Organisk Kemi For Dummies

1. Organisk Kemi For Dummies Alkoholer Den interaktive kemibog for 8. klasser Klik ovenover for at begynde!

2. Sådan bruger du kemibogen Velkommen til den nye form for undervisningsmateriale tilegnet til folkeskoleklasser. Dette undervisningsforløb foregår som en interaktiv præsentation, hvor du som brugeren selv klikker dig igennem. Igennem hele præsentation vil du kunne se disse knapper: Dette er kontrolpanelet til at styre dig igennem præsentationen. Højre pil fører dig videre til næste side, venstre pil fører dig tilbage en side, og Hjem-knappen fører dig tilbage til indholdsfortegnelsen. Hver gang et ord er fremhævet sådan her, kan man klikke på ordet, og komme til en Fun Fact glosebog for videre uddybning. Igennem undervisningen vil der komme nogle små tests i form af multiple choice som du besvarer på et papir, som du får udleveret af din lærer. God arbejdslyst! Klik nedenunder for at gå videre

3. Indholdsfortegnelse • Dette bliver gennemgået i denne præsentation: • Introduktion • Kapitel 1: Alkoholers form og opbygning • Forskellige typer alkohol • Navngivning af alkoholer • Anvendelse • Kapitel 2: Reaktioner med alkohol • Reaktionstyper • Oxidationsreaktionen • Kapitel 3: Forsøg med alkohol • Forsøg med oxidationsreaktion • Om titrering • Resultaterne • Konklusioner af forsøget

4. Introduktion til alkoholer Alkohol er ikke bare noget man drikker til fester. Der er mange forskellige typer alkohol, fra Ethanol, som vi drikker og bruger som rensemiddel, og til Glycerol, som bruges i fødevarer. Hvad er organisk kemi? Stoffer der hører under organisk kemi indeholder kunBrint (H), ilt (O) og kulstof (C) atomer. Der findes mange forskellige stoffer med forskellige egenskaber under organisk kemi. Dengang man navngav dem, troede man kun at de kunne laves i naturen og ikke i et laboratorium.

5. Fun Facts Brint (Hydrogen) atomet er lille og nummer 1 i det periodiske system. Det kan kun binde sig til ét andet atom, da den kun har en elektron og binde sig til. Ilt (Oxygen) atomet er lidt større og kan binde sig til to andre atomer for at danne et stof. Som regel findes Oxygen sammen med et andet Oxygen-atom, hvilket er derfor man kalder det O2. Kulstof (Carbon) atomet er stort, og har 4 bindinger og gøre godt med. På den måde kan man f.eks. Binde 4 Hydrogen atomer sammen med kulstof, eller 2 Oxygen atomer, ligesom dengang i byggede stoffer med molekylesættene. Disse tre grundstoffer danner rammen om organisk kemi. H O2 C

6. Alkoholers form og opbygning KAPITEL 1

7. Alkoholers udseende Der findes mange forskellige typer alkohol, men det der gør stoffet til et alkohol er stofgruppen OH der skal sidde på stoffet. OH grupperne kan fordeles i tre: primær, sekundær og tertiær. Navnet afhænger af om OH gruppen er sat sammen med 1, 2 eller 3 Kulstof atomer. Ved destillering eller opkogning bliver tertiære grupper destrueret, mens primære og sekundære bliver som de er. Dette er alkohol hunden, eller molekyle strukturen for alkoholtypen Ethanol. De hvide kugler er Hydrogen atomer, de sorte er Kulstof atomer og den røde er OH gruppen - der gør at det bliver en alkohol.

8. Navngivning af alkoholer Navngivning af alkohol kan virke svært i starten, men bliver hurtigt relativt simpelt. Alkoholen bliver navngivet alt efter hvor mange kulstof-atomer den har: Methan – CH4 – 1 Kulstofatom Ethan – C2H6 – 2 kulstofatomer Propan – C3H8 – 3 kulstofatomer Butan – C4H10 – 4 kulstofatomer Pentan – C5H12 – 5 kulstofatomer Hexan – C6H14 – 6 kulstofatomer Da alle alkoholer har en OH-gruppe, skal man putte endelsen –ol bagved en af de 6 navne der ses ud til venstre, alt efter hvor mange kulstofatomer, stoffet har. Eksempel: C2H5- OH Ethan -ol C3H7- OH Propan -ol

