9789147085682

KEMIBOKEN 1 är anpassad till Gy2011. Nytt är framför allt ett kapitel om kemins karaktär och arbetssätt samt ett kapitel om analytisk kemi. KEMIBOKEN 1 har i alla avseenden omarbetats för att passa en bredare målgrupp. Kemin är lättillgänglig, språket är vardagligt och berättande.

Boken innehåller följande kapitel: • Ämnen och reaktioner • Kemins karaktär och arbetssätt • Atomer och periodiska systemet • Kemiska bindningar • Organiska ämnen är kolföreningar • Kemiska beräkningar • Syror och baser • Termokemi – energi och kemi • Reduktion och Oxidation • Analytisk kemi

KEMIBOKEN

KEMIBOKEN

1

KEMIBOKEN

1

HANS BORÉN MANFRED BÖRNER MONIKA LARSSON BIRGITTA LINDH MAUD RAGNARSSON STEN-ÅKE SUNDKVIST

1

Boken kan användas på gymnasiet, komvux och naturvetenskapligt basår.

I serien ingår KEMIBOKEN 1 och KEMIBOKEN 2

Best.nr 47-08568-2 Tryck.nr 47-08568-2

Omslag.indd 1

11-05-10 09.18.18

INNEHÅLL 1. Ämnen och reaktioner 7 Vad är kemi? 8 Ämnen och partiklar 10 Rena ämnen och blandningar 23 Grundämnen och kemiska föreningar 29 Materiens indelning 31 Uppgifter 33

2. Kemins karaktär och arbetssätt 35 Vetenskap 36 Den naturvetenskapliga metoden 39

3. Atomer och periodiska systemet 47

4. Kemiska bindningar 79 Jonbindning 80 Kovalent bindning 92 Polär kovalent bindning 101 Vilka molekyler är dipoler? 105 Bindningar mellan molekyler 108 Bindningars styrka 112 Bindningar ger ämnen egenskaper 113 Löslighet beror på bindningar 118 Metallbindning 119 Uppgifter 124

5. Organiska ämnen är kolföreningar 125 Organiska föreningar innehåller kol 126 Råolja – det svarta guldet 127 Systematisering av organiska ämnen 128 Alkaner 129 Alkener är reaktiva 131 Arener – föreningar med bensenstruktur 133 Funktionella grupper 134 Alkoholer 134 Kolhydrater 137 Karboxylsyror 138 Estrar 139 Uppgifter 142

Atomteori 48 Periodiska systemet 63 Uppgifter 77

4

001-006 Framvagn.indd 4

11-05-10 09.46.38

6. Kemiska beräkningar 143 Vågen används för att räkna atomer 144 Olika partiklars massor 144 Massa, molmassa och substansmängd 148 Sammansättning av kemiska föreningar och lösningar 153 Koncentration i lösningar 158 Beräkningar i samband med kemiska reaktioner 166 Reaktionsformler beskriver förhållandena mellan substansmängderna 171 Gaser och gasblandningar 177 Uppgifter 186

7. Syror och baser 189 Syror 190 Baser – syrornas motsats 200 Mer om protolyser 203 Neutralisation – en protolysreaktion 212 Buffertlösningar stabiliserar pH-värdet 216 Uppgifter 219

9. Reduktion och Oxidation 241 Reaktioner med fullständig elektronövergång ger jonföreningar 242 Reaktioner med ofullständig elektronövergång 249 Spontana redoxreaktioner avger energi 256 Olika batterier 264 Bränslecellen omvandlar bränsle direkt till elektrisk energi 269 Elektrolyser kräver energi 271 Korrosion 275 Uppgifter 281

10. Analytisk kemi 283 Vad och hur mycket? 284 Reagens påvisar ett ämne 285 Analyser 286 Uppgifter 298

8. Termokemi – energi och kemi 221 Energi 223 Varför sker kemiska reaktioner? 235 Uppgifter 240

Laborationer 299 Svar till uppgifterna 317 Sakregister 328 5

001-006 Framvagn.indd 5

11-05-10 09.46.45

KAPITEL 1 ÄMNEN OCH REAKTIONER

1:19 Avgör om det sker en kemisk reaktion och förklara ditt svar. a) ett glas krossas, b) salt hälls i kokande vatten, c) is smälter, d) snöflingor bildas i luften, e) en sockerbit läggs i en kopp med varmt kaffe, f)

1:20 Hur skiljer sig grundämnen och kemiska föreningar ifrån varandra? Förklara svaret.

1:21 Är natriumklorid (vanligt salt) en homogen blandning av natrium och klor? Förklaring?

stearin smälts för att gjuta blockljus, g) kokande vatten rinner igenom kaffepulver i en kaffebryggare, h) järn rostar.

34

007-034 01.indd 34

11-05-10 09.54.18

2 KEMINS KARAKTÄR OCH ARBETSSÄTT

Foto av någon eller några som ”pillar”/tittar på en modern telefon/surfplatta/läsplatta.

För de flesta människor räcker det med att sådant som man använder på jobbet eller på fritiden fungerar. Det kan gälla så olika saker som en surfplatta dit man laddar ner de senaste nyheterna eller reningsverket som tar hand om avloppsvattnet. För att t.ex. förbättra eller ta fram nya pekskärmar eller miljömässigt bättre metoder för vattenrening krävs dock en djupare förståelse av hur verkligheten fungerar.

Tack vare att forskare inom olika vetenskaper har dokumenterat och spridit sina kunskaper, har andra kunnat ta del av dem. Andra forskare har sedan kunnat fördjupa och bredda kunskaperna, vilket har lett till utveckling av nya tekniker inom olika områden. Mycket av det som idag, av de flesta, anses som självklarheter var helt okänt för bara hundra år sedan.

35

035-046 02.indd 35

11-05-10 09.57.43

KAPITEL 2 KEMINS KARAKTÄR OCH ARBETSSÄTT

Vetenskap EX PERI MENT

1. Fyll en stor skål till hälften med vatten. Färga gärna vattnet med livsmedelsfärg. Sätt en propp i en stor tratt. Pressa ner tratten i vattnet.

Vad händer med vattnet? Ta därefter bort proppen och se vad som händer.

2. Ge eleverna en igentejpad ask med något/några föremål i (det kan vara skruvar, häftstift eller stenar). Ge dem samtidigt en mall för att skriva rapport. Uppgiften är att genom experiment dra slutsatser om vad som kan finnas i asken och att skriva en rapport. Eleverna hamnar i samma situation som forskare världen över. Forskarna kan inte se in i en atom men de har ändå kunnat skapa en teori om atomens uppbyggnad.

