Kemi 7–9

NE Nationalencyklopedin AB

Ångbåtsbron 1, 211 20 Malmö redaktionen@ne.se www.ne.se

© NE Nationalencyklopedin AB 2023

Författare: Rikard Ask, Christer Engström, Peter Lindström, Olof Ollerstam och Fredrik Oxlin

Läromedelsutvecklare: Jesper Sörensson

Redaktör: Olof Ollerstam

Bildredaktörer: Martina Eriksson och Låtta Skogh

Illustratörer: Ken Håkansson, Erik Nylund och Olof Ollerstam

Grafisk formgivare: Jens Klaive

Grafisk produktion: Arvid Gruvö Wärle och Ellen Rönn

Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman, t.ex. kommun, eller Bonus Copyright Access. De flesta skolor och högskolor har avtal med Bonus Copyright Access och har därigenom viss kopieringsrätt. Det är lärarens skyldighet att kontrollera att skolan har ett giltigt kopieringsavtal med Bonus Copyright Access. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter och fängelsei upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till rättsinnehavaren.

Tryckt hos Print Best i Estland

Första upplagan, första tryckningen

ISBN 978-91-88423-77-1

Innehåll

Förord

Kemi är inte bara ett ämne i skolan – det är nyckeln till universums hemligheter! Kanske visste du redan att allt omkring oss – luft, vatten, metaller, plaster och till och med du själv – består av atomer. Kemi är vetenskapen som utforskar dessa atomer och de otaliga sätt som de kan kombineras på för att skapa allt i vår värld.

Har du sett ett vulkanexperiment och undrat hur det fungerar? Det är kemi! Eller undrar du hur ett batteri kan driva en bil eller en mobiltelefon? Återigen, det är kemi. Själva livet är kemiska reaktioner, till exempel fotosyntes och cellandning.

Genom att studera kemi kan du bli en verklig magiker, skapa explosiva reaktioner, förvandla material och till och med hjälpa till att lösa världens problem. Så häng med i kemins fascinerande värld där vetenskap möter äventyr.

Redaktionen, NE

KAPITEL 1

Vad är kemi?

Bilden: Såpbubblan är kemi. Luften som vi andas och som får såpbubblan att sväva är också kemi.

Välkommen till kemins värld

Vad tänker du på när du tänker på kemi? Kanske ser du atomer runda som bollar som susar runt varandra. Eller något gift som står och bubblar i ett provrör i en galen uppfinnares laboratorium. Kanske tänker du på plast som förorenar våra hav. Eller på det periodiska systemet. Eller på tvättmedel eller något annat pulver. Men kanske tänker du inte på mediciner mot svåra sjukdomar. Och inte heller på rymdfarkoster eller fleecetröjor. Inte heller på skyskrapor eller hörapparater. Är allt det här kemi?

Såklart det är!

Ord och begrepp

Kemi är vetenskapen om olika ämnens egenskaper, om hur de förenar sig med varandra eller bryts ner (kemiska reaktioner) och om hur man tar reda på hur ämnena är uppbyggda (analyserar dem).

Material är något som man kan tillverka saker av.

DNA är det kemiska ämne som arvsmassan består av.

Penicillin är en sorts antibiotika som upptäcktes av Alexander Fleming.

Antibiotika är läkemedel mot infektioner som orsakas av bakterier.

Ur kursplanen för Kemi 7–9 (Lgr22) Materiens uppbyggnad, kretslopp och oförstörbarhet visualiserat med hjälp av partikelmodeller. Grundämnen, molekyl- och jonföreningar samt hur ämnen omvandlas genom kemiska reaktioner. Atomer, elektroner och kärnpartiklar. | Sambandet mellan kemiska undersökningar och utvecklingen av begrepp och förklaringsmodeller. De kemiska förklaringsmodellernas historiska framväxt, användbarhet och föränderlighet. KÄLLA: SKOLVERKET

Kemi

Kemi är vetenskapen om olika ämnens egenskaper, om hur de förenar sig med varandra eller bryts ner (kemiska reaktioner) och om hur man tar reda på hur ämnena är uppbyggda (analyserar dem).

Kemi finns på många ställen

Kemin finns runt oss hela tiden, överallt. Bara du drar in luft för att andas stöter du på kemin. Luften vi andas in, vad består den av? Och vad händer i våra kroppar när vi andas in dessa ämnen. Pennan du skriver med består av olika ämnen. Vad är det som gör att det går att skriva med pennan? Hur blir texten synlig på papperet? Och vad består papperet av? Hur tillverkas det? När du är i matsalen för dagens lunch dricker du säkert ett glas kemi. Vad består vatten eller mjölk av? Fram emot eftermiddagen kanske du tänder taklampan för att få bättre ljus. Vad är det i lampan som får den att avge ljus när det skickas en ström genom den? Men kemin är inte bara saker som vi stöter på i vardagen. Kemin har räddat miljoner människor från olika sjukdomar som malaria och cancer (på engelska heter ju behandling med vissa cancermediciner just chemotherapy).

Med kemins hjälp kan vi tillverka mediciner och förlänga liv. Vi kan klona våra egna celler och i framtiden rent av skapa kopior av oss själva. Vi kan se atomer och förstå hur kemiska reaktioner går till.

Elever som äter lunch får i sig några av de kemiska byggstenar som våra kroppar behöver. Vilka kemiska reaktioner sker när maten når våra smaklökar i munnen? Vilka reaktioner sker inuti oss när maten och drycken bryts ner?

Koppling till andra ämnen

Kemin är inte en vetenskap som lever sitt eget lilla liv, skilt från övriga världen. Nya kemiska upptäckter och uppfinningar tas sällan fram enbart för att det är roligt utan ofta finns det en anledning. Kemiska uppfinningar handlar till exempel om material i smarta syntetiska kläder som klarar extrem kyla eller värme. Forskare hittar nya material och ny elektronik som gör till exempel bilar säkrare och mer hållbara. Då samarbetar kemister, fysiker och tekniker.

Mediciner består av olika ämnen som samverkar med våra kroppar för att bota eller lindra sjukdomar. När nya mediciner ska forskas fram samarbetar bland annat kemister, biologer och matematiker.

Kemister arbetar till exempel som läkemedelskemister, materialkemister eller miljökemister.

Syntetiskt tyg som inte släpper igenom vatten är en kemisk uppfinning.

Kemins utveckling

Utvecklingen av kemin de senaste tvåhundra åren har varit enorm. För bara hundra år sedan var atomen inte särkilt utforskad, DNA var ett mysterium och man kunde dö av ett litet infekterat sår. Kemister har sedan dess varit ledande när det gäller att förstå atomen, DNA-molekylen, antibiotika och mycket mer.

