Ny Kemi/Fysikhåndbog 2012 - Finn Dalum-Larsen skoleting
Ny Kemi/Fysikhåndbog 2012 - Finn Dalum-Larsen skoleting
Ny Kemi/Fysikhåndbog 2012 - Finn Dalum-Larsen skoleting
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog<br />
for 7. - 9. klassetrin<br />
Hedehusene Skole<br />
Navn:<br />
Klasse:<br />
Af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
København, november <strong>2012</strong><br />
19-12-<strong>2012</strong> 06:08<br />
1
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Indholdsfortegnelse<br />
Indholdsfortegnelse 2<br />
KEMI- OG FYSIKHÅNDBOG 6<br />
Arbejdet i kemi- og fysikokalet 6<br />
Sikkerhed i lokalet og i brug af kemikalierne 6<br />
Regler for rapportskrivning 6<br />
DET PERIODISKE SYSTEM,ATOMER OG MOLEKYLER 7<br />
Det Periodiske System 7<br />
Elementarpartikler 8<br />
9<br />
Atomopbygning 9<br />
Kvarker 10<br />
Atom 11<br />
Molekyle 11<br />
Bindingstyper 11<br />
Molekyleforbindelser (ikke metaller) 11<br />
Ionforbindelser 11<br />
Metalbinding 12<br />
Van der Waalsk binding 12<br />
Hydrogenbindinger 12<br />
Afstemning af reaktionsligninger 13<br />
1. Oktet eller 8-tals reglen (valens) 13<br />
2. Lige mange atomer på begge sider af reaktionsligningen 13<br />
3. Aktive gasser eksisterer kun frit som molekyle 13<br />
4. Inaktive gasser spiller ingen rolle 13<br />
Gennemgang af et eksempel på afstemning af reaktionsligning: 13<br />
Ion Fejl! Bogmærke er ikke defineret.<br />
Ionforbindelser Fejl! Bogmærke er ikke defineret.<br />
Isotop 14<br />
Radioaktivitet 14<br />
Modeller + teorier 15<br />
Forsøg til det Periodiske System 15<br />
Nogle materialer i kemi- og fysiklokalet 16<br />
<strong>Kemi</strong> 16<br />
Fysik 18<br />
KEMIHÅNDBOG 19<br />
<strong>Kemi</strong>begreber 19<br />
Det kemiske sprog i uorganisk kemi 19<br />
Om at tælle atomer i kemi 19<br />
Om at udtale endelser når der er et metal og et ikke metallisk stof 20<br />
Hvis den elektronegative bestanddel er fler-atomig 20<br />
Om ændringer i udtalen ved tab af atomer 20<br />
Hovedstoffet ændrer også navn 20<br />
Om elektronegativitetens indflydelse på navngivningen 20<br />
Rækkefølgen af stoffer af ikke-metaller 21<br />
Den positive ion står altid forrest 22<br />
Krystalvand står efter formelen med almindelige tal 22<br />
Forkortelser i reaktionsligninger 22<br />
Når hele atomgrupper skal tælles 22<br />
Indikatorer og analyse agenter 22<br />
Syrer 22<br />
Forsøg med syrer: 23<br />
Skriv små opgaver om syrer: 23<br />
2
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Baser 24<br />
Forsøg med baser: 24<br />
Skriv små opgaver om baser: 25<br />
Neutralisation 25<br />
Forsøg med neutralisation: 26<br />
Skriv små opgaver om neutralisering: 26<br />
Katalysatorer 26<br />
Forsøg med katalysatorer (Katte): 27<br />
Skriv små opgaver om katalysatorer: 27<br />
Forurening 27<br />
Forsøg med forurening: 27<br />
Skriv små opgaver om forurening: 28<br />
KEMISK PRODUKTION 28<br />
Landbrugskemi 28<br />
<strong>Kemi</strong>ske Kredsløb 28<br />
Materialer i jorden 29<br />
Gødning 29<br />
Regulering af jorden 29<br />
Pesticider 29<br />
Effektivisering er en samlet påvirkningsfaktor 29<br />
Forsøg med landbrugsrelateret kemi: 30<br />
Skriv små opgaver om landbrugskemi: 30<br />
Cement - og mørtelfremstilling 30<br />
Forsøg med mørtel og cement: 31<br />
Skriv små opgaver om mørtel og cement: 31<br />
KEMISK ANALYSE 31<br />
Generelle metoder 31<br />
Opløsning af stoffet 31<br />
Opslæmning 31<br />
Bundfældning 31<br />
Dekantering 32<br />
Filtrering 32<br />
Krystallisering 32<br />
Inddampning 32<br />
Destillation 32<br />
Brudt destillation 32<br />
Demineralisering 32<br />
Kromatografi 32<br />
Magnetisering 32<br />
Elektrolyse 32<br />
Find Ioner 32<br />
Positive ioner i uorganisk analyse 32<br />
+<br />
Ammoniumionen NH4<br />
32<br />
Jernioner Fe<br />
3<br />
2+ og Fe 3+ 32<br />
Kobberioner Cu 2+ 33<br />
Nikkelionen Ni 2+ 33<br />
Calciumioner Ca 2+ 33<br />
Flammeprøven 33<br />
Negative ioner i uorganisk analyse 33<br />
Klorid-, bromid- , fosfation og iodidion 33<br />
-<br />
Nitrationen NO3<br />
34<br />
--<br />
Sulfationen SO4<br />
34<br />
Sulfidionen S -- 34<br />
3-<br />
Fosfationen PO4<br />
34
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
- -<br />
Karbonationen CO3<br />
34<br />
Forsøg med kemisk analyse: 34<br />
Skriv små opgaver om at finde ioner: 35<br />
Forsøgsopskrift 36<br />
Find ioner - den negative ion 36<br />
ORGANISK KEMI 37<br />
Analyse af kulhydrater i organisk kemi 37<br />
Glukoseprøven (C6H12O6) 37<br />
Sakkaroseprøven (C12H22O11) 37<br />
37<br />
Stivelsesprøven (C6H10O5)n<br />
Proteinprøven 38<br />
Fedtanalyse 38<br />
KEMIOPGAVER 38<br />
Generelle opgaver 38<br />
<strong>Kemi</strong>opgaver i organisk kemi 40<br />
Opgaver om fedt 41<br />
Opgaver om kulhydrater 41<br />
Opgaver om proteiner 41<br />