3. Hemlaboration: Tänd ett ljus. Se sidan 45.

Strävan att överleva eller att få ett bättre liv, har ihop med nyfikenhet, gett människan behovet att undersöka, förstå, förklara eller påverka omvärlden. Redan i slutet på 1500-talet insåg den engelske filosofen Francis Bacon att vetenskap kan ge människan makten att förändra naturen genom att lyda den. Han ansåg att man behöver lära känna naturen för att kunna dra nytta av den. Han menade också att det behövs tillförlitliga metoder för att uppnå säker kunskap om naturen.

Francis Bacon gav år 1605 ut en skrift ”The Advancement of Learning” där han skrev: ”Forskningsresultat måste ordnas och spridas genom akademier och tidskrifter, så att inte alla gör samma misstag igen.”

Vetenskap är organiserad kunskap som under lång tid har samlats av forskare över hela världen. Forskning pågår fortfarande och slutar kanske aldrig. Tack vare att forskare inom olika vetenskaper har dokumenterat och spridit sin kunskap, har andra kunnat ta del av den och sedan fördjupat och breddat kunskaperna. Mycket av det som idag, av de flesta, anses som självklarheter var helt okänt för bara hundra år sedan.

Naturvetenskap Det finns olika vetenskapliga områden. Samhällsvetenskapen undersöker samhället. Humaniora är vetenskapen som undersöker människan som kulturell varelse. Naturvetenskapen studerar naturen, män36

035-046 02.indd 36

11-05-10 09.57.46

KAPITEL 2 KEMINS KARAKTÄR OCH ARBETSSÄTT

niskans fysiska miljö och även människan själv som biologisk varelse bland alla andra.

Syftet med naturvetenskap är att öka kunskapen om vår miljö. För naturvetare innebär begreppet ”miljö” hela den verklighet människan lever i. Det innebär att också människan själv och den omgivning som hon har skapat åt sig, är en del av miljön.

Kemi är en gren av naturvetenskapen. Den ska öka kunskapen om enskilda ämnen och om sambanden mellan ämnens uppbyggnad, egenskaper och deras kemiska reaktioner. Kemiska kunskaper krävs t.ex. för att kunna producera ämnen som behövs och för att förstå varför olika material har de egenskaper som de har. Kemikunskaper är också en förutsättning för att förstå och kunna förutse hur olika ämnen reagerar med varandra och påverkar levande organismer.

Kemi ger kunskap om ämnenas egenskaper, uppbyggnad och reaktioner.

Kunskap om verkligheten Man brukar säga att smakupplevelser är subjektiva. Några tycker att lakrits smakar gott, andra avskyr lakrits. Genom att smaka på många olika sorters mat ökar man sin erfarenhet av mat. Den kunskap man då får är ett exempel på subjektiv kunskap. Det betyder att kunskapen gäller för den personen men inte nödvändigtvis behöver gälla för andra.

Motsatsen till subjektiv är objektiv. En objektiv kunskap beskriver hur något verkligen är. Inom naturvetenskapen försöker man uppnå objektiva sanningar och utgår från att det finns en verklighet bakom dem. Man utgår också från att verkligheten är densamma för oss alla och att det går att uppnå kunskap om denna verklighet.

Våra sinnen kan bara ta reda på hur verkligheten verkar vara, inte hur den är. Denna osäkerhet gör att naturvetenskaplig kunskap inte formuleras som absoluta sanningar, utan som teorier och modeller.

Objektiv kunskap är kunskap om hur något verkligen är.

Modeller För att underlätta förklaringar och för att visa sammanhang används ofta modeller. En vetenskaplig modell beskriver och förklarar en komplicerad företeelse eller ett skeende. Det är inte en kopia av verkligheten, även om molekylmodeller och liknande ibland används för att göra förklaringar åskådliga. En vetenskaplig modell beskriver på ett förenklat, men i någon mening felaktigt, sätt företeelsen. Beroende på vad som ska förklaras, och i vilket sammanhang det sker, används förklaringsmodeller som är olika avancerade.

Beroende på vad som ska förklaras fungerar ofta en enkel molekylmodell bra.

37

035-046 02.indd 37

11-05-10 09.57.46

KAPITEL 2 KEMINS KARAKTÄR OCH ARBETSSÄTT

Som jämförelse kan man tänka sig en modell av ett flygplan. För att förklara för någon vad ett flygplan är, eller vilken typ av flygplan det är, kan en liten leksaksmodell fungera bra.

Vid utbildning av kabinpersonal och piloter används också modeller. Då måste modellerna vara mer avancerade, eftersom kunskapen behöver vara djupare och också ge information om delar inne i flygplanet.

För de ingenjörer som ska tillverka ett flygplan, räcker inte heller de modeller som används vid utbildningen av piloter. Då används i stället ett stort antal ritningar och texter, som tillsammans blir en modell av flygplanet. Varje modell har sina för- och nackdelar. Att använda ingenjörens ritningar för att förklara vilken typ av flygplan man åkt med, underlättar troligtvis inte förståelsen. På samma sätt används olika vetenskapliga förklaringsmodeller i olika situationer.

För att t.ex. förklara hur en atom är uppbyggd används starkt förenklade modeller i grundskolan. På gymnasiet används något mer detaljerade modeller. Vid kemistudier på universitet och högskolor kan man få möta förfinade modeller som bara kan uttryckas i form av matematiska samband.

De teoretiska modeller som förklarar hur materien är uppbyggd görs utifrån experiment och matematiska beräkningar. Modellerna förändras och förfinas efter hand som ny kunskap växer fram. En sådan modell kan beskriva var elektronerna finns i en atom eller hur elektroner får atomerna att bindas till varandra i en molekyl.

– + – + + – + – – + – + + – + – – + – +

Cl–

Na+

Cl–

kloridjon

–

–

– + – + –

natriumjon

Med teckningar och tredimensionella modeller kan man lyfta fram och förenkla vissa delar av en teoretisk modell. Teckningarna ovan visar hur två olika modeller, på olika sätt, beskriver hur ämnet natriumklorid, koksalt, är uppbyggt. Den vänstra modellen visar tydligast att varje natriumjon är omgiven av sex kloridjoner och vice versa. Den högra modellen visar tydligast att jonerna sitter tätt ihop och att kloridjoner är större än natriumjoner. Ingen av modellerna visar jonernas verkliga storlek.

38

035-046 02.indd 38

11-05-10 09.57.46

KAPITEL 2 KEMINS KARAKTÄR OCH ARBETSSÄTT

Den naturvetenskapliga metoden Hypotes Ny eller förändrad kunskap inom naturvetenskapen uppkommer genom en process. Utifrån iakttagelser, egna experiment eller efter studier av vad andra har kommit fram till, formuleras en hypotes. Den är ett antagande, ett förslag till förklaring till hur något verkligen är. Hypotesen ska formuleras på ett sådant sätt att det är möjligt att motbevisa den, om den inte är sann.

Ett exempel på ett påstående som är möjligt att motbevisa är ”alla ekorrar är bruna”. Påståendet kan motbevisas genom att visa upp en ekorre som inte är brun.

