kemi 2000 b-a_noter

30
KEMI 2000 B-(+A)-NIVEAU Kemiske reaktioners hastigheders s.9-23 Reaktionshastighed - Kemiske reaktioners hastigheder afhænger af, hvilke stoffer der reagerer. - Man kan måle et stofs koncentration ved at måle opløsningens absorption af lys i et spektrofotometer. - Brom i en sur opløsning reagerer proportionalt med tiden. Reaktionen bliver langsommere og langsommere, efterhånden som tiden går. 5Br - + BrO3 - + 6H + 3Br2 + 3H2O. 5Br - + BrO3 - + 6H + er reaktanter, imens 3Br2 + 3H2O er produkter. - Reaktanternes koncentrationer aftager under reaktionen. - Hastigheden kan defineres som tilvæksten af koncentrationen pr. tid: v = Δ[..] / Δt v = k * [..] hvor k er hastighedskonstanten, som er forskellig for de forskellige stoffer. Man finder den gennemsnitlige reaktionshastig i det tidsinterval. - En kemisk reaktions hastighed kan defineres som tilvæksten af et reaktionsprodukts koncentration pr. tid eller som formindskelsen af en reaktants koncentration pr. tid. Koncentrationernes betydning for reaktionshastigheden: Reaktionshastigheden afhænger af: 1. Reanternes koncentrationer - Partikel, som er fælles betegnelse for molekyler og ioner. (atomer, selvstændig enhed) - For at to partikler kan reagere med hinanden må de støde sammen. Men det er dog kun de voldsomste som fører til en reaktion. - Jo større de reagerede partiklers koncentrationer er, desto flere sammenstød sker der pr. tid, og desto større reaktionshastighed. - Reaktionshastigheden afhænger af koncentrationerne pga. af [H + ] 2 . Størrelsen af [H + ] har betydning for reaktionshastigheden. - k, hastighedskonstanten afhænger af temperaturen. 2. En reaktants overfladeareal (heterogene reaktioner) - Jo større overfladeareal gør at der er mere som reagerer, og derved går det hurtigere. 3. Temperaturen - Temperaturen gør at reaktionen er hurtigere, da partiklerne vil bevæge sig hurtigere, og derved vil der opstå flere sammenstød. 4. Tilsætning af katalysator. - En katalysator er et stof som fremmer reaktionshastigheden, men indgår ikke selv i reaktionen. Heterogene reaktioner: - En reaktion er homogen, hvis alle reaktionsdeltagerne indgår i en homogen blanding, foregår enten i en opløsning eller i en gasblanding. - Hvis reaktionsdeltagerne ikke befinder sig i samme fase, kaldes reaktionen heterogen. F.eks.: Mg(s) + 2H + (aq) Mg 2+ (aq) + H2(g) Reaktanterne befinder sig i hver sin fase. H + (aq) støder ind på grænseoverfladen. Hvis magnesiummet bliver findelt (får et større overfladearel) kan reaktionen gå hurtigere.

Upload: jhonn-hallingsen

Post on 25-Oct-2014

1.018 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: KEMI 2000 B-A_noter

KEMI 2000 B-(+A)-NIVEAUKemiske reaktioners hastigheders s.9-23Reaktionshastighed

- Kemiske reaktioners hastigheder afhænger af, hvilke stoffer der reagerer.- Man kan måle et stofs koncentration ved at måle opløsningens absorption af lys i et

spektrofotometer.- Brom i en sur opløsning reagerer proportionalt med tiden. Reaktionen bliver langsommere

og langsommere, efterhånden som tiden går. 5Br - + BrO3- + 6H+ → 3Br2 + 3H2O. 5Br - + BrO3- + 6H+ er reaktanter, imens 3Br2 + 3H2O er produkter.

- Reaktanternes koncentrationer aftager under reaktionen.- Hastigheden kan defineres som tilvæksten af koncentrationen pr. tid:

v = Δ[..] / Δt v = k * [..] hvor k er hastighedskonstanten, som er forskellig for de forskellige stoffer.Man finder den gennemsnitlige reaktionshastig i det tidsinterval.

- En kemisk reaktions hastighed kan defineres som tilvæksten af et reaktionsprodukts koncentration pr. tid eller som formindskelsen af en reaktants koncentration pr. tid.

Koncentrationernes betydning for reaktionshastigheden:Reaktionshastigheden afhænger af:

1. Reanternes koncentrationer- Partikel, som er fælles betegnelse for molekyler og ioner. (atomer, selvstændig enhed)- For at to partikler kan reagere med hinanden må de støde sammen. Men det er dog kun de

voldsomste som fører til en reaktion.- Jo større de reagerede partiklers koncentrationer er, desto flere sammenstød sker der pr. tid,

og desto større reaktionshastighed.- Reaktionshastigheden afhænger af koncentrationerne pga. af [H+]2. Størrelsen af [H+] har

betydning for reaktionshastigheden.- k, hastighedskonstanten afhænger af temperaturen.2. En reaktants overfladeareal (heterogene reaktioner)- Jo større overfladeareal gør at der er mere som reagerer, og derved går det hurtigere.3. Temperaturen- Temperaturen gør at reaktionen er hurtigere, da partiklerne vil bevæge sig hurtigere, og

derved vil der opstå flere sammenstød.4. Tilsætning af katalysator.- En katalysator er et stof som fremmer reaktionshastigheden, men indgår ikke selv i

reaktionen.Heterogene reaktioner:

- En reaktion er homogen, hvis alle reaktionsdeltagerne indgår i en homogen blanding, foregår enten i en opløsning eller i en gasblanding.

- Hvis reaktionsdeltagerne ikke befinder sig i samme fase, kaldes reaktionen heterogen. F.eks.: Mg(s) + 2H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g)Reaktanterne befinder sig i hver sin fase. H+(aq) støder ind på grænseoverfladen. Hvis magnesiummet bliver findelt (får et større overfladearel) kan reaktionen gå hurtigere.

Page 2: KEMI 2000 B-A_noter

- Hvis en reaktion foregår på grænsefladen mellem de to faser, stiger reaktionshastigheden med stigende areal af grænsefladen.

Reaktionsmekanisme:- I nogle reaktioner indgår der mange partikler, f.eks. 5Br- + BrO3 + 6H+ → 3Br2 + 3H2O

Reaktionsskemaet angiver, hvordan start og slut ser ud. Reaktionen sker i flere trin.A + 2B → C + D + EDe store bogstaver er molekyler eller ion. Reaktionen kan forløbe i 3 trin:A + B → C + X (bimolekylær) X → D + Y (unimolekylær)B + Y → E (bimolekylær)X og Y er mellemprodukter, de er ustabile, så de kan ikke isoleres fra reaktionsblandingen. De har kort levetid; de reagerer hurtigt videre.

- De enkelte reaktionstrin kaldes elementarreaktioner. De fortæller hvordan processen forløber.

- Den langsomste af elementarreaktionerne kommer til at bestemme hele reaktionens hastighed. ”flaskehals”.

Forløbet af en elementarreaktion:- Et kemisk system kan beskrives makroskopisk eller mikroskopisk.

Makroskopisk er når man betragter systemet som helhed, hvor man beskrive systemets tilstand ved at angive dets temperatur, tryk, stofsammensætning, energi osv.Mikroskopisk er når man betragter de enkelte atomare partikler, som systemet består af, man kan angive partiklernes positioner i forhold til hinanden, og deres hastigheder. Partiklernes kinetiske energi og potentiel energi. F.eks. aftager den potentielle energi, når to atomer tiltrækker hinanden og danner en kovalent binding. Modsat øges den potentielle energi, hvis bindingen sprænges.

- N + M – L → N – M + L (bimolekylær elementarreaktion, hvor N og ML støder sammen. Der sprænges en kovalent binding mellem M og L samtidig med at der dannes en kovalent binding mellem N og M.

- Stor kinetiske energi → lille kinetisk energi (stor potentiel energi) → stor kinetisk energi- Reaktionen kan kun ske, hvis sammenstødet er voldsomt. Men partiklerne skal også vende

rigtigt.

Et eksempel på en bimolekylær elementarreaktion:- Reaktionen mellem hydroxidioner og iodmethan: OH- + CH3I → CH3OH + I-

Reaktionen foregår i et enkelt trin, en bimolekylær elementarreaktion. Ligesom N og ML.

Temperaturens betydning for reaktionshastigheden:- En kemisk reaktions hastighed øges betydeligt, når temperaturen hæves. F.eks. zink som er

meget hurtigere med en varm syreopløsning end kold.- Hydrogen og oxygen reagerer ikke ved stuetemperatur, men ved opvarmning (antænding)

får reaktionen mellem de to stoffer et eksplosionsagtigt forløb.- En meget hurtig reaktion får langtfra fordoblet hastigheden, hvorimod hastigheden for en

meget langsom reaktion mere end fordobles ved 10 graders temperaturforøgelse.

Page 3: KEMI 2000 B-A_noter

- Når temperaturen hæves øges reaktionshastigheden.Ved en temperaturforøgelse sker en stor stigning i antallet af partikler, som har særlig stor fart og dermed særlig stor kinetisk energi. Dette bevirker, at der ved højere temperatur er en større brøkdel af sammenstødene, som er tilstrækkelig voldsomme til at reaktionen forløber.

Katalyse:- Man kan forøge reaktionshastigheden ved at tilsætte en katalysator.- En katalysator er et stof, som forøger reaktionshastigheden uden selv at forbruges ved

reaktionen.- Homogen katalyse: Katalysatoren og reaktanterne indgår i en homogen blanding.- Heterogen katalyse: Katalysatoren er heterogent blandet med reaktionen.- F.eks. Iod som katalysator: H2O2 + I- → H2O + IO- , derefter H2O2 + IO- → H2O + O2 + I-

Summen af de to giver: 2H2O2 → 2H2O + O2 , hvor der ikke indgår Iod.- Katalysatoren sænker aktiveringsenergien, og derfor behøver sammenstødene ikke være så

voldsomme.- Ved en homogen katalyse afhænger reaktionsdygtigheden af katalysatorens koncentration.- Ved en heterogen katalyse afhænger reaktionsdygtigheden af katalysatorens overfladeareal.- I biologien kaldes de for enzymer. Enzymer ødelægges ved varme. Derfor er det farligt at få

høj feber.