9. Anvendelse Du kender nok alkohol fra en festlig fredag aften, med vennerne og har sikkert kendskab til den forfærdelige lørdag morgen, hvor hovedet er ved at eksplodere. Dette er bl.a. bivirkningerne fra alkohol. Men alkohol har flere egenskaber, det kan bruges til at rense sår men også hud når man skal tatoveres og pierces. Bioethanol som er udvundet fra alkohol, er et nyt udvundet brændstof som et alternativ til transportmidler. Så alkohol anvendes til meget i vores hverdag, uden vi rigtig lægger mærke til det.

10. Afslutning på kapitel 1 MINIPRØVE FOR KAPITEL 1 Test dine færdigheder i kemi! Besvar multiple choice spørgsmålene for kapitel 1 på ekstra arket, som du også fik udleveret.

11. Reaktioner med alkohol KAPITEL 2

12. Reaktionstyper Alkohol kan indgå i flere forskellige reaktioner. Disse reaktioner er: • Forbrændingsreaktion • Eliminationsreaktion • Substitutionsreaktion • Kondensationsreaktion • Redoxreaktion Vi har taget et eksempel her, og forklarer det væsentlige i reaktionen: 2 Forbrændingsreaktion med ethanol: CH3 C H2 O H + 3 O2  Denne reaktion sker når man sætter varme på alkoholen. Dette danner så Kuldioxid og vand. Dette er et eksempel på en fuldstændig forbrænding. En ufuldstændig forbrænding danner også sod. En anden reaktionstype er oxidationsreaktion, hvilket forklares på næste side

13. Oxidationsreaktionen Denne reaktionstype omdanner bl.a. ethanol til ethansyre eller rettere sagt eddikesyre. Her ses de tydelige forskelle i formlerne: Og hvordan sker denne reaktion så? Ved hjælp af stoffet Cr2O72- kan ethanol blive såkaldt oxideret og Ilten fra stoffet bliver sat over på ethanolen, der fjerner to Brintmolekyler og skaber en dobbeltbinding til Kulstofatomet. Du kan følge med i de to billeder ovenfor. Ved hjælp af en avanceret afstemning, ser den færdige formel sådan her ud: 16 H+ + 3 CH3CH2OH + 2 Cr2O72-  3 CH3COOH + 4 Cr3+ + 7 H2O Når man tilfører Brint (H+), skaber oxidationen også vand (H2O).

14. Fun Facts Oxidation, eller på normalt dansk, Iltning er en proces hvor materialer eller stoffer går i forbindelse med ilt. F.eks. når jern ruster, så sker der kemisk en oxidation. Jernets molekyler kommer i kontakt med ilten fra atmosfæren og de reagerer og skaber rust. Dobbeltbindinger er bindinger der sammensætter molekyler. To molekyler kan enten være bundet sammen med enkeltbindinger, dobbeltbindinger, eller endda trippelbindinger. Dog er det enkeltbindingen der er mest stabil.

15. Afslutning på kapitel 2 I NÆSTE KAPITEL SER VI PÅ OXIDATIONS-FORSØGETINGEN PRØVE I DETTE KAPITEL

16. Forsøg med alkohol KAPITEL 3

17. Forsøg med oxidationsreaktion Nu vil vi forklare et forsøg omkring oxidation af ethanol. Som en del af kemi-undervisningen kræves det at man udfører forsøg og drager konklusioner ud fra resultaterne, ved at man sammenligner teoretiske tal med de tal man får fra forsøgene. I dette forsøg skal vi oxidere ethanol ved hjælp af Cr2O72-, som vi snakkede om på siden før. Ethanol kan både oxideres til ethanal (et andet organisk stof), og den kan også oxideres helt til ethansyre (eddikesyre). Herunder ses et diagram over hvordan ethanol oxideres til ethanal, og videre til ethansyre:

18. Forsøg med oxidationsreaktion Hvis man oxiderer ethanolen langt nok, bliver ethanolen først omdannet til ethanal og derefter videre til ethansyre, som vist på siden før. Dog kræver dette en opløsning af oxidationsmidler, der skal være blandet med en syre. I vores tilfælde bruger vi kaliumdichromat, som også hedder Cr2O72-, der er blandet op med en stærk svovlsyre. Man kan nemt finde ud af når oxidationen er fuldført. Når man starter, er opløsningen orangefarvet. Når man så er færdig, bliver opløsningen mørkegrøn, som på billedet. Man kan derefter bestemme ved hjælp af titrering og udregning, om oxidation er fuldstændig forløbet korrekt. På næste side forklares titreringen.