Organisk kemi generelt 42<br />
STOFKENDSKAB 43<br />
Vigtigste metaller der findes i jordskorpen 49<br />
Legeringer 49<br />
Det Periodiske system - tavlen 50<br />
FYSIKHÅNDBOG 51<br />
MAGNETISME 51<br />
Magnetjernsten 51<br />
Jordens magnetfelt 54<br />
Jordens magnetfeltet skabes ved 55<br />
Forklaring på jordens magnetiske system 55<br />
Perspektivering 56<br />
Forsøg med magnetisme: 56<br />
Skriv små opgaver om magnetisme: 56<br />
ELEKTROMAGNETISME 57<br />
Perspektivering 58<br />
Forsøg med elektromagnetisme: 58<br />
Skriv små opgaver om elektromagnetisme: 58<br />
INDUKTION 59<br />
Perspektivering 61<br />
Forsøg med induktion: 62<br />
Skriv små opgaver om induktion: 62<br />
TRANSFORMATION 62<br />
Perspektivering 64<br />
Forsøg med transformer 64<br />
Skriv små opgaver om transformation: 64<br />
SAMFUNDETS ENERGIFORSYNING 65<br />
Forsøg til samfundets energiforsyning: 67<br />
Skriv små opgaver om samfundets energiforsyning: 68<br />
DEN ATOMARE VERDEN 70<br />
Forsøg med den atomare verden: 76<br />
Skriv små opgaver om den atomare verden: 76<br />
RADIOAKTIVITET 77<br />
Tre typer stråling 77<br />
4
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Alfa 77<br />
Beta 77<br />
Gamma 77<br />
Baggrundsstråling 77<br />
Stråling måles 78<br />
Halveringstid 80<br />
Henfald 80<br />
Brug i dagligdagen 81<br />
Forsøg med radioaktivitet: 81<br />
Skriv små opgaver om radioaktivitet: 81<br />
ATOMKRAFT 81<br />
Forsøg med atomkraft: 83<br />
Skriv små opgaver om atomkraft: 83<br />
NOBELPRISER 84<br />
1901-1910 84<br />
1921-1930 84<br />
1931-1942 84<br />
1961-1970 84<br />
REFERENCER 90<br />
Program om atomer: 90<br />
UDVALGTE KEMISKE OPGAVER 91<br />
Facitliste til udvalgte opgaver 95<br />
Det Periodiske system - tavlen 100<br />
NOTER: 101<br />
5
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog<br />
Arbejdet i kemi- og fysikokalet<br />
Arbejdet i laboratoriet skal foregå stille og roligt uden pjat mellem rækkerne. Man arbejder to og<br />
to i hold. Man hjælper hinanden og arbejder begge to koncentreret. Hvis man er uansvarlig fx:<br />
løber rundt, går unødvendigt væk fra sin laboratorieplads, driller osv., kan retten til at deltage i<br />
forsøg mistes i en periode.<br />
Sikkerhed i lokalet og i brug af kemikalierne<br />
Man skal altid bruge briller, når der arbejdes med syrer og baser. Man skal ikke smage på noget<br />
kemikalie i lokalet. Ved uheld bevares roen og læreren kontaktes med det samme. Ødelagte glas<br />
og kolber skal opsamles med største forsigtighed efter lærerens instrukser. Hvis man får syre eller<br />
base i øjet, skal der straks skylles med vand. Pust ikke til ild, men kvæl den, sluk for gashanen,<br />
brug brandtæppe og ved større brand bruges CO2 brandslukkeren.<br />
Regler for rapportskrivning<br />
Over udvalgte forsøg og emner skrives en rapport, med tegninger over forsøget/billeder og evt.<br />
film. Kopier de krævede punkter fra start af, så ingen punkter glemmes - det trækker ned. Skriv så<br />
det kan bruges det til FSA. Rapporten skal være pænt indskrevet, helst med computer. Tegninger<br />
farvelægges. Word 2007 indeholder et udmærket tegnesredskab. Forslag til forskellige tegninger<br />
til rapporter findes http://www.dalum-larsen.dk/#FYSIK.<br />
Den skal indeholde følgende punkter:<br />
1. Brugte materialer.<br />
En liste er OK, men med nøjagtige antal af de forskellige dele fx 2 ledninger<br />
2. Opstilling af forsøget med tegninger med farve og/eller billeder.<br />
Klare tegninger og billeder – ikke noget rod på bordet, hvis der er billeder. Billederne<br />
skal ikke ligge ned.<br />
3. Gennemgang af forsøget.<br />
Hvordan man stillede forsøget op, gerne med henvisning til billede/tegninger. Hvordan<br />
forløb forsøget. Var der nogle vanskeligheder. Brug almindelige ord.<br />
4. Forklaring af den teori forsøget giver anledning til.<br />
Skriv hellere for meget end for lidt. Brug det fagsprog og de teorier, du har lært.<br />
5. Særlig iagttagelser under forsøget. (Kun hvis der var nogle!)<br />
Hvis der var noget overraskende eller særligt nævnes det her, hvis ikke springes det<br />
over.<br />
6. Hvad lærte jeg?<br />
Man lærte altid noget. Skriv ikke: Jeg lærte ikke noget. Selvom det blot var noget, man<br />
repeterede, kan man godt lære fra det.<br />
7. Fejlkilder.<br />
Der gøres nogle tanker om, hvordan forsøget kan forbedres eller om hvorfor det ikke<br />
virkede efter hensigten. Endvidere tænkes på hvilke mulige fejl, der kunne være lavet.<br />
Skriv ikke: Alt gik fint – ingen fejl.<br />
8. Perspektivering af forsøget til en større samfundsmæssig sammenhæng.<br />
Prøv at Google forskellige problemstillinger, der kan bruges i forbindelse med forsøget.<br />
9. Kilder: Hvis der er kilder ud over taskebøgerne og andet udleveret materiale. Ved bøger husk:<br />
