9789127421707

Kemi

O

OR

N

SM IN

Smakprov ISBN 27-42355-8

&

Hela boken omfattar 210 sidor Best채llningsnummer ISBN 27-42170-7

F

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 1

P R OV K A

I T MA

11-02-22 11.42.42

Innehåll Är allt kemi? 6

Vatten 60

Kemi i badrummet 8 Kemi i köket 10 Kemi i städskåp och tvättstuga 12 Kemi i förråd 14 Sammanfattning 15

Vatten går runt i ett kretslopp 62 Många ämnen löser sig i vatten 64 Surt eller basiskt? 68 Vad är ett salt? 72 Mark och vatten kan bli försurade 76 Vatten både en tillgång och en soptipp 78 Rening av vatten 80 Sammanfattning 82

Från alkemi till vetenskap 16 Lusten att upptäcka 18 Kemi – en naturvetenskap 21 Separationsmetoder 22 Säkerheten är viktig 24 Tre sätt att släcka eld 26 Sammanfattning 29

Materiens byggstenar 30 Materia 33 Blandningar 34 Rena ämnen 35 Kemispråket 36 Ämnen förändras 39 Atomens byggnad 42 Sammanfattning 43

Marken 84 Jordskorpan är jordens skal 86 Stenar består av mineraler 88 Bergarter är mineralblandningar 89 Markförsurning 91 Markens bördighet 92 Kvävets kretslopp 95 Tungmetaller 96 Sammanfattning 98

Luften 44 Atmosfären är ett lager luft 46 Syre är livsviktigt 48 Koldioxid 50 Kväve 50 Väte 51 Luften är inte ren 53 Vad är växthuseffekten? 54 Sammanfattning 59

4

INNEHÅLL

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 4

11-02-22 11.42.49

Kolets kemi 101 Skilj på grundämne och atomslag 102 Kol som grundämne 102 Kolföreningar 104 Kolets kretslopp i naturen 106 Varför finns det så många olika kolföreningar? 108 Kol och väte bildar kolväten 109 Kol som bränsle och råvara 111 Från gasol till asfalt 113 Jakten på olja 114 Kolväten som föroreningar 115 Det finns olika slags alkoholer 117 En del kolföreningar är syror 120 Estrar ger lukt och smak åt frukt 123 Sammanfattning 124

Maten 126 Vad finns i maten? 128 Kolhydrater är mer än socker 129 Det finns olika sorters fetter 134 Proteiner är livets molekyler 136 Mineralämnen 138 Vitaminer 139 Sammanfattning 140

Kemisk energi 142

Mot en hållbar utveckling 152 Metaller i jordskorpan 154 Aluminium 155 Järn 158 Papper 162 Polymerer 165 Plaster 166 Vad gör vi med plastsoporna? 167 Sammanfattning 169

Atomer och joner 170 Atomens delar 172 Olika slags atomer 174 Grundämnenas periodiska system 176 Laddade atomer kallas joner 176 Kemiska bindningar 182 Metallers egenskaper 184 Ädla och oädla metaller 186 Elektrokemi 188 Kemisk analys 194 Sammanfattning 198

Ordlista 200 Register 202

Energi i kemiska reaktioner 144 Kolföreningar med energi 146 Två sätt att frigöra energin 148 Två typer av bränslen 150 Sammanfattning 151

INNEHÅLL

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 5

5

11-02-22 11.42.55

Luften Det plaskade till ordentligt när jag landade i vattnet!

Jag tog några simtag och dök sedan, djupare och djupare.

Ett par småfiskar stirrade nyfiket på mig och sedan simmade de kvickt iväg. Men vad var det som hände? Nere vid botten lindade tången in sig kring mina ben. ”Jag satt fast!” Paniken grep tag i mig. ”Hjälp! Jag måste få luft!” Med ett ryck slet jag mig loss. Och med ett par kraftiga simtag tog jag mig upp till ytan. ”Puh!” Jag sög flämtande i mig den svala luften. Visst är det underbart att kunna andas! Just då brydde jag mig inte om vad luft består av. Men efter en stund, när jag återhämtat mig börjar jag fundera.

