GYMNASIE
Gymnasiekemi ger en utmärkt grund för dem som vill studera vidare på universitet och högskola. Målgruppen är elever på gymnasiet, komvux och basårsutbildningar. Serien omfattar
GYMNASIE
GYMNASIE
B
Lärarhandledningarna innehåller kommentarer till kapitlen, laborationer, demonstrationsexperiment och förlagor till overheadbilder.
www.liber.se
TULLBERG
Studiehandledningarna innehåller begreppskartor, information om vad kursplanen föreskriver, filmade demonstrationsexperiment, sammanfattningar av läroböckernas kapitel med pedagogiska animationer, länkar samt kunskapstester på kapitlen.
S VA H N
Studiehandledningarna Gymnasiekemi A och B on-line på www.liber.se/gymnasiekemi
SONESSON
Lärarhandledning till Gymnasiekemi A Lärarhandledning till Gymnasiekemi B
ANDERSSON
Läroböckerna innehåller all den teori som kursplanerna föreskriver, lösta exempel, utblickar (kemins koppling till samhället), vetenskapsnyheter, hänvisningar till elevhandledningarna på webben (se nedan) samt ett stort antal övningsuppgifter till varje kapitel. Texten och övningarna är nivåindelade.
fat, msul u i c ien. kal Span vs. a d r t s äs ip en sydv av g när a i ler t l t a o t des r s a g i d en r l en ek bi ing Jätt O, i da”, e kr o d H e a 2 2 2 G n · el kt Gran a st alri CaSO 44 ”La mält iner , s M n s a t . t ar as samt Grot berg av g lång k a r. s l e i b d an ub ta ägga vulk tteb duns ns v ä v a j a t t n, ro . ängd de i på g lång inst ppra tes 2 m i t s a a s l e en av är h vatt ller llen ista a r t k s ri och ta k törs s n De
GYMNASIE
Best. nr 47-01875-8 Tryck nr 47-01875-8-01
9
Andersson omslag NY.indd 1
789147 018758
ANDERSSON
SONESSON
S VA H N
TULLBERG
LIBER
08-02-22 10.59.31
ISBN 978-91-47-01875-8 © 1993, 2000, 2007 Stig Andersson, Artur Sonesson, Ola Svahn, Aina Tullberg och Liber AB Redaktör: Cecilia Söderpalm-Berndes Formgivare: Bånges Grafiska Form AB Bildredaktör: Elisabeth Westlund Tecknare: Cicci Lorentzon, Per Werner Schulze, Jan-Olof Sandgren, Ola Svahn och Emma Adbåge Omslagsfoto: Garcia-Guinea/MNCNCSIC/Gamma/IBL Språkgranskare: Lars Melin Tredje upplagan 2 Repro: Repro 8 AB, Nacka Tryck: Nørhaven Book AS, Viborg, Danmark 2008
SIDA
1 2 5 7 10 11 15 18 19 23 25 27 32 33 34 44 49 50 56 62 64 67 67 76 84
Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommun/ universitet. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman/rättsinnehavare.
86 93 95 96 100 103 103 106 107 116 122 128
Liber AB, 113 98 Stockholm tfn 08-690 92 00 www.liber.se kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01, e-post: kundservice.liber@liber.se
Kemi kapitel 0_001_004_rom.indd 2
129 133 134 137 141
Innehåll 1 Kemi handlar om ämnen och deras omvandlingar Ett hundratal atomslag bygger upp alla ämnen De tre aggregationsformerna Rena ämnen och blandningar Nya ämnen bildas genom kemiska reaktioner Materiens indelning – en sammanfattning
2 Atomerna – materiens byggstenar Elementarpartiklar bygger upp atomer Bohrs modifierade atommodell Isotoper är varianter av grundämnenas atomer Kol-12 är standard för atommassa Elektronskalen från 1H till 30Zn
3 Grundämnenas släktskap visas i det periodiska systemet Grupper och perioder i det periodiska systemet Huvudgrupperna i det periodiska systemet Stegvis förändring av egenskaper i en period
4 Kemisk bindning 1 – metallbindning och jonbindning Metallbindning – positiva joner i ett moln av elektroner Jonbindning – stark attraktion mellan positiva och negativa joner Jonföreningar är viktiga ämnen i naturen och samhället Atomjoner med ädelgasskal – en sammanfattning
5 Kemisk bindning 2 – atomer bildar molekyler Kovalent bindning – atomer delar på valenselektroner Polär kovalent bindning när atomer har olika elektronegativitet Metallbindning, jonbindning och kovalent bindning – en sammanfattning Ickemetaller i grupperna 14, 15 och 16
6 Räkna atomer genom att väga Substansmängd är kemistens mått på materia Substansmängd kan mätas upp via massan Antalet formelenheter per mol
7 Att skriva reaktionsformler och räkna med mol Massan bevaras vid kemiska reaktioner Så här skriver man en reaktionsformel Beräkningar med hjälp av reaktionsformler Lösningars halt Utfällningsreaktioner
8 Gas, vätska eller fast ämne – den kemiska bindningen bestämmer Gaser Vätskor och fasta ämnen Fasövergångar Bindningar mellan molekyler är oftast svaga Lösningar – ämnen som samarbetar
08-02-22 12.43.26
150 151 157 163
9 Redoxreaktioner – elektronövergångar En redoxreaktion är både reduktion och oxidation Oxidationstal – hjälp för namngivning och formelskrivning Metaller framställs genom reduktion
169 10 Syrabasreaktioner – protonövergångar 170 173 176 179 186 190 192
Syror Baser pH talar om surhetsgraden Syror och baser i samhälle och natur En syra och en bas neutraliserar varandra Protolysreaktioner är reversibla – de går åt båda hållen Buffertsystem dämpar syrastötar
197 11 Kolföreningar – oändliga variationsmöjligheter 199 213 215 217 219 221 222
Kolväten består bara av kol och väte Regler för namngivning av kolväten – en sammanfattning Alkoholer kan reagera på många sätt Eter och aceton – två viktiga lösningsmedel Karboxylsyror är protongivare Karboxylsyror och alkoholer bildar estrar Djur och växter byggs upp av fetter, kolhydrater och proteiner
230 12 Energiändringar vid kemiska reaktioner 230 232 234 237 242 248
All energi (nästan) kommer från solen Termisk energi Elektronenergi Kemisk energi omvandlas oftast till värmeenergi Entalpin beror av ämnets aggregationsform och temperatur Villkor för att en process ska vara spontan
253 13 Elenergi – elektroner i arbete 255 259 260 266 269
Den galvaniska cellen Bänslecellen – förbränning ger direkt elektrisk energi Elektrolyscellen Korrosionscellen – en galvanisk cell som förstör Metoder att minska metallernas korrosion
271 14 Moderna material – men alla är inte nya 272 280 284
Keramer Plaster Ett par polymerisationsreaktioner
290 15 Kemin och hållbar utveckling 291 292 298 300 305 307 307
Kemi titel.indd iii
Sverige har 16 nationella miljömål Miljömål 2. Frisk luft Miljömål 5. Skyddande ozonskikt Miljömål 3. Bara naturlig försurning Miljömål 7. Ingen övergödning Miljömål 9. Grundvatten av god kvalitet Miljömål 10. Begränsad klimatpåverkan
07-02-09 13.14.37
Atomerna – ämnenas byggstenar
Högsta antal elektroner i skal nr namn antal e– 1 K 2 2 L 8 3 M 18 4 N 32 n 2n2
Grundämne nummer 4 är beryllium, 4Be. Den fjärde elektronen hamnar i L-skalet som därmed har två elektroner. Efter beryllium kommer i tur och ordning bor (5B), kol (6C), kväve (7N), syre (8O), fluor (9F) och neon (10Ne). De har alla två elektroner i K-skalet och resten i L-skalet. Antalet elektroner i L-skalet ökar alltså steg för steg så att det är åtta hos neon. Därmed är både K- och L-skalen fyllda, se s. 21. Du ser här hur L-skalet byggs upp från 3Li till 10Ne. Li
3
Be
4
B
5
C
6
N
L K
O
L K
F
L K
Ne
L K
7
8
9
10
Efter neon kommer natrium (11Na). Eftersom L-skalet blev fullt hos neon hamnar den nya elektronen i nästa skal, M-skalet. Na-atomen får en elektron i sitt yttersta skal, precis som H- och Li-atomerna. Antalet elektroner i M-skalet ökar sedan med en elektron i taget hos de följande grundämnena. De är i tur och ordning magnesium (12Mg), aluminium (13Al), kisel (14Si), fosfor (15P), svavel (16S), klor (17Cl) och argon (18Ar). M-skalet har alltså en elektron hos natrium och åtta hos argon.
Efter bild i Chemistry for You, Lawrie Ryan, Nelson Thornes (2001)
Ö 2.22 – 2.23
Na 11
15
P
M L K
Mg 12
S 16
M L K
Al 13
Cl 17
M L K
Si 14
18
Ar
M L K
Efter 18Ar blir skalen mer komplicerade
De två första elektronerna i N-skalet har lägre energi än de tio sista i M-skalet.
De två följande grundämnena, som är kalium (19K) och kalcium (20Ca), får de nytillkomna elektronerna i ett nytt skal, N-skalet, trots att M-skalet inte är fullt – det kan innehålla 18 elektroner som mest, se s. 21. Det beror på att de två första elektronerna i N-skalet har lägre energi än de 10 sista i M-skalet. Kaliumatomen har en elektron i sitt yttersta skal precis som H-, Li- och Na-atomerna. Och Be-, Mg- och Ca-atomerna har alla två elektroner i ytterskalet.