Kemisk ligevægt s.24-41En kemisk ligevægt:

- Reaktionen mellem hydrogen og iod: H2(g) + I2(g) → 2HI(g). –reaktionen gennemføres ved høj temperatur, da iod er på gasform.

- Reaktionsdeltagernes koncentrationer har ændret sig. Langsom reaktion.- Den aktuelle koncentration defineres på samme måde som koncentrationen i en opløsning.- Reaktionsskemaet koefficienter ændrer sig: [H2] og [I2] aftager lige meget, mens [HI] vokser

dobbelt så meget som [H2] og [I2] aftaget.- Reaktionerne er modgående, men efter 7 timer er reaktionen kommet i ligevægt og det

skrives med . (Dynamisk ligevægt)- Ligevægtskonstanten Kc kan beregnes. Værdien afhænger af temperaturen.

Ligevægtsloven:- En ligevægt er homogen, hvis ligevægtsblandingen er en homogen blanding.- aA + bB + … cC + dD + …- Derved vil ligevægtskonstanten hedde: Kc = ([C]c * [D]d) / ([A]a * [B]b)- Gasser og faste stoffer medtages ikke i ligevægtskonstanten.

Betydningen af ligevægtskonstanten:- reaktanter produkter- Reaktionen startes ved at blande reaktanterne sammen, når ligevægten har indstillet sig, er

reaktionsbrøken lig med reaktionens ligevægtskonstant Kc.- Reaktionsprodukterne indgår i tælleren, imens reaktanternes koncentrationer indgår i

nævneren.- Hvis der er en meget stor ligevægtskonstant, er brøkens tæller større end nævneren og derfor

er reaktanterne næsten fuldstændigt omdannet til reaktionsprodukterne. Dvs. at ligevægten ligger langt mod højre.

Page 4: KEMI 2000 B-A_noter

- Omvendt og reaktionen ligger langt mod venstre.- Hvis man bytter om på venstre og højre i et reaktionsskema får man den reciprokke

(gensidige) værdi.- Et kemisk system kaldes ustabilt, når det ikke er i ligevægt, men hvis reaktionshastigheden

er uendelig lille, er systemet holdbart.- Hvis man tilsætter en katalysator indstiller ligevægten sig hurtigt. Det viser sig, at

katalysatoren ikke påvirker ligevægtsblandingens sammensætning. Kc ændres ikke. Tilsættes en katalysator, ændres de to modgående reaktioners hastigheder lige meget.

Ikke-ligevægt:- aA + bB + … cC + dD + …- Hvis systemet ikke er i ligevægt, er reaktionsbrøken lig med reaktionens ligevægtskonstant

Kc. De to modgående reaktioner forløber med samme hastighed.- Hvis der ikke er ligevægt, vil den ene af de to modgående reaktioner være dominerende,

dvs. systemets sammensætning ændres. Systemet nærmer sig ligevægtstilstanden, og når der er gået tilstrækkelig lang tid, vil systemet være i ligevægt.

- ([C]c * [D]d) / ([A]a * [B]b) < Kc Reaktionen går mod højre →- ([C]c * [D]d) / ([A]a * [B]b) > Kc Reaktionen går mod venstre ←

Ændring af et stofs koncentration:- Systemet er i ligevægt inden vi laver indgrebet.- H2(g) + I2(g) 2HI(g).- Der tilsættes H2. Da H2 indgår i nævneren, bevirker tilsætningen at brøken bliver

mindre og der bliver en forskydning mod højre, da systemet er ude af ligevægt. Men ligevægten indstiller sig igen.

- Forskydningen formindsker virkningen af indgrebet, fordi [H2] falder lidt igen.- Et ydre indgreb i et ligevægtssystem fremkalder en forskydning, som formindsker

virkningen af indgrebet. – Le Chateliers Princip- Man kan også nedsætte koncentrationen af en reaktionsdeltager. F.eks. at tilsætte et stof som

reagerer med H2 i en hurtig kemisk reaktion. Indgrebet er en formindskelse af [H2]. Forskydning mod venstre.

Beregning af en forskydning:- se side 36

Volumenændringer (trykændringer):- En ændring af systemets volumen medfører en ændring af alle reaktionsdeltagernes

koncentrationer, og det vil bringe flere systemer ud af ligevægt.- Ved ændring af volumen i en opløsning kan der tilsættes mere af det rene opløsningsmiddel

(fortynde opløsningen).- For gasligevægte kan man ændre beholderens volumen.- Hvis volumen halveres vil begge koncentrationer fordobles. Reaktionsbrøkens tæller bliver

22=4 gange større, mens nævneren kun bliver 2 gange større. Forskydning mod venstre.- Forskydningen kan beregnes, f.eks. NO2-molekyler bliver til N2O4-molekyler.- Ved indgrebet har vi fordoblet molekyletætheden i systemet.

Page 5: KEMI 2000 B-A_noter

- Hvis man øger systemet volumen (fortynder), giver forskydningen en forøgelse af det samlede antal molekyler.

- Reaktioner i gastilstanden bevirker en ændring af systemets volumen, at trykket ændres. En formindskelse af volumen er en forøgelse af trykket.

- En forøgelse af trykket giver en forskydning, som formindsker det samlede antal molekyler, og derved modvirkes trykforøgelsen.

Temperaturændringer:- Ligevægtskonstanten er afhængig af temperaturen.

- Hvis temperaturen hæves, sker der en forskydning i den endoterme reaktions retning.

- Hvis temperaturen sænkes, sker der en forskydning i den exoterme reaktions retning.

- F.eks. N2O4 (g) 2NO2 (g)Reaktionen mod højre er endoterm, og mod venstre exoterm.Ved opvarmning bliver blandingen mere brun, dvs. der sker en forskydning mod højre: endoterme.Ved afkøling sker der en forskydning i den exoterme reaktions retning. KC vokser i dette tilfælde med at temperaturen vokser.

- Hvis vi hæver systemets temperatur, modvirkes temperaturforhøjelsen ved en forskydning i den endoterme retning.

Opløsningsmidlet som reaktionsdeltager:- Hvis man opløser eddikesyre med vand, reagerer nogle af eddikesyremolekylerne med vand:

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

Opløsningsmidlet optræder som reaktionsdeltager. Det anvendes i større mængder end de øvrige reaktionsdeltagere.En blanding indeholder stofferne A, B og C. Molbrøken for stoffet A betegnes χ(A), og den er defineret som stofmængden af A divideret med den samlede stofmængde i blandingen:χ(A) = n(A) / (n(A) + n(B) + n(C)) χ(A) = 1 (rent stof)

- Ligevægtskonstanten betegnes Ks, da eddikesyre er en syre.- Når vi sætter vands molbrøk til 1, siger vi at dets virkning på ligevægten svarer til den

virkning, som rent vand ville have.- Opløsningsmidlet får særbehandling ved opskrivningen af ligevægtsloven:- Opløsningsmidlet indgår i reaktionsbrøken med sin molbrøk. I en meget fortyndet opløsning

sættes molbrøken lig med 1.

Syre-basereaktioner s.42-61Syrer og baser:

- definition: protonoverførelse fra syren til basen

Page 6: KEMI 2000 B-A_noter

Når  man  blander  en  syre  og  en  base  så  får  man  ALTID  vand  og  salt.

- Hvis man blander: H2O + NH3 OH- + NH4+. Det er en syrebaseligevægt. Hvor der overføres et H+ fra H2O til NH3.

- En syre er et molekyle eller en ion, som kan afgive en proton. Man overfører fra syre til base (H+)

- En base er et molekyle eller en ion, som kan optage en proton. Basen kan modtage en proton.

- En syrebasereaktion er en protonoverførelse.

- syre1 + base2 syre2 + base1 S1 + B2 S2 + B1

Syre1 og base1 kaldes korresponderende syre-basepar. Syren H2O korresponderer til basen OH-.

- Protonen er en nøgen atomkerne, som ikke kan eksistere frit i et kemisk system. Derfor kan en syre kun afgive en proton hvis der er en base til stede som kan optage protonen.

- En syre-basereaktion kaldes også en protolyse.

- Ordet protolyt anvendes som fællesbetegnelse for syrer og baser.

- Hvis en protolyt både er en syre og en base, kaldes den en amfolyt = kan optræde som både syre og base. Afgiver og kan optage. (f.eks. H2O).

- Hvis man blander en syre og en base i en vandig opløsning vil reaktionen forløbe uhyre hurtigt. Den vil være nået til ligevægt mindre end en milliontedel sekund efter blandingen.

Vands autoprotolyse. pH og pOH:- Vand er en amfolyt, og vand kan derfor reagere i en protolyse med sig selv:

H2O + H2O OH- + H3O Ligevægten ligger langt mod venstre.Ligevægtsloven giver: [H3O+] * [OH-] = KvDette gælder kun i fortyndede vandige opløsninger og i rent vand. Vands molbrøk = 1[H3O+] = [OH-] = 1,0 * 10-7 M[H3O+] * [OH-] = (1,0 * 10-7 M) * (1,0 * 10-7 M) = 1,0 * 10-14 M2

- pKv = -logKv

- Autoprotolyseligevægten sørger for, at produktet af de to ionkoncentrationer holder sig konstant. Hvis man øger [H3O+] ved at tilsætte syre til opløsningen, forskydes autoprotolysen mod venstre, hvorved [OH-] bliver mindre.

- En opløsnings pH-værdi: pH = -log[H3O+]

Page 7: KEMI 2000 B-A_noter

- pH for rent vand: pH = -log (1,0 * 10-7) = 7- pH-skalaen går fra 1-14- Produktet af [H3O+] og [OH-] er en konstant, H3O+ er den dominerende af de to ioner i sur

opløsning, imens OH- er i en basisk opløsning. - pH er et mål for opløsningens surhedsgrad. Surhedsgraden vokser, hvis man gør pH mindre.- pH vedrører vandige opløsninger, pH-værdien fortæller os om H3O+ koncentrationen i

opløsningen.- Opløsnings pOH-værdi: pOH = -log[OH-]

- - log[H3O+] * - log[OH-] = - logKv

- pH + pOH = pKv

- pH + pOH = 14 (ved 25 grader)Måling af pH:

- pH måles med en pH-meter.pH-meter er et voltmeter med meget stor resistans. Det er forbundet til to elektroder, en glaselektrode og en calomelelektrode, som dyppes i den opløsning, hvis pH man skal måle.