Efternavn, fornavn: Titel. Forlag, år, tryksted, udgave, bibliotek. Eventuelle<br />
6
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
internetadresser skrives som fodnoter og som aktivt link, da de er nemme at efterse på<br />
denne måde.<br />
Det Periodiske System, 1 atomer og molekyler<br />
Det Periodiske System<br />
Det Periodiske system er blevet udviklet langsomt. Først i det 20. århundrede har det fundet sin<br />
endelige form. Når man ser sig omkring i naturen, er det umiddelbart svært at se et system. Men<br />
vejninger, målinger, adskillelser, opvarmning og blandinger har adskilt den store mangfoldighed i<br />
små byggesten. Disse kaldes grundstoffer. Hvordan disse er blevet til i deres mindste bestanddele,<br />
har til alle tider været en stor og interessant gåde. Mange konger havde alkymister i<br />
Middelalderen, der var deres videnskabsmænd. De skulle udvikle nye<br />
våben og sågar lave guld 2 . Dette førte til en række eksperimenter,<br />
selvom Den Katolske Kirke var imod dette, der forøgede kendskaben<br />
til stofferne omkring os.<br />
Den første kemibog blev skrevet af Antoine Laurent de<br />
Lavoisier:Elemenntary Treatise of Chemistry, 1789. Bogen indeholdt<br />
en række stoffer, der ikke ved et kemisk forsøg kunne nedbrydes i et<br />
mere enkelt stof: oxygen, nitrogen, hydrogen, fosfor, kviksølv, zink og<br />
svovl.<br />
Johann Wolfgang Döbereiner fandt i 1817 ud af at visse<br />
stoffer lignede hinanden meget i deres reaktion fx klor , brom og iod<br />
alle fra hovedgruppe 7, selv om de havde meget forskellig og stigende<br />
atommasse. Denne periodiske lighed mellem stofferne blev yderligere<br />
stadfæstet, som flere stoffer blev fundet, og man satte dem op i et<br />
system med periodiske tilbagevendende egenskaber.<br />
Der var russeren Dmitri Mendeleev, der for første gang præsenterede et periodisk<br />
system med atommasse i 1869, som vi kender det i dag. 3<br />
Vort nuværende system er opdelt som følgende og ordnet efter elementarpartiklerne.<br />
Alle grundstoffer har fået nummer efter antallet af positive kernepartikler, de såkaldte protoner.<br />
Det var Rutherford, der fandt på denne opdeling. Brint har 1 proton, og er derfor det første<br />
grundstof med nummeret 1. Der er 8 hovedgrupper. Disse er opdelt efter antallet af elektroner i<br />
yderste skal. Er stoffet i hovedgruppe III, er det, fordi det har tre elektroner i yderste skal. Det er<br />
samtidigt stoffer med samme reaktionsegenskaber, de kommer med periodiske mellemrum, da de<br />
kemiske reaktioner foregår efter antallet af elektroner i yderste skal.<br />
Hvert grundstof har også neutrale kernepartikler, de såkaldte neutroner.<br />
Tilsammen giver disse tre: Protoner, elektroner og neutroner - atomvægten.<br />
Dog har elektronerne på grund af deres ringe vægt næsten ingen betydning for atomvægten.<br />
1 <strong>Ny</strong> fysik bog 4 og 9<br />
2 http://da.wikipedia.org/wiki/Alkymi<br />
3 http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_the_periodic_table#Main_discovery_periods<br />
7<br />
Antione Laurent de Lavosier
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Elementarpartikler<br />
Elektron - negativ ladning – vægten er 1/1836 del af en proton.<br />
Proton - positiv ladning – vejer 1 u - 1836 * vægten af en elektron.<br />
1/12 af 6C 12 . En proton kan opfange en elektron og ændres til en<br />
neutron. Neutron - neutral ladning - vejer ca. 1 u - 1839 * vægten af<br />
en elektron. En neutron kan fraspalte en elektron, udsende en antielektron-neutrino<br />
og selv ændres til en proton.<br />
Systemet har også angivet skaller. Jo flere skaller, des tungere, og dermed flere protoner og<br />
tilsvarende antal elektroner. Det maksimale antal af elektroner i en skal af et stof findes ved<br />
formlen 2*n, 2 n står for antallet af skaller i atomet. Men<br />
skalnummeret fortæller også noget om, hvordan elektroner<br />
bevæger sig. Disse bevægelsesmønstre kaldes orbitaler. Der er<br />
fire: s,p,d og f. Hver orbital består af maksimum 2 elektroner.<br />
Energiniveauet stiger des flere skaller, der er.<br />
s-orbital p-orbital f-orbital<br />
Som det ses kan d -orbitalen 4 ligge i flere niveauer og dermed<br />
ligge tæt op ad hinanden i flere vinkler og sammen med s og p.<br />
Metaller står til venstre og ikke metaller til højre - H er undtagelsen.<br />
Fra hovedgruppe 3 til hovedgruppe 6 er der en lille trappe, der adskiller metaller fra<br />
ikke-metaller.<br />
I det Periodiske System finder man alle de relevante oplysninger, så man kan gå fra<br />
betegnelser og formler til udregning i gram. Hvis der ses på informationer om metallet lithium:<br />
Antal protoner<br />
Antal elektroner<br />
3 Li 6,939<br />
Det Periodiske system er opbygget omkring Avagados tal. Det er det antal atomer, der skal tages<br />
for at omsætte mol vægt (atomvægt) til g. Avagados tal er stort. Der skal 6*10 23 atomer til at<br />