Påståendet ”det finns spöken med sådana egenskaper att de inte går att upptäcka” kan inte motbevisas. Påståendet är alltså inte vetenskapligt.

Att ett påstående inte är vetenskapligt säger i sig ingenting om ifall påståendet är sant eller inte.

I samband med marknadsföring av olika produkter används påståenden som ger sken av att vara vetenskapliga utan att vara det. Ofta motiveras sådana påståenden med exempel på vad människor har upplevt. Ett eller flera exempel som stämmer med påståendet säger dock ingenting om hur många exempel det finns på motsatsen. I icke vetenskapliga sammanhang utelämnas som regel erfarenheter och exempel som inte styrker påståendet.

Påståendet att alla ekorrar är bruna kan motbevisas. Det räcker att visa upp en enda vit ekorre.

39

035-046 02.indd 39

11-05-10 09.57.46

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

EX PERI MENT

1. Lägg några få nubb av järn eller koppar i en plastburk eller en blixtlåspåse. Lägg många nubb av samma sort i en annan burk eller påse.

Diskutera sambandet mellan antalet nubb och den totala massan.

Det går lika bra med gula ärtor, makaroner eller liknande.

2. Visa tre serier med provrör som innehåller exempelvis a) lika stora massor av kol, svavel, koppar, järn, vatten, natriumklorid, kalciumkarbonat och sackaros b) lika stora volymer av samma ämnen c) lika stora substansmängder av samma ämnen.

Vågen används för att räkna atomer Hur många atomer finns i en bit kopparplåt? En kopparatom syns inte, den är för liten. Men en bit kopparplåt syns. När man vill räkna atomerna i plåtbiten använder man därför en våg. Hur mycket en enda kopparatom väger kan man avläsa ur det periodiska systemet. För att beräkna antalet atomer i kopparplåten behöver man sedan bara dividera kopparplåtens massa med en kopparatoms massa.

Olika partiklars massor Universella atommassenheten, unit

1 av 12C-isotopens massa 1 u = ___ 12 –27 1 u = 1,66 · 10 kg

När man jämför enstaka atomers massor är det opraktiskt att använda enheten kilogram eftersom en atom väger så lite. Istället används enheten 1 unit (universella atommassenheten). Förkortat skrivs den 1 u. Den minsta atomens, 1H, massa är ungefär 1 u. Grundämne nummer två är helium. En heliumatom har ungefär fyra gånger så stor massa som en väteatom, dvs. massan 4 u. En kolatom har tolv gånger så stor massa som en väteatom, alltså massan 12 u.

Definitionen av enheten 1 u utgår från en atom av den vanligaste kolisotopen 12C. Massan av en 12C-atom är exakt 12 u. De övriga atomernas massor jämförs med denna massa. Uttryckt i enheten kilogram är 1 u = 1,66 · 10–27 kg.

144

143-188 06.indd 144

11-05-10 10.32.54

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

På analysvågen vägs små mängder med stor noggrannhet. Det gör det möjligt att räkna ut hur många partiklar man har av ämnet.

Vågar finns i olika utföranden. På fruktmarknaden används en balansvåg för att ta reda på hur mycket frukt kunden köper. Om alla äpplen hade samma massa, skulle ett visst antal äpplen alltid ha samma massa.

Tre elementarpartiklar i materia ELEMENTARPARTIKEL

MASSA/u

MASSA/kg

protonen

1,0073

1,673 ∙ 10–27

neutronen

1,0087

1,675 ∙ 10–27

elektronen

0,000549

9,109 ∙ 10–31

Storhet, mätetal och enhet Atommassa är en storhet. Exempel på andra storheter är massa, volym och spänning. En storhet har alltid både ett mätetal och en enhet. En chokladkaka har t.ex. massan 25 g, en vanlig mjölkförpackning har volymen 1 dm3 eller spänningen i vägguttagen är 240 V. Mätetalet är ofta ett avrundat värde och dess noggrannhet bestäms då av hur noggrant det har kunnat mätas eller beräknas.

145

143-188 06.indd 145

11-05-10 10.32.54

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Enheten är viktig för att informera om det är ett litet eller ett stort avstånd som mäts. Den ger också information om noggrannheten. 1005 mm är mer exakt än 1 m.

Massan är 25 gram m = 25 g

En storhet beskrivs med mätetal och enhet.

storhet

mätetal enhet

Atommassan är medelvärdet av isotopernas massor

Atommassan är medelvärdet av isotopernas atommassor.

I periodiska systemet anges atommassan för varje grundämne. Den är ett medelvärde av massorna för atomerna i den isotopblandning som förekommer naturligt i grundämnet.

Naturligt kol består till 98,93 % av 12C-isotopen och 1,07 % av isotopen 13C. Därför kommer medelvärdet för kolatomernas massor att vara lite mer än 12 u. 13C har massan 13,0034 u.

Medelvärdet av kolisotopernas massor, som kallas atommassa, är då 0,9893 · 12 u* + 0,0107 · 13,0034 u = 12,0111 u.

Atommassan för kol är alltså 12,0111 u, vilket i tabeller brukar avrundas till 12,01 u. Anledningen till att 14C inte tagits med i beräkningen är att det finns så ytterst lite av den isotopen, mindre än 0,01 %.

Formelmassa och formelenhet Det lättaste grundämnet är väte, H, som har atommassan 1,01 u.

En syreatom väger 16,00 u. Utifrån det kan massan för en vattenmolekyl, H2O, beräknas genom att addera de ingående atomernas massor: 1,01 u ∙ 2 + 16,00 u = 18,02 u. Det är vattnets formelmassa. *eftersom den är exakt 12 u

146

143-188 06.indd 146

11-05-10 10.32.59

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Ett ämnes formelmassa beräknas alltså genom att addera atommassorna för alla de atomer som ingår i ämnets formel. En formelenhet består av de atomer som ingår i ämnets formel och beskriver ämnets sammansättning.

Vattnets formelmassa kan även kallas molekylmassa, eftersom vatten består av molekyler. Begreppet molekylmassa kan endast användas för molekylföreningar, medan formelmassa kan användas för alla typer av ämnen.

Molekylmassan är summan av massorna för de atomer som ingår i en molekyl av ämnet.

Formelmassan är summan av massorna för de atomer som ingår i ämnets formel.

En formelenhet består av det antal atomer som ingår i ämnets formel.

H H

H O

O H

O

H

H

H

H O

O

H

H O

H

O H

H

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

Na+

Cl–

H

Den röda ringen markerar en formelenhet av respektive ämne.

Elektronens massa är mycket liten i jämförelse med massan av protoner och neutroner. Elektronens massa är mindre än en tusendel av protonens massa. Därför försummas alltid massan av de elektroner som avgivits eller tagits upp när joner reagerar, när formelmassan för jonföreningar beräknas. Elementarpartiklarnas massor anges i tabellen på sidan 145.