- Spændingsforskellen mellem de to elektroder afhænger af opløsningens pH, og pH-værdien kan aflæses på pH-metret.

- Inden man måler med et pH-meter dryppes elektroderne i en opløsning med nøjagtig kendt pH-værdi.

- Hvis man har målt en opløsnings pH, kan man beregne [H3O+]. Af pH-definitionen får vi:[H3O+] = 10-pH

Syrestyrke:- Vi anvender S, som betegnelsen for en syre. Styrken defineres ud fra syrens reaktion med

vand: S + H2O B + H3O+

- Syre-baseligevægten indstiller sig hurtigt, hvis vi anvender ligevægtsloven og sætter vands molbrøk lig med 1, får vi:Ks = ([B] * [H3O+]) / [S] – Vandet er vores opløsningsmiddel. Og H2O går ud med hinanden, da de er på begge sider af brøken.

- Ligevægtskonstanten Ks er et mål for syrens styrke. Den kaldes syrens styrkekonstant. Den er uafhængig af syrens koncentration i opløsningen.

- En syre med meget lille Ks-værdi reagerer næsten ikke med vand. Ligevægten ligger langt mod venstre.

Sur opløsning: [H3O+] > 1,0 * 10-7 M pH < 7Neutral opløsning: [H3O+] = 1,0 * 10-7 M pH = 7Basisk opløsning: [H3O+] < 1,0 * 10-7 M pH > 7

Page 8: KEMI 2000 B-A_noter

- En stærk syre har en meget stor Ks-værdi. Den reagerer så godt som fuldstændigt med vand, dvs. at ligevægten ligger meget langt mod højre.

Hydrogenchlorid, svovlsyre og salpetersyre er de tre klassiske stærke syrer. Oxoniumionen regnes som en stærk syre.

- En monoprot syre er en syre som kun kan afgive én proton. F.eks. HCl og CH3COOH

- En diprot syre kan afgive to protoner. F.eks. H2SO4

- En triprot syre kan afgive tre protoner. F.eks. H3SO4.- H3SO4 → H2SO4- → HPO42- → PO43-

Til hvert trin hører der en Ks-værdi. Ks1 , Ks2 , Ks3 . Styrkekonstanterne for phosphorsyre.Ks1 for phosphorsyre, Ks2 for dihydrogenphosphation, Ks3 for hydrogenphosphation.

- Styrkeeksponenten til syre : pKs = -logKs

- En stærk syre har en lille pKs-værdi

Syrer:

H2SO4 – Svolvsyre - stærkHCl – Saltsyre - stærkHNO3 – Saltpetersyre - stærkH3PO4 – Fosforsyre - middelstærkCH3COOH – Eddikesyre - svag

Baser:

NaOH – Natriumhydroxid – stærk KOH – Kaliumhydroxid - stærkNH3 – Ammoniak – svag

Basestyrke:- Basens reaktion med vand og ligevægtsloven, til at definere basestyrken:

B + H2O S + OH-

- KB = ([OH-] * [S]) / [B]

- KB er styrkekonstanten for basen B.- Styrkeeksponenten pKB: pKB = -logKB

Page 9: KEMI 2000 B-A_noter

- Ammoniak: H2O + NH3 OH- + NH4+ KB = 1,78 * 10-5 M

Korresponderende syre-basepar:- Der er en sammenhæng mellem syrestyrken og basestyrken, når man betragter et

korresponderende syre-basepar.

- Der er en sammenhæng mellem KS for syren S1, og KB for syrens korresponderende base B1

- Hvis man opløser S1 i vand. S1 reagerer kun delvist med vand, og der dannes noget B1, som derefter kan reagere med vand. – lynhurtig ligevægt.

- Da produktet af [H3O+] og [OH-] i alle fortyndede opløsninger er lig med KV, får vi:

- Til en stærk syre korresponderer en uhyre svag base, og til en middelstærk syre korresponderer en meget svag base.

- Grænserne mellem de forskellige styrkebetegnelser går ved pK-værdierne: – 0 – 4 – 10 – 14 –

Beregning af pH i syreopløsninger:- Dette gælder, hvis det er en syre i rent vand.

Opløsning af en stærk syre:- Syren = S, den reagerer fuldstændigt med vand.

Der dannes én H3O+ for hver S, og derfor bliver H3O+ lig med cs.

- pH = -log cs opløsning af monoprot, stærk syre.- Hvis koncentrationen er : (cs < 10-6 M) kan formlen ikke bruges.- Ved store koncentrationer af f.eks. 0,10 M H2SO4, ligger ligevægten langt mod venstre,

mens ligevægten ligger langt mod højre ved små koncentrationer f.eks. 1,0 * 10-4 M H2SO4.

Opløsning af en svag syre:

- Den svage syre S opløses i vand, og ligevægten indstiller sig: S + H2O B + H3O+

Korresponderende syre-basepar:KS * KB = KV pKS + pKB = pKV

Ved 25°C:KS * KB = 1,0 * 10-14 M2 pKS + pKB = 14,00

Page 10: KEMI 2000 B-A_noter

Der opløses meget af syren i vand, så dens formelle koncentration bliver cs. Koncentrationerne før reaktionen og ved ligevægt anføres under koncentrationsskemaet:

Pga. syrens reaktion med vand bliver dens koncentration mindre end cs. For hver S, som forsvinder, dannes der én B. Derfor: [S] = cs – [B]. Da B og H3O+ dannes i forholdet 1:1 er [B] = [H3O+]. Så kommer ligevægtsudtrykket til at hedde:KS = [H3O+]2 / (cs - [H3O+]).

- Da det er en svag syre, vil vi finde pH ved at benytte formlen:pH = ½ * (pKS – log cs) opløsning af svag syre

- Bruges også til middelstærksyre.

Beregning af pH i baseopløsninger:- Dette gælder, hvis det er en base i rent vand.

Opløsning af en stærk base:- Opløsning af en metalhydroxid i vand: Me(OH)x (s) → Mex+ (aq) + xOH- (aq)- Me(OH)x er en general formel for en metalhydroxid. Det kan f.eks. være NaOH (x=1) er

BaOH (x=2). Stoffets formelle koncentration i opløsningen kaldes cB. Af reaktionsskemaet fås: [OH-] = x * cB

Dette sættes ind i pOH = -log[OH-]:- pOH = -log(x * cB) opløsning af Me(OH)x

- Herefter kan pH beregnes ved at bruge: pH + pOH = 14

Opløsning af en svag base:- Det samme som stod ved opløsning af svag syre gælder, derfor kan formlen også anvendes

på svag base:- pOH = ½ * (pKB – log cB) opløsning af svag base

Titrering af stærk syre med stærk base:- En HCl syre titreres med en NaOH-opløsning: HCl + NaOH → NaCl + H2O

1 mol HCl er ækvivalent med 1 mol NaOH.Ved sammenblanding af ækvivalente mængder får vi en NaCl-opløsning og det er en neutral opløsning. Na+ er uden syre-baseegenskaber, men Cl- er en meget svag base.HCl er en stærk syre, og den indeholder H3O+ og Cl-, mens NaOH-opløsningen indeholder Na+ og OH-.Der er tale om en reaktion mellem H3O+ og OH-: H3O+ + OH- → 2H2ODenne reaktion sker, hver gang man blander en opløsning af en stærk syre med en opløsning af en stærk base. Det er en neutralisationsreaktion. Se eksempel 7, s.60-61.

Heterogene ligevægte s.69-76Eksempler på heterogene ligevægte:

Page 11: KEMI 2000 B-A_noter

- En ligevægt kaldes homogen, hvis alle reaktionsdeltagere befinder sig i samme fase. Det kan enten være i en opløsning eller i gastilstanden.

- En ligevægt kaldes heterogen, hvis reaktionsdeltagerne befinder sig i forskellige faser.- Eks: ren heptan til en opløsning af Br2 i vand (bromvand). Da de to ikke er blandbare giver

det er tofasesystem. Rystes blandingen, går det meste af bromet op i heptanfasen.Efter nogen tids omrystning er der ligevægt mellem brom i vandfasen og brom i heptanfasen. Ligevægtsloven gælder også her: Br2 (aq) Br2 (heptan)K = [Br2 (heptan)] / [Br2 (aq)]K er meget større end 1, dvs. at brom er meget lettere opløseligt i heptan end i vand.Når man ryster blandingen sker der en ekstraktion (udtrækning) af brom fra vand over i heptan.

- Når et stof fordeler sig mellem to væskefaser, er der en fordelingsligevægt, og ligevægtskonstanten K kaldes fordelingsforholdet.

- Forsøget kunne også gøres med Iod, som stof og i vandig opløsning. S.69-70- Ved opskrivning af ligevægtsloven skal man udelade rene stoffer på fast form eller

væskeform.Opløselighedsprodukt:

- Hvor tungtopløsligt er et salt i ligevægt med ioner i en vandig opløsning: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) [Ag+] * [Cl-] = K0 (AgCl).

Ved opskrivning af ligevægtsloven har jeg udeladt faste stoffer.Ligevægtskonstanten K0 kaldes stoffets opløselighedsprodukt.

- Eks: kunne være: Mg(OH)2 (s) Mg2+ (aq) + 2OH- (aq) [Mg2+] * [OH-] = K0 (Mg(OH)2)

- Det produkt af ionkoncentrationerne, som ligevægtsloven angiver, kaldes ionproduktet.- Efter ionproduktets størrelse skelner man mellem 3 tilfælde, (AgCl bruges som eks.):

[Ag+] * [Cl-] > K0 (AgCl) Overmættet opløsning[Ag+] * [Cl-] = K0 (AgCl) Ligevægt: mættet opløsning[Ag+] * [Cl-] < K0 (AgCl) Umættet opløsning

- Hvis et stof er overmættet er det hele blandet sammen, hvis det er mættet er der ligevægt mellem stoffet og opløsningen, hvis det er umættet er der ikke ført nok stof ind i systemet.