Grönmögel avbildat med svepelektronmikroskopi. Arten på bilden är Penicillium chrysogenum, som normalt växer på bröd. Arten bildar penicillin för att döda bakterier som konkurrerar med svampen. Penicillin är det första antibiotikum som upptäcktes. Nyare antibiotika är mer eller mindre syntetiska, det vill säga uppfunna och tillverkade av kemister på laboratorier.

Sammanfattning

@ Kemi är vetenskapen om olika ämnens egenskaper, om hur de förenar sig med varandra eller bryts ner (kemiska reaktioner) och om hur man tar reda på hur ämnena är uppbyggda (analyserar dem).

@ Kemin har räddat miljoner människor från olika sjukdomar som malaria och cancer. Med hjälp av kemi har vi också lärt oss att tillverka papper, datorer, regntäta kläder och mycket mer.

Vad är kemi?

Välkommen till kemins värld

Instuderingsfrågor

1. Nämn minst två yrkesgrupper som samarbetar när en ny medicin ska forskas fram.

2. Nämn minst två yrkesinriktningar som kemister kan ha.

Aktivitet: Var finns kemin?

Diskutera

Var finns kemin …

a. … i klassrummet?

b. … på skolgården?

c. … hemma?

Börja med att läsa igenom hela instruktionen nedan.

Förberedelser

Här behövs penna och papper eller dator.

Läraren delar in klassen i grupper om 3–4 personer, till exempel genom lottning. Bestäm hur lång tid diskussionen ska ta.

Gruppen utser en person som fördelar ordet och ser till att alla får säga något. Gruppen utser också en person som har koll på tiden.

Diskussion

Börja diskussionen genom att gå laget runt

så att alla får säga något. Diskutera under överenskommen tid, till exempel 10 minuter. Tänk på att:

– låta alla vara med i samtalet

respektera allas rätt att uttrycka sina åsikter

– ställa följdfrågor till varandra

– bemöta varandras argument sakligt, vänligt och utan personangrepp.

Sammanfattning och reflektion

Gruppen utser en person som skriver en sammanfattning av diskussionen i tre punkter.

Hur fungerade diskussionen? Prata under några minuter i gruppen kring de tre frågeställningarna:

a. Hur fungerade det?

b. Var det kul?

c. Vad kan vi göra bättre i nästa diskussion.

Skriv svar till de tre frågeställningarna. Lämna in sammanfattningen och svaren till de tre frågeställningarna på papper eller via dator till läraren.

Bilden: En molekyl är atomer som sitter ihop.

Smådelar

Vad består en dator av? Vad består det vi äter av? De kläder vi har på oss? Våra kroppar? Luften vi andas? Jo, allt består av smådelar som kallas atomer. Atomerna sitter ofta ihop i molekyler. Nu ska du få lära dig lite mer om dessa smådelar.

I det här avsnittet får du repetera en del från mellanstadiet. Allt som tas upp i detta avsnitt kommer också att tas upp mer i andra avsnitt i Kemi 7–9.

Ord och begrepp

Atom är den minsta delen av ett grundämne.

Molekyl är flera atomer som sitter ihop.

Grundämne är ett ämne som består av en enda sorts atomer.

Kemisk förening eller bara förening är ett ämne som består av minst två sorters atomer.

Kemisk reaktion eller bara reaktion är när ett kemiskt ämne omvandlas till ett annat kemiskt ämne.

Kemiskt tecken är en kort beteckning för ett grundämne. Ibland säger man också kemisk symbol

Elektron är en negativt laddad partikel och en av de partiklar som en atom är uppbyggd av.

Proton är en positivt laddad partikel och en av de partiklar som en atom är uppbyggd av.

Neutron är en oladdad partikel och en av de partiklar som en atom är uppbyggd av.

Reaktant är ett ämne som reagerar i en kemisk reaktion.

Produkt är ett ämne som bildas i en kemisk reaktion.

Ur kursplanen för Kemi 7–9 (Lgr22) Materiens uppbyggnad, kretslopp och oförstörbarhet visualiserat med hjälp av partikelmodeller. Grundämnen, molekyl- och jonföreningar samt hur ämnen omvandlas genom kemiska reaktioner. Atomer, elektroner och kärnpartiklar. KÄLLA: SKOLVERKET

Vad heter smådelarna?

Allt är uppbyggt av smådelar. Du har säkert hört talas om atomer och molekyler. Så heter två sorters smådelar som rör sig mer ju varmare det blir. Titta noga på bilden ovan. På det kinesiska pandamyntet står det Ag i nederkanten. Ag betyder silver på kinesiska, franska, engelska, norska, svenska och alla andra språk. Bra va?

För att alla människor i hela världen ska kunna kommunicera om kemi har man internationella symboler för många saker, till exempel grundämnen och kemiska föreningar. Oavsett om du använder de skrivtecken som används i Sverige, Ryssland eller Kina så skrivs väte alltid

H. H är alltså ingen förkortning för väte (väte heter ju inte väte på ryska eller kinesiska) utan ett tecken eller en symbol.

Några exempel på kemiska tecken

Ämne Kemiskt tecken Latinskt namn

carbo

På det här kinesiska pandamyntet står Ag. Ag betyder silver på alla språk.

Ett kemiskt tecken är en kort beteckning för ett grundämne. Kemiskt tecken är detsamma som kemisk symbol.

Alla grundämnen har ett kemiskt tecken som består av en, två eller tre bokstäver. Den första bokstaven är alltid en versal. De kemiska tecknen finns uppräknade i periodiska systemet.

Det kemiska tecknet är en förkortning för grundämnets internationella namn (som oftast är på latin). Eftersom många engelska ord kommer från latin har ofta det kemiska tecknet och grundämnets engelska namn samma förstabokstav, till exempel:

C –– kol, engelska: carbon

N –– kväve, engelska: nitrogen

O –– syre, engelska: oxygen

H –– väte, engelska: hydrogen.

Vad består smådelarna av?

Atomer finns i allting som vi kan ta på, som väger någonting och som tar plats. Luften, havet, jorden, djuren och växterna – alla är de uppbyggda av atomer. Ofta sitter atomerna ihop i molekyler.

Atomer

Atomerna är så små att man inte kan se dem med enbart ögonen eller ens med vanliga mikroskop. Som tur är finns det speciella mikroskop som kan förstora många miljoner gånger. Då kan man se atomerna. Men atomerna är fortfarande så små att det är svårt att få tydliga bilder av dem.

Demokritos fick en idé Idén om atomerna fanns redan för 2 400 år sedan. Då menade den grekiske filosofen Demokritos att världen var uppbyggd av en oändlig mängd osynliga byggstenar. Dessa byggstenar satte naturen själv ihop till olika ämnen.

Då fanns det förstås inga mikroskop så det var ganska fiffigt av Demokritos att komma på den här idén.

Filosofen Demokritos avbildad på en grekisk sedel.