BERÄKNING AV NÅGRA ÄMNENS FORMELMASSOR

ozon O3

16,00 u · 3 = 48,00 u

natriumklorid NaCl

22,99 u + 35,45 u = 58,34 u

kvävedioxid NO2

14,01 u + 16,00 u · 2 = 46,01 u

dikopparoxid Cu2O

63,55 u · 2 + 16,00 u = 143,1 u

vatten H2O

1,01 u · 2 + 16,00 u = 18,02 u

metan CH4

(12,01 + 1,01 · 4) u = 16,05 u

etanol C2H5OH

(12,01 · 2 + 1,01 · 5 + 16,00 + 1,01) u = 46,08 u

vattenfritt kopparsulfat CuSO4

63,55 u + 32,06 u + 16,00 u · 4 = 159,6 u

*

159,6 u + 18,02 u · 5 = 249,7 u

*

63,55 u + 35,45 u · 2 + 18,02 u · 2 = 170,49 u

kristalliserat kopparsulfat CuSO4 · 5 H2O kristalliserad kopparklorid CuCl2 · 2 H2O *

I vissa jonföreningar binds vattenmolekyler till jonerna i kristallen. Dessa molekyler kallas för kristallvatten. Antalet vattenmolekyler varierar mellan olika jonföreningar.

I t.ex. kopparsulfatkristallen finns det fem vattenmolekyler per formelenhet CuSO4.

147

143-188 06.indd 147

11-05-10 10.33.04

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Massa, molmassa och substansmängd Substansmängden 1 mol När man utför experiment vägs ofta de ämnen som ska reagera. Eftersom t.ex. kolets atommassa bara är ca 2 ∙ 10-23g finns det oerhört många atomer i ett gram kol.

I varje provrör finns substansmängden 1 mol. De olika ämnena är svavel, natriumklorid, koppar, vatten och kol.

Det är lika många formelenheter i varje provrör. De har olika massor eftersom de har olika formelmassor.

I ett experiment behövs det lika många järnatomer som svavelatomer för en reaktion. Man måste då kunna beräkna massan av ett visst antal järnatomer och massan av samma antal svavelatomer. Beräkningen börjar med att man jämför ämnenas atommassor. Atommassan för järn är 55,8 u och atommassan för svavel 32,1 u. En järnatom väger alltså nästan dubbelt så mycket som en svavelatom. Om det i den kemiska reaktionen går en järnatom på varje svavelatom så reagerar alltså 55,8 g järn med 32,1 g svavel.

Idag vet man att det finns 6,022 ∙ 1023 väteatomer i 1,01 g väte. Det finns lika många järnatomer i 55,8 g järn och lika många svavelatomer i 32,1 g svavel. Man säger att de är lika stor substansmängd.

Substansmängd är en viktig storhet inom kemi. Substansmängd betecknas med n och har enheten 1 mol. 1 mol av ett ämne är den substansmängd som innehåller 6,022 ∙ 1023 formelenheter av ämnet.

6,022 ∙ 1023 mol är Avogadros konstant. Ordet mol kommer från ett latinskt ord som betyder ”väldig hop”.

148

143-188 06.indd 148

11-05-10 10.33.04

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Molmassa – massan av 1 mol 12

Definitionen av enheten 1 u utgår från att en atom av kolisotopen C har massan exakt 12 u och definitionen av 1 mol är den mängd 12C-atomer som har massan 12 g.

Kols atommassa är 12,01 u och 1 mol kolatomer väger 12,01 g. För alla grundämnen gäller att det mätetal som anger atommassan i enheten u, även gäller för massan av en mol. Substansmängden 1 mol är med andra ord väldigt praktisk, eftersom det går lätt att ”översätta” atommassan för ett ämne till massan av en mol av ämnet. Massan av en mol kallas ämnets molmassa. Varje ämne har sin egen karaktäristiska molmassa. Det är en storhet som betecknas med M och har enheten 1 g/mol eller 1 g ∙ mol-1. Molmassan är kvoten av massan och substansmängden.

För att ta reda på ett ämnes molmassa används en tabell eller uppgifterna om mätetalen för atommassor i periodiska systemet. Mätetalet för atommassa, med enheten 1 u, används också som mätetalet för molmassa med enheten 1 g/mol.

Ett ämnes molmassa är massan av en mol av ämnet. Enhet: 1 g/mol.

Formelmassor och molmassor för några ämnen ÄMNE

FORMEL

FORMELMASSA

MOLMASSA

kol

C

12,01 u

12,01 g/mol

syre

O2

32,0 u

32,0 g/mol

koldioxid

CO2

44,0 u

44,0 g/mol

kvävedioxid

NO2

46,0 u

46,0 g/mol

metan

CH4

16,05 u

16,05 g/mol 46,08 g/mol

etanol

C2H5OH

46,08 u

natriumklorid

NaCl

58,5 u

58,5 g/mol

kristalliserat kopparsulfat

CuSO4·5 H2O

249,7 u

249,7 g/mol

Om 1 mol kol väger ca 12 g, väger 2 mol kol dubbelt så mycket, alltså 24 g. Substansmängden 3 mol kol väger 3 mol ∙ 12 g/mol = 36 g.

Om man vet hur stor substansmängd som behövs av ett ämne och hur stor ämnets molmassa är, kan man beräkna vilken massa av ämnet som behövs. Därefter kan ämnet vägas upp.

Mellan massan (m), substansmängden (n) och molmassan (M) gäller följande samband: m=M∙n

__ M= m n

m n = ___ M

149

143-188 06.indd 149

11-05-10 10.33.05

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Beräkningar i samband med kemiska reaktioner Formler beskriver kemiska reaktioner

Reaktanter – ämnen som reagerar Produkter – ämnen som bildas

För att veta hur mycket som ska vägas upp av olika ämnen inför ett experiment måste man utgå ifrån den reaktionsformel som gäller för experimentet. De ämnen som reagerar med varandra kallas reaktanter och de ämnen som bildas kallas produkter. Kemister har utvecklat ett formelspråk för att beskriva både enskilda ämnen och reaktioner mellan olika ämnen. Det här ”språket” används i hela världen.

En reaktionsformel visar • vilka ämnen som reagerar med varandra (reaktanterna) • vilka nya ämnen som bildas (produkterna) • vilka proportioner som behövs av de olika reaktanterna och som bildas av de olika produkterna - substansmängdförhållandena • aggregationstillstånden för reaktanter och produkter

Kemiska formler skrivs lika över hela världen.

Formlerna ger samma information i en rysk kemibok som i en på svenska.

166

143-188 06.indd 166

11-05-10 10.33.10

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Ett exempel på en reaktion är:

natrium + klor → natriumklorid 2 Na(s) + Cl2 (g) → 2 NaCl(s) reaktanter

→

produkt

En reaktionsformel ger mycket information Natrium reagerar med klor enligt följande reaktionsformel.

