordan brenner flammen?

Teori

•Det som skjedde når kalsiumkarbiden reagerte med vannet var at det ble dannet etyn og kalsiumhydroksid. Reaksjonsligningen for denne reaksjonen er:

•CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2

Teori• Etyngass blandet med luft gir er en eksplosiv

blanding som brenner med en sterk flamme som kan komme opp i temperaturer på 3200 grader celsius.

• Dette er den samme gassblandingen som brukes til sveising, så det du laget nå var en "mini"- sveiseflamme!

• Kalsiumhydroksiden ser du nede i reagensglasset når flammen har brent en stund. Vannet blir hvitt og grumsete og vi sier at det har blitt blakket.

Teori

•Kalsiumkarbid ble i gamledager brukt i karbidlykter. Man blandet da kalsiumkarbid med vann og tente på etyngassen som ble dannet. Dette ga et sterkt lys som man brukte i lamper og lykter.

•Siden kalsiumkarbid så lett reagerer med vann må man være veldig nøye med behandlingen og oppbevaringen av dette stoffet

Alkoholer

•Alkoholer, kjemisk betegnelse på en stor og variert gruppe av organiske forbindelser, som kan ha svært forskjellige egenskaper.

Kjemisk oppbygning

•Alkoholene er bygd opp av karbon-, hydrogen- og oksygenatomer

•Oppbygningen er ganske lik hydrokarbonene, eneste forskjell er at et eller flere hydrogenatomer er erstattet av –OH grupper (OH-gruppe = hydroksylgruppe)

Alkoholenes navnsetting

•Alkoholene har samme fornavn som alkanene (metan-, etan- propan-, )

•Alle alkoholene har etternavn -ol

Navn og formler på alkoholeneNavn Strukturformel Molekylformel

metanol

etanol

propanol

Elevaktivitet 5, «molekylmodeller av alkoholer», s. 171 i Tellus 10

Forskjeller og likheter mellom metanol og etanol (Se s. 155 – 156 i Tellus 10, finn likheter og forskjeller mellom alkoholene)

Metanol Etanol

• .• .• .• .

• .• .• .• .

Oppgaver – repetisjon fra fredag•Løs oppgave 5.22, 5.23, 5.24, 5.25 i Tellus

s. 166 - 167

Flerverdige alkoholer

•Flerverdige alkoholer inneholder to eller flere OH –grupper

•Toverdige alkoholer inneholder 2 OH-grupper

•Treverdige alkoholer inneholder 3 OH-grupper

Glykol

•Toverdig alkohol (kjemisk navn: etandiol)

•To karbonatomer

•Egenskaper: Lavt frysepunkt – 35°C (blandet med vann). Giftig og forurensende.

•Brukes bl.a. i frostvæske i biler og til av-isning på fly.

Glyserol

•Treverdig alkohol (propantriol eller propan-1,2,3-triol)

•Tre karbonatomer i kjeden

•Egenskaper: Seig og tyktflytende væske, søtaktig smak. Trekker lett til seg fuktighet.

•Brukes mye i fuktighetskremer

Isomerer•forbindelser som har samme

molekylformel, men forskjellige strukturformler.

Isomerer

I) Propan – 1- ol (1-propanol)II) Propan – 2- ol (2-propanol)Tallene forteller hvilket C-atom OH-gruppen er bundet til.

På grunn av ulikhetene i oppbyggingen har de to væskene ulikt kokepunkt Vanlig propanol (Propan–1- ol) koker ved 97,5°C, mens propan –2- ol (isopropanol) koker ved 82°C.

Karboksylsyrer

•Karboksylsyrer kalles ofte for organiske syrer

•Karboksylsyre kjennetegnes ved at molekylene inneholder en COOH-gruppe (karboksyl-gruppe)

Kjemisk oppbygning

R-en i formelen står for hydrokarbonkjeden som er bundet til COOH-gruppen

Propansyre

CH3CH2COOH R=CH3CH2

Propansyre eller propionsyre er en karboksylsyre som blant annet benyttes som konserveringsmiddel i matvarer

Noen kjente karboksylsyrerKjemisk navn Hevdnavn Molekylformel Finnes i

Metansyre Maursyre HCOOH Maur, brennesle, svette

Etansyre Eddiksyre CH3COOH Eddik

Estere

•Ester-forbindelser dannes når en karboksylsyre og en alkohol reagerer med hverandre. Det blir dannet en ester og vann.