Luften, havet, jorden, djuren och växterna – alla är de uppbyggda av atomer. Här ser vi atomer i Abisko nationalpark.

En atom består av en kärna med ett moln av elektroner runt om. Kärnan består av protoner och neutroner.

Grundämne och kemisk förening

Ett ämne som består av en enda sorts atomer kallas grundämne.

Ett ämne som består av minst två sorters atomer kallas kemisk förening.

Hur många atomer finns det?

Sammanlagt finns det så många atomer på jorden att det inte går att räkna dem. Men det finns bara runt 120 sorters atomer. Om ett ämne bara består av en sorts atomer kallas det för ett grundämne. Då kan du snabbt räkna ut att det finns lika många grundämnen som olika sorters atomer, ungefär 120 stycken.

Vissa atomer är mycket vanligare än andra. 96 procent av din kroppsvikt består av de fyra atomsorterna syre, kol, väte och kväve.

Kärnan och molnet

Atomer består i sin tur av ännu mindre byggstenar. Atomer består alltid av en kärna i mitten. Runt kärnan finns ett ”moln”. Atomens kärna är uppbyggd av partiklarna protoner och neutroner som är bundna till varandra. Kring kärnan virvlar ett moln av lättare och ännu mindre partiklar, elektroner.

Molekyler

En molekyl består av minst två atomer som hänger ihop. En syremolekyl består av två atomer, en vattenmolekyl består av tre atomer och en antikropp (molekyl som attackerar bland annat virus) består av cirka 25 000 atomer.

En molekyl består av minst två atomer som hänger ihop. 2O är två syreatomer. O2 är en syremolekyl.

Siffrornas placering är viktig

En sak som kan ta lite tid att vänja sig vid är hur man använder siffror inom kemin. Siffrornas placering är nämligen väldigt viktig.

En trea före H2O, det vill säga 3H2O, betyder att det finns tre stycken vattenmolekyler. Tvåan i H2O betyder att det finns två väteatomer i vattenmolekylen.

2H betyder ”två väteatomer som är fria från varandra”, totalt två väteatomer.

– H2 betyder ”en vätemolekyl”, totalt två väteatomer (som är bundna till varandra).

– 3H betyder ”tre väteatomer som är fria från varandra”, totalt tre väteatomer.

elektron proton neutron

5H2O betyder ”fem vattenmolekyler”, totalt 5 · 2 = 10 väteatomer och 5 · 1 = 5 syreatomer.

– En annan överenskommelse som man har gjort är att inte skriva ut ettor inom kemin. I en reaktionsformel skriver man alltså H2O, inte 1H2O1. Kemins språk går ut på att skriva kortfattat och på ett sätt som man inte missförstår.

Smådelar kan möbleras om

Bensin brinner i en motor, dina celler förbränner socker, en växt använder fotosyntes, ett företag tillverkar en medicin – detta är några exempel på kemiska reaktioner. I en kemisk reaktion omvandlas ett kemiskt ämne till ett annat.

En vanlig användning av kemiska tecken är när man skriver kemiska reaktionsformler.

Inga atomer försvinner vid en kemisk reaktion. Alla atomer finns fortfarande kvar, även om de sitter ihop på ett annat sätt. Man kan säga att en kemisk reaktion är när atomer möbleras om.

Siffrors placering betyder mycket inom kemi. En trea före H2O, det vill säga 3H2O, betyder att det finns tre stycken vattenmolekyler. Tvåan i H2O betyder att det finns två väteatomer i vattenmolekylen.

De atomer som finns före reaktionen står till vänster om reaktionspilen. De atomer som finns efter reaktionen står till höger om reaktionspilen. Som du ser finns fyra väteatomer och två syreatomer både före och efter reaktionen, men de sitter ihop på ett annat sätt efter reaktionen jämfört med före.

en vattenmolekyl H2O fem vattenmolekyler 5H2O

två syreatomer 2O tre syremolekyler 3O2

tre syremolekyler och fyra vattenmolekyler 3O2 � 4H2O

två vätemolekyler en syremolekyl två vattenmolekyler

två vätemolekyler en syremolekyl två vattenmolekyler

Reaktion: Väte och syre bildar vatten

Reaktanter Produkter

väte, H2, och syre, O2 vatten, H2O

Vi tittar närmare på reaktionen där väte, H2, reagerar med syre, O2, och bildar vatten:

2H2 + O2 → 2H2O För att kunna skriva en reaktionsformel måste du veta:

1. Vilka ämnen reagerar? De ämnen som reagerar kallas reaktanter och skrivs alltid till vänster om reaktionspilen.

I den här reaktionen är väte och syre reaktanter.

2. Vilka ämnen bildas? De ämnen som bildas kallas produkter och skrivs alltid till höger om reaktionspilen.

I den här reaktionen är vatten produkt. Dessa två saker måste du alltså veta innan du börjar skriva en reaktionsformel.

Sammanfattning

@ I ämnet kemi studerar man smådelarna som allting består av.

@ En atom är den minsta delen av ett grundämne. Atomen består av elektroner, protoner och neutroner.

@ En molekyl är flera atomer som sitter ihop.

@ Ett grundämne är ett ämne som består av en enda sorts atomer.

@ Kemiska föreningar är ämnen som består av minst två sorters atomer.

@ En kemisk reaktion är när ett kemiskt ämne omvandlas till ett annat kemiskt ämne.

@ Elektronen är negativt laddad.

@ Protonen är positivt laddad.

@ Neutronen är oladdad.

@ En reaktant är ett ämne som reagerar i en kemisk reaktion.

@ En produkt är ett ämne som bildas i en kemisk reaktion.

@ Det är viktigt i kemin var vi skriver siffrorna. Det betyder olika saker om siffran står före eller efter det kemiska tecknet. 3H2O betyder att det finns tre vattenmolekyler. Tvåan i H2O betyder att det finns två väteatomer i vattenmolekylen.

Vad är kemi?

Smådelar

Instuderingsfrågor

1. Vad är det som händer med smådelarna i ett ämne när du värmer ämnet?

2. Vilka grundämnen utgör 96 procent av din kroppsvikt? Svara med namn och kemiskt tecken.

3. Beskriv vad en atom består av.

4. Beskriv vad en molekyl är.

5. Vad är skillnaden på ett grundämne och en kemisk förening?

6. Vad betyder 5H2O?

7. En viss ordformel skrivs: väte plus syre ger vatten. Använd orden reaktant(-er), produkt(-er) och kemisk reaktion för att beskriva vad som händer.

