Kjemiske stoffer og reaksjoner

Når du har jobbet med dette kapitlet, skal du kunne

– utforske noen kjemiske reaksjoner og vurdere sikkerhetstiltak knyttet til forsøkene – bruke periodesystemet til å forklare noen typiske egenskaper for metaller, molekylforbindelser og salter – forklare hva massebevaring i kjemiske reaksjoner betyr, og kunne avgjøre om en reaksjonslikning er balansert

Før du leser

Hva husker du om atomer og periodesystemet? Skriv ned begreper du husker. Sammenlikn gjerne med de andre i klassen – kommer dere på noe mer sammen? Kjemiske stoffer og reaksjoner Om du baker boller på kjøkkenet eller forsker på framtidens medisiner i et laboratorium, jobber du med kjemiske reaksjoner. Likevel er de to situasjonene forskjellige, for mens ingrediensene på kjøkkenet gjerne er kjente og trygge matvarer, kan noen av stoffene i laboratoriet være ukjente og kanskje til og med farlige. En kjemiker må derfor ha kunnskap om ulike stoffer og hvordan de reagerer for å kunne håndtere dem på en trygg måte – både for sin egen sikkerhet og av hensyn til miljøet. Observere, beskrive og forklare I kjemi gjør vi forsøk for å studere egenskapene til kjemiske stoffer og hva som skjer når de reagerer med hverandre. Kjennetegn på at det skjer en kjemisk reaksjon, kan være at det blir dannet gassbobler, Vurderingseksemplar fargen på stoffene forandres, det lukter eller temperaturen endres. Vi bruker sansene og måleinstrumenter til å observere det som skjer, og det kan være smart å dokumentere observasjonene fordi det kan gi nyttig informasjon om reaksjonen.

Hvis vi tenner på en blanding av hydrogen- og oksygengass, kan vi observere flammer, varme og et lite smell. Etter reaksjonen ser vi Skallmodellen Skallmodellen viser atomet som en kanskje små vanndråper. Det har altså skjedd en kjemisk reaksjon der stoffene hydrogen og oksygen har reagert, og det er blitt dannet vann. positivt ladd kjerne omgitt av negativt ladde elek troner For å forklare hva som skjer med atomene og molekylene i reaksjonen, bruker vi atommodeller og kunnskap om grunnstoffenes egensom befinner seg i skaper. Vi kan for eksempel bruke skallmodellen til å vise at når to ulike energi nivåer hydrogenmolekyler kolliderer med et oksygenmolekyl, blir bindingrundt kjernen, kalt ene mellom atomene brutt. I stedet oppstår det nye bindinger mellom elektronskall. Det oksygenatomer og hydrogenatomer som dermed danner vann innerste skallet har plass til to elektroner, det neste åtte. molekyler. + Kalottmodell Skallmodell H H O O O H H H H + Vurderingseksemplar O H H

Kulepinnemodell

Symboler 2H2

O2 2H2O

Vi kan bruke ulike modeller til å vise reaksjonen der hydrogen reagerer med oksygen og danner vann. Vi velger modeller ut fra hva vi ønsker å forklare eller vise. Alle modellene viser hvilke atomer stoffene før og etter reaksjonen består av, men bare kulepinnemodellen og skallmodellen viser noe om hvordan atomene er bundet sammen i molekylene.

Når vi skal beskrive hva som skjer i en kjemisk reaksjon, bruker vi vanligvis reaksjonslikninger. Reaksjonen mellom hydrogen og oksygen skriver vi slik: 2H2 + O2 → 2H2O og vi leser «to hydrogenmolekyler reagerer med ett oksygenmolekyl, og det blir dannet to vannmolekyler».

Kunstige og naturlige stoffer

På laben kaller vi stoffene vi bruker, for kjemikalier. Flere av disse er stoffer vi kjenner fra kjøkkenet eller naturen. For eksempel finnes sitronsyre naturlig i sitroner, men kan også lages kunstig og blant annet tilsettes matvarer for å få syrlig smak. Sitronsyre i en sitron er akkurat det samme kjemiske stoffet som sitronsyre laget i et laboratorium. En fordel ved å framstille stoffer kunstig er at det ofte blir billigere, og stoffene blir også renere enn om vi utvinner dem fra naturen. I tillegg er det enklere å framstille store mengder i laboratoriet. Noen stoffer finnes ikke i naturen og kan bare framstilles kunstig, for eksempel flere legemidler, plastprodukter og de fleste rene metaller. Ofte er det kjemiske navnet på et stoff forskjellig fra det navnet vi bruker i hverdagen. Det kjemiske navnet skal beskrive stoffet slik at andre kjemikere skjønner hva det består av, og hvordan det er oppbygd. Vurderingseksemplar Det kjemiske navnet «2-hydroksypropan- 1,2,3trikarboksylsyre» beskriver den kjemiske oppbygningen til sitronsyre. Sitronsyre blir tilsatt i en del matvarer og kalles da ofte E330. Kjemi er vitenskapen om stoffer – hva slags egenskaper de har, hvordan de reagerer, og hvordan de kan lages i laboratoriet eller i naturen.

Finn ut Søk på matportalen.no på nett, og finn ut hvilke stoffer som skjuler seg bak betegnelsene E140 og E 210. Finn ut mer om disse stoffene og hvor de kan finnes i naturen. Finn også ut hva bokstaven «E» i E-stoffene står for.

Tenk etter ...

Hvorfor tror du noen synes at 2-hydroksypropan-1,2,3trikarboksylsyre eller E330 høres farligere ut enn sitronsyre?

Livsviktige og livsfarlige stoffer!

Mange stoffer er vi helt avhengige av, slik som vann og ulike karbohydrater, proteiner og fett. Noen stoffer som vi trenger i små mengder, kan være farlige i store mengder. For eksempel er dagsbehovet av bordsalt omtrent 1,5 g, så du kan fint spise en skål med potetgull, men får du i deg 150 g salt på en gang, vil du bli alvorlig syk og kanskje dø. Det er ofte mengden av et stoff som avgjør om det er farlig eller ikke. Enkelte stoffer er skadelige å få i seg, selv i svært små mengder – vi sier at slike stoffer er giftige.

Tenk etter ... Du kan faktisk dø av å drikke for mye vann. Kan du tenke deg hvorfor? Og hvor mye vann tror du at du kan drikke før det begynner å bli farlig mye? I et laboratorium skal alle stoffer være merket med faresymboler som viser tydelig hvordan de kan være en risiko for oss eller miljøet. Det kan se skummelt ut, men det er en klar beskjed om at disse stoffene må du behandle på en forsvarlig måte. Det er viktig å følge labvettreglene og ha god kjemikunnskap! Labvettreglene finner du bakerst i boka. Vurderingseksemplar Tren begreper Tegn av alle faresymbolene på figuren. Finn ut hva de ulike symbolene betyr, og skriv en forklarende setning til hvert av dem. Hva leste du nå? 1 Nevn noen eksempler på hva vi kan observere når det skjer en kjemisk reaksjon. 2 Oksygen kan reagere med hydrogen og danne vann. Skriv reaksjonslikningen for denne reaksjonen. 3 Hva er forskjellen på et kunstig stoff og et naturlig stoff? 4 Hva menes med at et stoff er giftig?