Hva skjer i reaksjonen?

•Esteren dannes ved at alkoholen gir fra seg et H-atom fra OH-gruppen, og syren OH-gruppen fra COOH-gruppen.

•Syren og alkoholen bindes dermed sammen med en esterbinding

Hva bruker vi estere til?

Mange estere brukes som kunstige smaks- og luktstoffer. Noen estere gir kunstige fruktsmaker som vi tilsetter drops og godteri.

Vi lager en esterKarboksylsyre + alkohol Ester + vann

Metansyre + metanol Metylmetanat + vann

Karbohydrater

•Karbohydrater er energirike organiske molekyler som brukes som energikilde og lager i alle levende organismer.

•Karbohydrater ble tidligere kalt kullhydrater og er en felles betegnelse på sukkerarter (sakkarider) og molekyler av lignende oppbygging.

Karbohydrater

•Vi deler karbohydratene i tre grupper:• - Monosakkarider (Mono betyr en)•- Disakkarider (Di betyr to)• - Polysakkarider (Poly betyr mange

eller flere)

Karbohydrater

•Monosakkarider (bygd opp av ett sukkermolekyl)

Glukose har den kjemiske formelen C6H12O6 og er den vanligste sukkerarten i planteriket.

Plantene lager glukose av vann og karbondioksid i fotosyntesen med energi fra sola. Plantene omdanner siden glukosen til andre byggestoffer.

Glukose

•Glukose finnes i fri tilstand i honning, søte bær og frukter og som byggestein i mange av de sammensatte sukkerartene. Glukosemolekylet har kjemisk formel C6H12O6 og danner en sekskantet-ring

Fruktose

•Et annet vanlig monosakkarid er fruktose, som har samme kjemiske formel som glukose (C6H12O6). Fruktosemolekylet danner en femkantet-ring. Fruktose gjør at honning, frukt og bær smaker søtt.

Disakkarid

Sukrose er et disakkarid som er bygd opp av to sukkermolekyler og har kjemisk formel C12H22O11

Sukrose er sammensatt av et glukosemolekyl og et fruktosemolekyl.

•Sukrose (kalles ofte for farin) framstilles fra sukkerroer eller sukkerrør. Det raffinerte sukkeret vi kjøper, er renset gjennom forskjellige prosesser.

Polysakkarider

•Lange kjeder av monosakkarider

•Stivelse: Lange ”greinete” kjeder av glukosemolekyler. Finnes mye stivelse i poteter, ris og korn.

•Cellulose: Lange rette kjeder av glukosemolekyler. Danner sterke fibre som gjør at planter holder seg oppreist og er et nyttig kostfiber

Hvordan kan vi påvise ulike type sukker?•Elevforsøk

Forklaring elevforsøk• Etter at de tre reagensrørene hadde stått i vannbadet i

omtrent 5 minutter skjedd det en reaksjon. Reagensrørene med druesukker og fruktose hadde fått en sterk oransje farge, mens reagensrøret med sukrose var fortsatt blå.

• Druesukker og fruktose reagerer med fehlingsvæske og skifter farge: Cu2+ (blå) + e- Cu+ (rød) Fehlings væske inneholder kobber

• Denne reaksjonen og fargeendringen skjer ikke med disakkaridet som beholder sin opprinnelige farge

LøsemidlerVann Organiske

LøsemidlerPolare Upolare

• Hydrokarbonkjeder har ikke tilsvarende fordeling av ladninger, og vi sier de er upolare.

• Polare og upolare stoffer frastøter hverandre. F.eks olje og vann

Vann har både en positiv og negativ pol. Ulike poler vil tiltrekke hverandre

Likt løser likt

•Vann er et polart løsemiddel og løser godt opp polare stoffer

•Hydrokarboner er upolare løsemidler og løser godt opp andre upolare stoffer

•Alkoholer er et godt løsemiddel siden den både har en upolar hydrokarbonkjede og en polar OH-gruppe.

Likt løser likt

•Effekten av løsemidler oppsummeres ofte i huskeregelen «likt løser likt», det vil si at et løsemiddel kan løse opp stoffer som er ganske like molekylene som løsemidlet består av.

•Polare løsemidler som vann løser gjerne små, polare molekyler som sukker og salt, mens upolare løsemidler løser oljer, fett, maling, lakk osv.

Oppgaver

•Løs oppgave 5.42, 5.43, 5.44, 5.45, 5.46 og 5.47 s 168 - 169