- Hvis man vil fremstille et salt ved en fældningsreaktion, skal man blande de pågældende ioner i så store koncentrationer, at ionproduktet bliver større end opløselighedsproduktet. (Der sker en udfældning indtil opløsningen er mættet).

- Krystallisationen startes ved podning, dvs. at der tilsættes en lille krystal af stoffet.Indgreb i opløseligehedsligevægt:

- Eks: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) [Ag+] * [Cl-] = K0 (AgCl)Hvis vi gør chloridkoncentrationen større, sker der en forskydning mod venstre, da ionproduktet bliver større. Systemet er ude af ligevægt!Der udfældes sølvchlorid indtil ionproduktet atter er lig med ligevægtskonstanten (opløselighedsproduktet).Sølvchlorid er altså mindre opløseligt i en chloridholdig opløsning end i rent vand.Tilsættes der ammoniak til en mættet sølvchloridsopløsning, Ammoniak binder sølvionerne komplekst:

Page 12: KEMI 2000 B-A_noter

Ag+(aq) + 2NH3(aq) Ag(NH3)2+ (aq) Kk=1,7*107 M-2

Den store kompleksitetskonstant viser, ar kompleksdannelsen er meget effektiv. Hvis der anvendes overskud af ammoniak, bliver der kun relativt få frie sølvioner tilbage i opløsningen.Tilsættelsen af ammoniak giver en betydelig formindskelse af [Ag+] og dermed ionproduktet

- Når ionproduktet gøres mindre end opløselighedsproduktet, sker der en forskydning mod højre, dvs. der opløses mere sølvchlorid.

Kalk og hårdt vand:- Kalk er tungtopløsligt i vand- Kalk i ligevægt med en vandig opløsning:

CaCO3 (s) Ca2+(aq) + CO32- (aq) K0(CaCO3) = 8,7 * 107 M-2 Carbonationen er en base, hvis vi tilsætter syre, gør vi carbonatkoncentrationen mindre.

- Det bruser, når man hælder syre på kalk. Det skyldes dannelsen af gasformig carbondioxid.- Reaktionen mellem kalk og syre: husholdning, syreregn osv.- Rodzonen er de øverste jordlag, hvor planternes rødder befinder sig. Der dannes der CO2. og

når regnvand siver igennem jorden opløses en del af CO2 i vandet. Det omdannes til kulsyre.Ned igennem jorden opløser kulsyren kalk og det bliver ført ned i grundvandet.

- Opløseligheden af CO2 bliver mindre, hvis vandet opvarmes.- Vand har hårdhedsgrader: (°dH)- I vaskepulver forekommer der phosphat, som er et plantenæringsstof. Derfor må det ikke

udledes til naturen, da det stimulerer væksten af alger.- I et rensningsanlæg fjerner man phosphationerne ved at tilføre FeSO4. –Fældningsreaktion.

Struktur og egenskaber s.106-123Polære og upolære molekyler:

- Et molekyle er en lille, selvstændig mængde stof.- Hvis et stof består af molekyler, skal den kemiske formel angive molekylets

sammensætning.- Det er ikke-metallerne, som indgår i molekyler. Atomerne i et molekyle er bundet sammen

med kovalente bindinger. (elektronparbinding).- Elektronegativiteten er atomets evne til at tiltrække det fælles elektronpar.- Et molekyle indeholder en eller flere kovalente bindinger, som enten kan være upolære eller

polære.- Et molekyle kaldes polært, hvis det på grund af en ”skæv” elektronfordeling har en positiv

og en negativ side. δ+ δ-- Et polært molekyle siges at være en elektrisk dipol på grund af de to elektriske poler. HCl er

et polært molekyle, imens H2 er upolært.…..

Organisk kemi s. 124-164

Page 13: KEMI 2000 B-A_noter

- Alifatiske carbonhydrider er kædeformede, dvs. at C-atomerne er bundet sammen i en uforgrenet eller forgrenet kæde.

- Se noter fra C-niveau.- Tetraederstruktur: C med 4 bindinger har bindingsvinklen 109° - Planstruktur: C med 3 bindinger (dobbeltbinding) har bindingsvinklen 120°- Lineærstruktur: C med 2 bindinger (trippelbinding) har bindingsvinklen 180°- Navngivningen er fastslået af det engelske IUPAC (International Union of Pure and Applied

Chemistry)- En methylgruppe er en radikal, dvs. den har en uparret elektron.- Alicycliske carbonhydrider minder i opbygningen om de alifatiske carbonhydrider.- Benzen er en aromatiske carbonhydrid, som har et delokaliseret elektronsystem.

Carbonhydridernes egenskaber:- Upolære stoffer, holdes kun sammen af londonbindinger.

Derfor er kogepunkterne lave sammenlignet med andre stoffer med tilsvarende molekylestørrelse.

- De 4 første alkaner er gasser ved stuetemperatur og atmosfæretryk.- Uforgrenede alkaner med 5-16 C-atomer er væsker, mens de uforgrenede alkaner med mere

end 16 C-atomer er faste stoffer.- Kogepunktet falder med stigende forgrening, jo mere udstrakt molekylet er, desto højere er

kogepunktet.- Kogepunkterne for en alken, en alkyn eller et cyclisk carbonhdrid svaret til kogepunkterne

for en alkan med samme molekylestørrelse.- Letopløselige i upolære opløsningsmidler og så godt som uopløselige i vand.- Indeholder hydrofobe C-H-grupper og ingen hydrofile grupper.- Alle carbonhydrider kan brænde. Ved en fuldstændig forbrænding dannes CO2 og H2O:

CH4 + 2O2 → CO2 + H2O eller 2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2OVed lufttilførelse får man en ufuldstændig forbrænding. Da der dannes en giftig gas (kulilte) eller sod, dvs. carbon. Aromatiske carbonhydrider er tilbøjelige til at danne sod ved forbrændinger, det er afbrændingen af benzen: 2C6H6 + 2O3 → 12C + 6H2ODer kan også dannes PAH ved ufuldstændig forbrænding, som er kræftfremkaldende.

- Naturgas består af de gasformige alkaner, dvs. alkaner med et til fire C-atomer. Deriblandt et methan (90% af dansk natur).

- Flaskegas og autogas består af propan og butan.- Benzin og andre olie består også af carbonhydrider.

De vigtigste organiske reaktionstyper:Substitutionsreaktioner:

Page 14: KEMI 2000 B-A_noter

- Ved en substitutionsreaktion udskiftes et atom (eller en atomgruppe) med et andet atom (eller atomgruppe).Eks: Methan og chlor: CH4 + Cl2 → CH3Cl + HClHer udskiftes et H-atom med et Cl-atom, og der dannes chlormethanEks: CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HClEks: C7H16 + Br2 → C7H15Br + HBr

- Aromatiske stoffer kan deltage i nogle specielle substitutionsreaktioner, som kaldes aromatiske substitutionsreaktioner. Eks: Nitrering: C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O. Nitrering af benzen kan gennemføres med en blanding af konc. Salpetersyre eller konc. Svovlsyre.Eks: Bromering: Hvis man tilsætter rent brom til en blanding af tør (dvs. helt vandfri) benzen og jernpulver: C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr. Ved reaktionen mellem jern og brom dannes der lidt FeBr3, der fungerer som katalysator for reaktionen mellem brom og benzen.Chlor reagerer på samme måde som brom med aromatiske carbonhydrider.

Additionsreaktioner:- Ved en additionsreaktion lægges der noget til et organisk stof under sprængningen af den

ene af bindingerne i en dobbeltbinding (eller trippelbinding).- Dvs. at det kun er alkener og alkyner, som kan være med i en additionsreaktion.

Eks: CH3-CH≡CH2 + Br2 → CH3-CHBr-CH2BrEks: CH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr

- Disse reaktioner forgår ved at alkenen eller alkynen ledes til en opløsning af brom. Hvis der anvendes overskud af alkenen eller alkynen, mister opløsningen helt sin farve.

- Stoffer der kan deltage i additionsreaktioner kaldes for umættede.- Hvis der skal adderes vand, skal det foregå under tryk, og der skal bruges en katalysator for

at få processen til at løbe.- Stoffer, der indeholder treleddede ringe, kan deltage i en slags additionsreaktion, hvor der

sker en ringåbning: C3H6 + Br2 → CH2Br-CH2-CH2Br.På grund af at bindingsvinklen kun er på 60° er der ringspænding i den treleddede ring, og derfor forløber reaktionen

Additionen foregår hurtigere end substitutionen.

H’et anbringes på det C som har flest H’er i forvejen. -

Page 15: KEMI 2000 B-A_noter

Eliminationsreaktion.- Ved en eliminationsreaktion fraspaltes der et mindre molekyle fra et organisk stof under

dannelse af en dobbeltbinding (eller en tripelbinding).- Altså er en eliminationsreaktion det modsatte af en additionsreaktion.

Eks: CH3-CH2OH → CH2=CH2 + H2OReaktionen kan gennemføres ved at opvarme en blanding af ethanol og konc. Svovlsyre til ca. 170°C.

Oversigt over carbonhydridernes kemi:Alle carbonhydrider kan brænde (så godt som alle organiske stoffer er brændbare). Derudover kan man sige følgende om de forskellige gruppers egenskaber.

- Alkaner kan reagerer i sustitutionsreaktioner med chlor og brom ved opvarmning eller bestråling. Bortset derfra er alkanerne ret reaktionstræge.

- Alkener kan deltage i additionsreaktioner, og alkenerne må derfor karakteriseres som reaktionsvillige stoffer.

- Cycloalkaner minder om alkanerne. En undtagelse er cyclopropan, som er ret reaktionsdygtige på grund af ringspændingen.

- Cycloalkener reagerer som alkener.

Page 16: KEMI 2000 B-A_noter

- Aromatikse carbonhydrider må karakteriseres som temmelig reaktionstræge stoffer. De deltager normalt ikke i additionsreaktioner. Derimod kan de bringes til at reagere i særlige aromatiske substitutionsreaktioner. Desuden kan de naturligvis brænde. De er tilbøjelige til at brænde med stærkt sodende flamme.