28
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 28
07-02-09 14.14.06
N M L K
20Ca
19K
KAPITEL 2
Atomerna – ämnenas byggstenar
Efter kalcium kommer skandium, 21Sc. Den nya elektronen går nu till M-skalet som ju inte var fyllt hos kalcium. De nya elektronerna hos de följande nio grundämnena hamnar också i M-skalet. Hos grundämne nr 30, zink, har M-skalet fått 18 elektroner och är därmed fullt. Elektronskalen hos 21Sc och 30Zn har följande utseende:
Skandium, 21Sc
K
L
M
N
K
L
M
N
2e–
8e–
9e–
2e–
2e–
8e–
18e–
2e–
Zink, 30Zn
Efter 30Zn fortsätter uppbyggnaden av N-skalet. På bakre pärmens insida kan du se elektronfördelningen för alla grundämnen i det periodiska systemet. Exempel 2.3.
Ange elektronfördelningen för a) titan, 22Ti, b) nickel, 28Ni. Lösning
a) Titanatomen har 22 elektroner. De första 20 elektronerna fördelas som
hos 20Ca: två elektroner i K-skalet, åtta i L-skalet, åtta i M-skalet och två i N-skalet. Eftersom M-skalet kan innehålla 18 elektroner går de återstående två elektronerna in i M-skalet. b) M-skalet är inte fullt hos 22Ti. Hos 28Ni har det fått ytterligare sex elek-
troner. Nu finns det alltså 16 e– i M-skalet.
Titan, 22Ti
K
L
M
N
K
L
M
N
2e–
8e–
10e–
2e–
2e–
8e–
16e–
2e–
Nickel, 28Ni
De yttersta elektronerna kallas valenselektroner Vad har du för nytta av att veta hur atomernas elektronskal är byggda? Svaret är: Grundämnenas egenskaper bestäms av atomernas elektronfördelning!
Ett grundämnets kemiska och fysikaliska egenskaper bestäms av atomernas elektronfördelning.
Elektronerna i det yttersta skalet kallas valenselektroner. Valenselektronerna har särskilt stor inverkan på grundämnets egenskaper.
Det hänger ihop med att det är i elektronskalen som det händer något i en kemisk reaktion. Elektroner kommer och går. Bindningar till andra atomer bryts och nya bindningar bildas – allt sådant sköter elektronerna om. Släktskapen mellan grundämnena beror på likheter i atomernas elektronfördelning. Det kommer du att få se många exempel på. Atomens kärna berörs däremot aldrig i kemiska reaktioner. Ju längre bort från den positiva atomkärnan ett elektronskal finns, desto svagare är attraktionskraften mellan kärnan och elektronerna i skalet. Det betyder att det krävs minst energi för att ta bort elektroner från det yttersta skalet i en atom. Elektronerna i det här skalet kallas valenselektroner. Det är i första hand valenselektronerna som deltar i kemiska reaktioner och bestämmer ett grundämnes kemiska egenskaper. 29
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 29
07-02-09 14.14.35
Atomerna – ämnenas byggstenar
Ädelgasernas atomer har åtta valenselektroner, utom helium som har två.
Ö 2.24
.
..
..
..
.
.
.
..
. Be . . B . . C . . N .. . O .. .. Cl .. .. Ne ..
.
Li .
.
He .
.
H.
.
I elektronformeln för en atom anger man atomens symbol och alla valenselektroner.
Man använder ofta ett särskilt skrivsätt för att markera valenselektronerna hos en atom. Grundämnets kemiska tecken får betyda atomkärnan med alla elektroner utom valenselektronerna. Dessa anges med prickar (ibland kryss eller ringar) runt tecknet. På så sätt får man en elektronformel där bara valenselektronerna har markerats. För de tio första grundämnenas atomer blir elektronformlerna:
Antalet valenselektroner är normalt högst åtta. Atomer av följande grundämnen har åtta valenselektroner: neon, argon, krypton, xenon och radon. De kallas med ett gemensamt namn för ädelgaser. Helium med atomnummer 2 räknas också till ädelgaserna. Ädelgaserna liknar varandra både när det gäller kemiska och fysikaliska egenskaper. Det beror på att deras atomer har så lika ytterskal. Det finns även andra grupper av grundämnen där atomerna har likartade elektronskal. Som vi ska se i nästa kapitel fördes de här ämnena samman i grupper redan på 1800-talet just därför att deras kemiska och fysikaliska egenskaper är så lika.
Övningsuppgifter 2.1.
På vilka sätt har Dalton, Thomson och Rutherford bidragit med kunskap till dagens atommodell?
2.2.
Vilka partiklar sammanfattas under namnet nukleoner? Vad antyder namnet?
2.3.
Beskriv vad som menas med a) att en atom joniseras, b) en atoms joniseringsenergi.
2.4.
En svavelatom har diametern ca 0,20 nm. 1 nm = 1·10–9 m. En ärta är ca 0,5 cm i diameter. Vi tänker oss att svavelatomen förstoras så att den får diametern 0,5 cm. Hur stor skulle ärtan bli om den förstorades lika mycket?
2.5.
Beskriv vad som menas med att atomen befinner sig i a) grundtillståndet, b) ett exciterat tillstånd.
2.6.
Förklara vilken förändring som sker i en atom när den går över från ett exciterat tillstånd till grundtillståndet.
2.7.
Vad anger termerna atomnummer, elementarpartikel och masstal?
2.8.
Vilket samband råder mellan ett grundämnes atomnummer (Z), masstal (A) och neutrontal (N)?
2.9.
Vilka upplysningar om antalet olika elementarpartiklar i en zinkatom får du av följande kemiska 64 Zn? symbol: 30
2.10. Atom Väte Litium Neon Kisel Svavel
Atomnummer
Masstal
1 3 10 14 16
2 6 22 28 32
I tabellen ser du atomnummer och masstal för några olika atomslag. a) Hur många neutroner finns i kärnan hos litiumatomen? b) Hur många protoner finns i kärnan hos kiselatomen? c) Hur många elektroner kretsar runt kärnan i svavelatomen? d) Skriv beteckningarna för de fem atomslag som finns i tabellen. 2.11. Ett grundämnes atomer har 19 protoner i kärnan. a) Vad heter grundämnet? b) Vilken är atommassan?
30
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 30
07-02-09 14.14.39
2.12. Ett grundämne har atomnummer 83. Ange grundämnets namn, kemiska tecken och atommassa. 2.13. Hur många protoner, neutroner och elektroner har 165 atomen 67 Ho? 2.14. Ange beteckningen för a) den klorisotop som har 18 neutroner i kärnan, b) den silverisotop som har 62 neutroner i kärnan. 2.15. Ange beteckning och namn för atomerna som har a) 79 protoner och 118 neutroner i kärnan, b) masstalet 104 och 60 neutroner i kärnan. 2.16. Ange sammansättningen av atomkärnan hos följande atomer: a) 168O, b) 178O, c) 188O, d) den neonisotop som har masstalet 20 (neon har atomnummer 10), e) den neonisotop som har masstalet 22, f) den uranisotop som har masstalet 238 (atomnummer 92).
2.21. I det periodiska systemet ser du att atommassan * anges med ett decimaltal som i många fall starkt avviker från ett heltal. Varför är det så? 2.22. a) Vilket är det maximala antal elektroner som kan finnas i K-, L- resp. M- skalet? b) Hur många elektroner kan högst finnas i ett skal med ordningsnummer n? 2.23. Ange elektronernas fördelning på olika skal hos a) en kloratom, * b) en bromatom, 35Br (utgå från 30Zn, se s. 29). 2.24. Ange antalet valenselektroner hos atomer av a) natrium, b) klor, c) magnesium, d) syre.
Elever frågar
1.
Hej! Atombanorna (skalen) har ju olika namn. De börjar med K-skalet, med plats för 2 elektroner, L-skalet med plats för 8 elektroner och M skalet med plats för 8. Jag undrar först hur många elektroner det får rum i N-skalet. Sedan undrar jag varför man började på just bokstaven K, om det finns någon tanke bakom detta. Trött på A?
2.
Hej! Varför lyser Schweppes? Det innehåller ju kinin som är det enda ”ovanliga” av ämnena som finns i flaskans innehåll. Så jag antar att det har något med Kininet att göra.
3.
Hej, jag har en fråga. Kan atomer försvinna spårlöst? Jag menar kan protoner och elektroner försvinna på annat sätt än att övergå i energi i form av t.ex. ljus? Kan man göra en elektron på konstgjord väg, från grunden? Jag menar om inte så måste ju energien som finns i universum alltid ha funnits och kommer då alltid att finnas. Och i sådana fall måste det finnas en yttersta gräns i universum, eller?
4.
Hej! Jag har en fråga ang. det som står om elektronskal på hemsidan kemi A online. Varför fylls inte alltid skalen på med elektroner i tur och ordning? Jag menar, varför hoppar vissa elektroner till nästa skal? På hemsidan står det t.ex. om järnatomen, där det är 2 i K-skalet, och 8 i L-skalet, som det ska vara, men bara 14 st i M-skalet som ju rymmer 18. I stället fylls N-skalet på med 2 elektroner. Varför finns det inte 16 elektroner i M-skalet i stället? Det står att ”delar av detta skal har högre energi än nästa skal ” men jag förstår inte riktigt vad som menas och varför detta är av betydelse??