2 Na(s) + Cl 2 (g) → 2 NaCl(s)

Den information denna reaktionsformel ger är: • Natrium i fast form reagerar med klor i gasform så att det bildas natriumklorid i fast form.

• Natrium och klor består båda bara av en sorts atomer, dvs. båda ämnena är grundämnen, medan natriumklorid är en kemisk förening.

• Vid reaktionen reagerar två natriumatomer med en klorgasmolekyl till två formelenheter natriumklorid. NaCl är en formelenhet natriumklorid, som består av en natriumjon och en kloridjon.

Att skriva korrekta reaktionsformler och att tolka reaktionsformler är en förutsättning för att kunna utföra kemiska beräkningar.

Det frigörs mycket energi när en bit natrium reagerar med klorgasen som finns i E-kolven. Värmeutvecklingen gör att natriumklorid bildas i gasform. Den kyls snabbt ned och en vit rök av små fasta natriumkloridkristaller bildas på kolvens insida.

167

143-188 06.indd 167

11-05-10 10.33.12

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Metod för att skriva reaktionsformler När reaktionsformler skrivs ska alltid följande frågor besvaras: Vilka ämnen reagerar och vilka produkter bildas?

1 2 Vilka är ämnenas formler?

3 Är reaktionsformeln balanserad?

4 Vilket aggregationstillstånd har varje ämne?

Arbetsgången för att skriva en korrekt reaktionsformel är att i tur och ordning besvara de fyra frågorna. För exemplet när natrium reagerar med klor till natriumklorid gäller då

1 Natrium och klor reagerar till natriumklorid. Reaktanterna i exemplet är natrium och klor. Till höger om pilen står reaktionsprodukterna. I detta fall har vi bara en reaktionsprodukt, natriumklorid. Detta skrivs natrium + klor → natriumklorid

2 Reaktanternas formler är Na för natrium och Cl

2 för klor, som består av tvåatomiga molekyler. Reaktionsproduktens minsta enhet, formelenheten, är NaCl.

Na + Cl 2

↛ NaCl

Symbolen ↛ betyder att reaktionsformeln inte är balanserad.

3 Vid kemiska reaktioner försvinner eller nybildas inga atomer. Därför ska reaktionsformeln balanseras, så att det finns lika många atomer av varje grundämne till vänster och till höger om pilen. Ämnenas formler får inte ändras eftersom de då inte korrekt beskriver deras sammansättning. Varje ämnes formel är ju likvärdig med en formelenhet och kan läggas i en tänkt låda.

Na

+

Cl2

↛

NaCl

Innehållet i varje låda får inte ändras eftersom det beskriver ämnet.

Det är istället antalet tänkta lådor av varje ämne som måste stämma.

Det totala innehållet i lådorna till vänster om pilen ska kunna tömmas och bilda rätt antal lådor med innehållet på den högra sidan.

168

143-188 06.indd 168

11-05-10 10.33.17

KAPITEL 6 KEMISKA BERÄKNINGAR

Första frågan blir: Hur många lådor med NaCl kan det bildas av en låda med Cl2? Det bildas två lådor, eftersom det bara finns en kloratom i varje låda. Talet 2 skrivs framför lådan med NaCl. Na

+

Cl2

↛2

NaCl

Nästa fråga blir: Hur många lådor med Na behövs det för att två lådor med NaCl ska kunna bildas? Det behövs 2 lådor.

2 Na

+

Cl2

↛2

NaCl

Balanseringen av den här reaktionsformeln görs alltså i två steg.

Eftersom det finns två kloratomer i en klormolekyl, räcker de till att bilda två formelenheter natriumklorid. Talet 2 skrivs framför formeln NaCl. Na + Cl 2

↛ 2 NaCl

Det behövs 2 natriumatomer till vänster också och talet 2 måste skrivas framför Na på den vänstra sidan: 2 Na + Cl 2

↛ 2 NaCl

Kontrollen visar nu att det finns lika många atomer av varje slag till vänster och till höger om pilen. Reaktionsformeln är nu balanserad.

Symbolen för en ofullständig eller obalanserad reaktionsformel (↛ ) ersätts med symbolen för en balanserad reaktionsformel (→).

2 Na + Cl 2 → 2 NaCl

Talen framför ämnenas formler kallas koefficienter och anger alltså proportionerna av de partiklar som ingår i reaktionsformeln.

En reaktionsformel balanseras med koefficienter.

4 Aggregationstillståndet för varje ämne visas med symbolerna (g) för

gasform, (l) för flytande (liquidus), (s) för fast (solidus). Symbolen (aq) betyder vattenlösning. Symbolen aq står för aqua, det latinska ordet för vatten. Reaktionsformeln är klar.

2 Na(s) + Cl 2 (g) → 2 NaCl(s)

169

143-188 06.indd 169

11-05-10 10.33.17

KAPITEL 9 REDUKTION OCH OXIDATION

9:16 Balansera följande reaktionsformler.

↛ Mn + H ↛ Cr

a) MnO4– + Fe2+ + H+

2+

+ Fe3+ + H2O

b) Cr2O72– + Fe2+

3+

+ Fe3+ + H2O

+

9:17 Silver löses i salpetersyra. Balansera och komplettera följande ofullständiga reaktionsformler.

Ag + NO3–

↛ Ag

+

+ NO

9:18 Ange för Daniells element a) positiv pol, b) negativ pol, c) elektrodreaktion vid den positiva polen, d) elektrodreaktion vid den negativa polen, e) reaktionsformel för den strömdrivande reaktionen.

9:19 Man konstruerar galvaniska element med två olika metaller. Som elektrolyt i vardera halvcellen används nitratlösningar av samma metall som elektroden, koncentrationen är 1 mol/dm3. a) Vilken metall är positiv pol i en cell där polerna består av 1) koppar och silver, 2) tenn och zink, 3) koppar och järn? b) Skriv cellscheman för de galvaniska element som bildas. c) Beräkna den elektromotoriska spänningen för var och en av cellerna.

282

241-282 09.indd 282

11-05-10 10.56.50

10 ANALYTISK KEMI

Allt runt omkring oss, och vi själva, består av olika ämnen och material. För att förstå varför olika material har olika egenskaper, och varför de reagerar med varandra på det sätt de gör, behöver vi kunskap om vad de består av. De flesta material är sammansatta av många olika ämnen och människokroppen består av tusentals olika ämnen. För att kroppen ska fungera bra behöver de olika ämnena finnas i rätt proportioner. På laboratorier på sjukhusen utförs t.ex. olika kemiska analyser för att läkare ska kunna ställa rätt diagnos på sina patienter.

283

283-298 10.indd 283

11-05-10 12.05.10

KAPITEL 10 ANALYTISK KEMI

EX PERI MENT

1. För ner en glödande trästicka i en kolv med syrgas. Vad händer? Diskutera.

2. Ta tre petri-skålar eller en platta med 12 eller 24 brunnar. Häll i lösningar av natriumklorid, natriumsulfat respektive natriumnitrat. Ställ skålarna på en OH-projektor. Tillsätt ett par droppar 0,1 mol/dm3 bariumnitratlösning till vardera skålen.

