Kolatomer

Report
Kol och kolföreningar



Varför är kolatomer så viktiga ?
Alla levande varelser är uppbyggda av kemiska
föreningar med kol i.
Kol kan förena sig med fyra andra atomer samtidigt.
Därför kan kol bilda så många olika kemiska föreningar.
Det finns ca 20 miljoner kemiska föreningar. 19
miljoner av dem innehåller kolatomer.
Grundämnet kol, dvs enbart kolatomer, finns i fyra
olika former:
Diamant
Grafit
Jämför grafit och diamant:
Båda ämnena består av enbart kolatomer.
I diamant är varje kolatom bunden till fyra
andra kolatomer med lika korta och
starka bindningar. Därför är det så hårt.
I grafit sitter kolatomerna i skikt. Inom skiktet
är bindningarna korta och starka. Mellan skikten är
bindningarna långa och svaga. De bryts lätt. Därför
är grafit mjukt. I skikten finns lättrörliga
elektroner, och därför leder grafit ström,
i skiktets riktning. Jfr metaller.
Diamant:
Det hårdaste ämnet som finns i naturen.
Det enda ämne som kan repa en diamant är
en annan diamant.
 Diamanter bryts framförallt i Sydafrika och
Brasilien. Diamanterna förekommer mycket glest.
Därför måste man gräva jättestora hål i marken.
 Används till smycken, borrkronor, slipmedel.

Grafit:
ett mycket mjukt material.
 Blyerts består av grafit och lera.
 Det som händer när du skriver med en blyertspenna
är att du gnider av grafitlager, dvs. skikt av kolatomer.

Nya former av rent kol:
Det forskas mycket kring nya former av rent kol, som kan
användas inom medicin, datorer, mobiler m.m
Fullerener:
 Upptäcktes på 80-talet. Upptäckten belönades
med Nobelpriset i kemi 1996.
 Finns som ihåliga ”bollar”,
ellipsoider (ihålig oval boll)
eller rör.
 Kolnanorör är den sortens
fulleren som det forskas
mest på just nu.
Vad kan man använda kolnanorör till?
Ja, allt som man vill ha smått kan man nästan säga!
Inom elektroniken är det svårt att göra detaljerna för
små eftersom det då blir för varmt när strömmen
går igenom dem.
Men med kolnanorör går det att göra mycket mindre delar. De
håller också längre. Elektronerna åker ”gräddfil ” genom röret =
mindre värme.
 Små papperstunna batterier
 Långa fibrer av kolnanorör kan göra starka tyg, t.ex. skottsäkra
västar eller kläder som skyddar mot strålning
 Starka kompositmaterial, som finns i innebandyklubbor och
tennisracketar, men som också är ett lätt och starkt material att
ha i t.ex. flygplan.
Grafen






2010 års nobelpris i fysik tilldelades två forskare som tagit fram
grafen.
Grafen är ett platt nät av kolatomer i sexkanter. Det är bara en
enda atom tjockt!
Leder ström lika bra som koppar
Leder värme bättre än alla andra kända material
Nästan helt genomskinligt
Är så tätt att inte ens helium, den minsta gasatomen, kan ta sig
igenom.
Framtida användning





Snabbare datorelektronik
Hållbara kompositmaterial
Genomskinliga pekskärmar,
eftersom grafen både är
genomskinligt och leder ström
Effektivare solceller (av samma
skäl)
Plast som leder ström
Kolföreningar





95 % av alla ämnen vi känner till är kolföreningar.
Kolatomer kan bilda långa kedjor och bildar då ”skelett” i en
mängd olika ämnen som finns i djur, människor, växter m.m
Några ex.: muskler, DNA, fett, proteiner, tvål, bensin…och 19
miljoner ämnen till ! 
På detta ”skelett” kan en massa olika andra atomer bindas.
Kolföreningar innehåller alltid kol, oftast väte. Vanligt är också
syre och kväve
Kolväten

Består av enbart kolatomer och väteatomer.
Mellan kolatomerna finns enkelbindningar, dubbel bindningar eller trippelbindningar.

Antalet kol och typen av bindning bestämmer namnet.