Eksempler på halogenforbindelser:- Halogenerne er fællesbetegnelse for grundstofferne i 7. hovedgruppe.- Hvis man i et carobonhydrid erstatter et eller flere hydrogenatomer med halogenatomer, får

man en organisk halogenfobindelse.- Opganiske opløsningsmidler er sundhedsskadelige, og der er særlig grund til at være på vagt

over for de chlorholdige opløsningsmidler. Dampe fra disse kan indåndes, hvorefter at de bliver sendt ned i lungerne, hvor stofferne optages i blodet og føres rundt i organismen.

- Chlorholdige opløsningsmidler er meget tungtopløselige i vand, og de vil derfor opkoncentreres i fedtholdige væv, f.eks. nervesystemet. Kan medføre smerter, hovedpine osv.

- Mange forskellige former for bedøvelse er blevet brugt igennem årene, men i dag bruger man halotan.

Polymerisation af alkener:- Alkenerne spiller en vigtig rolle i den kemiske industri. Man fremstiller alkener ved

cracking af alkaner fra råolie (eller naturgas). Ved processen spaltes større molekyler til mindre: C16H34 → C6H14 + C5H10 + C3H6 + C2H4 3 ud af 4 er alkenerEn cracking gennemføres ved høj temperatur med anvendelse af katalysatorer.

- Der fremstilles store mængder af ethen og propen ved cracking.- Fremstilling af plastic sker ved polymerisation.- Ved en polymerisation bindes mange små molekyler sammen til et stort molekyle, som

kaldes en polymer:Eks: CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 … → -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- …

- Det stof, man polymeriserer kaldes en monomer.- Ved reaktionen polymeriseres monomeren ethen til en kædeformet polymer, som kaldes

polyethen. – kemisk set er det en alkan.Den kan brænde, men er ellers meget lidt reaktionsdygtig.

- Kæden er meget lang, og den indeholder måske 5000 C-atomer.- Polyethen anvendes til plasticposer.- Man kan starte en polymerisation ved at anvende en initiator, (igangsætter). Det kan være et

stof, som spaltes til to radikaler ved ophedning. Radikaldannelse: R-R → R• + •RDer kan ske en reaktion mellem radikalet og et molekyle af monomeren: R• + CH2=CHX → R-CH2-CHX•Den nye radikal kan nu reagere med endnu et molekyle:R-CH2-CHX• + CH2-CHX → R-CH2-CHX-CH2-CHX•På denne måde kan kæden vokse og vokse. Dette hedder en radikalpolymeristation. –platicfremstilling.

Hydroxyforbindelser: Alkoholer og phenoler:- Hvis man udskifter et H-atom med en OH-gruppe (en hydroxygruppe) får man formlen for

en hydroxyforbindelse.- Der er to typer hydroxyforbindelser, nemlig alkoholer og phenoler.

Page 17: KEMI 2000 B-A_noter

- I en phenol er der OH-gruppen bundet til et C-atom, som sidder i en aromatisk ring.- I en alkohol er OH-gruppen bundet til et alifatisk C-atom.

Alkoholernes opbygning og navngivning:- endelse –ol. Alkohol- De simpelste: methanol CH3OH, ethanol CH3-CH2OH, 1-propanol og 2-propanol- Methanol kaldes også træsprit, mens ethanol kaldes sprit eller alkohol.- Man skelner mellem primære, sekundær og teriære alkoholer:

primær sekundær tertiær

- R står for radikal. Det kan f.eks. være en methyl-, ethyl-, phenylgruppe osv. R1 og R2 angiver radikaler, der kan være ens eller forskellige. Tilsvarende gælder for R1, R2 og R3 i formlen for en tertiær alkohol.

- I en primær alkohol sidder OH-gruppen på et endestillet C-atom, og indeholder atomgruppen CH2OH.

- En sekundær alkohol indeholder atomgruppen CHOH, og C-atomet sidder inde i kæden.- En tertiær alkohol indeholder atomgruppen COH, og C-atomet sidder inde i en kæde ved et

forgreningspunkt.- Da forbindelser, som indeholder en OH-gruppe bundet til et dobbeltbundet C-atom, normalt

er ustabilt, bliver den simpleste umættede alkohol: 2-propen-1-ol.Den simpelste aromatiske alkohol bliver: benzylalkohol. C6H5CH2OH

- En diol indeholder to OH-grupper og en triol tre. I disse alkoholer sidder OH-grupperne på forskellige C-atomer.

Fremstillingen og anvendelse af alkoholer:- Man kan fremstille alkoholer ved reaktion mellem en bromforbindelse og hydroxidioner.

Eks: 1-brompropan og NaOH til fremstillingen af 1-propanol:CH3CH2CH2Br + OH- → CH3CH2CH2OH + Br- Det er en substitutionsreaktion, hvor bromatomet udskiftes med en OH-gruppe. På samme måde med et chlor- eller iodatom.

- Man kan fremstille alkohol ved addition af vand til alkener:CH2=CH2 + H2O → CH3CH2OHMethanol og ethanol er de to vigtigste alkoholer. Der er en speciel fremstillingsmåde til methanol: CO + 2H2 → CH3OH. Foregår ved 250°C og 100bar med katalysator.Ethanol fremstilles af visse carbohydrater ved gæring: C6H12O6 → 2CH3CH3OH + 2CO2

Alkoholers fysiske egenskaber:- smelte- og kogepunkter s.143- En alkohol har højere kogepunkt end det carbonhydrid, som det er afledt af.- Det høje kogepunkter skyldes hydrogenbindingerne mellem molekylerne.- OH-gruppen er hydrofil, og alkoholerne med op til 3 C-atomer er fuldstændig blandbare

med vand. - Alkoholer, som kun indeholder en enkelt OH-gruppe er letopløselige i svagt polære eller

upolære opløsningsmidler. (methanol er ikke blandbar med alkanerne, stor polaritet).

R – CH2OH → R – CHO → R-COOHprimær alkohol ox aldehyd ox carboxylsyre

R1 – CHOH – R2 → R1 – CO – R2

Page 18: KEMI 2000 B-A_noter

Alkoholers kemiske egenskaber: - 1-pentaol: CH3CH2CH2CH2CH2OH.

Det er OH-gruppen, som bestemmer molekylets funktion, dvs. kemiske egenskaber.De kemiske reaktioner sker ved OH-gruppen og det C-atom, som OH-gruppen er fastgjort ved. –resten af molekylet svarer til en alkan, og derfor er lidt reaktionsdygtig.OH-gruppen er den funktionelle gruppe.

- Alle alkoholer indeholder en OH-gruppe, og derfor har de fælles kemiske egenskaber.Alkoholers reaktion med natrium:

- ethanol og natrium: 2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2O- + 2Na+ + H2 svarer til reaktionen mellem vand og natrium, men slet ikke så voldsomEthanolat-ionen er den korresponderende base til ethanol. Hvis der tilsættes lidt vand, laves ethanolat-ionerne om til vand.

- En alkohol kan omdannes til den tilsvarende akoholat-ion ved reaktion med natrium (eller kalium).

Substitutionsreaktioner med alkoholer:- Alkoholer kan deltage i substitutionsreaktioner:

Eks: CH3CH2OH + HCl → CH3CH2Cl + H2OEks: CH3CHOHCH3 + HBr → CH3CHBrCH3 + H2O

- I disse reaktioner udskiftes OH-gruppen med et clor- eller bromatom.Oxidation af alkoholer:

- Alkoholer kan brændeEks: forbrændingen af ethanol: CH3CH2OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2ODenne reaktion betragtes som en fuldstændig oxidation af ethanol. Ved forbrænding ødelægges noget af molekylets opbygning, og der dannes CO2 og H2O.

- Når man har oxideret et ethanol bliver stoffet til ethanal, som er et aldehyd. Det kan oxideres videre til en ethansyre, som er en carboxylsyre.

ethanol ethanal ethansyre

- Det er også muligt at oxidere en alkohol forsigtigt uden at sprænge en carbonkæde. (2-propanol → propanon, som er en keton).

- Tertiære alkoholer kan ikke oxideres af milde oxidationsmidler, men med kraftige kan de godt.

Ethere:- ROH er den generelle formel for en alkohol. Ved fraspaltning af et vandmolekyle fra to

alkoholmolekyler fremkommer en ether:

Page 19: KEMI 2000 B-A_noter

alkohol alkohol ether vand

Dette er en kondensationsreaktion.- En kondensationsreaktion er en sammenbinding af to organiske molekyler under

fraspaltning af et mindre molekyle (som regel et vandmolekyle).- Ved kondenstations af to forskellige alkoholer får man en ”blandet” ether: R1 – C – R2

Eks: CH3CH2OCH3 ethylmethylether (ethyl-ether-methyl)Eks: CH3CH2OCH2CH3 diethylether (ethyl-ether-ethyl)Diethylether er den mest anvendte ether, og som regel kaldes den blot ether.Fremstilles ved opvarmning af en blanding af ethanol og konc. Svovlsyre til 140°C.Diethylether er en meget brandarlig væske, hvis dampe danner særdeles eksplotionsfarlige blandinger med luft, eller er stoffer kemisk inaktivt.

- Ether har ikke noget hydrogenatom, som kan deltage i hydrogenbindinger, og derfor har ethere lavere kogepunkter end alkoholer med tilsvarende molekylestørrelse.

- Diethylether er en lavtkogende væske (34°C), og er et glimrende opløsningsmiddel for svagt polære og upolære stoffer.

Phenoler:- En phenol indeholder en hydroxygruppe bundet direkte til en aromatisk ring:- Eks: phenol, 2-methylphenol, 4-nitrophenol

- phenol er knyttet til stofgruppen og til det simpleste medlem af stofgruppen: C6H5OH- Phenol er et farveløst fast stof med smeltepunktet 41°C.- Noget opløseligt i vand: opløsningen er svagt sur:

C6H5OH + H2O C6H5O- + H3O+

- Den dannede ion kaldes en phenolat-ion. pKS for phenol er 10. Det betyder, at phenol er en meget svag syre, men stoffet er trods alt en betydelig stærkere syre end både vand og alkohol.