3. Gör en prick med färgpenna på ett filtrerpapper. Droppa lösningsmedel på eller intill pricken, upprepa med jämna mellanrum. Prova olika pennor och lösningsmedel.

4. Upprepa experiment 3 men gör en egen ”provblandning” genom att sätta prickar med olika färg på varandra. Diskutera iakttagelserna.

Vad och hur mycket?

Hur mycket väger de röda äpplena i den här mosaiken? För att kunna svara på det, behöver först äpplena delas upp efter färg. Sedan kan man väga dem som är röda. Kemiska analyser sker ofta på motsvarande sätt.

Först separeras ämnena, för att sedan undersökas var för sig.

Kvalitativ analys innebär att ta reda på vad ett prov innehåller.

Kvantitativ analys innebär att ta reda på hur mycket som finns av ett visst ämne.

När man analyserar något innebär det i många sammanhang att det som analyseras delas upp i mindre delar. Ordet analys kommer från grekiskan och betyder uppdelning. När de enskilda delarna undersöks kan man fastställa vad de innehåller och hur mycket de innehåller av olika beståndsdelar. Med den kunskapen kan man sedan bättre förstå och förklara helheten. Det kan gälla så skilda saker som att analysera ett blodprov för att kunna ställa en diagnos på en patient, att analysera rökgaser från en industri eller att ta reda på vilka grundämnen avlägsna gasmoln i universum består av.

Undersökningar inom kemi som innebär att ta reda på vilka ämnen ett prov innehåller kallas kvalitativ analys. Kvalitativ betyder i de här sammanhangen alltså inte vilken kvalitet proven har, i betydelsen hur bra de är, utan istället vad de består av. Exempel på enkla kvalitativa analyser är användning av reagens som beskrivs nedan.

För att ta reda på hur mycket som finns av ett visst ämne i ett prov används kvantitativ analys. Kvantitativa analyser kan kräva avancerad utrustning och göras med extremt hög noggrannhet. Men även en enkel vägning av ett prov, som sedan används för att beräkna substansmängden av ämnet, kan ses som en kvantitativ analys.

Exempel på analyser som tagits upp tidigare i boken är pH-bestämningar. Syra-bastitrering är en kvantitativ analys där koncentrationen av oxoniumjoner och hydroxidjoner bestäms.

284

283-298 10.indd 284

11-05-10 12.05.12

KAPITEL 10 ANALYTISK KEMI

Reagens påvisar ett ämne Ett reagens är ett ämne eller en metod som används för att undersöka om ett visst annat ämne eller vissa joner finns närvarande.

Om en glödande trästicka förs ner i en kolv med syrgas flammar stickan upp. Den andel syrgas (21 %) som finns i luften räcker inte för att stickan ska brinna. Om koncentrationen av syrgas är högre brinner stickan lättare. Att använda en glödande trästicka för att undersöka en gas, är en metod för att ta reda på om gasen innehåller hög halt av syre. Metoden är ett reagens på syrgas. Att påvisa ett ämne med hjälp av reagens är en form av kvalitativ kemisk analys.

Koldioxid kan också påvisas med reagens. Om koldioxid leds ner i en lösning av kalciumhydroxid, kalkvatten, blir lösningen grumlig av svårlösligt kalciumkarbonat. Grumling av kalkvatten är alltså ett reagens på koldioxid.

För att påvisa sulfatjoner används bariumjoner. Bariumnitrat är lättlösligt, men om bariumnitratlösning blandas med en lösning som innehåller sulfatjoner bildas en vit fällning av svårlösligt bariumsulfat.

Bariumjoner är alltså reagens på sulfatjoner. På samma sätt är silverjoner reagens på kloridjoner. De flesta klorider är lättlösliga, men inte silverklorid som är mycket svårlöslig.

Genom kunskaper i kemins olika områden och användandet av uppgifter i tabeller och annan litteratur, kan olika reaktioner användas för att utforma kemiska analyser.

Reagens är ett ämne eller en metod som används för att påvisa förekomsten av ett visst annat ämne.

Några vanliga reagens ÄMNE/PARTIKLAR

REAGENS

RESULTAT

syre

glödande sticka

stickan börjar brinna

koldioxid

kalkvatten

kalkvattnet blir grumligt

sulfatjoner

bariumnitratlösning

det bildas en vit fällning

kloridjoner

silvernitratlösning

det bildas en vit fällning

basisk lösning

BTB

lösningen färgas blå

sur lösning

BTB

lösningen färgas gul

285

283-298 10.indd 285

11-05-10 12.05.14

KAPITEL 10 ANALYTISK KEMI

Analyser Val av analysmetod

detektera = påvisa eller upptäcka

Analysmetoder kan som tidigare nämnts vara mycket enkla och ge snabba svar, eller avancerade och kräva beräkningar och bearbetning vid tolkning av resultaten.

För många analyser finns det flera möjliga metoder att komma fram till svaret. Det gäller att välja lämplig analysmetod utifrån vilka frågor som ska besvaras och hur noggranna svar man behöver. Vid processer inom t.ex. läkemedelstillverkning kan det vara livsavgörande, både för patienter och för företag, att man i alla steg har noggrann kontroll på sammansättningen av produkten. Då används avancerade metoder och apparater som kan vara både dyra och tidskrävande. De flesta kemiska analyser sker genom att man först separerar ämnen i en blandning, för att sedan med hjälp av reagens eller elektroniska detektorer på olika sätt påvisa de olika ämnena.

Dricksvatten analyseras För kontroll av dricksvatten kan prover skickas till olika laboratorier. Både kommunala vattenverk och privatpersoner kan beställa undersökningar av vattenprover.

Testresultaten sammanställs i olika protokoll som skickas till kunden.

Bilden visar en rapport från ALcontrol Laboratories.

I Sverige har vi gott om naturligt rent vatten året om. Det beror bl.a. på vårt klimat, geografiska läge och att vi lyckats undvika att förorena marken som vattnet rinner genom. Mycket av det vattenledningsvatten som kommer från de kommunala vattenverken har renats ytterligare genom att det filtrerats genom naturliga sandbäddar eller filter med sand och kol. Viss kemisk rening förekommer också.

För att vattenverken ska få distribuera vattnet som dricksvatten måste de regelbundet analysera vattnet, både när det gäller kemisk renhet och biologisk renhet, dvs. förekomst av bakterier och parasiter. Om analyserna av ett prov visar att halterna av ämnen ligger under gränsvärdena, klassas vattnet som tjänligt och får släppas ut i vattenledningarna. Gränsvärdena fastställs av Livsmedelsverket.

Om man tar sitt dricksvatten från en egen brunn bör man regelbundet kontrollera vattnets kvalitet.

