Kemi

Här ser ni Thomas Hede utföra ett försök med vatten som kolsyresätts. Då byter indikatorn färg som resultat av pH-förändring.

Redoxreaktion

Miranda och jag tittar på joner

Kopparsulfat pentahydrat

Kristallvatten i kopparsulfat undersöks och beräknas

Kemisk bindning och smältpunkt

Miranda, björnen Anna och jag tittar på hur kemisk bindning i socker och salt påverkar deras smältpunkt.
matnat.org

Lösningars ledningsförmåga

Lösningarna har olika ledningsförmåga. Vad beror det på?

Organisk kemi modeller

Detta dokument beskriver hur man kan jobba med molekylmodeller i organisk kemi för att studera struktur. Även namngivning (nomenklatur) är lättare att förstå med hjälp av denna teoretiska laboration.

Rödkålsindikator - Demolabb

Rödkålsindikator. Demolabb.
Miranda och jag tillverkar rödkålsindikator och undersöker några vanliga hushållsprodukter med den.

Kolsyra, rödkål och buffert

Demonstration av sodastreamer och rödkålsspad. Kolsyra bildas och sänker pH och indikatorn ändrar färg. Bufferten har tyvärr för lågt pH från början och kan inte användas i detta försök.
www.matnat.org

Tunnskiktskromotografi (TLC) av klorofyll

Denna laboration visar hur man på ett enkelt sätt med hjälp av vardagskemikalier kan separera klorofyll från olika gröna växter med hjälp av tunnskikskromotografi.

Tunnskiktskromotografi med Pricken

http://www.matnat.org
Miranda, Pricken och jag undersöker tuschpennors färger genom tunnskiktskromatografi (TLC).

Periodiska systemet minnesramsor

Du kan lära dig grundämnenas beteckningar och plats i det periodiska systemet genom dessa tokroliga minnesramsor. Vissa är lite barnförbjudna, men i och med att de är konstiga så minns man lätt.

Konformationer

I organisk kemi spelar konformationer av molekyler en viss roll. Beroende på att molekylen är fri att rotera kring enkla kovalenta bindningar (elektronparbindningar) så kan atomer på två näst följande kolatomer hamna mer eller mindre nära varandra. Hamnar de "ur fas" i förhållande till varandra så kallas konformatonen Gauche och de stör varandra så lite som möjligt och energin hos molekylen blir då lägre (vilket är "bra"). Är däremot atomerna på ett sådant sätt så de ligger nära varandra, så kallas konformationen Eclipsed och då stör atomerna varandra delvis och molekylens energi blir högre (vilket är "dåligt"). 

Om två atomer är utbytta mot större funktionella grupper (som Hydroxylgrupp eller Halogener), så är dessa positioner extra viktiga i molekylens konformationer. Om de helt överlappar varandras position är konformationen Fully Eclipsed och molekylens energi som störst. Är de helt "ur fas" på motsatta sidor i konformationen, kallas det Anti och molekylens energinivå är som lägst.

Ytspänningspoesi

Molekyler av vatten känner vanligtvis inte av sina närmaste grannar. De rör sig obemärkt fram genom rymden och samverkar endast svagt. En liten krock och minimal överföring av energi dem emellan är det enda kontakt de erfar av varandra. Men vid ytan sker en förändring. Där skapas ett skikt så tunt att bara en ytterst liten bråkdel upplever skillnaden. På gränsen mot luft, som i två världar på samma gång, skapar de en barriär där krafter skapas starkt emellan varandra som ett resultat av avsaknaden av grannar ovanför. En sammanhängande yta bildas och töjer på förutsättningarna för det som annars uppfattas normalt. Något pressar dem till det yttersta, ytan buktar och kröks. Den svällande mängd av strömmande massa häver kroppen och tänjer och sträcker på huden av sammanlänkade partiklar. Fyller på med vätska, höjer trycket bakom en pulserande vätande hinna. Mer och mer strävar krafter mot en bristande punkt. Med ens spricker ytans buktande form och vätskan sprudlar fram längs kanter och forsar fram över bägarens rand. Det rinner sakta längs väggar och benen blir blöta på bordet av organiskt trä. Duken är fuktig och våt och stilla igen.

Skillnaden på Metan och Vatten

Metan och vatten är två ungefärligt lika stora molekyler, ändå är metan en gas medan vatten är flytande vid rumstemperatur, hur kommer det sig?

Undersökning av te, mjölk och citron

http://www.matnat.org
Miranda och jag undersöker hur man dricker te i olika länder. Vad händer när man blandar te med mjölk och citron?