Aktivitet: Grundämne kontra kemisk förening

Jämföra

Syftet med övningen är att jämföra grundämnen och kemiska föreningar med hjälp av ett Venndiagram. Ett Venndiagram består av minst två cirklar som delvis överlappar varandra.

a. Gör ett Venndiagram på ett papper eller med hjälp av dator. Venndiagrammet ska ha två cirklar som delvis överlappar varandra.

b. Skriv Grundämne över den ena cirkeln och Kemisk förening över den andra.

c. I överlappet skriver du saker som är lika för både grundämnen och kemiska föreningar. I de två andra ytorna skriver du saker som är olika för grundämnen och kemiska föreningar.

d. Fyll i Venndiagrammet.

e. Kan du dra några slutsatser beträffande grundämnen och kemiska föreningar?

Bilden: Saften från rödkål har olika färg i lösningar med olika pH-värden.

Undersök och berätta

Den vanligaste sortens undersökningar som du gör i kemi i skolan är laborationer. Ett exempel på en laboration är att undersöka vilken färg saft från rödkål får vid olika pH. Lösningarna i behållarna har olika pH. Kanske ska du skriva en laborationsrapport och möjligen även hålla en muntlig presentation? Här får du tips om hur du kan göra då.

Ord och begrepp

Data är fakta som kan tolkas och användas av människor eller datorer.

Källa är något som man hämtar fakta ifrån, till exempel en text, en bild eller en person.

Källkritik är att noggrant granska texter, bilder och andra källor.

Laboration är när man arbetar praktiskt med naturvetenskapliga experiment, oftast för att lära sig något.

Observation är en noggrann och uppmärksam iakttagelse som oftast kan beskrivas exakt, till exempel med siffror.

Rapport är en detaljerad berättelse om en undersökning eller utfört uppdrag.

Simulering är ett sätt att härma verkligheten i en kontrollerad miljö, till exempel bilsimulering, datorsimulering, flygsimulering eller rymdsimulering.

Ur kursplanen för Kemi 7–9 (Lgr22) Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg. Formulering av undersökningsbara frågor, planering, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med bilder, tabeller, diagram och rapporter. | Informationssökning, kritisk granskning och användning av information som rör kemi. Argumentation och ställningstaganden i aktuella frågor som rör miljö och hälsa. KÄLLA: SKOLVERKET

Undersökningar

Laborationer

Laborationen är den vanligaste typen av kemisk undersökning som du gör i skolan. Oftast är syftet med laborationen bestämt på förhand av läraren. Syftet är ofta att du ska lära dig något inom kemi.

Det är viktigt att följa instruktionen noggrant och ta reda på om det finns några säkerhetsrisker som man ska hantera. Ska du till exempel använda någon frätande kemikalie och vad ska du i så fall göra om kemikalien hamnar på huden, i ögat eller om du råkar svälja den?

En annan viktig sak när du laborerar är att göra anteckningar. Vad ska du anteckna? Anteckna:

– Observationer. Ändrade något färg? Vilken färg före och efter? Ändrade något temperatur? Blev det varmt eller kallt?

– Data. Skulle någon tid mätas? Skulle något annat mätas?

– Avvikelser. Följde du instruktionen exakt eller avvek du på något sätt?

Felkällor. Vilka möjliga felkällor kan ha uppstått under laborationen? Spilldes något? Kan något ha förväxlats?

Vi ska titta närmare på hur man skriver en laborationsrapport i ett separat avsnitt.

Laborationen är den vanligaste typen av kemisk undersökning som du gör i skolan.

Simuleringar

Kemiska undersökningar kan vara dyra, svåra eller ta lång tid att genomföra. Men datorer jobbar snabbt och billigt. Ofta använder man datorsimuleringar för att testa idéer innan man gör den praktiska undersökningen. En simulering kan handla om hur en molekyl fungerar som läkemedel eller hur man ska bygga ett nytt nanomaterial.

Om simulering visar lovande resultat kan man gå vidare och göra undersökningen i praktiken i ett laboratorium.

Litteraturundersökningar

En typ av undersökning som man ofta gör i kemi är att ta reda på fakta genom att läsa litteratur och sammanställa i en rapport. Ordet litteratur används i vid bemärkelse och gäller allt från läroböcker till webbplatser. Självklart arbetar man källkritiskt.

Om man till exempel vill undersöka om olika sötningsmedel är skadliga så är det självklart att samla information om hur sötningsmedel påverkar människan och andra djur.

Det kan finnas motstridiga uppgifter från olika källor som alla är pålitliga. Man får då sammanställa uppgifterna i en skriftlig rapport för att kunna dra någon slutsats.

Systematisk undersökning

En systematisk undersökning där man testar en idé (hypotes) är en viktig undersökningsmetod, men den ska vi titta närmare på i en annan del av den här boken.

Skriv om undersökningen

När man har gjort en undersökning och kanske upptäckt något nytt så vill man berätta om undersökningen så att andra får veta vad man har upptäckt. Då skriver man en rapport.

Här kommer vi att ta upp två typer av rapporter: laborationsrapport (”labbrapport”) och litteraturrapport.

Laborationsrapport

När en forskare har gjort ett experiment, upptäckt något och lärt sig något nytt, vill forskaren så fort som möjligt berätta det för sina kollegor och världen i övrigt. Forskaren skriver en vetenskaplig artikel och publicerar den i en vetenskaplig tidskrift. Det är för att andra ska kunna bygga vidare på de experiment som forskaren har gjort, och kanske upprepa experimenten med större eller mindre förändringar. Ju fler artiklar som publiceras desto mer pengar kan forskaren få till sin forskning.

Att undersöka pH är en vanlig laboration i skolan. Här visas ett resultat av en pH-mätning. I lösningen till vänster är pH lägre än 7, i lösningen i mitten är pH cirka 7 och i lösningen till höger är pH högre än 7.

När du har gjort en laboration i skolan ska du ibland skriva en mindre vetenskaplig artikel – en labbrapport.

1. Titelsida

I din labbrapport ska den första sidan vara en titelsida. Den ska innehålla:

– datum då du gjorde laborationen

– tydlig titel

– ditt namn.

Om du vill kan du vara kreativ och bildsätta titelsidan, men det är inte nödvändigt.

2. Inledning

Överst på nästa sida skriver du sedan rubriken ”Inledning”. I inledningen ska du först skriva bakgrundsfakta som behövs för att läsaren ska förstå vad det är för experiment som du har gjort. Tänk dig att en klasskompis ska förstå det du har skrivit, det vill säga att läsaren är en klasskompis.

Sedan ska du beskriva syftet med det experiment som du har gjort och vad du förväntar dig för resultat (hypotes).

Exempel på labbrapport.

3. Materiel och metoder

Under rubriken ”Materiel och metoder” ska du beskriva vad du gjorde för något och vad du använde för att göra det. Ofta skriver man i passiv form (”2,00 g natriumklorid vägdes upp”) snarare än i aktiv form (”jag vägde upp 2,00 g natriumklorid”).