44

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 44

11-02-22 11.42.58

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 45

45

11-02-22 11.42.59

Atmosfären är ett lager luft

F

B

B F

B

Kring vår planet finns atmosfären – ett tunt lager luft som är nödvändigt för allt liv på jorden. Utan atmosfären skulle jorden vara en kall och ogästvänlig planet med en temperatur långt under nollpunkten.

Luften är en blandning av olika gaser, som påverkar oss på olika sätt.

Bland annat är luftens syre nödvändigt för livet på jorden.

Andra gaser i luften är t ex vattenånga, koldioxid och metan. De kallas för växthusgaser och bidrar till att hålla luften och jordytan varm genom den s k växthuseffekten. Det innebär att solstrålar värmer jordytan och växthusgaserna fungerar som glaset i ett växthus. De hindrar värmen från att försvinna ut ur atmosfären. Om värmestrålningen från marken skulle fortsätta utan hinder ut i rymden, skulle luften vid jordytan bli mycket kall, i genomsnitt –19°C. Tack vare den naturliga växthuseffekten är genomsnittstemperaturen i stället ungefär +15°C. Högt uppe i atmosfären, i den del som kallas stratosfären, är det glesare mellan de molekyler som utgör luften. Här uppe finns ozonskiktet.

Där finns inte bara syrgas, (O2), utan också ozon, (O3). Med hjälp av ozonet fångas en stor del av solens farliga ultravioletta strålning, UVstrålningen, upp.

100

norrsken Jonosfär

90

80

70

meteor

60 50 40

Atmosfären syns som ett tunt blått band i bilden. Stapeln till höger visar atmosfärens olika skikt.

Mesosfär

Stratosfär

30 20 10

ozon

skikt

Troposfär

km 0

46

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 46

11-02-22 11.43.02

Vad innehåller luften?

kväve 78%

syre 21%

kvävgas, N2 syrgas, O2 Nästan 1% argon,och så lite koldioxid, neon, helium, vätgas och ozon

vätgas, H2

ozon, O3

koldioxid, CO2

vattenånga, H2O

FÖRORENINGAR ÄDELGASER neon, Ne

helium, He

kvävedioxid, NO2

argon, Ar

svaveldioxid, SO2 koloxid, CO

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 47

47

11-02-22 11.43.04

Syre är livsviktigt

B

2O Syre är det vanligaste atomslaget på jorden. Det mesta Oär bundet i olika kemiska föreningar, som t ex vatten, men i luften finns syre som syrgas (O2), och ozon (O3). En syrgasmolekyl består av två syreatomer och en 1 syreatom 2 syreatomer ozonmolekyl av tre syreatomer.

Ungefär en femtedel (21%) av luften är syrgas. Luftens syre tillverkas av de gröna växterna.

Syre är nödvändigt för att en eld ska kunna brinna och för förbränning i t ex motorer. I cellerna i din kropp sker också ett slags förbränning, som gör att du får energi. Bränslet där är födoämnen som socker och fett. Till förbränningen i kroppen behövs också syre, det är därför du andas.

En vuxen människa förbrukar ungefär 1 kg rent syre per dag. Det är lika mycket syre som det finns i 4 kubikmeter luft. Det betyder att en skolklass under ett dygn förbrukar ungefär så mycket syre som finns i luften i ett klassrum.

Alla andra djur måste också andas in syre, även de djur som lever i vatten. Vattenlevande djur kan ta upp syrgas direkt ur vattnet, med hjälp av gälar. Syrgas löser sig nämligen i vatten.

Syrgas reagerar gärna med andra ämnen. Kemiska föreningar med syre kallas oxider. Koldioxid är ett exempel på en sådan kemisk förening mellan kol och syre. Ett annat är rost, som är en kemisk förening mellan järn och syre, en järnoxid. Även andra metaller reagerar mer eller mindre snabbt med luftens syre. När ett ämne reagerar med syre säger vi att det oxideras.

O2

2 O2

1 syremolekyl

2 syremolekyler

O3

ozonmolekyl

Reagens är något, ett ämne eller ibland en sak, som används för att visa att ett ämne finns även om det inte syns.