Skillnaden på Lösning och Emulsion (mjölk och citron)

Alla vet att olja flyter på vatten. Det betyder att om man blandar till exempel rapsolja och vatten och skakar blandningen, så kommer den att skikta sig efter en kortare tid i två lager, där rapsoljan ligger överst och vattnet underst. Detta kallas en heterogen blandning, alltså att man kan avgöra med ögats hjälp att rapsoljan finns i större utsträckning överst och vattet i större utsträckning underst. Den egentliga betydelsen av heterogen är att blandninen består av ett ämne i högre koncentration i en del av blandningen och det andra ämnen har större koncentration i en annan del av blandningen. Anledningen till att oljan lägger sig ovanpå vattnet är två saker. Många kan med lätthet säga att oljan har lägre densitet än vattnet och därför flyter överst. Densitet är ett mått på massa per volymsenhet. Bomull har låg densitet, medan bly har hög densitet. Visst är det en förklaring, men den viktiga förklaringen i detta fall är att olja är en hydrofob förening, det vill säga en vattenhatande förening. Hydrofoba föreningar består ofta av rena kolväten eller aromatiska föreningar som är opolära. Hydrofila föreningar däremot löser sig lätt i vatten. Hydrofila föreningar innehåller funktionella grupper som är polära eller laddade. Men rapsolja är en lipid, ett fett, och innehåller främst kolväten och då skiljer ämnet sig tydligt från vatten som är ett polärt lösningsmedel. "Lika löser lika" säger att dessa ämnen är olika och vill inte lösa sig i varandra och därför skiktas blandningen.

Etanol och vatten är två ämnen med olika densitet. Etanol har lägre densitet än vatten, men ändå blandar de sig gärna, som i olika spritdrycker. Den blandningen är homogen, det vill säga likadan i alla delar i blandningen. Homogena blandningar av vätskor kallas för lösningar. Eftersom etanol innehåller en hydroxylgrupp (OH-grupp) så är den delen av molekylen polär och påminner mycket om vatten. "Lika löser lika" säger oss att dessa ämnen är lättlösliga i varandra.

Har vi fett och vatten blandat så skiktas de har vi sagt beroende på dels desitetsskillnad, men främst på grund av olika kemiska egenskaper (hydrofobt fett och hydrofilt vatten). Men alla känner till att mjölk är en blandning av vatten och olika mängd fett, beroende på om det är standardmjölk, mellanmjölk eller lättmjölk. Hur kan då detta fett lösa sig i vattnet utan att klumpa sig eller skikta sig? Jo, mjölk innehåler ämnen som kallas emulgeringsmedel som gör att mjölk bildar en emulsion. En emulsion är en typ av blandning som heter kolloid. Kolloider kan bestå av olika vätskor, gas och vätska eller gas och fasta partiklar eller gas och vätska. Emulgeringsmedel kan tillverkas syntetiskt, då kallas de tensider och de finns i diskmedel och tvättmedel och tvål. Bilden nedan visar en tensider som en molekyl med ett grönt huvud som har hydrofila (vattenälskande) egenskaper, till exempel laddade fosfatgrupper. Resten av molekylen består av en hydrofob (vattenhatande) svans av till exempel kolväte. Om dessa tensider blandas i vatten får de ytaktiva egenskaper. De samlas vid vattenytan och de vattenälskande hydrofila "huvudena" vänds mot vattet medan de vattenhatande hydrofoba "svansarna" vänds bort uppåt. Att de ytaktiva tensiderna samlas vid ytan på detta sätt stör och sänker ytspänningen på vatten och gör att vattnet lättare väter kläder i tvättmaskinen till exempel. Även den vattenlevande insekten Skräddare som kan gå på vattnet sjunker om man tillsätter diskmedel. Förutom att ytskikt kan bildas så uppstår även miceller om koncentrationen av tensider är tillräcklig. Miceller är "bollar" av tensidmolekyler, där "huvuderna" av hydrofila grupper vänds utåt, medan "svansarna" av hydrofoba kolväten vänds inåt. Micellen får då en hydrofil yta som lätt löser sig i vatten och ett hydrofobt innanmäte. Inne i micellen kan andra hydrofoba ämnen lösa sig. I exemplet med mjölk så löser sig fett i micellerna och på så sätt innehåller emulsionen mjölk både fett och vatten. Micellerna rör sig fritt i emulsionen och samlar sig inte nödvändigtvis vid ytan. I exemplet med diskvatten så löser sig smuts från diskvattnet i micellerna och smuts är till stor del fett, alltså hydrofoba molekyler som gärna löser sig i micellernas inre. När man diskat färdigt så sköljer man bort vattnet och fettet och smutsen som är lösta inuti micellerna sköljs bort med avloppsvattnet och disken är ren. 

Blandar vi mjölk och citron så blir det lägre pH (surare) en påverkan på emulgeringsmedlet i mjölkens molekyl så den tappar sin funktion och därför klumpar sig mjölkens fett.