Tumregeln är att du ska beskriva det som du har gjort så detaljerat att en klasskompis skulle kunna upprepa din laboration bara genom att följa den text som du har skrivit. På samma sätt ska en forskare kunna upprepa ett forskningsexperiment som en forskarkollega beskrivit under ”Materials and methods” i en internationell forskningstidskrift.

4. Resultat

Under rubriken ”Resultat” ska du, helt torrt, beskriva vad du kunde se när du gjorde dina experiment eller vilka uppmätta mätvärden som du fick. Om du gjorde en serie mätningar är det lämpligt att presentera dem i ett diagram eller i en tabell.

Du ska inte på något sätt förklara vad dina resultat betyder. Det ska du vänta med till det avsnitt som kallas ”Diskussion”.

Välj ett bra sätt att presentera dina data.

5. Diskussion

Under rubriken "Diskussion" ska du göra tre saker. För det första ska du förklara vad dina resultat betyder. Återkoppla till den hypotes du ställde i inledningen. Stämmer hypotesen eller stämmer den inte? Vad beror det på?

För det andra ska du analysera eventuella felkällor. Felkällor är inte sådant som att du kanske läste av vågen fel eller att utrustningen inte fungerade som den skulle. I stället är det svagheter i metoderna som du ska analysera. Var till exempel den separationsmetod som du använde optimal för att separera precis allt salt från blandningen? Varför inte?  Hur skulle man kunna ha gjort för att få en bättre separation? Skulle man kunna förbättra den metod som du använde eller skulle man ha valt en helt annan metod?

För det tredje och till sist ska du också lyfta blicken och försöka dra mer långtgående slutsatser. Vad betyder dina resultat för framtida forskning? Vilka mer experiment skulle man kunna göra för att få mer kunskap på området? Och så vidare.

Litteraturrapport

Precis som en laborationsrapport ska en litteraturrapport ha en tydlig struktur. Man kan använda följande delar.

– Titelsida

Sammanfattning

– Inledning

Metod

– Resultat

Diskussion

– Källor.

1. Titelsida

Titelsidan visar ditt namn, klass, datum och rapportens titel.

2. Sammanfattning

Sammanfatta hela rapportens innehåll i cirka tio meningar. Skriv gärna sammanfattningen efter att de andra delarna är klara.

3. Inledning

Under Inledning beskriver du bakgrund och syfte med litteraturundersökningen. Berätta vilka frågor du söker svar på i undersökningen.

4. Metod

Även för litteraturundersökningar behövs en metod. Beskriv på vilket sätt du använder källkritik i undersökningen.

5. Resultat

Här berättar du vad du har hittat för fakta.

6. Diskussion

Under rubriken Diskussion diskuterar du de resultat som du har beskrivit. Här kan du dra egna slutsatser och formulera frågor som finns kvar att lösa.

7. Källor

Lista dina källor i en källförteckning. Källförteckning och referenslista är samma sak.

Källor och källkritik

Källor

En källa är något som man hämtar upplysningar eller fakta ifrån. Det kan vara en text, en bild eller en ljudfil. En källa kan också vara en person som berättar något eller ett föremål.

En person som till exempel lämnar uppgifter till en journalist om något som har hänt är den journalistens källa. Inom forskning är det viktigt att studera källorna.

Vi kan inte utan vidare lita på källorna. Vi måste vara källkritiska.

Källkritik

Källkritik är att noggrant granska texter, bilder och andra källor. Det gör vi för att bedöma om vi kan lita på informationen i källorna.

När du granskar en källa kritiskt ska du bland annat bedöma om

den som har lämnat information har tillräckliga kunskaper om ämnet och har varit noggrann

– informationen är saklig och objektiv, alltså bygger på fakta och inte på känslor eller ekonomiskt, religiöst eller politiskt intresse

– informationen är riktig och inte manipulerad

– materialet är aktuellt och passar för det du vill veta något om.

Om du till exempel ska ta reda om silverjoner är ett bra kosttillskott så är det bättre att hämta fakta från Livsmedelsverket än att hämta fakta från någon som säljer silverjoner som kosttillskott.

Muntlig redovisning

När du håller ett faktaföredrag inom kemi kan du använda samma delar som för litteraturrapporten. Gör gärna en bild i ett presentationsprogram, till exempel Powerpoint eller Google presentationer med följande sidor:

Titelsida med intresseväckande bild

– Sammanfattning

Inledning

– Metod

– Resultat

– Diskussion

– Källor.

Om du har text med i bilderna så bör den vara mycket kortfattad och gärna i punktform. Åhörarna hinner inte läsa långa textstycken.

I bibliotek finns mängder av källor till information. Det här biblioteket finns i Malmö.

Skapa intresse

Sträva först och främst efter att väcka intresse för ditt ämne. Formulera ditt föredrags syfte i ett påstående. Om du ska tala om salt kan påståendet lyda: ”Salt är nyttigt”. Eller: ”Salt dödar”. Undvik att förbli neutral. Tre förslag på hur du kan skapa intresse är:

1. Inled med att ställa en fråga till publiken, till exempel ”Hur många av er vet att salt är nyttigt?”.

2. Inled med att göra en personlig koppling till ämnet, till exempel  ”Ända sedan lågstadiet har jag älskat salt godis”.

3. Förbered en presentation. Inled med att visa en intresseväckande och kännetecknande bild eller film.

Sammanfattning

@ Den vanligaste sortens undersökning som du gör i kemi i skolan är laborationen.

@ När du laborerar ska du anteckna observationer, data, avvikelser och felkällor.

@ Ofta används datorsimuleringar för att testa idéer innan kemister gör den praktiska undersökningen. En simulering kan handla om hur en molekyl fungerar som läkemedel eller hur man ska bygga ett nytt nanomaterial.

@ När man har gjort en undersökning och kanske upptäckt något nytt så vill man berätta om undersökningen så att andra får veta vad man har upptäckt. Då skriver man en rapport.

@ En laborationsrapport bör ha en titelsida och innehålla kapitlen Sammanfattning, Inledning, Metod, Resultat, Diskussion och Källor.

@ En källa är något som man hämtar upplysningar eller fakta ifrån.

@ Källkritik är att noggrant granska texter, bilder och andra källor. Det gör man för att bedöma om man kan lita på informationen i källorna.

Vad är kemi?

Undersök och berätta

Instuderingsfrågor

1. Ge minst tre exempel på vad man bör anteckna när man utför en laboration.

2. Vad är en simulering?

3. Hur kan du strukturera din laborationsrapport?

4. Hur kan du strukturera din litteraturrapport?

5. Vad menas med källkritik?

6. Ge minst två exempel på hur du kan väcka lyssnarens intresse om du håller en muntlig redovisning.

Aktivitet: En fantastisk undersökning

Presentera

Jobba parvis. Låtsas att ni är forskare i kemi och har gjort en undersökning med ett intressant resultat.