2.17. Argon, kalium och kalcium (atomnummer 18, 19 resp. 20) har var sin isotop med masstalet 40. Hur många protoner och hur många neutroner har respektive isotop? 2.18. Atomslaget X har en kärna som består av 10 protoner och 11 neutroner. Atomslaget Y har 11 protoner och 10 neutroner i kärnan. a) Är X och Y isotoper av samma grundämne? Motivera svaret. b) Identifiera de båda atomslagen. 2.19. Klors atomnummer är 17. Masstalen för de två naturligt förekommande klorisotoperna är 35 resp. 37. Vilket av följande påståenden är felaktigt? a) Alla kloratomer har samma kärnladdning. b) Kloratomens diameter är avsevärt större än atomkärnans diameter. c) Nästan hela kloratomens massa är samlad i kärnan. d) Några av de naturligt förekommande kloratomerna har 18 protoner i kärnan. e) Några av de naturligt förekommande kloratomerna har 20 neutroner i kärnan. f) Alla kloratomer har 17 elektroner. 2.20. Fyll i följande tabell så långt det är möjligt med kännedom om de givna uppgifterna. Atomslagets
Antal
Antal
namn
symbol protoner
Antal
elektroner
neutroner
Kalium Brom
39 19K
19
20 46
19 24
Masstal
39 52
31P
30
38 28
48 5.
10 82
KAPITEL 2
Atomerna – ämnenas byggstenar
Hej! Hur kan vi vara säkra på att det finns atomer? Kan vi verkligen vara säkra på det, och vad är det som säger att det är så? 31
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 31
07-02-09 14.14.39
Kemisk bindning 1 – metallbindning och jonbindning
Jonföreningar leder elektrisk ström i smälta och i vattenlösning Du ser i figur 4.14 att smält natriumklorid leder elektrisk ström. Men det gör inte fast natriumklorid. Det förvånar dig kanske, eftersom natriumklorid består av joner både i fast och flytande tillstånd. Förklaringen är att jonerna i fast natriumklorid hålls kvar på sina platser i kristallen av de starka bindningskrafterna. Därför kan de inte vandra i ett elektriskt fält – och i en jonkristall finns inga fritt rörliga elektroner som i en metallkristall. När natriumklorid upphettas till smältpunkten, bryts jonkristallerna ned. Då blir jonerna så pass fria från varandra att de kan vandra och transportera elektriska laddningar. Också en vattenlösning av natriumklorid leder elektrisk ström. När saltkristallerna löses i vatten blir jonerna fria och kan röra sig i vätskan. Hur upplösningen går till ska vi beskriva i kapitel 8.
Jonföreningar i fast tillstånd leder inte elektricitet. De är elektriskt ledande i smält form och i vattenlösning.
De här egenskaperna är typiska för jonföreningar: • Jonföreningar leder elektrisk ström i smält form men inte i fast form. • Om jonföreningen är löslig i vatten leder också vattenlösningen elektrisk ström.
5V
5V
Figur 4.14. Undersökning av den elektriska ledningsförmågan hos natriumklorid. Natriumklorid i fast form leder inte elektrisk ström. Det gör däremot både smält natriumklorid och en vattenlösning av natriumklorid.
a) Fast salt
5V
elektroder
b) Smälta
c) Vattenlösning
Jonkristaller är spröda men metallkristaller är sega Jonföreningar bildar hårda kristaller som samtidigt är spröda och lätt går sönder vid slag. De skiljer sig helt från metallkristaller. Metaller kan ju ofta valsas ut till tunna folier eller dras ut till tunna trådar. Olikheterna beror på att både byggstenar och ”byggkonstruktion” är så olika. Jonföreningar är ju byggda av joner med motsatt laddning. Om lagren av joner i en jonkristall förskjuts genom yttre påverkan, kan joner med lika laddning komma intill varandra. Då repellerar jonerna varandra och kristallen spricker, se figur 4.17 a.
60
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 60
07-02-09 14.16.15
Jonföreningar är spröda. Metaller är sega. De kan smidas och valsas.
I metallkristallerna uppstår inte någon repulsion när lagren av metalljoner förskjuts. Visserligen har alla byggstenar samma laddning men det finns alltid ett ”klister” av elektroner mellan metalljonerna. Lagren kan därför glida över varandra utan att kristallerna går sönder, se figur 4.17 b.
Figur 4.15. Kristaller av kopparsulfat. När kristallerna bildas tar jonerna Cu2+ och SO42– med sig vattenmolekyler. Därför har kristalliserat kopparsulfat formeln CuSO4 · 5H2O, där de fem vattenmolekylerna är s.k. kristallvatten.
Figur 4.17. a) Om jonlagren i en jonkristall förskjuts, kommer joner med samma laddning intill varandra. Eftersom sådana joner repellerar (stöter bort) varandra går kristallen sönder.
KAPITEL 4
Kemisk bindning 1 – metallbindning och jonbindning
Figur 4.16. Guld kan valsas ut till mycket tunna folier (ned till 0,1 µm tjocka) eller dras ut till mycket tunna trådar (10 µm i diameter). Men guldtråden på de här trådrullarna består av silverbelagd koppartråd som ytterst har ett tunt skikt av guld.
Na+ Cl –
b) I en metallkristall kan lagren förskjutas utan att kristallen går sönder. Elektronmolnet finns överallt och binder ihop jonerna.
Ö 4.4 – 4.9
Så här skriver man formler för jonföreningar Vi har sett att en kristall av natriumklorid alltid innehåller lika många natriumjoner som kloridjoner. En formelenhet natriumklorid skrivs därför Na+Cl–. Den består alltså av en natriumjon och en kloridjon. Men man utelämnar oftast jonladdningarna och skriver bara NaCl. Kristaller av magnesiumklorid är uppbyggda av magnesiumjoner, Mg2+ (se tabell 4.3 s. 65) och kloridjoner. En formelenhet magnesiumklorid
61
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 61
07-02-09 14.16.15
Kemisk bindning 2 – Atomer bildar molekyler
Exempel 5.5.
Etyn (acetylen) är en gas som bl.a. används vid svetsning. Den har formeln C2H2. Molekylen är rak och har de båda kolatomerna i mitten. Skriv elektronformeln. Lösning
Varje fri kolatom har fyra valenselektroner och varje väteatom en. Totalt ska alltså tio elektroner eller fem elektronpar placeras så att alla atomer, om möjligt, får ädelgasskal. Atomerna ska placeras i ordningen H C C H. Mellan varje kolatom och väteatom placeras ett elektronpar. Då får väteatomerna ädelgasskal. Tre elektronpar finns kvar och de placeras mellan kolatomerna. På det viset får var och en av kolatomerna tillgång till åtta elektroner, dvs. de får också ädelgasskal. Elektronformeln blir
H
• •
C
•• •• • •
C
• •
H
och strukturformeln
H – C ≡ C – H.
Etynmolekylen innehåller en trippelbindning (och två enkelbindningar).
Ö 5.18 – 5.23
• •
• •
O • •
• •
• •
O
• •
S
• •
• • • •
O • •
Svar:
2– • • • • • •
• •
O • •
• •
Figur 5.23. Sulfatjonens elektronformel. Samtliga atomer har ädelgasskal. Av de totalt 32 elektroner som behövs för detta har svavelatomen bidragit med 6 och var och en av de fyra syreatomerna med 6 valenselektroner. Dessutom tillkommer 2 elektroner därför att sulfatjonen har laddningen 2–.
En sammansatt jon består av flera atomer som är sammanbundna med kovalenta bindningar.
Det är valenselektronerna som svarar för uppkomsten av en kemisk bindning.
Figur 5.24. En jämförelse mellan jonbindning och kovalent bindning.
Elektronformeln är
H
• •
C
•• •• • •
C
• •
H.
Kovalenta bindningar i sammansatta joner Jonföreningar i fast form består ju av jonkristaller. Där binds jonerna till varandra med jonbindningar, dvs. genom elektrostatisk attraktion. Hittills har vi bara träffat på jonföreningar där jonerna har varit enkla atomjoner, t.ex. Na+Cl–. Men de flesta jonföreningar innehåller mer komplicerat byggda joner, som t.ex. kaliumsulfat. Kristaller av kaliumsulfat är uppbyggda av kaliumjoner, K+, och sulfatjoner, SO42–. Kaliumjonen är en atomjon men sulfatjonen är en sammansatt jon. Den består av svavel- och syreatomer som hålls samman av starka kovalenta bindningar. Elektronformeln visas i figur 5.23.
Metallbindning, jonbindning och kovalent bindning – en sammanfattning Vi har nu gått igenom de tre huvudtyperna av kemisk bindning: metallbindning, jonbindning och kovalent bindning (som också innefattar polär kovalent bindning), se sammanfattningen i tabell 5.2. Jonbindning
Na+
Cl –
+
–
Kovalent bindning
H •• H Elektronmolnen är skilda från varandra
Vid jonbindning attraheras positiva och negativa joner till varandra.
Elektronmolnen går in i varandra Vid kovalent bindning delar två atomer på ett eller flera elektronpar.
84
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 84
07-02-09 14.17.11
KAPITEL 5
Kemisk bindning 2 – Atomer bildar molekyler
Tabell 5.2. Metallbindning, jonbindning och kovalent bindning – en jämförelse Kovalent bindning små formelenheter
Kovalent bindning jättemolekyler
Grundämnens molekyler, t.ex. H2, O2, N2, Cl2, S8. Molekyler av kemiska föreningar, t.ex. H2O, CO2, NH3, CH4, C2H2 Sammansatta joner, t.ex. NO3– och SO42–
Grundämnens molekyler, t.ex. diamant, grafit, bor. Kemiska föreningar t.ex. kvarts
Stark
Stark
Stark
Metallkristaller
Jonkristaller
Molekylkristaller
Hela kristallen är en jättemolekyl.
Byggnad
Positiva metalljoner inbäddade i ett moln av fritt rörliga, gemensamma valenselektroner.
Joner med motsatt laddning. Kristallen hålls samman av starka elektrostatiska krafter.
Små avgränsade molekyler. Mellan molekylerna i en molekylkristall finns endast svaga attraktionskrafter.
Starka kovalenta bindningar mellan atomerna i hela kristallen.
Leder ström?
