Syrer, baser og salte:

Transkript

1 Syrer, baser og salte: Salte: Salte er en stor gruppe af kemiske stoffer med en række fælles egenskaber I tør, fast form er de krystaller. Opløst i vand danner de frie ioner som giver vandet elektrisk ledningsevne. Salte har som regel et højt smeltepunkt og kogepunkt Alle salte er ionbindinger (- og + tiltrækker hinanden) Mange af ionerne i saltene er vigtige for kroppen, derfor bliver flere salte brugt i madlavning, den mest kendte er køkkensalt (Natriumklorid NaCl), som også er giftigt i for store mængder. Blander man en syre med en base til ækvivalenspunktet, og varmer det op og koger væsken væk, får man et type salt. Syre består af: Syre ion (H+) + Syre rest-ion Base består af: Metal (OH-) + Base ion Blandet bliver det til: Salt: Metal + Syre rest-ion Molær: Anvendes til opgivelse af molekyle-mængder. Fx skal der 6,023*10 23 HCL molekyler i 1 liter vand, til at man siger styrken på saltsyren er 1 molær. ph: ph skalaen går fra 0 til 14, og er med til at bedømme en syre eller bases surhedsgrad. ph skalaen er ofte illustreret i farver hvor rød er syre (0) som nuancerer over i gul til grøn som er neutral (7) videre til blå og lilla som er basisk (14). Syre: ph værdi på < 7 Kan afgive H+ ion Stærke syrer afgiver mange H+ 1

2 Svage syrer afgiver færre H+ Eksempler på stærke syrer: Svovlsyre H 2 SO 4 Salpetersyre HNO 3 Saltsyre HCl Eksempler på svage syrer: Oxalsyre C 2 H 2 O 4 (findes bl.a. i rabarber og te) Eddike Syre C 2 H 4 O 2 (bruges bl.a. til afkalkning og surehedsregulerende middel i fødevarer) Citronsyre C 6 H 8 O 7 Base: ph værdi > 7 Kan modtage H+ ion Stærke baser modtager mange H+ ioner Svage baser modtager færre H+ ioner Eksempler på stærke baser: Natriumhydroxid NaOH Kaliumhydroxid KOH Eksempler på svage baser: Ammoniak NH 3 Titrering: Titrering bruges til at bestemme koncentrationen af et andet stof. Man kan fx dryppe base ned i en madvare der har syre i sig fx cola. Med et ph-meter, indikator papir, lakmus eller phenolphtalein, kan vi se at ph stiger langsomt, men når H + ionerne er ved at være brugt op stiger ph kraftig (omslagspunkt). Ved at vide hvor meget base man har puttet i, kan man beregne hvor stærk syren var, man kan selvfølgelig også køre dette omvendt (syre i base). Magnetisme: Magnetisme forekommer et sted, hvor elektrisk ladede partikler er, og ofte er det bestemte materialer man bruger når man snakker magnetisme. Disse materialer tiltrækkes af magneter og kan gøre magnetisk permanent: Jern Nikkel Lanthanider (fx Gadolinium, Kobolt) En magnet har altid 2 poler; Nord- og Sydpol. Nordpolen på magneten vil pege mod den geografiske nordpol, da den er magnetisk sydpol. Visa Versa magnetens sydpol. Nordpol frastøder nordpol. Nordpolen tiltrækker sydpolen. Sydpolen frastøder sydpole. 2

3 Du kan magnetisere et stykke Jern ved at gnide en magnet den samme vej hen af jernstykket. Eller ved at bevæge jernstykket den samme vej gennem en spole tilsat jævnspænding. Dette får små magneterne i jernet til at rette sig den samme vej: Den øverste illustration viser småmagneterne i uorden, dette kan gøres ved at banke den magnetiserede stykke jern mod bordet, køre den gennem en spole med vekselstrøm eller varme jernet op. En magnets magnetfelt ser således ud: 3