Enda kraven är att ni ska ha använt en metod som går att förklara för klassen och att ni presenterar resultaten tydligt, kanske med diagram eller tabell.

Ni har alltså inte använt metoden i verkligheten så använd fantasin och ta i ordentligt! Kanske är metoden att ni (i fantasin) har mätt längden på 2 miljoner maskrosor som har fått kaffe i stället för vatten och en lika stor kontrollgrupp av maskrosor som har fått vatten?

Håll en femminuters muntlig presentation för klassen. Ge återkoppling på varandras presentationer med metoden ”Two Stars and a Wish”, det vill säga berätta två positiva saker om presentationen och ge ett förslag på möjlig förbättring.

Bilden: Samira och Vilgot ska göra en undersökning om solrosor.

Systematisk undersökning

Mycket av den kunskap vi har kommer från systematiska undersökningar. Till exempel testar man effekten av nya läkemedel med systematiska undersökningar. Vad bestämmer om en undersökning är systematisk eller inte? Jo, det är undersökningsmetoden som avgör om en undersökning är systematisk eller inte. Här ska du få träffa Samira och Vilgot som gör en systematisk undersökning i kemi.

Ord och begrepp

Felkälla är något som påverkar resultatet så att det blir svårare att dra slutsatser av resultatet.

Hypotes är ett påstående om det man vill undersöka. Den systematiska undersökningen ska visa om hypotesen är sann eller falsk.

Kalkylprogram är ett datorprogram med rutor där man kan göra beräkningar, rita diagram med mera.

Kontrollgrupp är en grupp som man jämför med experimentgruppen.

Medelvärde är summan av ett antal värden delad med antalet värden.

Observation är en noggrann och uppmärksam iakttagelse, ofta med hjälp av en mätmetod.

Rådata är de mätvärden som man samlar in.

Slump är ett annat ord för det oförutsägbara.

Systematisk undersökning är en undersökning där man använder en systematisk metod. Ofta handlar det om att använda mätningar eller observationer för att besvara en fråga.

Undersökningsbar fråga är en fråga som går att besvara genom att göra mätningar eller observationer.

Variabel är det som varierar i systematiska undersökningar, det vill säga det som man vill undersöka.

Ur kursplanen för Kemi 7–9 (Lgr22) Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg. Formulering av undersökningsbara frågor, planering, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med bilder, tabeller, diagram och rapporter. | Informationssökning, kritisk granskning och användning av information som rör kemi. Argumentation och ställningstaganden i aktuella frågor som rör miljö och hälsa. KÄLLA: SKOLVERKET

Bakgrundsinformation

Samira och Vilgot har fått i uppdrag att planera och genomföra en systematisk undersökning i kemi. De ska också dokumentera undersökningen och utvärdera den.

Om du ska göra en systematisk undersökning behöver du bakgrundsinformation. Bakgrundsinformationen kan komma från lektioner, nätet eller annat håll. Det viktiga är att informationen kommer från en säker källa.

På geografitimmarna har Samira och Vilgot läst om försurning och surt regn. Klassen fick mäta pH i regn som föll på skolgården och det visade sig att regnvattnet hade pH 4 och alltså var surt. Samira och Vilgot lärde sig också att kalk används för att höja pH i försurade sjöar.

Detta känner alltså Samira och Vilgot till innan de börjar göra sin systematiska undersökning.

Samiras och Vilgots klass har mätt pH i regnvatten. Bilden visar en pH-meter. pH-värdet är i detta fall 6,40.

Planering

Det är väldigt viktigt att planera den systematiska undersökningen noggrant. I planeringen ingår bland annat att formulera en undersökningsbar fråga, bestämma undersökningsmetod och hur du vill visa resultatet, till exempel som en tabell eller ett diagram.

Undersökningsbar fråga, hypotes och variabel

Det första Samira och Vilgot måste göra är att bestämma vad de ska undersöka. Det gör de genom att formulera en undersökningsbar fråga. Men vilka frågor är undersökningsbara? Jo, undersökningsbara frågor i NO måste gå att besvara genom att göra mätningar eller observationer.

Många frågor är alldeles för stora för att vara undersökningsbara, till exempel är frågor som börjar med ”Varför ... ” oftast inte undersökningsbara. Varför har människor inte vingar?, Varför blir jag alltid kär i fel person? och Varför finns universum? är inte lätta att besvara med mätningar eller observationer.

Samira och Vilgot ska nu bestämma sig för en undersökningsbar fråga. Samira bor på en bondgård 5 kilometer från skolan där familjen odlar olika växter, bland annat solrosor.

Som sagt har Samira och Vilgot lärt sig en hel del om pH, surt regn och kalkning. De börjar fundera och diskutera. Kalk kan alltså ”hjälpa” försurade sjöar. Kanske skulle kalk även kunna hjälpa växter att växa fortare? Efter att ha visat några frågeförslag för sin lärare bestämmer de sig för en undersökningsbar fråga: Kan kalkning av jorden göra att solrosor växer snabbare?

Planering av undersökningen

I planeringen ska bland annat detta ingå:

undersökningsbar fråga

hypotes

– variabel (identifiera en enda variabel)

– metod (antal upprepningar, mätmetoder, tidsplaner med mera)

– resultatpresentation (tabell, diagram eller annan)

– hur undersökningen ska rapporteras (labbrapport, muntlig presentation med mera).

Utifrån den undersökningsbara frågan formulerar Samira och Vilgot en hypotes, det vill säga ett påstående. Den systematiska undersökningen ska kunna visa om hypotesen är sann eller falsk. Den hypotes som Samira och Vilgot bestämmer sig för är: solrosor växer snabbare om de får kalk.

En annan viktig del av en systematisk undersökning är den variabel som man vill undersöka. En variabel är något som varierar, det vill säga har olika värden. I en systematisk undersökning undersöker man alltid endast en variabel i taget. Variabeln i Samiras och Vilgots undersökning är mängden kalk.

Metod

Nu är hypotesen klar, men hur ska undersökningen genomföras så att Samira och Vilgot får reda på om hypotesen är sann eller falsk? Samira och Vilgot bestämmer sig för att använda tre grupper av solrosplantor. Den ena gruppen plantor ska vara kontrollgrupp (referensgrupp är samma sak) och de två andra grupperna ska få kalk i två doser.

Samira och Vilgot vet att det är bra att upprepa försök för att få säkra resultat. Annars kan resultatet bero på slumpen. Därför bestämmer de att de ska ha fem plantor i varje grupp. De kallar de tre grupperna för Kontrollgrupp, Kalkgrupp 1 och Kalkgrupp 2.