Både i fast form och i smälta.
I smält form och i vattenlösning men inte i fast form.
Nej, inte alls.
Grafit leder ström.
Kokpunkt och smältpunkt
Hög smältpunkt och hög kokpunkt. Det finns ett par undantag.
Hög smältpunkt och hög kokpunkt.
Hög smältpunkt och Oftast låg smältpunkt och låg kokpunkt. Många hög kokpunkt. är gaser eller vätskor vid rumstemperatur.
Jonbindning
Bindningstyp
Metallbindning
Förekomst
Metaller t.ex. Au, Ag, Jonföreningar, t.ex. NaCl, MgI2, AlCl3, Cu, Mg, Na och Fe AgNO3, K2SO4
Bindningsstyrka
Stark
Kristalltyp
Det finns inte någon skarp gräns mellan de olika bindningstyperna.
Du har sett att det inte finns någon skarp gräns mellan jonbindning och kovalent bindning. I stället är det en glidande övergång där den polära kovalenta bindningen kan sägas vara en mellanform: jonbindning – polär kovalent bindning – ren kovalent bindning.
Polär kovalent bindning är en övergång mellan jonbindning och kovalent bindning.
Metallbindningen kan anses vara en extrem form av kovalent bindning.
Det är också vad man kan vänta. Grundämnenas egenskaper ändras ju gradvis i det periodiska systemet, utan några tydliga hopp – det gäller för både grupperna och perioderna. Det finns inte heller någon skarp gräns mellan metallbindning och kovalent bindning. Man kan faktiskt se metallbindningen som en extrem form av kovalent bindning. I den kovalenta bindningen är ett litet antal bindningselektroner gemensamma för två atomer, men i metallbindningen är ett mycket stort antal elektroner delokaliserade till (dvs. gemensamma för) alla atomer i hela kristallen. Du har också sett exempel på att båda bindningsformerna kan finnas hos ett och samma grundämne – ickemetallen kol har två olika kristallformer. Diamantkristallen innehåller bara rena kovalenta bindningar. Men i grafitkristallen finns både rena kovalenta bindningar och metallbindning (med elektroner som är fritt rörliga över många atomer). Det finns fler exempel på mellanformer i de tre grupper av det periodiska systemet som vi nu ska se lite närmare på. Vi återkommer till bindningar mellan molekylerna i molekylära ämnen i kapitel 8. 85
Kemi kapitel 1-5_001_092.indd 85
07-02-09 14.17.12
Att skriva reaktionsformler och räkna med mol
Allmänt gäller att man kan framställa ett svårlösligt salt genom att blanda en lösning som innehåller saltets positiva joner med en lösning som innehåller dess negativa joner. Man får då det svårlösliga saltet som fällning.
Man får ett svårlösligt salt som fällning om man blandar en lösning som innehåller saltets positiva joner med en annan lösning som innehåller dess negativa joner.
Några löslighetsregler
•
Praktiskt taget alla natrium-, kalium- och ammoniumföreningar är lättlösliga i vatten. För andra metallers salter gäller: • Alla nitrater är lösliga. • De flesta klorider är lösliga. Undantag är bl.a. silverklorid, AgCl. • De flesta sulfater är lösliga. Undantag är bl.a. bariumsulfat, BaSO4 och blysulfat, PbSO4. • Karbonater, fosfater och hydroxider är svårlösliga.
Ö 7.29 – 7.30
Kvalitativ och kvantitativ analys Kvalitativ analys: Man bestämmer vilka joner eller molekyler som finns i en lösning.
Ba2+-joner är reagens på SO42–joner.
Ag+-joner är reagens på Cl–-joner.
Vid en kvalitativ analys tar man reda på vilka joner eller molekyler som ingår i ett prov. För att påvisa sulfatjoner brukar man använda en lösning som innehåller bariumjoner, t.ex. en bariumkloridlösning. Man säger att bariumjoner är reagens på sulfatjoner. Omvänt används sulfatjoner som reagens på bariumjoner. Men reaktionerna är inte specifika. Det betyder att det finns andra joner än sulfatjoner som ger vit fällning med bariumjoner. Det finns också andra joner än bariumjoner som ger vit fällning med sulfatjoner, se löslighetsreglerna ovan. Silverjoner används ofta som reagens på kloridjoner och kloridjoner som reagens på silverjoner. Men inte heller dessa reaktioner är specifika.
Kvantitativ analys: Man bestämmer massan eller substansmängden av ett ämne eller jonslag i ett prov.
Exempel 7.15.
Man ville bestämma massan kaliumklorid i en vattenlösning av saltet. Därför tillsattes silvernitratlösning så länge det bildades fällning av silverklorid. Blandningen filtrerades1 och fällningen tvättades med vatten medan den var kvar på filtret. Sedan torkades och vägdes fällningen. Massan var 1,24 g. Beräkna massan kaliumklorid i den ursprungliga lösningen Lösning
1
Man kan också använda utfällningsreaktioner för kvantitativ analys. Då bestämmer man massan eller substansmängden av ett visst ämne eller jonslag i ett prov. Det visar vi i följande exempel.
Vid en kvantitativ analys filtrerar man genom en s.k. glasfilterdegel. Den har en filterplatta av poröst glas.Man väger degeln före och efter filtrering och torkning.
K+(aq) + Cl–(aq) + Ag+(aq) + NO3–(aq) ⎯→ AgCl(s) + K+(aq) + NO3–(aq) Vi vet massan av den silverklorid som bildats av kloridjonerna och ska beräkna massan av den kaliumklorid som fanns i lösningen. För att få bättre överblick skriver vi samman jonerna på följande sätt: forts.
124
Kemi kapitel 7_103_127.indd 124
07-02-12 10.53.56
KCl(aq) + AgNO3(aq)
⎯→
KAPITEL 7
Att skriva reaktionsformler och räkna med mol
AgCl(s) + KNO3(aq)
Skrivsätten KCl(aq), AgNO3(aq) respektive KNO3(aq) anger att ämnena är lösta i vatten och därmed uppdelade i joner. AgCl(s) däremot anger att silverkloriden är ett fast ämne där silverjoner och kloridjoner är bundna till varandra. Vi löser uppgiften med samma metod som vi använde i exemplen 7.1 – 7.6. På samma sätt som tidigare sätter vi in delresultaten från steg 2 och steg 4 direkt i reaktionsschemat i steg 1.
1
Eftersom silverkloridens massa anges med tre värdesiffror (1,24 g), bör man ha minst tre, gärna fyra värdesiffror i molmassorna för AgCl och KCl.
1. Vi vet massan av AgCl och ska beräkna massan av KCl. KCl(aq) + AgNO3(aq) ⎯→ AgCl(s) + KNO3(aq) n 0,008647 (4) 0,008647 (2) m ? 1,24 m(AgCl) 1,24 g 2. n(AgCl) = = 0,008647 mol1. = M(AgCl) 143,4 g · mol–1 3. Reaktionsformeln säger att
mol g
n(KCl) 1 = , dvs. n(KCl) = n(AgCl) n(AgCl) 1
4. n(KCl) = n(AgCl) = 0,008647 mol. 5. m(KCl) = M(KCl) · n(KCl) = 74,55 g · mol–1 · 0,008647 mol = = 0,6446 g ≈ 0,645 g. Svar:
Exempel 7.16.
Massan kaliumklorid är 0,645 g.
Man bestämde koncentrationen för en silvernitratlösning på följande sätt: 20,0 cm3 fördes över till en bägare. Provet späddes med avjonat vatten och surgjordes med salpetersyra. Därefter tillsattes natriumkloridlösning så att (praktiskt taget) alla silverjoner fälldes ut som silverklorid, AgCl. Fällningen filtrerades av, torkades och vägdes. Massan var 0,215 g. Beräkna silvernitratlösningens koncentration. Lösning
Vi beräknar först substansmängden silverjoner i de 20 cm3 lösning som var vårt prov. Därefter kan vi beräkna silvernitratlösningens koncentration. 1. Vi skriver upp reaktionsformeln och för in i schemat vad som är känt och vad som ska beräknas: AgNO3(aq) + NaCl(aq) n 1,499 · 10–3 (4) m c ?
⎯→
AgCl(s) + NaNO3(aq) 1,499 · 10–3 (2) 0,215
mol g mol/dm3
2. n(AgCl) = m(AgCl) / M(AgCl) = 0,215 g / 143,4 g · mol–1 = 1,499 · 10–3 mol. 3. Vi ser att
n(AgNO3) 1 = , dvs. n(AgNO3) = n(AgCl). n(AgCl) 1
4. n(AgNO3)) = n(AgCl) = 1,499 · 10–3 mol 5. Det fanns alltså 1,499 · 10–3 mol AgNO3 i 20,0 · 10–3 dm3 lösning. c(AgNO3) =
Svar:
n 1,499 · 10–3 mol = = 0,0750 mol/dm3. V 20,0 · 10–3 dm3
0,0750 mol/dm3
Ö 7.31 – 7.33
125
Kemi kapitel 7_103_127.indd 125
07-02-12 10.53.56
8
Gas, vätska eller fast ämne – den kemiska bindningen bestämmer Har du tänkt på att vatten är det enda ämne på jorden som förekommer i större mängd i alla tre aggregationsformerna? Hav, sjöar och polaris täcker mer än 70 % av jordens yta och luften innehåller (upp till någon kilometers höjd) i genomsnitt 0,3 volymprocent vattenånga. Ca 1 000 miljarder ton vatten – i form av vattenånga, regn, snö eller flytande vatten – cirkulerar oavbrutet i ett kretslopp mellan luft, land och hav.