Reagens på syre (O2) En glödande trästicka flammar upp i kontakt med syre.

Ozon I luften finns alltså även molekyler med tre syreatomer. Denna gas är inte längre syrgas utan ozon som har helt andra kemiska egenskaper. Ozon (O3) finns framför allt i ett område ungefär 3 mil ovanför markytan, som kallas ozonskiktet.

Ozon bildas genom en serie reaktioner med syrgasmolekyler. Det behövs mycket energi för att ozon ska bildas. Det sker därför framför allt högt uppe i stratosfären, där solstrålningen är stark. Normalt bildas det lika mycket ozon som det bryts ner, så att det finns lika mycket ozon i ozonskiktet hela tiden.

Ozonet i stratosfären fångar upp en stor del av UV-strålningen från solen. Ozonet skyddar alltså livet på jorden. Samtidigt är ozon ett mycket giftigt ämne, som vi helst inte vill träffa på vid markytan.

48

solenergi O2

syremolekyl

O syreatom O3 ozonmolekyl

Så bildas ozon Syrgasmolekyler bryts sönder till fria atomer, som i sin tur slås ihop med andra syrgasmolekyler.

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 48

11-02-22 11.43.04

Ozonhålen blir allt mindre Att ozonskiktet tunnats ut över Antarktis har varit känt länge. När det skedde talade man om ”ozonhål”. Då menar man att det är mycket glest mellan ozonmolekylerna. Mätningar visar att även ozonskiktet över Sverige och övriga Europa är skadat.

Uttunning av ozonskiktet innebär att farlig UV-strålning lättare kan nå jordytan. I Australien, som ligger nära Antarktis, är man nu särskilt vaksam. Man vistas helst i solen med kläderna på, eftersom strålningen ökar risken för hudcancer. UV-strålningen kan också ge sämre tillväxt av havens växtplankton.

Det som förstör ozonet i atmosfären är gaser, främst klorfluorkarboner.

De kallas freoner. Freon användes förr i kylskåp och värmepumpar men det är förbjudet idag. Nu använder man andra gaser, t ex butan. Freonerna kommer ändå fortsätta påverka ozonskiktet negativt pga sin långa livslängd. Men man kan se att ozonhålen minskar i storlek. Det går att reparera gamla misstag.

B

Allt mer ozon vid marken Ozon kan också bildas vid markytan när det utvecklas mycket energi, t ex vid ett blixtnedslag. Det kan också räcka med mindre energi, om syrgasen i luften samtidigt påverkas av andra ämnen. Därför kan ozon t ex bildas när solen lyser på bilavgaser en varm dag.

Detta s k marknära ozon är mycket skadligt för växter och minskar jordbrukets skördar. I Sverige räknar man med att skogens tillväxt minskar med 10% och veteskörden med 6-10% på grund av ozonskador.

Eldsluftens upptäckare Carl Wilhelm von Scheele (1742– 1786) anställdes som ung hos en apotekare i Göteborg. Där fick han sin första kemiutbildning. Efter flera anställningar på olika apotek blev han slutligen själv apotekare i Köping.

Vid den här tiden hade de flesta kemisterna i Sverige fått sin utbildning inom bergshanteringen, och därför forskade man mest om ämnen i berggrunden. Scheele, som hade en annan bakgrund, undersökte även andra ämnen, bl a de då outforskade gaserna.

Scheele blev framför allt känd för att han var den förste som lyckades framställa ren syrgas. Han fick fram gasen bl a ur salpeter och cinnober, båda föreningar där syre ingår, och hans utrustning var mycket enkel.

Scheele upptäckte ytterligare en gas i luften. Vid ett av sina experiment lät han järn glöda i luft. Han märkte då att syre försvann ur luften. Men 4/5 av luften blev kvar oförbrukad.

Den dög inte till att underhålla förbränningen av järnet. Den tycktes istället kväva glöden eller elden. Den

där resten av luft kallade Scheele för ”fördärvad luft”. Vad vi kallar gasen för idag kan du läsa om på nästa sida.

Carl Wilhelm von Scheele

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 49

49

11-02-22 11.43.05

Koldioxid

B

B

Koldioxid (CO2) är en gas, som är tyngre än de flesta andra gaser i luften.