De två klasskompisarna diskuterar med sin lärare hur mycket kalk de ska använda. De kommer fram till att de ska vattna Kalkgrupp 1 med regnvatten plus 1 gram kalk per liter och Kalkgrupp 2 med regnvatten plus 2 gram kalk per liter. Kontrollgruppen ska få endast regnvatten. Varje planta ska få 0,5 deciliter vatten per dag.

De bestämmer sig för att mäta längden på varje planta varannan dag med en vanlig linjal och skriva värdena i en tabell i ett kalkylblad.

Samira och Vilgot planerar också hur de ska analysera resultatet och väljer ett linjediagram med medelvärden för de tre plantgrupperna för varje mättillfälle, det vill säga varannan dag.

Varje planta i undersökningen ska få 0,5 deciliter vatten per dag.

I undersökningen finns två experimentgrupper (Kalkgrupp 1 och Kalkgrupp 2) och en kontrollgrupp.

Genomförande

De två klasskompisarna hämtar jord från Samiras familjs gård och planterar solrosplantor som är cirka 10 centimeter långa i 15 likadana krukor. På så sätt behandlas de tre grupperna exakt lika utom vad gäller den variabel som Samira och Vilgot ska undersöka, det vill säga mängden kalk. Samira och Vilgot ställer plantorna på fönsterbrädan i ett ljust fönster så att plantorna blandas jämnt, det vill säga var tredje planta är från Kontrollgruppen, var tredje från Kalkgrupp 1 och var tredje från Kalkgrupp 2.

Kalkgrupp 1

1 gram kalk per liter vatten.

Samira och Vilgot ställer plantorna på fönsterbrädan i ett ljust fönster så att plantorna blandas jämnt, det vill säga var tredje planta är från Kontrollgruppen (K), var tredje från Kalkgrupp 1 (K1) och var tredje från Kalkgrupp 2 (K2).

Kalkgrupp 2

2 gram kalk per liter vatten.

Kontrollgrupp

0 gram kalk per liter vatten.

Resultat

De två klasskompisarna har knappat in alla mätvärden i en tabell i ett kalkylprogram. Men mätvärdena behöver behandlas så att Samira och Vilgot kan dra slutsatser från värdena. Med hjälp av ett kalkylprogram räknar Samira och Vilgot ut medelvärdet för de fem plantorna i varje grupp per mätning.

Till exempel blir medelvärdet för de fem plantorna i Kalkgrupp 1 dag 0:

De två klasskompisarna skriver in alla medelvärden i en tabell.

Tabell 1.

2 (cm)

Samira tycker att de ska testa att göra ett linjediagram för att se om resultatet visas tydligare. Vilgot tycker att det är en bra idé och med hjälp av kalkylprogrammet gör de ett linjediagram.

2

1

Diagrammet visar medelvärden över plantornas längd. I Tabell 1 står medelvärdena.

Plantornas längd (medelvärde för de fem plantorna i varje grupp)

Slutsats

Stämde Samiras och Vilgots hypotes? De tittar på diagrammet som de har gjort. Deras hypotes var att solrosor växer snabbare om de får kalk. Resultatet visar att hypotesen var sann, men det verkade krävas 2 gram kalk per liter vatten för att solrosorna skulle växa fortare.

Förbättringar

De två klasskompisarna diskuterar hur deras systematiska undersökning skulle kunna förbättras. De vet att ju fler upprepningar man gör, desto säkrare blir resultatet eftersom slumpen då spelar mindre roll. Om en av fem plantor av en slump får mindre solljus, mer vatten, mer näring i jorden eller något annat, än de andra plantorna så påverkas resultatet mer än om en av tio plantor påverkas av slumphändelser. Genom att ha fler än fem plantor i varje grupp hade de alltså kunnat få ännu säkrare resultat.

I alla undersökningar finns felkällor. En hel del felkällor beror på den mänskliga faktorn. Till exempel kanske Samira och Vilgot såg fel när de mätte längden av plantorna, skrev i fel värden i tabellen, vägde upp fel mängd kalk och så vidare. En annan typ av felkälla är den utrustning man använder. Kanske var vågen som de vägde upp kalk i felinställd? Alla apparater kan vara felkällor på ett eller annat sätt.

En annan förbättring hade kunnat vara att testa effekten av 4, 8 eller 10 gram kalk per liter vatten för att se om plantorna hade växt ännu bättre.

Resultatet av undersökningen visade att hypotesen var sann, det vill säga kalk gjorde att solrosorna växte fortare.

Samira och Vilgot hade också kunnat göra försöket utomhus för att härma verklig odling mer, men då hade å andra sidan risken för slumpeffekter varit större. Kanske hade en hare kommit och ätit upp hälften av plantorna eller ett ösregn spolat bort några krukor. Det går alltid att förbättra alla systematiska undersökningar, men ofta är det tid eller pengar som begränsar hur bra undersökningen kan bli.

Rapportering

Samira och Vilgot rapporterar sin undersökning på samma sätt som laborationer, det vill säga som en labbrapport. Hur du skriver en labbrapport står i det förra avsnittet.

Sammanfattning

@ Man använder systematiska metoder för att genomföra en systematisk undersökning. Det är metoderna som avgör om en undersökning är systematisk eller inte.

@ Undersökningsbara frågor måste gå att besvara genom att göra mätningar eller observationer.

@ Utifrån en undersökningsbar fråga kan man formulera en hypotes. Hypotesen är ett påstående. Den viktigaste slutsatsen som man ska dra av undersökningen är om hypotesen var sann eller falsk.

@ I undersökningar med experimentgrupp jämför man mätvärden från experimentgruppen med mätvärden från en kontrollgrupp.

@ En variabel är något som varierar, det vill säga har olika värden. I en systematisk undersökning undersöker man alltid endast en variabel i taget.

@ Alla undersökningar har felkällor och kan förbättras genom att minimera felkällorna. Vissa felkällor beror på mätinstrument, andra på den mänskliga faktorn och ytterligare andra på slumpen.

Vad är kemi?

Systematisk undersökning

Instuderingsfrågor

1. Vad är det som bestämmer om en undersökning är systematisk eller inte?

2. För att göra en systematisk undersökning behöver man bakgrundsinformation. Vad är det viktigaste med bakgrundsinformationen?

3. Nämn fyra saker som ska ingå i planeringen av en systematisk undersökning.

4. Hur vet du om en fråga är undersökningsbar eller inte?

5. Är ”Vad är meningen med livet?” en undersökningsbar fråga? Motivera svaret.

6. Beskriv vad en hypotes är.

7. Vilken slutsats ska du kunna dra från en väl genomförd systematisk undersökning?

8. Finns det en metod som passar alla systematiska undersökningar? Motivera svaret.

9. Vilken funktion har en kontrollgrupp?

10. Nämn tre sorters felkällor.

Aktivitet: Planera en undersökning

Beskriva

Hitta på en undersökningsbar fråga. Beskriv en planering av hur du kan göra en systematisk undersökning för att besvara din fråga.