Figur 8.1. En sexuddig snöstjärna bildas vid hög luftfuktighet, och temperaturer runt –15 °C. Först bildas en iskristall med sexkantig symmetri. Den blir grunden för ”snöstjärnans” byggnad. Vattenånga kondenserar särskilt lätt vid hörnen så att en sexuddig snöstjärna bildas. Snöstjärnor kan växa ihop och bilda stora flingor. I Bratsk i Sibirien föll 1971 flingor stora som A4-ark.
Under kalla vinterdagar kan det hända att vattenångan i luften går direkt över till iskristaller när den träffar ett fast underlag, utan att först bli flytande vatten. Det bildas rimfrost. I en iskristall och i en snöflinga har varje vattenmolekyl sin bestämda plats. Molekylerna binds till varandra i ett regelbundet mönster, som blir grunden för snöstjärnans byggnad, se figur 8.1. Vattenånga, regn, is (och snö) är exempel på vatten i tre olika aggregationsformer. På s. 5 tog vi upp några egenskaper som utmärker var och en av aggregationsformerna. Där såg du bl.a. att ämnenas partiklar ständigt är i rörelse på olika sätt – den s.k. värmerörelsen. Nu ska vi studera ämnenas aggregationsformer lite närmare och återkommer ofta till värmerörelsen. Vi ska också studera de krafter som binder samman ämnenas partiklar så att gaser kondenseras till vätskor, och vätskor stelnar till fasta ämnen. Figur 8.2. Konstgjord snö. I en snökanon sprejas nollgradigt vatten under mycket högt tryck ut i luften. På grund av den kraftiga och snabba trycksänkningen bildas omedelbart snökristaller när det finfördelade vattnet kommer ut i luften. Bra förutsättningar för ”kanonsnö” är kyla och torr luft (gärna en relativ luftfuktighet omkring 50 %). Vid perfekta väderförhållanden kan en snökanon ge 1000 kubikmeter Källa: SMHI nysnö per timme.
128
Kemi kapitel 8-9_128_168.indd 128
07-02-12 11.24.49
KAPITEL 8
Gas, vätska eller fast ämne – den kemiska bindningen bestämmer
Vetenskapsnytt 8.1 Hur stor del av jordens vatten har kommit från isiga kometer? Forskare som studerar jordens tidiga historia tror att vattnet i jordens hav till stor del har kommit från isiga kometer (se Utblick 5.1). En hel del vatten kan också ha förts till jorden med asteroider ännu tidigare i jordens historia. För att få svar på frågor om vattnets ursprung har forskare börjat undersöka vattnet i kometer. De har bestämt halten tungt väte, deuterium, i vattenprover som hämtats från kometerna Halley, Hyakutake och Hale Bopp. Deuteriumhalterna stämde väl överens inbördes men de var ungefär tre gånger högre i kometernas vatten än i havsvattnet. Det går ännu inte att besvara frågan hur stor del av jordens vatten som har kommit från kometer. Källa: bl.a. Forskning och Framtid 5/05, s. 32–35.
Vi tar först reda på vad som utmärker de olika aggregationsformerna på atomnivå och ser vad som händer när ett ämne går över från en aggregationsform till en annan:
gas
kondensation
⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ångbildning
vätska
stelning
⎯⎯⎯⎯→ ←⎯⎯⎯⎯ smältning
fast ämne
Gaser
En gas har varken bestämd form eller bestämd volym.
Det tryck som en innesluten gas utövar på behållarens väggar beror på gasmolekylernas kollisioner med väggarna.
Gaser har vissa egenskaper som tydligt skiljer dem från vätskor och fasta ämnen. • Om man släpper in gas i en behållare kommer den att sprida sig i hela behållaren. Det betyder att en gas inte har någon bestämd form eller volym – formen och volymen bestäms av behållaren. • En gas kan pressas samman så att den tar upp mycket mindre volym. • En gas som är innesluten i en behållare ger ett tryck mot alla väggar i behållaren. Om man höjer gasens temperatur så ökar trycket. Dessa egenskaper beror på att gasmolekylerna är (nästan) helt fria från varandra. Alla molekyler far omkring med hög hastighet i olika riktningar, en del mycket snabbt, andra lite långsammare. Molekylerna krockar mycket ofta med varandra och med behållarens väggar. Det är stötarna mot behållarens väggar som ger gastrycket.
Den kinetiska gasteorin Den nya atomteori som Dalton lanserade 1803 gav kemister och fysiker bättre möjligheter att förstå materiens egenskaper. I mitten av 1800-talet började man studera gaserna mer ingående och i slutet av 1800-talet samlades kunskaperna om dem i den kinetiska gasteorin. Med den kan man förklara gasernas egenskaper. Här är några huvudpunkter i teorin:
129
Kemi kapitel 8-9_128_168.indd 129
07-02-12 11.24.59
Syrabasreaktioner – protonövergångar
Vattenlösningar av syror leder elektrisk ström. Elektriciteten transporteras av joner som bildas när syramolekylerna reagerar med vattenmolekyler.
Väteatomens elektron stannar kvar hos kloratomen som blir en kloridjon. Det är H3O+- och Cl–-jonerna som får lösningen att leda elektrisk ström. Reaktionen beskrivs med molekylmodeller och elektronformler i figur 10.6.
Figur 10.6. Reaktionen mellan väteklorid och vatten. Protonen lämnar HCl-molekylen och binds i stället vid ett av de fria elektronparen i H2Omolekylen.
H •• O
• •
• •
• •
+
• •
H •• Cl •• • •
⎯→
• •
H •• O •• H
H
• •
+
+
• •
• • –
Cl •• • •
H
Ättiksyra är en organisk syra. Den har formeln CH3COOH men man skriver ofta HAc (Ac av lat. ace´tum = ättika, jämför eng. acetic acid). När ättiksyra reagerar med vatten avges också en proton till vattenmolekylen så att det bildas en oxoniumjon: H2O + HAc
⎯→
H3O+ + Ac–
H+
Här utgörs den negativa jonen av en acetatjon, Ac–. Den har formeln CH3COO–.
En syra är en protongivare Vi har sett att både väteklorid- och ättiksyramolekyler kan avge protoner. Molekyler – och joner – som har denna egenskap kallas syror. När man definierar en syra utgår man från reaktioner av den typ som vi nu studerat. Definitionen lyder: En syra är en partikel (molekyl eller jon) som kan avge en proton (ev. flera protoner). Syra = protongivare
En syra är alltså en protongivare. Exempel är molekylerna HCl och HAc. Man kallar även de ämnen som består av sådana partiklar för syror. Ämnena väteklorid (en gas) och ättiksyra (en vätska) består av HCl-molekyler respektive HAc-molekyler och kallas därför också syror. Reaktionen då protonen avges kallas protolys och man säger att syran protolyseras. Du såg nyss att det bildas oxoniumjoner när en syra protolyseras i vatten. Det är oxoniumjonerna som ger vattenlösningen de ”sura” egenskaperna. Den här syradefinitionen föreslogs 1923 av den danske kemisten Johannes N. Brönsted (1879–1947) och den engelske kemisten Thomas M. Lowry (1874–1936).
172
Kemi kapitel 10_169_196.indd 172
07-02-12 12.48.18
En stark syra protolyseras (nästan) helt En lösning av väteklorid i vatten leder elektrisk ström mycket bättre än en ättiksyralösning med samma koncentration, se figur 10.4. Tydligen är jonkoncentrationen högre i vätekloridlösningen än i ättiksyralösningen. När väteklorid löses i vatten avger praktiskt taget alla vätekloridmolekyler sina protoner. Lösningen kallas saltsyra. Den innehåller nästan enbart oxoniumjoner och kloridjoner – förutom vattenmolekyler. Det finns knappast några oprotolyserade HCl-molekyler kvar.
Hos en svag syra är det bara en liten del av syramolekylerna som avger protoner.
Hos en stark syra avger de flesta syramolekylerna sina protoner. Saltsyra, HCl, är en mycket stark syra.
Ö 10.1 – 10.3
KAPITEL 10
Syrabasreaktioner – protonövergångar
Det är helt annorlunda i en ättiksyralösning. Där är det en mycket liten del av HAc-molekylerna som reagerar med vattenmolekyler och bildar oxoniumjoner. I en ättiksyralösning med koncentrationen 0,1 mol/dm3 har bara ca 1 % av HAc-molekylerna protolyserats. Motsvarande gäller för många andra syror, t.ex. fruktsyrorna citronsyra, vinsyra och äppelsyra. Sådana syror kallas svaga syror. Om de flesta syramolekylerna avger sina protoner när syran löses i vatten, sägs syran vara stark. Väteklorid räknas som en mycket stark syra eftersom praktiskt taget alla lösta HCl-molekyler protolyseras i en vattenlösning. Svavelsyra och salpetersyra är också mycket starka syror. Ättiksyra och fruktsyrorna som vi nämnt är exempel på svaga syror.
Baser En bas är en protontagare En lösning av ammoniak i heptan leder inte elektrisk ström. Det gör däremot en vattenlösning av ammoniak och den har ungefär samma ledningsförmåga som en ättiksyralösning med samma koncentration. Ättiksyralösningen innehöll joner och det gör tydligen ammoniaklösningen också. De bildas genom reaktionen ⎯→
NH3 + H2O
NH4+ + OH–
H+
bas 1 OH– = hydroxidjon NH3 = ammoniak NH4+ = ammoniumjon
Figur 10.7. Reaktionen mellan ammoniak och vatten. En proton går från vattenmolekylen till ammoniakmolekylen där den binds vid det fria elektronparet.
syra 2
syra 1
bas 2
När ammoniak löses i vatten bildas NH4+-joner, ammoniumjoner, och OH–-joner, hydroxidjoner. Det här är också en protolysreaktion. Den visas med modeller i figur 10.7.