286

283-298 10.indd 286

11-05-10 12.05.14

KAPITEL 10 ANALYTISK KEMI

Socialstyrelsen har utfärdat allmänna råd om vilka egenskaper som ska undersökas, vilka ämnen och joner som ska analyseras och om gränsvärden.

Ett sätt att analysera vatten är att använda teststickor. På en teststicka finns ett reagens för ett visst ämne eller en viss sorts joner. Reagensets färg jämförs sedan med en färgskala. Dock finns det inte sådana reagensstickor för alla ämnen som är aktuella att kontrollera i dricksvatten. Stickorna har inte heller tillräcklig känslighet för att mäta så låga halter av metalljoner eller andra ämnen som normalt finns i dricksvatten.

Istället för att analysera vattnet på egen hand, bör den som har egen brunn då och då skicka vattenprover till ett analyslaboratiorium. Det finns flera olika företag som till en rimlig kostnad utför ett stort antal tester på ett standardiserat sätt.

Särskilt rekommenderas att man kontrollerar halten fluoridjoner i vatten. Eftersom fluor är mycket reaktivt förekommer det som fluoridjoner i vatten. Vid måttliga halter, mellan 0,8 och 1,2 mg/l, har fluoridjoner en kariesförebyggande effekt. Så låga halter anses inte heller vara skadliga. Vid halter över 1,3 mg/l bedöms risken att fluorid ska ge fläckar på tändernas emalj tillräckligt stor för att vattnet inte ska anses ha god kvalitet. Vid högre halter finns risk för skador på benvävnaden.

Barn är särskilt känsliga för höga halter av fluoridjoner.

Vatten som används av enskilda hushåll måste inte kontrolleras, men med tanke på barns känslighet rekommenderas att vattnet analyseras regelbundet.

287

283-298 10.indd 287

11-05-10 12.05.14

KAPITEL 10 ANALYTISK KEMI

Tandkräm och munvatten innehåller fluoridjoner för att stärka tändernas emalj. Även kranvatten som innehåller fluoridjoner har den effekten.

Kromatografi – en separationsmetod Kromatografi – separation genom olika bindningsstyrka

Rörlig fas – flytande eller gasformigt ämne som provet löses i Stationär fas – ett ämne i fast eller flytande form som den rörliga fasen får passera genom

chroma (grek.) = färg

Fraktioner är delar av det som analyseras.

Vid koncentrationsbestämning av fluoridjoner används en analysmetod som kallas kromatografi.

Olika molekyler och joner har olika polaritet och laddning. Det gör att bindningarna mellan dem blir olika starka. Skillnader i bindningars styrka kan användas för att separera ämnen som finns i en blandning.

Gemensamt för alla kromatografiska metoder är att en fas är rörlig och en fas är stationär, stillastående. Vid kromatografi får en blandning av ämnen, upplösta i en vätska eller i en gas, passera ett stillastående ämne. Ämnena som ska separeras binds olika starkt till det stillastående ämnet, därför kommer de att röra sig olika fort. Det stillastående ämnet kallas för stationär fas och det som passerar kallas för rörlig fas.

Den stationära fasen kan bestå av magnesiumoxid eller kiseldioxid.

Den rörliga fasen kan, liksom den stationära fasen, varieras och vara allt från opolär till kraftigt polär. Man försöker optimera kombinationen av den rörliga fasen och den stationära fasen för att separera ämnena i en blandning så fullständigt som möjligt.

Att analysmetoden fått namnet kromatografi beror på att den från början användes för att separera ämnen som har olika färg. Man kunde då med blotta ögat se att ämnena separerades. Orddelarna krom och grafi kommer från grekiskan och betyder färg respektive beskrivning.

Kromatografi kan alltså läsas som en beskrivning av färger.

För att behålla de separerade ämnena åtskilda, samlas den rörliga fasen med de separerade ämnena upp i olika omgångar, s.k. fraktioner.

288

283-298 10.indd 288

11-05-10 12.05.17

KAPITEL 10 ANALYTISK KEMI

Vätskekromatografi

När den rörliga fasen vid kromatografi är en vätska kallas analysmetoden vätskekromatografi, eller LC, från engelskans liquid chromatography.

En kolonn är ett rör med en kran i ena änden. Röret fylls med ett fast poröst ämne, t.ex. kiseldioxid. Kiseldioxid är polär och kolonnen kan användas för att skilja ämnen från varandra.

Om ett opolärt ämne, som jod (I2), är löst i ett opolärt lösningsmedel, som heptan, och hälls på överst i kolonnen, kommer joden att följa med den rörliga fasen ner i kiseldioxiden. Om mer av det opolära lösningsmedlet tillsätts, följer jodmolekylerna med lösningsmedlet genom kolonnen utan att de i någon hög utsträckning bromsas upp av den stationära fasen. Det beror på att jodmolekylerna inte binds med starka bindningar till den polära kiseldioxiden. De binds istället med van der Waalsbindningar till heptanmolekylerna.

1

1

1

2

3

5

1

2

4

1

3

LC = vätskekromatografi, kromatografi där den rörliga fasen är en vätska En kolonn är ett rör eller en cylinder som innehåller den fasta fasen.

2 1

Vid vätskekromatografi separeras ämnen eftersom de binds olika starkt till en stationär respektive en rörlig fas. Vartefter ämnena kommer ut samlas de i olika behållare. Varje behållare innehåller en fraktion. Om separationen är fullständig innehåller en fraktion bara ett ämne löst i den rörliga fasen.

289

283-298 10.indd 289

11-05-10 12.05.19

Bildförteckning Siffrorna anger sida och bildens placering på sidan Omslag IBM Charles D. Winters/Photo Researchers/ IBL Bildbyrå Anjo photo&archive-Anastazia/Ina Agency Superstock/Nordic Photos 7 9 11 13 14 15 16 17 18 20 24 24 27 31 35 39 41 41 43 47 52 55 60 61 63 66 68 69 71 72 74 79 83

© Accent Alaska.com/Alamy Rob Verhorst/Getty Images Chad Ehlers/Alamy REX Features/IBL Bildbyrå Norbert Schaefer/Corbis/Scanpix Boliden (2) © GreenEye/Xiaodisc/Ina Agency Ingemar Aourell/Nordic Photos Martin Bedall/Alamy Bruce Dale/National Geographic/ Getty Images (1) South West Images Scotland/ Alamy (2) Phillip Hayson/Photo Researchers/IBL Bildbyrå Vito Arcomano/Alamy Mitchell Kanashkevich/Corbis/ Scanpix Mark Bourdillon/Alamy Mark Payne-Gill/Nature Picture Library/IBL Bildbyrå (1) Illustration Works/Alamy (2) Corbis Bridge/Alamy Sven Torfinn/Panos Pictures IBM Jonas Lindkvist/Scanpix Hanny Paul/Gamma/IBL Bildbyrå Matthew Farrant/Alamy Reiner Riedler/Anzenberger/Ina Agency Science & Society Picture Library/ Getty Images Charles D. Winters/Photo Researchers/IBL Bildbyrå Anneli Karlsson/Statens maritima museer imagebroker/Ina Agency Peter Menzel/Science Photo Library/IBL Bildbyrå Mikael Karlin/Scanpix Sören Karlsson/Expressen/Scanpix Gröna Lund (1) Andrew Lambert Photography/ Science Photo Library/IBL Bildbyrå