Den räknas som en växthusgas. Med det menas att koldioxid är en av de gaser som håller kvar en del av solvärmen i atmosfären.

Koldioxiden i luften kommer från människor och andra levande organismer som andas ut gasen. Koldioxid bildas också vid vulkanutbrott. Dessutom bildas den när man eldar med t ex ved eller olja och när man kör bil. Bilavgaser innehåller alltid koldioxid.

Atmosfären innehåller bara så lite som ca 0,035% koldioxid. Ändå är det en mycket viktig gas. Den är växternas viktigaste råvara vid fotosyntesen, då de producerar socker och syre.

När jorden var ung och mer vulkaniskt aktiv, tror man att det fanns mycket mer koldioxid i atmosfären.

Koldioxid används bl a av frukt- och grönsaksodlare. Genom att extra koldioxid tillförs i ett växthus påverkas tillväxten och ger tidigare mognad.

Koldioxid används också i vissa matförpackningar för att öka hållbarheten. Gasen gör att bakterier och mögelsvampar får svårt att leva där.

Eftersom koldioxid effektivt kväver eld används den också i brandsläckare. Kolsyresläckare avger koldioxid i fast form, s k kolsyresnö. Sådan ”snö” eller ”is” är mycket kall, – 78°C. Den smälter inte och lämnar därför inga pölar efter sig när den värms upp, den blir gas direkt. Block av kolsyreis, torr-is, används ofta till nerfrysning och kylförvaring.

När koldioxid blandas med kalkvatten bildas ett svårlösligt salt, som får vattnet att se grumligt ut. (Kalkvatten bildas då man löser kalciumhydroxid i vatten.)

Kväve En stor del av kväveatomerna på jorden finns i proteiner och andra ämnen i växter och djur. De ingår också i viktiga växtnäringsämnen, eller närsalter, som de också kallas. Ett exempel är salpeter. Men den allra största delen av jordens kväve finns i atmosfären som kvävgas (N2). En kvävgasmolekyl består av två kväveatomer. Ungefär 78% av luften är kvävgas.

Kvävgas har svårt att reagera med andra ämnen, och den kan därför användas som skyddsgas för att förhindra brand eller explosion.

Kväve i flytande form används som kylmedel, då man vill förvara något nerfryst under längre tid. Flytande kväve är mycket kallt, eftersom kvävets kokpunkt är så låg som –196°C.

50

Det man ser som rök är oftast inte gaser, utan fasta småpartiklar eller vätskedroppar. För att få rökeffekter vid scenframträdanden används ofta kolsyreis. Kylan gör att vat­ tenånga i luften kondenseras till synliga små droppar, ”rök”.

koldioxid, CO2

Reagens på koldioxid (CO2) Koldioxid släcker eld (gasen är tyngre än luft) och grumlar kalkvatten.

kvävgas, N2

Reagens på kväve (N2) Kväve släcker eld (gasen är tyngre än luft) men grumlar inte kalkvatten.

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 50

11-02-22 11.43.06

Väte Väte är det vanligaste atomslaget i hela universum. Det finns i stora mängder i stjärnorna, t ex i vår sol. Även på jorden finns det mycket väte, men där är det mesta bundet i olika kemiska föreningar.

Grundämnet väte i gasform, vätgas (H2), är en mycket lätt gas, som förekommer i små mängder högt uppe i atmosfären. Vätgas reagerar lätt med syrgas, så att vatten bildas. En blandning av vätgas och syrgas är mycket explosiv och kallas knallgas. Det blir en häftig reaktion om man tänder på vätgas i luft, som ju innehåller syrgas. Gasblandningen exploderar. Reaktionen, som kallas ”knallgasprovet”, används som reagens på vätgas.

Eftersom vätgas är det lättaste av alla grundämnen, har gasen förr använts till att fylla ballonger och luftskepp med. Men på grund av explosionsrisken är det numera förbjudet att fylla leksaksballonger med vätgas.

Det känns på lukten, när bönderna sprider gödsel på åkrarna. Gödseln innehåller kväve.