- Phenol er meget giftig.Oxoforbindelser: Aldehyder og ketoner:

- Man afleder en oxoforbindelse af et carbonhydrid ved at erstatte to hydrogenatomer på samme carbonatom med et dobbeltbundet oxygenatom:Eks: propan:

propan (en alkan) propanol (et aldehyd) propanon (en keton)

- Man får et aldehyd, hvis man erstatter to H-atomer i en CH3-gruppe med et dobbeltbundet O-atom.

- Man får en keton, hvis man tager de to H-atomer fra en CH2-gruppe og så bliver der ikke boget H-atom tilbage på C-atomet.

- Det dobbeltbundne O-atom angives med endelsen –al, hvis det er et aldehyd.- Det dobbeltbundne O-atom angives med endelsen –on, hvis det er en keton.

Page 20: KEMI 2000 B-A_noter

Oxogruppe carbonylgruppe aldehydgruppe

aldehyd, R-CHO eller RCHO

keton, R1-CO-R2 eller R1COR2

R kan være et H-atom, mens R1 og R2 ikke må være H-atomer. - De tre simpleste aldehyder er: methanal, ethanal og propanal- Der er også aromatiske aldehyder, såsom: benzaldehyd (det simpleste arom.alde) og vanilin.

Oxoforbindelsernes fysiske egenskaber:- Aldehyder og ketoner: δ+ C = O δ-- Pga. denne polaritet har aldehyder og ketoner højere kogepunkter end carbonhydrider med

tilsvarende molekylestørrelse.- Carbonylgruppen er hydrofil, og derfor er de laveste aldehyder og ketoner letopløselige i

vand.Oxoforbindelsernes kemiske egenskaber:

- Aldehyder kan fremstilles ved mild oxidation af primære alkoholer. Da de hurtigt oxideres videre til carboxylsyrer kan det være nødvendigt at destillere aldehydet fra reaktionsblanding.

- Man kan fremstille ketoner ved oxidation af sekundære alkoholer, og det er ikke en mild oxidation.

- Fehlingsvæske: gør at man kan skelne mellem aldehyder og ketoner.- Aldehydre og ketoner har en række fælles egenskaber som følge af, at begge stofgrupper

indeholder en carbonylgruppe:- Deres reaktioner med et stof:- Eks: 2,4dinitrophenylhydrazin + propanon → propanons 2,4dinitrophenylhydrazon + vand

Andre aldehyder og ketoner reagerer på samme måde.Reaktionen er en kondensationsreaktion. Man kan lave reaktionen ved at tilsætte lidt af aldehydet eller ketonen til en vandig opløsning af 2,4dinitrophenylhydrazin. Hvis man skraber energisk med en spatel i reagensglasset, dannes der gule krystaller af 2,4dinitrophenylhydrazonen.Et sådant forsøg kan anvendes til at afgøre, om et forelagt stof er en oxoforbindelse.

Carboxylsyrer:- Carboxylsyrer afledes af carbonhydrider ved at fjerne tre H-atomer fra samme C-atom, og

erstatte dem med: =O og –OH:

carboxylsyre, R-COOH eller RCOOH- Navnet for en carboxylsyre dannes af carbonhydridets navn ved at tilføje endelsen –syre.- De simpleste carboxylsyrer: methansyre, ethansyre, propansyre og butensyre.- Endelsen –syre eller –carboxylsyre.

Page 21: KEMI 2000 B-A_noter

- Den simpleste aromatiske carboxylsyre: benzencarboxylsyre. (benzoesyre).- Monocarboxylsyrer ↑- Dicarboxylsyrer: ethandisyre, propandisyre, 1,2-benzendicarboxylsyre.- Carboxylsyrer fremstilles ved oxidationen af primære alkoholer eller aldehyder. - De lavere alifatiske monocarboxylsyrer er væsker, som koger højere end de tilsvarende

alkoholer.- Methansyre, ethansyre, propansyre og butansyre er fuldstændiget blandbare med vand.

En vandig opløsning af en carboxylsyre reagerer surt: ROOH + H2O ROO- + H3O+

- Methansyre er en middelstærk syre, imens ethansyre (eddikesyre) og de øvrige monocarboxylsyrer er svage syrer.

- Syrestyrken øges, hvis man indfører et elektronegativt atom i molekylet.- Salte af carboxylsyrer indeholder ioner i formen ROO-. Ionens navn afledes af

carbonhydridets navn ved at tilføje endelsen –oat.Estere:

- En ester dannes ved kondensation af en carboxylsyre og en alkohol:

carboxylsyre alkohol ester vand

- Fremstillingen af ethansyreethylester :CH3COOH + CH3CH2OH CH3CHOOCH2CH3 + H2O -ethylacetat eller ethylethanoatReaktionen mellem syre og alkoholen er meget langsom, så ligevægten indstiller sig først efter meget lang tid.Man kan forøge reaktionshastigheden ved at tilsætte en katalysator.Esterdannelsen katalyseres af stærk syre.

- Man kan fremstille ethansyreethylester ved at koge en blanding af ethansyre, ethanol og konc. Svovlsyre. Svovsyren reagerer som katalysator, men den reagerer også med det dannede vand, hvilket gør at ligevægten indstiller sig længere mod højre, dvs. udbyttet af esteren forøges.

- Esterfremstillingen er en kondensation af en carboxylsyre og en alkohol. Den modsatte proces kaldes en hydrolyse:

- Ved en hydrolyse sker der en spaltning af et organisk stof under vandoptagelse.Eks: hydrolysen ethansyreethylester: CH3COOCH2CH3 + H2O CH3COOH + CH3CH2OHVed hydrolysen bruges et stort overskud af vand, og der tilsættes en stærk syre som katalysator.

- Både ved fremstillingen af estere og ved sur eller basisk hydrolyse af estere skal man koge reaktionsblandingen i nogen tid.

- Man kan fremstille polyester ved en reaktion mellem dicarboxylsyre og en diol: 1,4-benzendicarboxylsyre + 1,2-ethandiol → polyester + vand

Aminer:- Aminer indeholder nitrogen- Man skelner mellem primære, sekundære og tertiære aminer:

Page 22: KEMI 2000 B-A_noter

primær sekundær tertiær

- Aminerne afledes formelt set af ammoniak ved at erstatter et, to eller tre H-atomer i ammoniakmolekylet med alifatiske eller aromatisk radikaler.Med methyl får man: mathylamin (CH3NH2), dimethylamin ((CH3)2NH), trimethylamin ((CH3)3N. Ligner meget ammoniak i deres fysiske egenskaber. Lugter sådan og lidt af fisk. Letopløselige i vand.

- Den simpleste aromatiske amin har formlen: C6H5HN2 benzenamin (anilin).Væske, tungtopløseligt i vand.

- Aminer indeholder et ledigt elektronpar ligesom ammoniak. Derfor kan aminer optræde som baser og ligander i komplekser.

Syrechlorider og amider:- Ved kondensation af en carboxylsyre og ammoniak dannes et amid:

carboxylsyre ammoniak amid vand

- Hvis syren er ethansyre (eddikesyre) bliver amidets formel CH3CONH2 – ethansyreamid, acetamid

- Primære og sekundære aminer kan kondensere med carboxylsyrer og danne N-substituerede amider med henholdsvis en og to alkylgrupper på N-atomet:

- Dannelsen af en carboxylsyre til et amid kræver høj temperatur. Derfor bruger man normalt

syrens syrechlorid i stedet for syren selv ved laboratoriefremstilling af amider:RCOCl + NH3 → RCONH2 + HClDet dannede HCl reagerer hurtigt med NH3

Man afldeder syrechlorider af carboxylsyrer ved formelt at erstatte syrens OH-gruppe med Cl-atom.

- Syrechlorider er meget reaktionsdygtige stoffer.- Amider er ikke særlig reaktionsdygtige. De kan hydrolyseres til carboxylsyrer og ammoniak

(eller amin) ved kogning med vand tilsat stærk syre eller stærk base.- Man kan fremstille et polyamid ved kondensation af en dicarboxylsyre og en diamin.- Polyamidet kaldes nylon.- Polykondensationen gennemføres ved at ophede blandingen af diaminen og

dicarboxylsyren.Oversigt over funktionelle grupper:

- Hvis et van ender på –diol, er der tale om en alkohol med to OH-grupper. Navnet for en dicarboxylsyre ender på disyre osv.

- Når man skal navngive et stof, som både er en alkohol og en keton, er det ketonen som skal bruges som endelse. –on.

- Når der forekommer flere funktionelle gruppe, må man kun have én endelse.De øverste dominerer:

Page 23: KEMI 2000 B-A_noter

- Præfiks: forstavelse Suffiks: Endelse- For syrer gælder det: præfiks: carboxy- eller hydroxy.- Når grupper ikke hører med til de funktionelle grupper skal de ikke skrives som dem; f.eks.

nitrogruppen og halogengruppen.

Isomeri s. 165-174Strukturisomeri:

- To forskellige stoffer er isomere, hvis de har samme molekyleformel.- Der er to former for isomeri:

Strukturisomeri:- Hvis to stoffer har forskellig strukturisomeri betyder det at atomerne er bundet anderledes

sammen.Eks: CH3-CH2-CH2-CH3 CH3-CH-CH3

butan CH3 2-methylpropan

Dette er kædeisomeri, da carbonkæden er forskellig i de to stoffer.- Stillingsisomeri

Eks: CH3-CH2-CH2-OH H3-CH-CH3

propanol OH 2-propanolDe to stoffer har same carbonkæde, men OH-gruppen sidder på forskellige positioner i de to molekyler.

Page 24: KEMI 2000 B-A_noter

Hvis man har to ”substituenter” på en benzenring, bliver der 3 stillingsisomere: 1,2-dimethylbenzen, 1,3-dimethylbenzen, 1,4-dimethylbenzenortho-dimethylbenzen meta-dimethylbenzen para-dimethylbenzen

Ortho kan forkortes til o-, meta til m- og para til p.- To strukturisomere har foskellig fysiske og kemiske egenskaber. Specielt hvis der er tale om

funktionsisomeri.Geometrisk isomeri:

- To stereoisomere har samme strukturformel, dvs. samme atomrækkefølge, men molekylerne har forskellig rumlig opbygning.