19. Om titrering Titrering er en meget smart metode til at finde ud af forskellige ting omkring en opløsning. I vores tilfælde bruger vi titrering til at finde ud af hvor stor overskuddet af Cr2O72- er. I vores tilfælde bruger vi en jernopløsning, der går ind og reagerer med resterne. Ved hjælp af en indikator, der skifter farve når vi har brugt alle Cr2O72- op, vil vi have mulighed for at finde ud af hvor meget jern vi har hældt i opløsningen. På den måde kan vi så udregne hvor meget der egentlig var tilbage af vores Cr2O72-. Rigtig smart!

20. Resultaterne For at udregne om oxideringen blev til ethanal eller ethansyre, skal vi udregne forholdet mellem Cr2O72- som er forbrugt af ethanol og selve ethanolen. Forholdene er nemlig forskellige om det er ethanal eller om det er ethansyre. Ethanal: Forhold 1:3 = 0,333 Ethansyre: Forhold 2:3= 0,667 Disse tal er selvfølgelig teoretiske, og nu skal se om vores tal er nær disse. Når vi så skal finde forholdet i vores opløsning, skal vi som sagt dividere antallet af Cr2O72- molekyler med antallet af ethanol molekyler. Ved hjælp af lange udregninger har vi fundet disse tal. På næste side finder du så vores resultater for 10 forsøg, og vi må så se om vi kan lave en konklusion ud fra disse resultater.

21. Resultaterne 0,713 0,669 For alle de 10 forsøg vi lavede, har vi udregnet forholdene. Hvis tallet er over 0,667 så er det ren ethansyre, hvis det er under 0,333 er det ren ethanal og hvis det er imellem de to tal er det en blanding. Tallene kommer ind i rækkefølge efter hvor meget jernopløsning der skulle til før farven skifter. 0,666 0,671 0,611 0,648 0,607 0,588 0,521 0,475 Den generelle tendens er: Jo mere jernopløsning det kræver før det skifter farve, jo mindre bliver forholdet og oxidationen forløber ikke fuldstændig.

22. Resultaterne Ud fra dette kan vi lave følgende diagram: Som man kan se af diagrammet, bliver opløsningerne ikke fuldt oxideret efter 14,1 ml jernopløsning. Se videre på næste side for videre spekulationer.

23. Konklusioner af forsøget Da ikke alle opløsningerne blev fuldt oxideret, kan vi ikke udlede en fuldkommen teori. Dog kan vi lave en indikation, at ud fra den metode vi har fulgt kan vi ikke lave ethanal, da ingen af forsøgsforholdene var under 0,333. Dog hælder langt de fleste resultater (8 ud 10) mod ethansyre, selvom de ikke er fuldt oxiderede. Derfor kan vi indikere at der laves ethansyre. Dog er dette forsøg et meget svært forsøg og lave i et skolelaboratorium. Mange kemikere arbejder i flere år og laver mange tusinde forsøg, før de kan udlede teorier for forsøgene. Der kan gå rigtig mange ting galt når man laver sådan et forsøg. Hvis man ikke er 100 % præcis omkring f.eks. Titreringen, der bruges til at finde ud af hvor meget stof der er blevet omdannet, kan meget nemt slå fejl og dette giver store ændringer i resultatet.

24. TAK! Dette var så alt det grundlæggende stof inden for alkoholer. Alkoholer er dog et meget stort emne, som egentlig først bliver gået i dybden med på gymnasialt niveau. Derfor håber vi at du nu har fået et lille indblik i hvordan alkoholer generelt ser ud, samt hvordan de reagerer. Dummy-teamet: Nadia Tscherning, Camilla Anker, Anders Torrild AFSLUT