danne 6,94 g af metallet. Dette tal er et gennemsnitstal. Der er altid 3 protoner i Li, men antallet<br />
af neutroner svinger lidt. Det mest almindelige er 4, men i sjældne tilfælde er der færre. Derfor er<br />
gennemsnittet ikke 7, men 6,939. Stoffer med samme antal protoner, men forskelligt antal<br />
neutroner, kaldes isotoper, det betyder samme sted, fordi de er samme stof - har samme antal<br />
protoner - og dog er andeledes - har forskelligt antal neutroner. Man siger, at Lithium har<br />
atomassen 6,939 u.<br />
U er en enhed som g, kg, cm m.m. Denne enhed fås ved at dele følgende kulstof i 12 lige<br />
store dele: 6 C 12,01 /12 = 1 u = 1,66053 * 10 -27 kg.<br />
4 http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_orbital<br />
8<br />
d-orbital<br />
Atommasse: protoner<br />
+ neutroner
Perioder<br />
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Atomerne i VIII hovedgruppe har 8 elektroner i yderste skal. Man har fundet ud af, at de<br />
er inaktive. De er altså ikke interesseret i at indgå i reaktioner med andre stoffer. De er alle gasser<br />
og kaldes ædelgasserne.<br />
Alle grundstoffer har et navn. Disse har fået en forkortet betegnelse. Gassen heliums<br />
forkortelse er fx He. Det første bogstav skrives altid stort. Det andet skrives altid småt. Ofte er det<br />
navnets to første bogstaver, der bruges, men ikke altid fx calcium hedder Ca, men Platin hedder<br />
derimod Pt. Det er en god idé at lære sig de vigtigste stoffer udenad, da dette nu engang er<br />
kemisproget.<br />
Radioaktive stoffer er ustabile og kan stå markeret med *. Det betyder de udsender dele<br />
af deres kernemateriale og ændrer sig.<br />
Hovedgrupper, efter antal elektroner i yderste skal Tilfredse ædelgasser<br />
* markerer radioaktivt materiale<br />
Atomopbygning<br />
Protoner frastøder andre protoner, da de har<br />
samme positive ladning. Neutroner holder<br />
sammen på protonerne med de stærke<br />
kernekræfter, da kvarkerne udveksler gluoner,<br />
ligesom tennisspillere udveksler bolden. Når<br />
to protoner trækkes mod hinanden af<br />
neutronernes stærke kernekræfter, virker de<br />
stærke kernekræfter også mellem protonerne indbyrdes, når afstanden er meget kort. Den stærke<br />
kernekraft er en selvstændig kraft ligesom tyngdekraften og den elektromagnetiske kraft. Denne<br />
vekselvirkning er ca 10 33 gange stærkere end tyngdekraften og 100 gange stærkere end den<br />
9<br />
De 4 naturkræfter:<br />
Elektromagnetismen<br />
Den stærke kernekraft<br />
Den svage kernekraft<br />
Tyngdekraften<br />
Trappe mellem metal th<br />
og ikke metal tv<br />
Skal nr.<br />
Elektroner=<br />
2*n 2
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
elektromagnetiske kraft 5 . Men rækkevidden er lille, begrænset<br />
omtrent til en atomkernes diameter af størrelsesordenen 10 -15<br />
m.<br />
Elektroner svæver rundt om kernen med forskellig hastighed. I H i almindeligt vand er<br />
elektronens fart beregnet til 2200 km/s. Elektronens hastighed kan<br />
forøges til nær lysets hastighed, men det kræver meget stor<br />
energitilførsel 6 . De bruger ikke en fast bane, men kan træffes, som var<br />
det en sky omkring kernen. Der er masser af rum i atomet. Hvis kernen i<br />
hydrogen var på størrelse med et kirsebær og sad midt i Eifeltårnet ville<br />
elektronerne danne en bane uden om hele tårnet.<br />
Når et atom har 8 elektroner i yderste skal, er det ”tilfreds” (He<br />
er tilfreds med 2, da der kun er 1 skal. Man kalder det, at det har fået<br />
ædelgasform, eftersom gasserne i hovedgruppe 8 kaldes ædelgasser.<br />
Alle atomer rummer energi. E=M*C 2 E=M*C<br />
er Einsteins ligning for<br />
Atomet<br />
atomets samlede energi. M er massen i kg, C er lysets hastighed 300.000<br />
km/s<br />
2 (Einstein)<br />
atomets samlede<br />
energi.<br />
Kvarker<br />
Kvarker er de endnu mindre byggesten, som de stabile elementarpartikler<br />
består af, fx består en proton af to up-kvarker og en down-kvark. Den<br />
samlede farve er hvid. De holdes sammen af gluoner. Neutron består af<br />
to down og en up kvark. Hadroner er partikler der består af kvarker. I<br />
det nuværende verdensbillede er alt stof opbygget af 24 partikler. Seks<br />
kvarker, tre forskellige slags elektroner og tre neutrinoer samt deres<br />
antipartikler. Denne model stammer fra 1964 og kaldes<br />
Standardmodellen. 7<br />
De 3 første kvarker (up, down og strange) blev opdaget i 1963 af de to amerikanske<br />
fysikere, George Zweig & Murray Gell-mann.<br />
Neutronen<br />
Proton består af 3 kvarker<br />
De bindes sammen af den stærke kernekraft, og danner herved protoner<br />
og neutroner. De holdes sammen igennem en udveksling af gluoner mellem<br />
kvarkerne. Når en neutron henfalder til en proton og en elektron, skyldes det, at<br />