- Geometrisk isomeri: Skyldes den fastlåste struktur ved en dobbeltbinding eller ved en ring. Kaldes også cis-trans isomeri.

cis-1-chlorpropen trans-1-chlorpropen

I begge stoffer sidder atomerne i rækkefølgen CHCl=CH-CH3 der er ikke tale om strukturisomeri.

- De to stoffer er anderledes fordi der er en fastslået struktur ved de to dobbeltbundne C-atomer. Der er ikke drejelighed omkring en dobbeltbinding.Det samme gælder, hvis det var C-atomer, som sad i en ring:

cis-1,3-dichlorcyclobutan trans-1,3-dichlorcyclobutan

- I cis-forbindelser sidder ens substituenter på samme side af dobbeltbindingen (eller ringen).

cis trans Hvis alle 4 substituenter er forsklellige er der stadig to isomere. Her gælder cis og trans ikke.

Optisk aktivitet:- Et stof kaldes optisk aktivt, hvis en opløsning af stoffet drejer polarisationsplanen for

såkaldte planpolariseret lys.- Planpolariseret lys kan beskrive som en lysbølge med en bestemt ”svingningsretning”. - Mange naturstoffer er optisk aktive.

Eks: Almindeligt sukker er optisk aktivt og sukker er højredrejende.Glucose og fructose er også optisk aktivt. Glukose er højredrejende, mens fructose er venstredrejende.

- En almindelig lyskilde udsender upolariseret lys, dvs. svingningsretningen varierer helt tilfældigt.

- Et polarisationsfilter har en bestem gennemgangsretning. – anvendes i solbriller.- Et optisk aktivt stof må bestå af molekyler, som på en eller anden måde er usymmetrisk.

Spejlbilledisomeri (optisk isomeri):- Når to molekyler er hinandens spejbilleder.

Page 25: KEMI 2000 B-A_noter

- Ligesom højre og venstre hånd. Oven på hinanden duer det ikke, men spejler de hinanden passer det.

- Hvis et molekyle er forskelligt fra sit spejlbillede, eksisterer der to spejlbilledisomere former af stoffet. Bindingslængder, bindingsvinkler m.m. er helt ens i to molekyler som er spejlbilleder af hinanden.To spejbilledisomere former har derfor samme smeltepunkt, samme kogepunkt, samme opløselighed osv.

- De to spejlbilledisomere opfører sig forskelligt over for polariseret lys. Den ene er højredrejende og den er lige så kraftig venstredrejende. Hver for sig er de to optisk aktive. En blanding som indeholder lige store mængder af de to spejlbilledisomere, er ikke optisk aktiv.

- Der er flere forskellige moelkyleopbygninger, som medfører spejlbilledisomeri:Asymmetrisk carbonatom, er hvor der er bundet fire forskellige atomer eller atomgrupper.Eks: CHBrClF er asymmetrisk, men CH2ClF er ikke asymmetrisk, da to af carbonatomets bindinger går til H-atomer.

- Man kan opgive den rumlige opbygning ved at skrive formlerne i en Fisher-projektion:COOH COOH

HO – C – H H – C – OH CH3 CH3

(+)-mælkesyre (-)-mælkesyre- Højredrejende markers med (+) og venstredrejende (-). (Linjen er et spejl).- Hvis der ved en reaktion kommer et nyt asymmetrisk carbonatom, vil der normalt kun

dannes den ene af de to mulige rumlige opbygninger omkring C-atomet.Reaktionsproduktet bliver optisk aktivt.

Diastereomeri:- Da der er to mulige rumlige opbygninger ved hvert asymmetrisk C-atom, bliver der fire

stereoisomere.- Med n asymmetriske carbonatomer i en strukturformel bliver der normalt 2n stereoisomere

med den pågældende strukturformel, idet der er to mulige opbygninger ved hvert asymmetrisk C-atom. Undertiden bliver der dog færre isomere; det sker, når strukturformlen er symmetrisk.

Mad og drikke – kemiske set s.175-199Kostens bestanddele:

-Proteiner, fedtstoffer og kulhydrater er hovedbestanddele af vores kost.-Derudover er der vand, vitaminer, mineraler, tilsætnigsstoffer og evt. alkohol.-Forbrænding: C6H12O6 (s) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O

- Proteiner indeholder nitrogen, da proteiner er opbygget af aminosyrer.- På en varedeklaration: protein, fedt og kulhydrat angives.- Fedt: smør, margarine, olie, flæsk, kød, chokolade, mælk, fløde, ost osv.- Proteiner: kød, fisk, æg, brød, mælk, bælgfrugter.

Page 26: KEMI 2000 B-A_noter

- Kulhydrater deles op i tre grupper: Dårlige; almindeligt sukker. Gode; stivelse som findes i kartofler, ris, brød, pasta m.m. Kostfibre; ufordøjelige kulhydrater (cellulose) og andre lignende stoffer. Fibrene er ufordøjelige og derfor bidrager de ikke til energiindholdet.

Carbohydrater (kulhydrater):- Carbohydrater består af carbon, hydrogen og oxygen.

Eks: glucose (druesukker) C6H12O6

- Carbohydraterne er hydroxyaldehyder eller hydroxyketoner, eller også kan de hydrolyseres til hydroxyaldehyder eller hydroxyketoner.

- Carbohydrater deles op i monosaccherider, disaccherider og polysaccherider.- Et disaccharid dannes ved kondensation af to molekyler monosaccharid. Et polysaccharid er

dannet på samme måde af mange monosaccherider.Monosaccharider:

- Består af små molekyler med fra 3 til 7 C-atomer.- Hvert molekyle indeholder en oxogruppe, og på de ovrige C-atomer sidder der en

hydroxygruppe- Hexoser er de monosaccheride med størst betydning:

De har 6 C-atomer. C6H12O6 , der er to typer: aldohexose og ketohexose.- Der er 4 forskellige asymmetriske carbonatomer i aldohexose-formlen, så der skulle blive 24

= 16 stereoisomere aldohexoser.- Der er 3 forskellige asymmetriske carbonatomer i ketohexose-formlen, så der skullle blive

23 = 8 stereoisomere ketohexoser.- Fisherprojektionerne: aldohexoserne D-glucose og D-galactose og ketohexosen D-fructose:

CHO CHO CH2OH H - C - OH H - C - OH C = O HO - C - H HO - C - H HO - C - H H - C - OH HO - C - H H - C - OH H - C - OH H - C - OH H - C - OH CH2OH CH2OH CH2OH D-glucose D-galactose D-fructose

- D (dexter) højre og L (lævus) venste.De angiver placeringen af OH-gruppen på næstnederst C-atom.

- Man finder næsten udelukkende D-formen af monosaccherider i naturen.- D-glucoses opbygning. De vandrette bindinger i Fisherprojektionen stikker fremad, mens de

lodrette stikker bagud. Hvis man drejer den 90° får man: Drejes bindingen mellem C-atom nr 4 og 5:- I den til højre sidder OH og O tæt, hvorved der nemt kan opstå en reaktion:

C-OH + COH → COCHOH. Reaktionen er en addition af en OH-gruppe til C=O dobbeltbindingen. Der kan ske en ringslutning, Se side 180.Ved ringslutningen dannes der to stoffer, som kaldes α-D-glucose og β-D-glucose.I α-formen sidder OH-gruppen på C-atom nr 1 trans til CH2OH-gruppen, mens den i β-formen sidder cis til CH2OH-gruppen.

Page 27: KEMI 2000 B-A_noter

De er ikke hinandens spejlbilleder, dvs. at de har forskellige egenskaber, f.eks. forskellig opløselighed. De kan adskilles fra hinanden ved en omkrystallisation, som gør at det kun er den ene form som krystalliserer ud.

- De to cycliske former af D-glucose er helt stabile i krystallinsk tilstand, men i vandig opløsning indstiller de sig i ligevægt med aldehydformen og dermed hinanden.

- Både α-D-glucose og β-D-glucose er optisk aktive. α-formen er kraftig højredrejende, men β-formen er svagt højredrejende.Eks: Hvis α-formen opløses i vand, og man måler opløsningens optiske drejning, ser man, at drejningen langsomt aftager, fordi noget af α-formen omdannes til β-formen.Mutarotation : Drejningen bliver ved med at aftage indtil ligevægten mellem α-formen, aldehyd og β-formen har indstillet sig. – Ligevægtsindstillingen kan katalyseres af syre og base.

Hexosernes egenskaber:- Pga. det store antal hydroxygrupper er hexoserne ret højtsmeltende stoffer.- De hydrofile hydroxygrupper bevirker, at hexoserne er meget letopløselige i vand og

uopløselige i upolære opløsningsmidler.- Både aldohexoser og ketohexoser i cyclisk form i vand opfører sig som aldehyder og

ketoner.- Aldehyder oxideres let til carboxylsyrer- Man kan lave oxidation med Tollens reagens. Man oxiderer aldohexosen med Ag+ i basisk

opløsning. Ved reaktionen reduceres sølvionerne til frit sølv, som kan danne et sølvspejl.- Man anvender også Fehlings prøve: Fehlings væske er en basisk opløsning, der indeholder

kobber(II)ioner. Ved opvarmning af en blanding af et aldehyd og Fehlings væske reduceres Cu2+ af aldehydet til Cu2O, der ses som et rødt bundfald:R-CHO + 2Cu2+ + 5OH- → R-COO- + Cu2O (s) + 3H2O rødt bundfald

Aldehydet oxideres til carboxylsyreen R-COOH, som i den basiske opløsning omdannes til R-COO-. Evt. kan Cu2+ reduceres helt ned til frit kobber.

- I Fehlings væske er Cu2+ komplekst bundet til tartra-ioner, som er navnet på den negative ion, som dannes ved fraspaltning af to protoner fra 2,3-dihydroxybutandisyre.Hvis man ikke bandt kobberionerne komplekst ville de fælde ud som Cu(OH)2.