4 Elektromagnetisme: I 1820 påviste Hans Christian Ørsted, at der er et magnetfelt rundt om en strømførende leder. Dette kan relateres som den første opdagelse af elektromagnetisme. Der er 3 primære faktorer for hvor kraftig elektromagneten er: Om der er en jernkerne mellem vindingerne på spolen Hvor stor en strømstyrke (Ampere) der løber gennem spolen Hvor mange vindinger spolen har Gribereglen: Du kan altid finde ud af hvilken pol der er + og - på en elektromagnet. Du tager din højre hånd, og kører hånden rundt om kernen den vej som strømmen går med +. Der hvor tommeltotten er, har du nordpolen. 4

5 Induktion: I 1831 lavede Michael Faraday et forsøg hvor han skaber induktion, det kan frembringer strøm ved at bevæge en magnet gennem en spole. Induktion skabes når et magnetfelt bevæges i forhold til en spole. Der er 4 primære faktorer som afgører hvor meget effekt du får ud af induktion: Hvor mange vindinger der er på spolen Hvor hurtig magneten bevæges i forhold til spolen Hvor kraftig magneten er Om der er jernkerne eller ej Induktion skaber vekselspænding På kraftværker bruges denne metode til at lave strøm, de bruger turbiner eller lign. Der får magneterne til at bevæge sig enorm hurtigt. 5

6 Vekselspænding, Jævnspænding og begreber: Ved vekselspænding (det vi har i strøm stikkene) skifter elektronerne hele tiden retning. Ved jævnspænding (fx batterier ol.) strømmer elektronerne den samme vej hele tiden. Forskellen ser man let på et oscilloskop, her ser vi vekselspænding på et oscilloskop: Hertz: 1 hertz er hvis det tager 1 sekund for strømmen til at have 2 max værdier (top og bund i). 10 hertz er så hvis det tager 1 sekund til at der er 20 max værdier (10 perioder). Dansk vekselspænding fremstilles med 50 Hz, og en periode tid på 0.02 sekunder. Vekselspænding svinger hele tiden fra + max værdi til nul til max værdi (se kurve), man siger derfor at vekselspænding har en effektiv værdi (den samme værdi du vil have hvis du brugte jævnstrøm) fx aflæser vi en vekselspænding på max værdien 8,5 volt, et voltmeter ville vise os den effektive værdi nemlig 6 volt. Ved at vide den effektive værdi kan du regne max værdien ud: Max værdi = Effektiv værdi * 2 Jævnspænding kan gemmes og lagres i batterier, derfor bruger man transformere som laver vekselspændingen i stik kontakten om til jævnspænding, til mange forskellige elektriske apparater. 6

7 Ensrettere (dioder): Man kan bruge ensrettere til at fjerne halvdelen af vekselstrømmen, eller fx bygge en brokobling til en pære, så alt strømmen bliver udnyttet: Begreber: I = Strømstyrke (Ampere) N = Antal vindinger U = Spænding (Volt) R = Modstand ( ) P = Effekt (Watt) T = Tid 7

8 Transformation: Man bruger bl.a. transformation når man skal sende strøm over lange afstande, for at mindske tabet. En transformator består af en lukket jernkerne og to spoler. Spolerne placering i forhold til hinanden påvirker strømstyrken (ampere) og spændingen (volt). Den spole der er tilsluttet strømkilde, hedder primær spole, den anden sekundær. Har vi en primær spole på 200 N og en sekundær spole på 400 N, bliver spændingen (volt) dobbelt så stor, mens strømstyrken (ampere) bliver dobbelt så lille. Havde vi derimod en primær spole på 400 og en sekundær på 200, ville volt dale til det halve, mens ampere vil stige til det dobbelte. Effekten (watt) er hele tiden den samme da ligningen for effekten ser således ud (transformer ligningen): Pp = Ps Up * Ip = Us * Is Denne ligning forklarer ligheden mellem forholdet mellem primær- og sekundærspolen og primærog sekundærspændingen: Np/Ns = Up/ Us Hvor p er primær siden og s er sekundær siden. Vil man regne strømtabet ud kan man bruge Ohms lov: U = R*I Hvor R er modstanden i Ohm Fx : 1V 120 = 0,0083 A 5V 120 = 0,0420 A 8