en down kvark henfalder til en up-kvark og en w-boson (opdaget i CERN i<br />
1983) 8 , (meget kortlivet kraft, der bærer en elektrisk ladning), på grund af den<br />
svage kernekraft, der igen henfalder til en elektron og anti-elektron neutrino<br />
(bølgepartikel) 9 . Der er således ikke en elektron inde i en neutron, den opstår,<br />
når kvarkerne ændrer sig. 10 Positive anti-elektroner bruges nu i<br />
hjernescanningsudstyr.<br />
Atomfysikere i dag mener, at der findes tre kvark familier og nogle mener, at der også er<br />
en fjerde familie. Kvark oversigt:<br />
Familie 1. Op-kvark- u - (up), ned-kvark - d- (down)<br />
5<br />
http://da.wikipedia.org/wiki/St%C3%A6rk_kernekraft<br />
6<br />
http://education.jlab.org/qa/electron_01.html<br />
7<br />
http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Fysik/Elementarpartikler_og_partikelmekanik/standar<br />
dmodellen<br />
8<br />
http://public.web.cern.ch/public/en/research/UA1_UA2-en.html<br />
9<br />
http://da.wikipedia.org/wiki/Neutrino<br />
10<br />
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=5979<br />
10
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Familie 2. Charm-kvark (charme), sær-kvark - s (strange)<br />
Familie 3. Top-kvark - t (top), bund-kvark - b (bottom)<br />
Familie 4. Antipartikel kvarkerne t´, b.´<br />
(<strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong>, 2007).<br />
Hele dette indviklede system er fundet ved teoretisering over kollisioner af<br />
elementarpartikler og de spor af partikler, der registreres i partikel-generatorer fx: Stanford,<br />
CERN og andre steder.<br />
Atom<br />
Mindste bestanddel af et stof fx gassen H, men dette atom eksisterer ikke frit<br />
i naturen, da det er meget aktivt og indgå i forbindelser med andre stoffer.<br />
Det findes kun som H2. metalatomet Na findes derimod frit.<br />
Molekyle<br />
Molekylet er den mindste del af et stof, der eksisterer frit i naturen fx H2 eller<br />
Na. Metallerne fxNa, Li, Fe, Ni osv. behøver ikke binde sig til et andet<br />
metalatom for at ”overleve” i naturen, idet elektroner i yderste skal kan bevæge<br />
sig gennem hele metallet. Aktive gasser som H2, Cl2, F2, O2 og N2 findes kun i molekyleform i<br />
naturen.<br />
Bindingstyper<br />
Atomerne binder sig sammen ved forskellige former for elektriske kræfter.<br />
Molekyleforbindelser (ikke metaller)<br />
Hvis atomer deler elektroner med hinanden kaldes det en molekyleforbindelse.<br />
Når to atomer har en fælles elektron kaldes det en covalent binding. Dette kan illustreres<br />
ved en bindingsstreg: H-H. Det kaldes også enkeltbinding To fælles elektroner kaldes<br />
dobbeltbinding, tre fælles kaldes trippelbinding. Polær covalent binding findes, hvis der udover<br />
det at dele en eller flere elektroner er en forskydning af elektronen mod den ene ende af atomet,<br />
der åbenbart bedre kan fastholde elektronen.<br />
-<br />
-<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Molekyler Molekylebinding 3,26 MPEG-4 Windows media<br />
Ionforbindelser<br />
Hvis stoffet derimod afgiver eller modtager elektroner, kaldes det en<br />
ionforbindelse. Det er de elektonegative - og elektropostive kræfter,<br />
der holder stoffet sammen fx NaCl Na + + Cl - .<br />
Ionerne sætter sig sammen i et iongitter, hvor Na + er omgivet af Cl -<br />
og omvendt. Positive ioner kaldes elektrondonorer. Negative ioner<br />
11<br />
De fælles elektroner<br />
beskytter og samler<br />
Iongitter af NaCl<br />
Methan
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
kan kaldes elektronacceptorer eller elektronmodtagere. Iongitteret bryder sammen ved opløsning<br />
eller opvarmning.<br />
En ion er et atom, der har afgivet eller<br />
modtaget en eller flere elektroner.<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Ioner Ionbegrebet 6,55 MPEG-4 Windows media<br />
Metalbinding<br />
Metalbinding ser vi i de frie metaller, der holdes sammen ved, at elektronerne i yderste kan<br />
bevæge sig frit gennem hele det metalgitter, de forskellige atomer til sammen udgør.<br />
Van der Waalsk binding<br />
Van der Waalsk binding findes mellem molekyler indbyrdes. Når ædelgasser, der er inaktive<br />
alligevel kan blive faste stoffer ved nedfrysning, holdes de sammen af de svage Van der Waalske<br />
kræfter.<br />
Hydrogenbindinger<br />
Hydrogenbindinger findes fx hos HF, H2O og NH3. Disse<br />
forbindelser har forskellig ladning i selve molekylet. Denne opstå ved,<br />
at den eller de fælles elektroner er mest nede i den ene ende af molekylet, hvor det af de to stoffer<br />
der har stærkest evne til at tiltrække elektronen. Den ene ende bliver<br />
altså negativ og den anden positiv. H er altså dårligere til at tiltrække<br />
den fælles elektron end F. Den positive ende af det ene HF molekyle<br />
tiltrækkes således af den negative ende på et andet HF molekyle og<br />