Propyn

Propen

Några viktiga kolväten:
Metan = biogas, naturgas. Enklaste kolvätet
CH4. Många bussar i Uppsala körs på biogas.
Bensin: Blandning av kolvätekedjor
med 5-10 kolatomer
Propan och butan =gasol, som finns i våra
brännare.
Etyn = acetylen, som används vid svetsning.
Andra grupper av kolföreningar:
De innehåller kol-, väte- och syreatomer.
Alkoholer:
Organiska syror Estrar
t.ex etanol
t.ex myrsyra
t.ex butylacetat
smakar banan!
Alkoholer innehåller alltid en OH-grupp
Metanol: CH3OH. Träsprit. Kan
finnas i hembränt. Mycket giftig.
Bränsle (spritkök, modellflygplan,
isracing)
Etanol: CH3CH2OH. I öl, vin, sprit.
T-röd (denaturerad). Bränsle till
bilar.
Glycerol: I hudkrämer. När man gör
nitroglycerin.
Glykol: I bilarnas kylsystem. Av-isar
flygplan
Organiska syror /Karboxylsyror
Acetylsalicylsyra
Myrsyra
Smörsyra
Äppelsyra
Ättiksyra
Vinsyra
Mjölksyra
Estrar
Luktar oftast gott, som frukter eller blommor.
Alkohol + syra → ester + vatten
BRÄNSLEN
BENSIN
OLJA
BIOGAS
ETANOL
GLOBAL UPPVÄRMNING
Ur råolja utvinner vi olika typer av fossila bränslen
Olja
Raffinering av olja
Här finns olja
Fördelar
 Energiinnehåll
 Många användningsområden
Nackdelar
• Höga utsläpp av CO2
• Ändlig resurs
Utgör idag stommen i
det moderna samhället
Kol
Fördelar

Tillgång

Energiinnehåll
Nackdelar
•
Fossilt bränsle
•
Höga utsläpp av CO2
•
Rubbar naturens balans i stor skala
(växthuseffekt)
Naturgas
Naturgasdistribution
Fördelar

Energiinnehåll – energität

Låga utsläpp av CO2

Inga fordonstransporter krävs

Många användningsområden
Nackdelar
• Fossilt bränsle
• Rubbar naturens balans i stor skala
Biobränslen – biodrivmedel
energiresurs som erhålls från biomassa
Fördelar

Vi lever av naturen – inte på naturen

En återkommande naturresurs

Inget nettoutsläpp av CO2

Tillgång

Inhemskt bränsle som skapar
arbetstillfällen
Nackdelar
•
Energiinnehåll
•
Kräver mycket
transporter
Exempel
• Ved
• Flis
• Pellets
• Salix
• Säd
• Raps
• Olivkärnor
Global uppvärmning


Den naturliga växthuseffekten gör att jordens
medeltemperatur är +15 grader, istället för -18 grader.
Människan orsakar ökade utsläpp av växthusgaser:
koldioxid CO2. Det leder till global uppvärmning.
Kolets kretslopp
Global uppvärmning


Orsaker? största orsaken är utsläpp av koldioxid
från fossila bränslen.
Vad leder det till? Ändrat klimat! Högre
medeltemperatur. Torrare på vissa ställen, mer
regn på andra ställen. Översvämningar i länder
som ligger nära havsytan, t.ex. Bangladesh.
Klimatflyktingar! Sämre odlingsmöjligheter på
vissa platser.
Vad gör vi åt den globala
uppvärmningen ?
Vad tycker du? Diskutera två och två!
En av er ger tre förslag på hur vi kan stoppa den
globala uppvärmningen, och argumenterar för
dem. Den andre är kritisk till dina förslag och
argumenterar emot.
Byt roller efter en stund.

LIVSMEDELSKEMI
Vi behöver:
 Protein
 Fett
 Kolhydrater (tre grupper: socker, stärkelse, cellulosa)
Dessutom: vatten, mineraler, vitaminer

Socker består av enkla sockerarter och sammansatta. De
sammansatta sockerarterna består av två
sockermolekyler som sitter ihop. De måste först
sönderdelas i kroppen innan de kan tas upp av blodet.
Ex.
Enkla sockerarter:
Glukos (druvsocker)
Fruktos (fruktsocker)
Sammansatta sockerarter
Sackaros (”vanligt” socker)
Laktos (mjölksocker)
STÄRKELSE
Stärkelse: är flera tusen druvsockermolekyler som sitter
ihop. De bildar långa, snurrade molekyler.
Finns i t.ex. pasta, bröd, potatis.
Ger energi.
CELLULOSA
Är också många druvsockermolekyler som sitter ihop. De
sitter ihop på ett annat sätt så att det blir långa raka
molekyler. De är skelettet i växterna. Kallas också för
fiber. Ger ingen energi, men mättnadskänsla.
Finns i grovt bröd, och grönsaker.
FETT
Fett är uppbyggt av alkoholen glycerol och olika
fettsyror. De är alltså estrar.
Olika fett har olika fettsyror. De kan vara:
mättade (bara enkelbindningar)
omättade ( en dubbelbindning)
fleromättade (flera dubbelbindningar).
Fett är en viktig energikälla.
PROTEIN
Protein är uppbyggt av aminosyror. Det finns 20 olika aminosyror
som kan kopplas ihop på olika sätt. Därför finns det många olika
proteiner.
I magen sönderdelas proteinerna till aminosyror igen. De
transporteras ut till kroppens olika delar där de kopplas ihop till
de proteiner som behövs där.
Proteiner i kroppen: t.ex. muskler, enzymer, hemoglobin,
hormoner.
En kedja av aminosyror

similar documents