Vätgas, H2

H2

H2

O2

H2O

H 2O 2H2 + O2 → 2H2O

Reagens på väte (H2) En blandning av väte och syre är explosiv (Knallgasprovet används då man letar efter vätgas).

De vätgasfyllda luftskeppens glans­ period tog slut då ”Hindenburg” störtade utanför New York den 6 maj 1937. 35 av de 97 som var ombord dog.

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 51

51

11-02-22 11.43.08

Ädelgaser Ungefär 1% av luftens gaser är ädelgaser. De kallas så därför att de ogärna reagerar med andra ämnen. I luft förekommer ädelgaserna som enskilda atomer.

Helium är en lätt gas som inte är explosiv. Därför används den numera i ballonger i stället för vätgas. Heliumgasen är dyrare än vätgas, eftersom den bara finns i små mängder i atmosfären och inte kan framställas på konstgjord väg. Även andra ädelgaser utvinns ur luften. Argon, som är den vanligaste av dem, används i vissa glödlampor och för att skydda svetsfogar från att påverkas av luften när man svetsar. Neon finns i bl a lysrör för reklamskyltar.

Vatten på jorden Vatten täcker över 70% av jordens yta. Det finns vatten i alla växter och djur, och en del av vattnet finns i atmosfären som vattenånga. Hur mycket vattenånga det finns i luften beror på luftens temperatur. Varm luft kan hålla kvar mycket mer vattenånga än kall luft. På sommaren är luften varm och fuktig, vinterluften är däremot kall och torr. Mängden vattenånga i luften påverkar vädret, man talar om olika hög luftfuktighet. Låg luftfuktighet ger klart och kallt väder medan hög luftfuktighet kan ge regn eller dimma.

Ädelgasen neon används i reklam­ skyltar. neon, Ne

helium, He

argon, Ar

Större delen av jord­ ytan är täckt av vatten.

52

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 52

11-02-22 11.43.12

Luften är inte ren Alla levande organismer är beroende av luften. Därför är det viktigt att vi vet hur luften påverkas av vårt sätt att leva.

Vi gör av med stora mängder energi i våra industrier, när vi värmer upp våra hus och kör bil. Mycket av energin får vi genom att elda med olika bränslen. Då bildas olika luftföroreningar som sprider sig mycket lätt och över stora områden.

Ingenting försvinner, utan allt sprider sig.

Eftersom luftföroreningar inte stannar där de släpps ut, är luftmiljön ett internationellt problem. På senare tid har flera länder tillsammans försökt komma överens om gemensamma handlingsprogram för att minska utsläppen.

Gaser sprider sig Hur långt luftföroreningar sprids, beror på vilka gaser de består av.

Lokalt En del gaser reagerar med andra ämnen i luften. De är kortlivade och ger framför allt problem nära utsläppskällan. Marknära ozon, som vi redan har nämnt, är ett exempel. Ett annat är den giftiga färg- och luktlösa gasen koloxid (kolmonoxid, CO), som bildas när kolföreningar förbränns med en för liten mängd syre, som när bilar går på ”tomgång”. Koloxid omvandlas så småningom till koldioxid i luften.

B

Regionalt Andra gaser sprids över större områden och ger regionala problem, som t ex försurning. Det uppstår när regn som faller har blivit surt. Exempel på gaser som gör att regnet blir surt är svaveldioxid och kväveoxider.

Globalt Några gaser finns kvar i atmosfären under lång tid. Sådana långlivade gaser sprids över hela jordklotet och kan ge globala miljöproblem. Ett globalt miljöproblem är uttunningen av ozonskiktet. Det är freoner, som förstör ozonskiktet högt uppe i vår atmosfär. Utsläppen av freoner har minskat de senaste åren och då har även skadorna på ozonskiktet minskat.

Men eftersom freonerna är så långlivade får vi räkna med att skador kommer att finnas kvar under resten av detta århundrade.

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 53

53

11-02-22 11.43.12

in

So

ln



rå lst So

lst rå ln in g

Rymden

g

 Växthusgaser

 trå es

rm

Vä



ng

lni

Atmosfären



 

Vad är växthuseffekten?