H
• •
H •• N
• •
H
• •
+
• •
H •• O • •
H
H • •
⎯→
• •
H •• N •• H • •
+
+
• •
• •
O •• H
–
• •
H
Ammoniakmolekylen har ett fritt elektronpar som kan binda en proton. Molekyler (och joner) som har denna egenskap kallas baser. 173
Kemi kapitel 10_169_196.indd 173
07-02-12 12.48.19
Syrabasreaktioner – protonövergångar
v1
HAc + H2O
När v1 = v2 är systemet i jämvikt.
v2 0
Tid 0
v2
HAc + H2O D H3O+ + Ac– v1
Figur 10.24. a) Reaktionen → H O+ + Ac–. HAc + H2O ← 3
(A)
Reaktion →: HAc-molekyler bildar H3O+- och Ac–-joner. Reaktionen sker med hastigheten v1, se den övre blå grafen i figur 10.24 a. Till en början är v1 hög. Men v1 sjunker eftersom koncentrationen av HAc, alltså [HAc], minskar när HAc-molekylerna protolyseras. Reaktion ←: En del av Ac–-jonerna reagerar med H3O+-joner som bildats genom protolysen och ger tillbaka HAc-molekyler. Den här reaktionen sker med hastigheten v2 , se den nedre röda grafen i figur 10.24 a. I startögonblicket är v2 = 0 eftersom är [H+] ≈ 0 och [Ac–] ≈ 0. Men [H +] och [Ac–] ökar med tiden. Därför ökar också hastigheten åt vänster, v2. Det ligger nära till hands att anta att reaktionshastigheterna v1 och v2 så småningom blir lika stora. Figur 10.24 a visar att de båda graferna närmar sig varandra och att de till sist går samman. Då går de båda reaktionerna lika snabbt:
Koncentration
[HAc]
[H3O+] = [Ac–] 0
⎯⎯→ H3O+ + Ac–
⎯⎯→
Reaktionshastighet, v
Tid 0 b) Graferna visar hur koncentrationerna av HAc, H3O+ och Ac– ändras med tiden.
v1 = v2 Det innebär att HAc-molekylerna bildas och förbrukas med samma hastighet. Detsamma gäller för H3O+- och Ac –-jonerna. Det innebär också att koncentrationerna är konstanta för alla partiklar som ingår i det reversibla systemet, se figur 10.24 b. Man har både genom beräkningar och experiment visat att reversibla system går mot ett sådant tillstånd. När de motsatta reaktionerna går lika snabbt säger man att systemet är i jämvikt. Reaktionerna fortsätter även efter det att jämvikt har ställt in sig men koncentrationerna ändras inte. Man säger att jämvikten är dynamisk. För ett system i jämvikt gäller:
Ett reversibelt system är i jämvikt när reaktionen åt vänster (←⎯ ) har samma hastighet som reaktionen åt höger ( ⎯→).
• De båda motsatta reaktionerna sker med samma hastighet. • Vid jämvikt bildas och förbrukas ämnena med samma hastighet. • Koncentrationen är då konstant för varje ämne som ingår i systemet. Buffertsystem dämpar syrastötar Du såg i inledningen till det här kapitlet att det finns ämnen i din saliv som dämpar ”syrastöten” när du har ätit godis. Den här typen av ämnen finns i varenda cell i kroppen. För att kunna hålla rätt pH innehåller cellvätskan ämnen som tar hand om – dvs. neutraliserar – syror och baser som kommer in i cellerna. Man brukar säga att de här neutraliserande ämnena verkar som ”stötdämpare” eller som buffertar. Lösningar som innehåller sådana ämnen har buffertverkan och kallas buffertlösningar. Vi ska göra tre försök A, B och C, för att visa hur en buffertlösning fungerar. Då använder vi en vattenlösning som innehåller både ättiksyra och natriumacetat. En sådan lösning kallas acetatbuffert. Vi såg på s. 191 att
192
Kemi kapitel 10_169_196.indd 192
07-02-12 12.48.40
ättiksyrans protolys är en reversibel reaktion som går (mycket snabbt) mot ett jämviktstillstånd: En buffertlösning innehåller både en svag syra och en svag bas i relativt höga koncentrationer.
KAPITEL 10
Syrabasreaktioner – protonövergångar
I vår buffertlösning har både ättiksyran och natriumacetatet koncentrationen 0,10 mol/dm3. Lösningens pH är 4.64. Dessutom ska vi använda destillerat vatten som har pH ca 7.
햳
햲 Kolv 1.
Kolv 2.
200 cm3 ättiksyra och natriumacetat båda med koncentrationen 0,10 mol/dm3 samt universalindikator.
200 cm3 destillerat vatten med universalindikator.
a) pH ca 4,64
FÖRSÖK B 3
2 cm
pH ca 7
F ÖR SÖK A
F ÖR SÖ K C
3
1 mol/dm HCl
햲
3
2 cm 1 mol/dm3 NaOH
햲
햳
햳
c)
b) pH 4,55
pH 2
Figur 10.25. Bilderna ovan visar resultaten av försöken som beskrivs i texten.
pH 4,73
pH 12
Försök A, se figur 10.25 a. Vi häller 200 cm3 av buffertlösningen i en kolv och sätter till några droppar universalindikator. Lösningen får rosa färg, se kolv 1 i figur 10.25 a. Vi häller destillerat vatten som har pH ca 7 i en annan kolv och droppar i samma indikator. Vattnet får grön färg – det är kolv 2 i samma figur. Försök B, se figur 10.25 b. Vi gör i ordning två nya provlösningar – 200 cm3 buffertlösning i kolv 1 och 200 cm3 destillerat vatten i kolv 2 plus universalindikator i båda lösningarna – precis som i försök A. Till dessa lösningar sätter vi 2 cm3 1 mol/dm3 HCl och mäter pH. Vi finner att färg och pH ändras mycket lite för buffertlösningen men mycket kraftigt för det avjonade vattnet. Försök C, se figur 10.25 c. Här använder vi också två nya provlösningar – kolv 1 med 200 cm3 buffertlösning och kolv 2 med 200 cm3 destillerat vatten plus universalindikator. 193
Kemi kapitel 10_169_196.indd 193
07-02-12 12.48.41
Elenergi – elektroner i arbete
Elektriska batterier är bärbara energikällor De flesta moderna batterier innehåller alla ämnen som behövs för den strömdrivande reaktionen i en sluten behållare. När något av ämnena har förbrukats är batteriet ”slut”. Batterier som kan laddas på nytt kallas sekundärceller. Batterier som inte kan laddas om kallas primärceller.
En del batterier kan laddas upp igen genom att man kopplar batteriet till en likströmskälla. Då återbildas de ursprungliga ämnena genom elektrolys. Sådana batterier kallas sekundärceller eller ackumulatorer. Vi återkommer till dem på s. 262. Först ska vi titta lite närmare på en primärcell, dvs. en cell som inte kan laddas om. Batterier med zink och brunsten
Salmiakbatteriet, var det första batteri som kom ut i handeln. Ficklampan innebar det stora genombrottet för ”torrbatteriet”, se figur 13.5.
Figur 13.5. Salmiakbatteriet fick sitt stora kommersiella genombrott i början av 1900-talet. Under första världskriget blev ficklampan oumbärlig i de mörka skyttegravarna. Då sköt produktionen av ”torrbatteriet” i höjden. Salmiakbatteriet kallades torrbatteri därför att man hade tillsatt sågspån som sög upp salmiaklösningen.
Salmiakbatteriet har fortfarande stor användning – i allt möjligt som lyser, låter och rör sig. Figur 13.6 a visar hur det moderna batteriet är uppbyggt. Det har emk ca 1,5 V. Cellschemat är: – Zn(s) | NH4Cl(aq) | MnO2(s), C(s) +
Elektrodreaktioner: I salmiakelementet är mangandioxid (brunsten) oxidationsmedel och zinkmetall reduktionsmedel.
oxidation
Vid pluspolen
⎯→ MnO2(s) + NH4+(aq) + e– ⎯→ MnOOH(s) + NH3(aq) Zn(s) + 2MnO2(s) + 2NH4+(aq) ⎯→
Kemi kapitel 13_253_270.indd 258
Zn2+(aq) + 2e–
Zn(s)
Cellreaktion:
258
⎯→
Vid minuspolen
reduktion
⎯→
Zn2+(aq) + 2MnOOH(s) + 2NH3(aq) + energi
Zink är reduktionsmedel och samtidigt negativ pol i elementet. Zinkelektroden fungerar också som yttre behållare. Batteriet har ganska kort livslängd därför att det urladdas av sig själv. Eftersom salmiaklösningen är svagt sur löses zinkbägaren sakta upp även när man inte tar ut ström. Betydligt längre livslängd har zinkkloridbatteriet där man har en lösning av zinkklorid i stället för salmiak. Båda batterierna har brunsten som oxidationsmedel och kallas därför också brunstensbatterier.
07-02-12 15.27.42
KAPITEL 13
Elenergi – elektroner i arbete a) Ett salmiakbatteri
b) Ett alkaliskt batteri
positiv pol
Figur 13.6. a. I salmiakbatteriet är mangandioxid oxidationsmedel och zinkmetall reduktionsmedel. Kolstaven i mitten är positiv pol och zinkbägaren negativ pol. Lösningen är geléartad och man säger ibland att salmiakelementet är ett ”torrelement”. Eftersom zinkbägaren löses upp finns det en behållare av plast ytterst.
positiv pol plasthölje
kolstav stålkapsel
MnO2 i grafitpulver
brunsten MnO2
lösning av ZnCl2 och NH4Cl
porös skiljevägg
porös skiljevägg (separator)
zinkpulver
zinkbägare
b) Det alkaliska brunstensbatteriet innehåller också mangandioxid som oxidationsmedel.
strömkollektor
isolerande plasthölje negativ pol
negativ pol
Det alkaliska brunstensbatteriet har en lösning som är basisk av kaliumhydroxid, KOH. Det ger låg självurladdning och lång livslängd.