dermed opstår de såkaldte hydrogenbindinger mellem molekylerne, ud<br />
Overfladespænding<br />
over deres covalente binding. Bindingen bevirker fx<br />
overfladespænding i vand.<br />
12<br />
Hydrogenbinding i vand
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Afstemning af reaktionsligninger<br />
Når kemiske stoffer reagerer med hinanden omfordeles atomer og grupper af atomer, men intet<br />
forsvinder. Man kan betragte ændringerne ud fra fire regler.<br />
1. Oktet eller 8-tals reglen (valens)<br />
Atomerne ønsker 8 elektroner i den yderste skal. Dette klarer de fra hovedgruppe 1-3 ved at<br />
afgive eller dele deres elektron/er og i hovedgrupperne 5-7 ved at dele eller modtage elektroner.<br />
Hovedgruppe 4 kan begge dele og hovedgrupper 8 er tilfreds, de har 8 elektroner i yderste skal.<br />
Dette kaldes oktet-reglen, der betyder 8-tals reglen. Man kan sige, at 8 er det hemmelige tal i<br />
kemi.<br />
Før i tiden sagde man, at ilt havde valensen 2. Man fokuserede altså på, hvad ilt ønskede<br />
for at få 8 elektroner i yderste skal. På samme måde sagde man, at Li havde valens 1, men denne<br />
gang betød det altså, hvad Li ville af med.<br />
2. Lige mange atomer på begge sider af reaktionsligningen<br />
Det grundlæggende princip er, at der ingen nye grundstoffer kommer til, og ingen der bliver væk,<br />
kaldet loven om grundstoffernes bevarelse. Der skal være lige mange atomer af samme stof på<br />
begge sider af reaktionsligningen.<br />
3. Aktive gasser eksisterer kun frit som molekyle<br />
Man skal huske, at de aktive gasser, fra hovedgrupperne 1, 4,5,6,7 kun eksisterer som molekyler:<br />
H2, Cl2, O2, F2 og N2. De er så aktive, at de kun kan eksisterer som rent stof ved at gå sammen to<br />
og to. De deler elektroner og laver en molekylebinding.<br />
4. Inaktive gasser spiller ingen rolle<br />
Gasser i gruppe 8 har fyldte yderste skaller med 2 og 8 elektroner, de kaldes inaktive gasser eller<br />
ædelgasser. Ædelgasser er tilfredse. De aktive gasser og alle andre grundstoffer søger at blive det.<br />
Gennemgang af et eksempel på afstemning af reaktionsligning:<br />
Al + O ???<br />
1) 8-talsreglen: Hvor mange elektroner i yderste skal har Al og O? Svar: 3 og 2.<br />
Al vil altså afgive 3 elektroner, så har den 8 i skal nr. 2, og O vil modtage 2, så har den også 8 i<br />
skal nr. to. Begge er tilfredse, som ædelgasserne i hovedgruppe VIII.<br />
Hvordan kan det passe sammen? Lad os tegne det, der lige er skrevet:<br />
Al<br />
Al<br />
Der skal altså bruges 2 Al med hver tre elektroner, de vil afgive til i alt 6 elektroner til O, hvor<br />
hver O vil modtage 2 elektroner.<br />
Formlen er da fundet: Al2O3<br />
Al + O Al2O3 , men hvad med reglen om gas som molekyle? Der tilføjes et O.<br />
Al + O2 Al2O3 , men hvad med ligevægtsreglen? Vi har brugt 3O? Vi kan ikke få 3, men<br />
hvis vi tager to molekyler aluminiumoxid bruger vi 6 O eller 3O2, men så skal vi også have 4Al.<br />
4Al + 3O2 2Al2O3<br />
13
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Man går altså gradvist frem og bruger den ene regel efter den anden, indtil det går op.<br />
Øvelse 2.<br />
1. Afstem reaktionsligningen og find ud af hvad følgende stoffer hedder:<br />
Na + S Mg + Br<br />
Li + Cl Fe + O<br />
Li + F Ag + Cl<br />
H + Cl Si + C<br />
Ca + O Na + He<br />
2. Afstem følgende reaktionsligninger og gør rede for bindingstypen:<br />
1. H + Cl<br />
2. N + H<br />
3. Fe + O<br />
4. ZnS + O2<br />
Film:<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Afstemning<br />
Afstemning af<br />
reaktionsligninger<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Molekyler Molekylebinding 3,26 MPEG-4<br />
14<br />
6:35 MPEG-4 Windows medi<br />
Windows<br />
media<br />
En isotop af et stof har samme antal<br />
protoner, men færre eller flere neutroner<br />
modtaget en eller flere elektroner.<br />
Isotop<br />
Isotop betyder "samme sted". Stoffet står på samme sted i Det Periodiske System. Grundstoffet<br />
har samme antal protoner men et forskelligt antal neutroner. Er der for mange eller for få<br />
neutroner, kan stoffet være ustabilt og dermed være radioaktivt fx Kulstof 14. Alle stoffer har<br />
isotoper. Jern er det mest stabile grundstof i universet, så alle atomer søger mod jerns stabilitet.<br />
Radioaktivitet<br />
Radioaktive stoffer er ustabile. De har svært ved at holde sammen på sit kernemateriale og<br />
udsender derfor stråling. Det er en kamp mellem de elektriske kræfter og den stærke kernekraft.<br />
Årsagen er, at de mange elektropositive protoner i kernen frastøder hinanden i en sådan grad, at<br />
neutronerne ikke mere kan holde sammen på dem. De stærke kernekræfter, som ligger mellem<br />
proton og neutron, samt proton og proton, hvis de ligger tilstrækkeligt tæt, afbrydes og kernen<br />
udsender stråler som: Alfa (He-kerner), beta (elektroner fra kernen) og gammastråling (fra<br />
kernen).