Vet du hur ett växthus ser ut? Det är ett hus med väggar och tak av glas.

Glaset släpper igenom solljuset, men håller kvar den uppvärmda luften inne i huset. Man kan likna jorden vid ett växthus, men istället för ett glastak har jorden sin atmosfär. Flera av de gaser som finns i atmosfären hindrar delar av värmestrålningen från marken att försvinna ut i rymden, genom den s k växthuseffekten. Gaserna kallas ibland för växthusgaser och till dem räknas bl a vattenånga, koldioxid, metan och kväveoxider.

Koldioxid bildas vid förbränning av t ex olja, stenkol och ved. De gröna växterna tar upp koldioxid genom fotosyntesen, men de klarar inte av det överskott som bildas när vi eldar med ämnen som lagrats i marken för många miljoner år sedan, som olja eller stenkol. Resultatet blir att det blir mer och mer koldioxid i atmosfären.

Växthusgaserna är nödvändiga, om de inte fanns skulle det bli så kallt på jorden att det inte skulle gå att leva här. Men mängden växthusgaser ökar i atmosfären och det är oroande. Det är framför allt mängden av koldioxid som har ökat kraftigt på senare tid, men även metan och kväveoxider blir det mer av. När det finns för mycket av de här gaserna hålls mer värme kvar och temperaturen stiger. Då är risken stor att vårt klimat förändras.

54

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 54

11-02-22 11.43.14

 

Växthusgaser





Värm

estr

ålni ng



Den största höjningen av temperaturen kommer att ske nära polerna.

Det innebär att glaciärerna vid polerna kommer att smälta i allt snabbare takt. En konsekvens av detta blir att havsytan stiger. Stora delar av världens befolkning bor nära kusterna och mycket av den odlade jorden ligger i samma område. Om havsytan stiger hamnar mycket odlad mark under havsytan. Med den matbrist som då följer kommer människor att tvingas flytta.

På norra halvklotet finns det stora landområden som normalt har permafrost, dvs marken är frusen året om. Dessa områden kallas tundra.

I den frusna marken finns döda växtdelar, som inte har förmultnat. Om tundran tinar upp kommer förmultningen att sätta igång och då bildas stora mängder metangas. Metangasens förmåga att hålla kvar värmestrålning är 20 gånger större än koldioxidens, metangas är alltså en kraftfull växthusgas.

När kor idisslar bildas också metangas som de rapar ut i stora mängder. Även risodlingar avger mycket metan. Metangasutsläpp på grund av människans aktiviteter spelar en stor roll i uppvärmningen av jorden.

Situationen är allvarlig och det är nödvändigt att alla nationer samarbetar och försöker komma överens om hur problemen ska lösas.

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 55

55

11-02-22 11.43.15

Smutsig luft ger surt regn.

Trafiken är en av luftens fiender Vi reser mycket och vi transporterar stora mängder varor. Att resa kan ge en känsla av frihet. Men samtidigt har resandet och transporterna ett pris. Och det inte bara räknat i pengar. Nej, trafiken ger både globala, regionala och lokala miljöproblem och den har blivit ett av de stora hoten mot vår miljö.

Förutom koldioxid och kväveoxider finns ofta flera, direkt giftiga ämnen i trafikavgaserna. De ger framför allt lokala problem.

För att minska mängden skadliga avgaser monterar man idag alltid en katalysator på bilarnas avgassystem. Då minskar utsläppen av kväveoxider, koloxid och cancerframkallande kolväten. En katalysator har dock sina begränsningar. Den tar inte hand om koldioxid och hjälper inte mot problemet med marknära ozon. Dessutom fungerar den inte när motorn är kall. Men trots sina brister är katalysatorn ändå mycket betydelsefull för vår miljö.

Andra exempel på lyckade miljösatsningar är bussar och bilar som drivs med etanol i stället för diesel. Avgaserna från etanolbussarna består bara av vatten och koldioxid. Bilar och bussar kan också drivas med biogas.

Biogas består av metangas. Biogas från kompostering är mer miljövänlig än om den kommer från den fossila naturgasen.