Det finns ett batteri till som innehåller zink och mangandioxid – det alkaliska brunstensbatteriet – men här har man en lösning av kaliumhydroxid, KOH, se figur 13.6 b. Därför självurladdas det inte lika snabbt som ett vanligt brunstensbatteri. Elektrodreaktioner: ⎯→ ZnO(s) + H2O + 2e–
Vid minuspolen
Zn(s) + 2OH–(aq)
Vid pluspolen
MnO2(s) + H2O + e– ⎯→ MnOOH(s) + OH–(aq)
Cellreaktion:
Zn(s) + 2MnO2(s) + H2O ⎯→ ⎯→ ZnO(s) + 2MnOOH(s) + (elektrisk) energi
Eftersom zink reagerar långsamt i en basisk lösning har man ersatt zinkblecket med zinkpulver i det alkaliska brunstensbatteriet (zinkpulvret har en mycket större reaktionsyta än ett zinkbleck), se figur 13.7. Spänningen är 1,5–1,6 V.
Bränslecellen – förbränning ger direkt elektrisk energi I en bränslecell får ett bränsle, t.ex. väte, reagera med syre på ett sådant sätt att bränslets energi direkt omvandlas till elektrisk energi.
Figur 13.7. Principen för en bränslecell där väte och syre bildar vatten. Vid minuspolen – som är porös och innehåller en katalysator, t.ex. platina – bildas vätejoner genom att väteatomerna avger var sin elektron. Vätejonerna går ut i elektrolyten och vandrar mot den andra elektroden, dvs. pluspolen. Där tar syreatomer med katalysatorns hjälp upp elektroner och bildar syrejoner. De förenar sig med vätejoner till slutprodukten – vatten.
Kemi kapitel 13_253_270.indd 259
I en bränslecell sker en förbränning där bränslets energi direkt omvandlas till elektrisk energi. Man har konstruerat bränsleceller för olika slags bränslen, bl.a. för vätgas. I figur 13.7 visas hur en vätgascell kan vara konstruerad. Den fungerar i princip som en galvanisk cell. Elektroderna består av något poröst material (grafit eller metall) som släpper igenom gaserna väte och syre. 2e-
2e-
+
-
2e2ebränsle H2
H2
elektrod minuspol
2H + 2H +
1/2 O
2
oxidationsmedel O2
H2O
elektrolyt syra
elektrod pluspol
259
07-02-12 15.27.49
Bildförteckning
BILDFÖRTECKNG
7720/Gamma/IBL 74(1) Andersson Lars-Erik/SLU 304 Andersson Mats/Scanpix 53 Andrew Lambert Photography/Science Photo Library/IBL 61(1) Aventurier Patrick/Gamma/IBL 61(2) Beck Robyn/Afp/Scanpix 32 Bensch Fabrizio/Reuters/Scanpix 182(1) Bernetti Martin/Epa/Scanpix 147 BIPM/Afp/Scanpix 93 Borealis 207 British Antarctic Survey/Science Photo Library/IBL 24 Brännhage Bo/N-Naturfotograferna 217 Ceyrac Derric/Epa/Scanpix 287 Chillmaid Martyn F/Science Photo Library/IBL 38 Cooper/BBC/Naturbild 237 Dahlström Jan Håkan/Bildhuset/Scanpix 8(2) Demange Francis/Gamma/IBL 2 Diamantprofil AB 87(2) Diamorf AB 277 Dragicevic Andrea 116 Düsing Jan/Scanpix 275(2) Ehrenfest Paul 18 Eriksson Göte/N-Naturfotograferna 59 ESA/DLR/FU Berlin (G Neukum) 3 ESA/NASA/Calvin J Hamilton 69 ESA/NASA/JPL/University of Arizona 154 EuroNcap 247 Flygar Tobias/Miljövårdsportalen 291 Främst Johan/Scanpix 215 Försäter Börje/Hallands-Bild 25 Gaillarde Raphael/Gamma/IBL 49(2) Garcia-Guinea/MNCN-CSIC/Gamma/IBL omslag, 64 Gay John/US Navy photo 134 Geil Lars/IBL 275(1) Gunséus Johan/Norrlandia 278 Gustafsson Jeppe/Scanpix 212 Gustafsson Marco/Scanpix 140 Hagman Tore/N-Naturfotograferna 170 Harvey Martin/Corbis/Scanpix 1 Hoelstad Malin/Scanpix 54 Hylden Eric/AP/Scanpix 306(1) IFM-Geomar 203 IODP/TAMU 166 Jarnemo Lars/N-Naturfotograferna 224 Jemander Thorbjörn/Razado Ivy/Hansson Göran 16 Jensen Daniel/Malmö Förskönings-och Planteringsförening 150(1) Kinaret Jan/Eleanor Campbell 288(3) Korach Mujo/IBL 288(1)
Kungl. Vetenskapsakademien 109 Lambert Andrew Photography/Science Photo Library/IBL 47 Larseric Lindén /Scanpix 215 Larsson Rosvall Björn/Exponera/Scanpix 44 Leka Stillfilm/Leif Karlsson 13(2), 39(3-5), 81, 102, 120, 122, 153, 155, 161, 179, 186, 189,190, 193, 223, 167, 268, 286 Lessing Erich/IBL Metropolitan Museum of Art, N Y 108 Staatliche Kunstsammlungen, Dresden 274 Libbrecht Kenneth/Science Photo Library/IBL 128(1) Luyssen Jean-Luc/Gamma/IBL 17 Mary Evans Picture Library 258 Mattisson Mattias/Scanpix 306(2) Muller G, Struers Gmbh/Science Photo Library/IBL 50(2) Mårtensson Thomas 289 NASA/ESA/J.Hester and A.Loll (Arizona State Univ.) 15 NASA/JSC 290 Parker David/Science Photo Library/IBL 37 Perry Frank/Afp/Scanpix 13(1) Persson Fredrik/Scanpix 182(2) PhotoDisc OS 6 234 PhotoDisc V18 169; V46 220; V60 49(1) Pulkkinen Sauli/Scanpix 260 Raymer Steve/Corbis/Scanpix 46 Rietz Jan/Tiofoto 271 Rosengren Stefan/Naturbild 231 Ruth Walter 8(1) Röhsman Björn/N-Naturfotograferna 282 Sauze Françoise/Science Photo Library/IBL 280 Savilov Genya/Afp/Scanpix 63 Scala 254 Tribuna di Galileo, Florens Scanpix 76, 87(1), 188 Schützer Jan/N-Naturfotograferna 219 Science Photo Library/IBL 88 Scott McCloskey/AP/Scanpix 128(2) Seale Andre/Alamy/Lucky Look 253 Seeger Patrick/Scanpix 296 Shelton George/Nasa 103 Sjöberg Mikael/Scanpix 150(2) Steger Volker/Science Photo Library/IBL 42 Svahn Ola 5, 7, 10, 14, 50(1), 67, 96, 97, 99, 106, 152, 184, 185, 197 Svendsen Jörgen/Scanpix 276 Svensson Tommy/Scanpix 146, 297 Sveriges Riksbank 98 Tap/Hoch Zwei/Gamma/IBL 211 Trensmar Britt-Marie/Scanpix 198 Vennenbernd Rolf/Dpa/Scanpix 6 Woodmansterne/TopFoto/Scanpix 74(2) Zhibing Zhong/ChinaFotoPress/Gamma/IBL 288(2)
332
Kemi Register_327_332.indd 332
07-02-19 13.04.33
Zink
Zn
30
65,39
Litium
Li
3
6,941
Zirkonium
Zr
40
91,224
Lutetium
Lu
71
174,967
Insid omslag Kemi.indd 2
(262)
2 8 18 32 32 9 2
103
(259) (258) (257)
100
2 8 18 32 30 8 2
101
2 8 18 32 31 8 2
102
2 8 18 32 32 8 2
Fm Md No Lr
(252)
2 8 18 32 29 8 2
99
Es
(251)
2 8 18 32 28 8 2
98
Cf
(247)
2 8 18 32 27 8 2
97
(247) (243)
95
2 8 18 32 25 8 2
96
2 8 18 32 25 9 2
Am Cm Bk
(244)
2 8 18 32 24 8 2
94
(237)
93
2 8 18 32 22 9 2
Np Pu
238,0
2 8 18 32 21 9 2
92
U
231,0
2 8 18 32 20 9 2
91
232,0
150,4 (145) 144,2 140,9
59
Pr
Pa
2 8 18 32 18 10 2
173,0 168,9 167,3 164,9 162,5 152,0
63 60
2 8 18 22 8 2
61
2 8 18 23 8 2
62
2 8 18 24 8 2
Nd Pm Sm Eu
(269) (264) (266)
2 8 18 21 8 2
140,1
90
65
158,9 157,3
(272) (271) (268)
109 108
Bh Hs
107
2 8 18 20 8 2
58
Th
2 8 18 32 18 9 2
175,0
2 8 18 32 9 2
111 110
2 8 18 25 8 2
Rg Mt Ds
64
2 8 18 25 9 2
Gd Tb
2 8 18 27 8 2
66