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Modeller + teorier<br />
I fysik og kemi bruger vi forskellige modeller, der skal illustrere og klargøre begreber, ideer eller<br />
virkelighed. Ofte har disse modeller åbenlyse begrænsninger fx: Når der arbejdes med molymod,<br />
et atom ses bygget op som et solsystem, der er lavet et gitter, der illustrerer ionbindinger, lader to<br />
store magneter illustrerer den stærke kernekraft, lader tændstikker ,der brændes, illustrerer<br />
kontrolleret og unkontrolleret fisson, eller snakker om og tegner småmagneter i stoffer som små<br />
magneter.<br />
Virkeligheden er det, der efterstræbes, men da den atomare virkelighed ikke kan ses end<br />
ikke i mikroskop, er den en slags sort kasse. Vi kan se, hvad kassen gør, men ikke hvad der er<br />
indeni. Derfor bliver modeller brugt. I CERN prøver man, at åbne kassen ved hjælp af<br />
sammenstød af partikler og ved at "se" disse partiklers spor ligesom i tågekammeret.<br />
Teorier dannes og afprøves ved forsøg. De mest holdbare teorier får dominans i den<br />
naturvidenskabelige verden. Der dannes et fælles sprog, der kaldes et paradigme. Dette er i<br />
konstant udvikling med alternative paradigmer som konkurrenter. Der er tre teorikonkurrrenter<br />
til alle tings skabelse: Big Bang + evolution, intelligent designer og Gud. Selvom den første<br />
udøver dominans på mange universiteter, er de to andre synspunkter til stede i verden og har<br />
deres tilhængere.<br />
Forsøg til det Periodiske System<br />
Man kan lave en lang række forsøg, der illustrerer de sandheder det Periodiske System indeholder<br />
fx:<br />
Bevise elektronens tilstedeværelse evt. Ved gnidning Bog 4:16, hårforsøg, katodestrålerør<br />
Bog 8:15, eller pollenbevægelser (Einstein).<br />
Brug rullende vogne med magnet til at illustrere kernekraftens ustabilitet.<br />
Påvis syrer og baser med indikatorpapir, fortæl om disses kernekemi, protoner.<br />
Påvis ionerne i forskellige syrer og redegør for stoffets opbygning, og hvordan de kan<br />
udregnes ved hjælp af det periodiske system.<br />
Hæld lidt blomsterpollen på vand og fortæl om Einsteins bevisførelse.<br />
Bevis radioaktive stoffers eksistens med måling af stråler.<br />
Fortæl om protonens opdagelse.<br />
Fortæl om neutronens opdagelse.<br />
Flammeprøven 8:23 Fortæl om elektroner, fotonkvanter og kvantespring.<br />
Vise partikelspor i tågekammer.<br />
Forklar om CERN.<br />
Forklar hvorfor nogle stoffer ikke findes i naturen, men kun i laboratoriet.<br />
Forklar evt. om kvarker.<br />
Link: http://www.ptable.com/?lang=da<br />
15
<strong>Kemi</strong><br />
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Nogle materialer i kemi- og fysiklokalet<br />
Bægerglas Koniske kolber Rundbundet kolbe<br />
Plast pipette Glas pipette Urinpose til bl.a. gas<br />
Reagensglas Tragt Petriskåle i plast<br />
16
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Stor porcelænsskål Morter med pistil Plastsprøjter<br />
Måleglas Cylinderglas Lige glasrør Glasspatel<br />
90 o vinklet glasrør Klemhane Reagensglasstativer<br />
Stativ Muffe Gribearm Trefod<br />
17
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Bunsenbrænder Keramisk trådnet Porcelæns trekant Digeltang<br />
Elektrolyseapparat Reagensglasbørste Gummipropper Termometer<br />
Fysik<br />
Kulsyreflaske Iongittter af NaCl<br />
Multimeter Molekylebyggesæt Elmotor Jernkerner<br />
18
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Spoler Sikkerhedskabel Sikkerhedsadapter Krokodillenæb<br />
Tæller - unitcounter Strømforsyning Oscilloscope<br />
Stangmagnet Kontakt Lampefatning Roterende magnet<br />
Katodestrålerør Neonrør i stativ Optisk gitter<br />
<strong>Kemi</strong>håndbog<br />
<strong>Kemi</strong>begreber<br />
Det kemiske sprog i uorganisk kemi<br />
Om at tælle atomer i kemi<br />
Når man tæller antallet af atomer i en ikke-metallisk forbindelse, bruger man fremmede ord. 1<br />
hedder mono. 2 hedder di. 3 hedder tri. 4 hedder tetra. 5 hedder penta. 6 hedder hexa (sis). 7<br />