9 Atomets opbygning, ioner og isotoper: Alting er opbygget af atomer. Atomer er opbygget af: Elektroner - ladet vejer 1/2000 del af 1 unit Protoner + ladet vejer 1 unit Neutroner Neutral vejer 1 unit Eksempel på et atom: Inde i atomet er der 2 forskellige kræfter, nemlig Elektriske kræfter og Kernekræfter. Elektriske kræfter: Protonerne frastøder hinanden pga. de elektriske ladninger Kernekræfter: Kræfter der virker mellem alle partiklerne i kernen (massetiltrækning) Isotop: Er en anden udgave af et atom, udgaven har færre eller flere neutroner. De forskellige isotop udgaver af samme stof reagerer ofte på samme måde i reaktion med andre stoffer. Ion: Er et atom som enten har givet eller modtaget en elektron. Et atom der har afgivet en elektron er + ladet. Et atom har modtaget en elektron er - ladet. 9

10 Sammensatte Ioner: So 4-2 Sulfat No 3 - Nitrat Co 3-2 Karbonat OH - Hydrat Atombindinger: Ionbinding: Ioner sætter sig sammen i et Iongitter fordi + og tiltrækker hinanden, alle salte er ionbindinger. Kovalent binding: Atomer deles om et eller flere elektronpar (fx vand) alle molekyler er bundet af kovalent bindingen på fast form. Fx Her har vi C (kulstof) som låner 1 elektron hver af 4 H atomer, C opnår 8 elektroner i yderste skal, og H opnår 2 i yderste skal. Metan er skabt. 10

11 Dobbeltbinding: Alle får 8 elektroner i yderste skal Triplebinding: Begge nitrogen atomerne deles om 3 par af 2, (6 elektroner). Og får derved 8 elektroner i yderste skal. 11

12 Ioniserende stråler og radioaktivitet: Radioaktive stoffer er dem der har et atomnummer over 83. Radioaktivitet skyldes at kernen bliver ustabil, altså der er ulighed på protoner og neutroner (kernekræfterne og de elektriske kræfter kan ikke holde sammen på kernen) Der findes 3 former for stråling: Alpha 4 2He (helium kerne) udsendes, som bremses let af fx hud, hvis den kommer ind i kroppen er den meget farlig, da den er meget ioniserende. Beta En neutron omdanner sig til en proton og en elektron og elektronen skydes af sted. Middel svær at stoppe, bruges fx en bog. Gamma En mængde energi udskydes også kaldt foton, svær at stoppe, skal bruges tykt lag bly. Radioaktiv stråling er som regel farligt, da den kan være med til at starte en ukontrolleret celledeling, som resulterer i en kræftsvulst. Anvendelse af ioniserende stråling: Man bruge strålingen til mange ting. Fx kan man bestråle fødevarer med beta eller gamma, så alle bakterierne dør. Dette gør maden kan holde sig i lang tid. Man bruger beta og gamma stråling til kræftbehandling, kræftcellerne dør nemlig når de bliver ramt af strålingen. 12

13 Lægerne kan bruge det til at opdage knogleskader, ved at indsprøjte en gamma væske i blodbanerne, efter nogle timer er det i knoglevævet og man kan vha. en gamma-kamera se hvor der er brud. Man bruger det til opfyldning af fx tandpasta tuber, en beta stråle er placeret hvor maskinen skal stoppe med at fylde på, når geiger tælleren ikke kan tælle beta strålingen stopper maskinen. Man bruger det også til bestemmelse af tykkelsen på diverse materialer. Beta og gamma stråler bliver brugt til dette, geigertælleren kan tælle hvor kraftig strålingen er, og herudfra kan den bestemme materialets tykkelse. Det periodiske system og kernekort: Kernekort: Ved alfa stråling går man 2 ned og 2 til venstre på kortet Ved beta strålingen går man 1 op og 1 til venstre på kortet Periodiske system: 13