56

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 56

11-02-22 11.43.18

Så fungerar en katalysator Bilkatalysatorn innehåller en porös massa vars yta är belagd med platina, rodium eller palladium. När avgaserna kommer in i katalysatorn omvandlas tre skadliga ämnen till mindre skadliga. Utsläppen av kväveoxider, (NOX), som försurar och gödslar naturen, minskar genom att de omvandlas till kväve (N) och syre (O). Den dödligt giftiga koloxiden (CO) oxideras till koldioxid (CO2). Cancerframkallande kolväten oxideras till koldioxid och vatten (H2O).

En katalysator har dock sina begränsningar. Den tar inte hand om koldioxid och hjälper inte mot problemet med marknära ozon.

Dessutom fungerar den inte när

motor avgassystem

porös massa motorn är kall. Den fungerar bäst när temperaturen ligger mellan +400 och +800°C. Det innebär att större delen av utsläppen sker under den kalla årstiden. Med hjälp av en motorvärmare kan man minska den tid det tar för

katalysatorn att komma upp till sin arbetstemperatur.

Trots sina brister är katalysatorn mycket betydelsefull för vår miljö och sedan år 1989 måste alla bensindrivna bilar som säljs ha katalysator.

Biobränslen minskar bussarnas påverkan på miljön.

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 57

57

11-02-22 11.43.22

Några luftförorenande gaser Förorenande gas

Källa

Effekter

Svaveldioxid (SO2)

Förbränning av olja och stenkol.

Ökar försurningen (det bildas svavel­syra).

Kväveoxider (NOx)

Kemiska reaktioner i bilavgaser och vid åskväder.

Ökar försurningen, övergöder mark och vatten (NO och NO2).

Klorfluorkarboner (t ex freon)

Läckage från värmepumpar och kyl­anläggningar.

Skadar ozonskiktet.

Växthusgas.

Koldioxid (CO2)

Förbränning av alla kolföreningar, men främst av fossila bränslen.

Växthusgas.

(Något ökad försurning av nederbörden.)

Koloxid (CO)

Förbränning av kolföreningar vid brist på syre.

Ger hälsoproblem och förgiftningar.

En dödligt giftig gas.

Kolväten (t ex metan (CH4), bensen)

Utsläpp från fossila bränslen eller vid ofullständig förbränning i motorer.

Metan kommer från bakterier, idisslande djur, risodlingar och läckande avfallsupplag.

Ger hälsoproblem. Många är direkt giftiga.

Vissa kan orsaka cancer.

Metan är en växthusgas.

Hur kan luftföroreningarna minskas?

Tidigare försökte man lösa problem med luftföroreningar genom att bygga allt högre skorstenar. Men det innebar bara att föroreningarna släpptes ut på högre höjd, och att vindarna kunde föra dem längre bort från utsläppsplatsen.

Nu försöker man istället minska föroreningarna där de släpps ut. Det kan man göra genom att rena rökgaserna innan de släpps ut eller, ännu hellre, genom att använda lämpligare råvaror.

Både inom industri och inom hushåll använder man numera bränsle som innehåller så lite svavel som möjligt.

Flera internationella överenskommelser under senare tid visar att världens ledande politiker har börjat ta luftmiljön på allvar.

Du kan själv påverka hur mycket luftföroreningar som släpps ut, t ex genom att välja ett miljövänligt färdmedel när du ska ta dig någonstans.

Luftföroreningar i form av partiklar och marknära ozon har mycket negativa effekter på vår hälsa. Lungcancer, hjärt- och kärlsjukdomar och besvär från luftvägarna är exempel på vad som kan drabba oss. Man har beräknat att föroreningarna förkortar medellivslängden med ca 6 månader, vilket motsvarar ca 3 000 förtida dödsfall per år. Varje år får 200 – 300 personer lungcancer pga luftföroreningarna.

58

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 58

11-02-22 11.43.22

Sammanfattning LUFTEN Luften runt jorden består till 78% av kvävgas (N2) och till 21% av syrgas (O2). Dessutom finns det också ädel­ gaser, koldioxid och vattenånga.

Väte är det vanligaste atomslaget i universum.

Knallgas är en blandning av vätgas och syrgas. Bland­ ningen är mycket explosiv.