Kemiska ord som stavas likartat

Vissa ord är lätta att blanda ihop för att de stavas snarlikt. Här nedan ges några vanliga exempel på när man bör hålla tungan rätt i munnen vid stavning. 

Glukos - Glykol
Glukos är en hexos och en aldos, det vill säga en monosackarid och en enkel sockerart. Glukos kallas ofta dextrosol eller dextropur och druvsocker är ett annat vanligt namn. Glukos är en av kroppens vanligaste näringsämnen.
Glykol är en tvåvärd alkohol, vanligen etandiol men även propandiol kallas ofta glykol. Glykol används som kylarmedel i bilar och kallas då K-sprit och är i en blå dunk. Glykol är giftigt att andas in och dricka! Fryspunktsnedsättningen är störst för en blandning mellan vatten och glykol.

Hydroxid - Hydroxyl
Hydroxid
är den minusladdade jonen OH- som är stark bas och det man mäter vid pOH. Hydroxidjonen bildas när en bas tar upp en proton från en vattenmolekyl.
Hydroxylgrupp är den funktionella gruppen som är bunden till en organisk molekyl med en kovalent bindning. Detta betecknas som R-OH där R är en godtycklig molekyl. Hydroxylgruppen ger ofta alkoholer deras egenskaper, men kan förekomma i andra sammanhang. Ett alternativt namn är hydroxi-grupp. På grund av hydroxylgruppens polära egenskaper ger den ofta möjligheter till vätebindningar med vatten till exempel.

Bensen - Bensin
Bensen är ett aromatiskt kolväte med sex kolatomer i hexagonal (ringformad) struktur. Genom alternerande enkel- och dubbelbindningar uppstår resonans i molekylen. Bensen är cancerframkallande och har ersatts av Toluen som lösningsmedel.
Bensin är en blandning av flertalet kolväten av olika molekylstorlek. Bensin innehåller ofta upp till 5% etanol (alkohol).

Kolväte - Kolhydrat
Kolväten är organiska molekyler uppbyggda av kol och väte. Kolväten kan vara mättade, omättade och aromatiska beroende på antalet bindningar mellan kolatomerna. Kolväten finns i fossila bränslen och kan vara gasformiga eller flytande (och även fasta) beroende på hur stora molekylerna är.
Kolhydrater är ett samlingsnamn på socker, stärkelse och cellulosa. Kolhydrater består av atomerna kol, väte och syre. Kolhydrater har ofta flertalet hydroxylgrupper. Enklaste kolhydraterna är monosackarider och beroende på hur många monosackarider som är bundna tillsammans så varierar typen och de kemiska egenskaperna.

Fragment - Fraktion
Fragment kan vara en del av en molekyl som bildas vid masspektrometri (MS) innan fragmenten analyseras med avseende på storlek och laddning.
Fraktion är en del av en lösning som samlats i ett kärl vid till exempel vätskekromatografi (HPLC). Lösningen kan separeras i HPLCn så att polära och opolära ämnen har olika lång retentionstid (vistas olika länge inne i kolonnen). Genom att samla fraktioner efter bestämda tidsintervall så innehåller fraktionerna alltså ämnen med mer eller mindre polära egenskaper.

Grupp - Funktionell grupp
En grupp brukar avse en grupp i det periodiska systemet, till exempel alkalimetallerna, halogenerna eller ädelgaserna. Alla grundämnen i samma grupp har lika många valenselektroner i yttersta elektronskalet och ämnena i gruppen har liknande kemiska egenskaper.
Funktionell grupp är de delar av en organisk molekyl som ger typiska kemiska egenskaper. Det finns flera olika funktionella grupper så som hydroxylgrupp (alkoholer), karboxylgrupp (organiska syror), aldehydgrupp, keton, amin och amid som är de vanligare. Många av de funktionella grupperna innehåller karbonylkol. De funktionella grupperna är ofta "kemiska handtag" i kemiska reaktioner.

Kontaminering

När man arbetar med till exempel kemisk analys, så vill man inte förstöra analysen genom att smutsa ned prov eller andra lösningar. Det kallas att kontaminera ett prov när provet förorenas. Det engelska ordet är contamination. Använd skyddshanskar och rena glasvaror. Häll aldrig tillbaka kemikalier i kärlet om de blir över! Kassera det eller låt någon medlaborant använda resterna, annars kanske föroreningar från bord eller bägare kontaminerar hela kärlet, flera kilo eller liter kan bli förstört för att man velat spara några gram...

Bilden ovan visar dricksvatten kontaminerat av brun målarfärg.

Reaktionshastighet och stål

http://www.matnat.org
Miranda och jag undersöker om stål kan brinna? Varför gör det det, eller varför gör det det inte?