2 8 18 28 8 2
67
2 8 18 29 8 2
Dy Ho Er
68
2 8 18 30 8 2
69
2 8 18 31 8 2
70
2 8 18 32 8 2
71
Tm Yb Lu
(222)
2 8 18 18 9 2
V
2 8 10 2
106
2 8 14 2 2 8 13 2
2 8 13 1 2 8 11 2
5 4
105
2 8 15 2
10 9 8 7 6
Elektronfördelning
(244) Atommassa
2 8 18 32 18 8
2 8 18 18 8
2 8 18 2 2 8 16 2
11
2 8 18 1
12
ickemetaller halvmetaller metaller 2 8 18 32 24 8 2
94
Pu Symbol
Be Li
2 1
2 1,008
Db Sg
2 6
O
2 5
N
2 4
C
2 3
B
2 8 18 8
2 8 8
2 7
F
17 16 15 14 13
PERIODISKA SYSTEMET 1
1
(262)
227,0
103
89
Lr
Ac
88,90585
Lawrencium
138,9
173,04
39
Ce
70
Y
57
Yb
Yttrium
La
Ytterbium
138,90547
(262)
14,0067
57
(261)
7
La
226,0
N
Lantan
(223)
Kväve
1,00794
Rf
131,29
89–103 104
54
2 8 18 32 18 8 2
Xe
88
Xenon
200,59
Ra
80
2 8 18 32 18 8 1
Hg
Fr
Kvicksilver
7 87
183,84
1
2 8 9 2
74
H
2 8 8 2
W
Väte
2 8 8 1
Wolfram
83,798
3
51,9961
36
24,3
24
Kr
23,0
Cr
Krypton
2 8 2
Krom
12
208,9804
2 8 1
83
Na Mg
Bi
3 11
Vismut
9,01
63,546
6,94
29
Atomnummer
50,9415
Cu
2 2
23
4
92
V
2 3
U
Vanadin
(210)
Koppar
Uran
12,0107
(209)
238,0289
58,933195
6
209,0
27
C
207,2
Co
Kol
204,4
Kobolt
200,6
168,93421
197,0
69
195,1
Tm
192,2
Tulium
190,2
35,453
186,2
17
183,8
Cl
180,9
47,867
Klor
178,5
232,03806
22
137,3
90
Ti
132,9
Th
Titan
86
Thorium
28,0855
Rn
39,0983
14
2 8 18 32 18 7
19
Si
85
K
Kisel
At
Kalium
2 8 18 32 18 6
158,92535
84
118,710
65
Po
50
Tb
2 8 18 32 18 5
Sn
Terbium
83
Tenn
40,078
Bi
112,411
20
2 8 18 32 18 4
48
Ca
82
Cd
Kalcium
Pb
Kadmium
98,9062 127,60
2 8 18 32 18 3
52
81
Te
2 8 18 32 18 2
Tellur
80
55,845
2 8 18 32 18 1
26
79
Fe
Au Hg Tl
Järn
2 8 18 32 17 1
180,94788
43
78
73
Tc
Pt
Ta
Teknetium
2 8 18 32 15 2
Tantal
126,90447
77
192,217
53
2 8 18 32 14 2
77
I
76
Ir
Jod
Os Ir
Iridium
2 8 18 32 13 2
204,3833
75
81
Re
Tl
2 8 18 32 12 2
Tallium
74
114,818
W
49
2 8 18 32 11 2
In
73
15,9994
Indium
Ta
8
2 8 18 32 10 2
O
72
Syre
Hf
164,93032
57–71
67
2 8 18 18 8 2
Ho
56
32,066
Holmium
Ba
87,62
16
2 8 18 18 8 1
38
S
4,002602
Cs
Sr
Svavel
(269)
6 55
Strontium
2
131,3
108
He
126,9
Hs
Helium
127,6
Hassium
121,8
107,8682
118,7
78,96
47
114,8
34
Ag
112,4
Se
Silver
107,9
Selen
178,49
106,4
196,966569
72
102,9
79
Hf
101,1
Au
Hafnium
98,9
Guld
44,955912 (266)
95,9
106
92,9
Sg
91,2
Seaborgium
88,9
72,64
87,6
32
85,5
Ge
54
Germanium
150,36
Xe
21
2 8 18 18 7
Sc
53
Scandium
I
69,723
2 8 18 18 6
31
52
Ga
(261)
Te
Gallium
2 8 18 18 5
62
51
104
Sm
157,25
Sb
Rf
Samarium
(223)
2 8 18 18 4
Rutherfordium
64
50
87
Gd
Sn
Fr
Gadolinium
2 8 18 18 3
Francium
85,4678 101,07
49
44
2 8 18 18 2
37
Ru
48
Rb
Rutenium
2 8 18 18 1
Rubidium
30,97362
47
18,998403
15
Ag Cd In
9
P
2 8 18 18 0
F
Fosfor
46
Fluor
102,90550 (272)
2 8 18 16 1
111
45
Rg
2 8 18 15 1
Roentgenium
(257)
44
100
Ru Rh Pd
Fm
2 8 18 14 1
Fermium
186,207
43
45
2 8 18 13 1
75
Rh
42
Re
Rodium
2 8 18 12 1
Rhenium
151,964
41
167,259
63
Nb Mo Tc
68
Eu
2 8 18 10 2
Er
Europium
40
Erbium
226,0254 (222)
Zr
86
2 8 18 9 2
Rn
39
Radon
(252)
Y
99
2 8 18 8 2
Es
38
Einsteinium
231,035880
2 8 18 8 1
88
Rb Sr
91
Ra
140,90765 (145)
5 37
Pa
Radium
83,8
Proaktinium
162,50
79,9
(262)
66
79,0
105
Dy
74,9
Db
Dysprosium
72,6
Dubnium
69,7
61
65,4
Pm
63,5
Prometium
58,7
(271)
58,9
110
55,8
Ds
54,9
Darmstadtium
52,0
(209)
59
50,9
84
Pr
47,9
Po
Praseodym
45,0
Polonium
(247)
40,1
132,9054519
96
39,1
55
Cm
36
Cs
Curium
Kr
Cesium
195,084
2 8 18 7
(244)
35
94
Br
Pu
2 8 18 6
Plutonium
34
140,116
Se
58
2 8 18 5
Ce
33
Cerium
2 8 18 4
78
32
Pt
2 8 18 3
Platina
(251)
31
98
Ga Ge As
Cf
30
106,42
Californium
29
190,23
46
Cu Zn
76
Pd
28
Os
Palladium
27
Osmium
79,904
Co Ni
10,811
35
26
5
Br
25
B
Brom
Mn Fe
Bor
92,90638 (259)
24
102
Cr
No
23
Nobelium
(264)
22
107
Ti
Bh
21
Bohrium
58,6934
Sc
41
20
28
Nb
Ca
Ni
Niob
9,01218 207,2
K
Nickel
82
4 19
4
Pb
39,9
Be
Bly
35,5
Beryllium
20,1797 (237)
32,1
93
31,0
10
Np
28,1
Ne
Neptunium
137,327 (247)
27,0
Neon
97
18
56
Bk
Ar
Ba
Berkelium
2 8 7
Barium
22,98976928 144,242
17
60
Cl
Nd
2 8 6
Neodym
(210)
16
85
S
At
2 8 5
Astat
95,94
15
11
P
Na
2 8 4
Natrium
14
74,9216
Si
33
2 8 3
As
13
Arsenik
Al
42
20,2
Mo
19,0
101
Molybden
16,0
Md
39,948
121,75
14,0
Mendelevium
18
12,0
51
Ar
54,938045
10,8
Sb
Argon
2 8
(258)
Antimon
(243)
10
(268)
95
Ne
109
Am
9
Mt
Americum
8
Meitnerium
24,3050
7
25
13
6
12
Mn
89
Al
5
Mg
Mangan
Ac
Aluminium
4,00
Magnesium
Aktinium
26,9815386
2
Atommassa/u
2
Atomnummer
He
Symbol
H
227,028
Grundämne
P1 E R I O D
Atommassa/u
18
Atomnummer
1
Symbol
GRUPP
Grundämne
07-02-14 08.43.50
GYMNASIE
Gymnasiekemi ger en utmärkt grund för dem som vill studera vidare på universitet och högskola. Målgruppen är elever på gymnasiet, komvux och basårsutbildningar. Serien omfattar
GYMNASIE
GYMNASIE
B
Lärarhandledningarna innehåller kommentarer till kapitlen, laborationer, demonstrationsexperiment och förlagor till overheadbilder.
www.liber.se
TULLBERG
Studiehandledningarna innehåller begreppskartor, information om vad kursplanen föreskriver, filmade demonstrationsexperiment, sammanfattningar av läroböckernas kapitel med pedagogiska animationer, länkar samt kunskapstester på kapitlen.
S VA H N
Studiehandledningarna Gymnasiekemi A och B on-line på www.liber.se/gymnasiekemi
SONESSON
Lärarhandledning till Gymnasiekemi A Lärarhandledning till Gymnasiekemi B
ANDERSSON
Läroböckerna innehåller all den teori som kursplanerna föreskriver, lösta exempel, utblickar (kemins koppling till samhället), vetenskapsnyheter, hänvisningar till elevhandledningarna på webben (se nedan) samt ett stort antal övningsuppgifter till varje kapitel. Texten och övningarna är nivåindelade.
fat, msul u i c ien. kal Span vs. a d r t s äs ip en sydv av g när a i ler t l t a o t des r s a g i d en r l en ek bi ing Jätt O, i da”, e kr o d H e a 2 2 2 G n · el kt Gran a st alri CaSO 44 ”La mält iner , s M n s a t . t ar as samt Grot berg av g lång k a r. s l e i b d an ub ta ägga vulk tteb duns ns v ä v a j a t t n, ro . ängd de i på g lång inst ppra tes 2 m i t s a a s l e en av är h vatt ller llen ista a r t k s ri och ta k törs s n De
GYMNASIE
Best. nr 47-01875-8 Tryck nr 47-01875-8-01
9
Andersson omslag NY.indd 1
789147 018758
ANDERSSON
SONESSON
S VA H N
TULLBERG
LIBER
08-02-22 10.59.31