Den livsviktiga gasen syre känns igen på att den kan tända en glödande trästicka.

När vätgas brinner i syre bildas vatten.

Syre bildar oxider tillsammans med andra grundämnen.

Bilavgasernas utsläpp av kväveoxider (NOX ) övergöder och försurar mark och vatten.

Ozonskiktet skyddar livet på jorden mot farlig UVstrålning. Ozon förstörs av klorfluorkarboner, gaser som människan uppfunnit. Freon är ett exempel.

Ozon nära markytan, marknära ozon, skadar växterna.

Koldioxid (CO2) är en tung gas, som bildas vid förbränning av kol och kolföreningar. Man känner igen koldioxid på att den grumlar kalkvatten.

Om det finns för lite syre vid förbränning av kolfören­ ingar bildas i stället för koldioxid den giftiga, färglösa gasen koloxid (kolmonoxid, CO).

Växthuseffekten beror på att vissa gaser, bl a koldioxid, har förmåga att hålla kvar värme i atmosfären på samma sätt som glasrutorna håller kvar värmen i ett växthus.

Koldioxid är ett nödvändigt ämne vid växternas tillverkning av energirika ämnen vid fotosyntesen.

Minns du?

1 Vilka är de två vanligaste gaserna i atmosfären?

2 Varifrån kommer luftens syre?

3 Vad består en syremolekyl av?

4 Vad är en oxid?

5 Varför är det farligt om ozonlagret i atmosfären tunnas ut?

6 Vilken effekt har det marknära ozonet på miljön?

7 Hur bildas koldioxid?

8 Hur kan man använda koldioxid?

9 Vad består en kvävemolekyl av?

10 Vad är typiskt för ädelgaserna?

11 Ge exempel på hur man använder ädelgaser.

12 Hur känner man igen a) syrgas b) koldioxid c) vätgas?

13 Vad menas med växthuseffekten? Vilka gaser bidrar till den?

14 Vad är NOx-gaser och hur påverkar de miljön?

15 Hur kan man minska bilarnas negativa effekt på miljön?

Förstår du?

1 Vad skulle kunna ske med livet på jorden om ozonskiktet inte fanns?

2 Tänk dig att du är en syreatom och gör en resa från markytan i en storstad upp till atmosfärens översta skikt. Vilka former av syre skulle du kunna ingå i under resan? Beskriv din resa.

3 Vad skulle du vilja göra, och påverka politiker att göra, för att förbättra luftmiljön?

Utmaningen 1 Undersök vilka typer av luftföroreningar som är vanligast i din kommun.

2 Vilka mätningar av luften gör din kommun?

Gör egna mätningar av föroreningar eller effekter av föroreningar i de närmaste omgivningarna.

LUFTEN

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 59

59

11-02-22 11.43.22

Kemi för grundskolans år 7-9

Berth Andréasson, Kent Boström, Eva Holmberg, Lars Bondeson PULS Kemi Grundbok består av ett antal kapitel med texter och förklarande bilder. Varje kapitel avslutas med sammanfattning och frågor. Faktatexterna kopplas till förslag på laborationer och andra övningar, vilka finns som kopieringsunderlag i PULS Kemi Materialbank tillsammans med ytterligare arbetsmaterial.

Lärarhandledning finns i PULS Kemi Lärarbok. PULS Kemi Fokus är en lättare version av grundboken som går att använda parallellt.

PULS är Natur & Kulturs samplanerade läromedel i naturorienterande ämnen samt teknik för hela grundskolan.

Fjärde upplagan av PULS Kemi består av följande komponenter:

Grundbok Elevbok med faktatexter och frågor i slutet av varje kapitel (ej laborationer).

Fokus En lättare version av grundboken.

Här finns inga frågor i boken.

Lärarbok Spiralbunden lärarhandledning i elevböckernas format utan kopieringsunderlag.

Materialbank Huvudsakligen kopieringsunderlag med laborationer och annat arbetsmaterial.

ISBN 978-91-27-42170-7

9 789127 421707

KEMI Puls_markn mtrl till tryck.indd 2

11-02-22 11.43.23