- Ketoner kan ikke oxideres af milde oxidationsmidler, men ketohexosen fructose oxideres af Fehlings væske. Der sker en omdannelse fra keton til aldehyd i en stærk basisk opløsning.CH2OH-CO.. → CHO-CHOH..At et stof reducerer Fehlingsvæske er ikke nogen helt sikkert tegn på at stoffet er et aldehyd.

Disaccharider:- Diasscharider dannes ved kondensation af to molekyler monosaccharider.

C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 + H2O- Maltose er dannet ved kondensation af to molekyler glucose, s.183.

Der dannes en binding mellem de to glucoseringe, α-1,4-binding. Dannet ved fraspaltning mellem en OH-gruppe i α-stilling på C-atom nr.1. i den ene ring og OH-gruppen på C-atom nr.4 i den anden ring.

Page 28: KEMI 2000 B-A_noter

Maltose reducerer Fehlings væske, da højre ring i formlen kan åbne til aldehydformlen. I en maltoseopløsning indstiller der sig en ligevægt mellem α-formen, aldehydformen og β-form. Derimod er venstre rings fastlåst i α-formen.

- Disaccharider kan hydrolyseres til monosaccharider. Maltose hydrolyserer til to molekyler D-glucose. Hydrolysen kan katalyseres af syre. C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6

- Lactose er mælkesukker. Består af en D-galactoseenhed og en D-glucoseenhed.Glucoseringen kan åbne til aldehydformen, så lactose reducerer Fehlings væske.

- Saccharose (rørsukker, roesukker, sukker) består af en glucosering og en fructosering. Begge ringe, 5-kantet-fructosering og glucosering, er låst i en dobbeltbinding, og derfor reducerer ikke væske.

Polysaccharider:- Polysaccharider indeholder mange monosaccharid-enheder bundet sammen.- De vigtigste polysaccharider er stivelse og cellulose, stivelse findes som oplagsnæring i

planter. (korn, majs, ris, kartofler har et stort stivlseindhold.)- Det er nemt at hydrolysere stivelse. Ved fuldstændig hydrolyse omdannes stivelse til D-

glucose, og derfor består stivelse af sammenbundne D-glucose-enheder.- Amylose og amylopectin er de to former for stivelse.

I amylose er glucoseenhederne bundet sammen i lange kæder. Det er α-D-glucose, som indgår i kæden. Bindingerne mellem glucoseringene er α-1,4-binding som i maltose.Amylopectin har en tilsvarende opbygningm bortset fra at der er tale om forgreninger. Ved forgreningerne er der en α-1,6-binding.

- Et molekyle kan indeholde over 1000 glucose-enheder. Pr. molekylering er der en enkelt glucose, og derfor er der ikke nogen reduktion af Fehlings.

- Stivelse er meget tungtopløseligt i koldt vand. Ved opvarmning af en blanding a stivelse og vand optager stivelsen vand og danner ”klister”- bruges som sovse-stivelse.

- Amylose er ”noget” opløselig i vand. (Opløselig stivelse) sådan en oplsning giver en nlå farve med iod.

- Grønne planter danner carbohydrater ved fotosyntese. Den dannede glucose kan planten omdanne til stivelse, som benyttes som oplægsnæring. – afgørende for livet på jorden.

- Mennesker kan ikke fordøje cellulose, da vi mangler et enzym (cellulase)- Cellulose og andre lignende ufordøjelige stoffer kaldes kostfibre. De passerer

fordøjelseskanalen.- Glycogen er et polysaccharid, som dannes af glucose i dyrs lever og muskler. Glycogen

minder i opbygningen om amylopectin, dvs. det er et forgrenet polysaccharid, som består af α-glucose-enheder.

Fedtstoffer:- Fedtstoffer (lipider) er defineret som biologiske stoffer, der er uopløselige i vand, men

opløselige i svagt polære eller upolære opløsningsmidler, som f.eks. diethylether, heptan eller benzen.

- Fedtstoffer rummer stoffer med vidt forskellig kemisk struktur. Det eneste fælles træk er, at stofferne er upolære.Eks: kolesterol, som er en umættet,cyclisk alkohol. Hydroxygruppen er den eneste polære gruppe i det store molekyle, som derfor er upolært.

Page 29: KEMI 2000 B-A_noter

- Triglycerider er den vigtigste form for fedtstoffer. Et triglycerid er en ester af alkoholen 1,2,3-propantriol (glycerol).Dannes ved kondensation af glycerol med tre carboxylsyremolekyler, som kan være ens eller forskellige:

R1COOH HOCH2 R1COOCH2

R2COOH + HOCH → R2COOCH + 3H2OR3COOH HOCH2 R3COOCH2

fedtsyrer glycerol fedtstof

- De carboxylsyrer, som indgår i naturlige triglycerider, kaldes fedtsyrer. Fedtsyrerne har lige antal C-atomer.Det er fordi cellerne danner fedtsyrer ud fra ethansyre-enheder. Alle fedtsyrer er uforgrenede, og de vigtigste indeholder 16 eller 18 carbonatomer.

- Man skelner mellem mættede, monoumættede og polyumættede fedtsyrer. De to mættede fedtsyrer med henholdsvis 16 og 18 carbonatomer har formlerne:CH3(CH2)14COOH og CH3(CH2)16COOH

palmitinsyre stearinsyre

- Oliesyre er den vigtigste monoumættede fedtsyre: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH- Fedtstoffer fra dyr har et relativt stort indhold af mættede fedtsyreenheder. Animalske

fedtstoffer (smør, oksefedt, svinefedt) er fast ved stuetemperatur. Derimod er fedtstofer fra planter (vegetabilske fedtstoffer) normalt væsker, og de kaldes planteolier. I husholdningen bruger man f.eks. sojaolie, vindruekerneolie, solsikkeolie og olivenolie.

- Vegetabilske fedtstoffer har et stort indhold af umættede fedtsyreenheder. Dobbeltbindingerne nedsætter fedtstoffets smeltepunkt.

Kemiske reaktioner med fedtstoffer:- Umættede fedtstoffer kan deltage i additionsreaktioner, f.eks. adderer de let brom.- Ved at måle hvor meget brom et fedtstof kan addere, kan man bestemme, hvor umættet

fedtstoffet er.- Med en passende katalysator f.eks. nikkel kan umættede fedtstoffer addere hydrogen. S. 191

Bruges til fremstillingen af margarine, man danner umættet fedt til mættet fedt for at få et fast produkt, som man kan sælge som bagemargarine eller stegemargarine. Processen kaldes hærdning af fedtstoffer.

- Man fjerner ikke alle dobbeltbindinger ved hærdning. Det viser sig at, at opbygningen ved en del af de tilbageværende dobbeltbindinger er omdannet fra cis-form til trans-form.

- Indholdet af frie fedtsyrer kan bestemmes ved titrering. Resultatet angives som et syretal.Aminosyrer:

- Proteiner består af aminosyrer, som er bundet sammen i en lang kæde.- Der indgår ca. 20 forskellige aminosyrer i proteiner, bortset fra en enkelt, hvor

aminogruppen sidder i en ring, har alle aminosyrer en formel: COOHCHNH2 2-aminosyre, da aminosyren sidder på C-atom nr.2.R

- Forskellen mellem aminosyrer er gemt i den gruppe, som er betegnet R, R kan f.eks. være: H, CH3 eller CH3OH (s.193).

Page 30: KEMI 2000 B-A_noter

- Aminosyrer indeholder en syregruppe og en basegruppe, og derfor kan der ske en protonoverførelse inden for molekylet.COOH COO-

CHNH2 CHNH3+

R Raminosyre amfo-ion -amfo-ionen er meget polær

- Man antager at ligevægten ligger langt mod højre, så godt som alle aminosyremolekyler er omdannet til amfo-ioner. (også i krystallinsk tilstand).

- Aminosyrer er højtsmeltende stoffer (200-300°C), og de fleste er letopløselige i vand, men tungtopløselige i organiske opløsningsmidler.

Proteiner:- To aminosyremolekyler kan reagere med hinanden og danne et såkaldt dipeptid: s.194- Peptidbinding er der hvor de to aminosyrer er bundet sammen. Dannelsen af peptidet svarer

til dannelsen af et amid.- Dipeptid har en fri aminogruppe i den ene ende og en fri carboxylsyre i den anden. Begge

ender er derfor i stand til at danne en peptidbinding til andre aminosyremolekyler, hvorved der dannes en lang peptidkæde.

- I proteinerne kan der være fra ca. 50 til 1000 aminosyreenheder i kæden, afhængigt af hvilket protein der er tale om.Aminosyrerækkefølgen er naturligvis forskellig fra protein til protein.

- Der er to typiske rumlige opbygninger for peptidkæder, foldebladsformen og spiralformen.- Foldebladsformen: Flere peptidkæder ligger ved siden af hinanden, og de holdes sammen af

hydrogenbindinger, som går fra N – H i den ene kæde til C = O i nabokæden.- Spiralformen: Fastholdes af hydrogenbindinger, som går fra N – H i den ene vinding til C =

O i nabovindingen. Der er 3,7 aminosyreenheder pr. omgang i spiralen. Kaldes også helix.- En del proteiner har fiberstruktur, findes i hår, muskler og sener. Fiberproteiner er

uopløselige i vand. - Ved opvarmning af et protein denatureres det. For et opløseligt protein viser denatureringen

sig ved at proteinets opløselighed nedsættes stærkt. Ved denatureringen sker der ingen ændring af peptidbindingerne, men proteinets rumlige struktur ødelægges.

- Proteiner danner violette komplekser med Cu2+ i stærkt basisk opløsning. Man kan undersøge om en opløsning indeholder et protein.

Alkohol:- Indtagelsen af alkohol er ethanol- Hvis ens promille er over 6% er den dødelig, da vejrtrækningen nedsættes.- Omsætningen af ethanol sker primært i leveren ved oxidation til ethanal og oxi til ethansyre:

CH3CH2OH → CH3CHO → CH3COO-

Det foregår ved en pH omkring 7, hvor ethansyre er vidtgående omdannet til acetat-ioner.- Indtagelsen af små mængder ethanol dagligt nedsætter risikoen for hjerte-kar-sygdomme,

hvorimod et stort dagligt forbrug kan være helt ødelæggende for både sundhed og personlig velfærd.