83 (2) Charles D. Winters/Photo Researchers/IBL Bildbyrå 83 (3) H. Tschanz-Hofmann/age fotostock/Imagestate/IBL Bildbyrå 84 (1) Theodore Clutter/Photo Researchers/IBL Bildbyrå 84 (2) Dr. Jeremy Burgess/Science Photo Library/IBL Bildbyrå 88 Jim Varney/Science Photo Library/IBL Bildbyrå 90 Javier Trueba/MSF/Science Photo Library/IBL Bildbyrå 97 (1) Volker Steger/Science Photo Library/IBL Bildbyrå 97 (2) Manfred Kage/Science Photo Library/IBL Bildbyrå 99 AKG Images/Scanpix 100 Airi Iliste/© Kungl.

Vetenskapsakademien 113 Stewen Quigley/SAS 117 Cenap Refik Ongan/Alamy 121 (1) Jim West/Alamy 122 Darren Staples/Reuters/Scanpix 125 foodfolio/Alamy 127 George Osodi/Panos Pictures 131 Bloomberg via Getty Images 132 Eye of Science/Science Photo Library/IBL Bildbyrå 139 PhotoDisc 143 Keith Douglas/Alamy 145 (1) travelib india/Alamy 145 (2) James A. Prince/Photo Researchers/IBL Bildbyrå 146 (1) Chengas/Corbis/Scanpix 146 (2) mediacolor´s/Alamy 157 (1) Carl Purcell/Photo Researchers/IBL Bildbyrå 157 (2) Science Photo Library/IBL Bildbyrå 158 Anjo photo&archive - Anastazia/ Ina Agency 167 Charles D. Winters/Photo Researchers/IBL Bildbyrå 178 Superstock/Nordic Photos 180 Everett/IBL Bildbyrå 184 Robert llewellyn/Imagestate/Ina Agency 189 U.S. Department of Agriculture/ Photo Researchers/IBL Bildbyrå 190 Lynn Keddie/GAP Photos/Ina Agency 191 Charles D. Winters/Photo Researchers/IBL Bildbyrå 193 Mats Alm/IBL Bildbyrå 194 (1) Philippe Caron/Sygma/Corbis/ Scanpix 194 (2) Charles D. Winters/Photo Researchers/IBL Bildbyrå

197 197 198 201 208

(1) Stockfolio®/Alamy (2) SodaStream/Empire Stockfood/Nordic Photos Stefan Jerrevång/Scanpix vario images GmbH & Co. KG/ Alamy 217 Ola Nilsson/Sydsvenskan/IBL Bildbyrå 221 Jürg Carstensen/dpa/Corbis/ Scanpix 223 Kjell Ljungström/Johnér 225 (1) Leif Milling/Greatshots/ Nordic Photos 225 (2) Anna Molander/Mira/Nordic Photos 228 Martin Jacobs/Bon Appetit/Alamy 231 Per-Olov Eriksson/ Naturfotograferna/IBL Bildbyrå 234 Scanpix 236 Larry Trupp/Alamy 241 European Space Agency/Getty Images 248 Stockfood/Nordic Photos 256 Ewa Ahlin/Johnér 258 (1) World History Archive/Alamy 258 (2) Pictorial Press Ltd./Alamy 267 Richard Hutchings/Photo Researchers/IBL Bildbyrå 269 (1) AGE Fotostock/Nordic Photos 269 (2) Koichi Kamoshida/Getty images 269 (3) AGE Fotostock/Nordic Photos 273 vario images GmbH & Co. KG/ Alamy 274 Norsk Hydro ASA/Michael Heffernan 275 PjrTravel/Alamy 278 Swerea KIMAB 283 Jochen Tack/Alamy 284 Jorma Valkonen/IBL Bildbyrå 287 Nils-Johan Norenlind/Nordic Photos 288 Nils-Johan Norenlind/Nordic Photos 289 Peg Greb/US Department of Agriculture/Science Photo Library/IBL Bildbyrå 296 Ted Kinsman/Photo Researchers/ IBL Bildbyrå Övriga foton Nina Rökaeus

331

328-332 Sakregister.indd 331

11-05-10 12.17.44

ISBN 978-91-47-08568-2 © 2011 Hans Borén, Manfred Börner, Monika Larsson, Birgitta Lindh, Maud Ragnarsson, Sten-Åke Sundkvist och Liber AB Redaktör Eva-Lisa Nordmark Formgivare Eva Jerkeman Bildredaktör Inga-Britt Liljeroth Illustratörer Cecilia Frank och Per Werner Schultze Labfotograf Nina Rökaeus Faktor Adam Dahl Fjärde upplagan 1 Repro Repro 8 AB, Stockholm Tryck Sahara Printing, Egypten 2011

Kopieringsförbud Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen! Kopiering, utöver lärares rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjudet. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvuvman för utbildningssamordnare, t.ex. kommuner/ universitet. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter eller fängelse i upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till upphovsman/rättshavare.

Liber AB 113 98 Stockholm tfn: 08-690 90 00 www.liber.se Kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post: kundservice.liber@liber.se

001-006 Framvagn.indd 2

11-05-10 09.46.38

KEMIBOKEN 1 är anpassad till Gy2011. Nytt är framför allt ett kapitel om kemins karaktär och arbetssätt samt ett kapitel om analytisk kemi. KEMIBOKEN 1 har i alla avseenden omarbetats för att passa en bredare målgrupp. Kemin är lättillgänglig, språket är vardagligt och berättande.

Boken innehåller följande kapitel: • Ämnen och reaktioner • Kemins karaktär och arbetssätt • Atomer och periodiska systemet • Kemiska bindningar • Organiska ämnen är kolföreningar • Kemiska beräkningar • Syror och baser • Termokemi – energi och kemi • Reduktion och Oxidation • Analytisk kemi

KEMIBOKEN

KEMIBOKEN

1

KEMIBOKEN

1

HANS BORÉN MANFRED BÖRNER MONIKA LARSSON BIRGITTA LINDH MAUD RAGNARSSON STEN-ÅKE SUNDKVIST

1

Boken kan användas på gymnasiet, komvux och naturvetenskapligt basår.

I serien ingår KEMIBOKEN 1 och KEMIBOKEN 2

Best.nr 47-08568-2 Tryck.nr 47-08568-2

Omslag.indd 1

11-05-10 09.18.18