I din planering ska du ha med:

a. undersökningsbar fråga

b. hypotes

c. en variabel

d. vilka metoder du ska använda

e. hur du ska redovisa resultatet – tabell, diagram med mera

f. hur du ska rapportera – labbrapport eller muntlig presentation.

När vi konstruerar och uppfinner

Om du kombinerar kunskap om kemi med fantasi kan du till exempel tillverka tomtebloss. Att tomteblossen sprakar beror på hur ämnena de består av, bland annat järn, Fe, aluminium, Al, och bariumnitrat, Ba(NO3)2, reagerar när man tänder eld på dem.

Ord och begrepp

Atom är den minsta delen av ett grundämne.

Experiment betyder vanligen ’vetenskapligt försök’ eller ’tekniskt försök’.

Forskning är när man med systematiska metoder skapar ny kunskap.

Kemikalier kallas de kemiska ämnen som tillverkas på laboratorier och inom industrin och används där liksom i hemmen.

Materia är något som har en massa, det vill säga kan vägas.

Molekyl är flera atomer som sitter ihop.

Ur kursplanen för Kemi 7–9 (Lgr22) Sambandet mellan kemiska undersökningar och utvecklingen av begrepp och förklaringsmodeller. De kemiska förklaringsmodellernas historiska framväxt, användbarhet och föränderlighet. KÄLLA: SKOLVERKET

Kemisk forskning tar tid

Den kemiska forskningen och utvecklingen är ofta ganska tidskrävande. Att till exempel forska fram ett nytt läkemedel kan ta 10 till 20 år från idé till färdig medicin. Å andra sidan kan det gå mycket fortare när så verkligen krävs. Det tog bara några månader att forska fram vaccin mot covid-19.

Med kunskap och fantasi

Ämnet kemi handlar inte bara om atomer, molekyler och provrör utan också om att vara nyfiken och att vara människa. Att vilja förstå är en av människans starka drivkrafter. Med kunskap och fantasi kan vi göra nästan allt.

Fantasin är mycket viktig. Den gör att vi kan tänka oss in i vart ett bytesdjur försvann eller hur man skulle kunna förbättra sin tillvaro genom en uppfinning. Fantasin hjälper oss också att fylla i där vi inte vet eller förstår. Med fantasi blir stjärnor till stjärnbilder uppsatta av gudar. Solen blir till en vagn som dras varje dag över himlavalvet.

Kemi handlar om att upptäcka vad världen och vi själva är gjorda av. Kemi handlar om materia och om hur materian omvandlas.

Med kunskap och fantasi kan vi få nya idéer som gör att vi lär oss mer om oss själva och resten av universum. Kunskap och fantasi ger dig också möjligheter att utveckla eller uppfinna nya saker som är till nytta eller glädje. Kemister testar sina idéer med experiment.

Kunskaper om kemi har gjort att vi har kunnat tillverka mediciner, till exempel vaccin (för att förebygga sjukdom) och antibiotika (för att bota sjukdom).

Det första experimentet

En av de första människorna som formulerade och skrev ner sina idéer om hur världen är uppbyggd var den grekiske filosofen Empedokles (cirka 450 före vår tideräkning). Han gjorde ett experiment som du själv lätt kan testa hemma i köket. Det var inget komplicerat experiment, men det var ett experiment – och han drog en slutsats av det.

Om du fyller en kastrull med vatten, H2O, och sänker ner en uppochnervänd tratt i vattnet så kommer tratten att sjunka ner i vattnet. Men om du täpper för hålet med tummen innan du sänker ner tratten så blir det som ett motstånd. Luften i tratten har ingenstans att ta vägen, vilket gör att vattnet inte kan tränga in i tratten. I samma ögonblick som du släpper tummen från hålet så öppnas vägen. Luften strömmar ut ur tratten och vattnet strömmar in i den.

Utifrån detta enkla experiment drog Empedokles den korrekta slutsatsen att luft är ett slags materia.

Kunskaper om kemi gör att vi har skapat industrier som kan tillverka många olika saker. En bieffekt vid tillverkning kan vara utsläpp av kemiska ämnen som kan hota miljön.

Empedokles gjorde ett experiment som du själv kan testa. Om du håller tummen för hålet i tratten stannar luften kvar i tratten. Luften tar upp plats och hindrar vattnet från att tränga in i tratten. Alltså är luft ett slags materia.

Kunskaper om kemi har gjort det möjligt att tillverka olika vapen och skydd att använda i krig eller för att bevara fred.

Kemi och överlevnad

Att uppfinna är för människan ett sätt att överleva, i både krig och fred. Då viljan att överleva är stor blir vi påhittiga. Det har bland annat lett till att antalet kemiska ämnen som vi känner till är mycket stort. Även om det finns en stor mängd ämnen som förekommer naturligt är många av dessa ämnen syntetiska, alltså tillverkade på konstgjord väg. Under de senaste 50 åren har produktionen av kemikalier i världen ökat från cirka 7 miljoner ton per år till över hundratals miljoner ton per år. För många av dessa kemikalier saknas fortfarande kunskap om hur de påverkar människors hälsa och miljön. Kemister och kunskap om kemi är med andra ord viktigare än någonsin.

Sammanfattning

@ Med kunskap och fantasi kan vi få nya idéer som gör att vi lär oss mer om oss själva och resten av universum.

@ En av de första människorna som formulerade och skrev ner sina idéer om hur världen är uppbyggd var den grekiske filosofen Empedokles (cirka 450 före vår tideräkning).

@ Kemister testar sina idéer med experiment.

@ För många kemikalier saknas fortfarande kunskap om hur de påverkar människors hälsa och miljön.

Vad är kemi?

Instuderingsfrågor

1. Vad kallas den metod som kemister använder för att testa idéer?

2. Hur lång tid kan det ta att ta fram ett nytt läkemedel (från idé till apoteksdisk)?

3. Vem genomförde det kanske första kemiska experimentet någonsin? När var det?

Aktivitet: Det första experimentet

Förklara

Den grekiske filosofen Empedokles anses ha gjort det första vetenskapliga experimentet.

Om du skulle göra samma experiment som Empedokles skulle du kunna göra så här.

a. Fyll en kastrull med vatten.

b. Sänk ner en uppochnervänd tratt i vattnet. Vatten strömmar in i tratten och tratten sjunker ner i vattnet.

c. Håll nu tummen för hålet på tratten och sänk ner den uppochnervända tratten i vattnet. Då känner du ett motstånd. Vattnet kan inte komma in i tratten och fylla den.

Empedokles experiment visade att luft inte är tomrum utan att luft är materia. Förklara hur Empedokles kunde dra den slutsatsen av sitt experiment.

När vi konstruerar och uppfinner