hedder hepta, 8 hedder okta, 9 ennea (nona) og 10 deca.<br />
Når tallet stilles efter et stof, gælder tallet kun det stof, der står lige foran. Når tallet<br />
stilles foran hele molekylet, gælder det hvert eneste stof i molekylet.<br />
Øvelse 3:<br />
19
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
1. Angiv navnet for følgende stoffer(Spørg naturen 3, p. 29):<br />
CO2 8SO3<br />
3CO N2O<br />
NO2 N2O3<br />
P2O5 9CCl4<br />
CS2 N2O4<br />
2. Hvor mange atomer er der i følgende:<br />
1) 7Al2O3 2) 9H2SO4 3) 13H3PO4 4) 17C6H12O6<br />
Om at udtale endelser når der er et metal og et ikke metallisk stof<br />
Når et stof dannes af kun to stoffer, metal + ikke metal, sættes de blot sammen og der tilføjes et -<br />
id. Fx: Na = Natrium, Cl = Klor, de sættes sammen til natriumklorid. Metal står altid før ikkemetal.<br />
Hvis den elektronegative bestanddel er fler-atomig<br />
Hvis den elektronegative bestanddel er fler-atomig udtales den med "at" fx NaClO3,<br />
Natriumklorat<br />
Om ændringer i udtalen ved tab af atomer<br />
Når der mistes et iltatom (stoffet får lavere oxidationstrin) i en forbindelse, ændrer det i endelsen<br />
vokal fra a til i, fx hedder klorat, ClO3 - , når det mister et iltatom kaldes det:Klorit, ClO2 -<br />
Øvelse 4: Hvad hedder følgende stoffer?<br />
Syrer Salt Salt<br />
HNO3 NO3 - NO2 -<br />
H2SO4 SO4 2- SO3 2-<br />
HCl Cl -<br />
H3PO4 PO4 3- PO3 3-<br />
Hovedstoffet ændrer også navn<br />
Fx ændres HClO3, klorsyre til HClO2, klorsyrling.<br />
Øvelse 5: Hvad mon stofferne hedder?<br />
HNO3 HNO2<br />
H2SO4 H2SO3<br />
H3PO4 H3PO3<br />
Om elektronegativitetens indflydelse på navngivningen<br />
Des bedre et stof holder på sine elektroner i yderste skal, jo mere elektronegativt er det.<br />
20
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Kobber har for det meste 1 elektron i yderste skal, som det meget gerne vil af med, men<br />
nogle gange kan den endog gå af med 2 elektroner, den tager bare en mere fra næste skal. Dette<br />
kan markeres i formelen. CuCl2 kan kaldes kobberklorid, men også Kobber (II) klorid. Så er der<br />
markeret, hvordan bindingen er og dermed hvordan mængdeforholdet er i stoffet.<br />
Elektronegativiten måles med en skala fra 0 til 4. Her ses at F er mest negativ og K er<br />
mindst. Det gælder, at elektronegativitet aftager ned gennem en hovedgruppe, Det gælder også at<br />
negativiteten er stigende fra venstre mod højre gennem alle hovedgrupperne I-VII. (Holmboe,<br />
1985, p. 23,97).<br />
4-3 3
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Den positive ion står altid forrest<br />
fx CuCl2 Cu2 + +2Cl -<br />
Krystalvand står efter formelen med almindelige tal<br />
fx Na2SO4, 10 H2O<br />
Forkortelser i reaktionsligninger<br />
Forkortelser: (s)= solid, (l)= liquid (flydende), (g) = gas, (aq) =vandig opløsning<br />
fx 2H2 (g) + O2 (g) H2O (l)<br />
Når hele atomgrupper skal tælles<br />
Man anvender følgende form: (2) bis-, (3) tris-, (4) tetrakis, (5) pentrakis osv.<br />
fx: Ca(PCl6)2 hedder calcium-bis-hexachlorofosfat.<br />
Indikatorer og analyse agenter<br />
Til brug for kemisk analyse er der udviklet en række indikatorer, der kan vise, om et eller flere<br />
stoffer er tilstede i analysevæsken. De mest brugte fra 7. -9. klasse er:<br />
Universalindikatorpapir - viser ved stærke syrer farven mørkerød, svagere<br />
syrer farves røde, meget svage syrer farves gule, neutral væske farves grøn.<br />
Ved baser farves fra blågrøn til mørkeblå. I alle tilfælde er det H + ionen, der<br />
måles på. Ved baserne måles manglen på H + , ved syrerne overskuddet af H +<br />
og den neutrale grønne viser ligevægten.<br />
Fenolftalein: Gennemsigtig, klar i sur og<br />
neutral væske, rød i basisk væske.<br />
Lakmus farver syrer rød og baser blå.<br />
AgNO3: Der dryppes få dråber i analysen, der giver hvidt<br />
bundfald hvis Cl - er tilstede. Gult bundfald hvis PO4 --- eller I -<br />
er tilstede.<br />
MgCl2 : Der dryppes få dråber i analysen, der giver hvidt<br />
bundfald, hvis SO4 -- er tilstede.<br />
Nitron : Der dryppes få dråber i analysen, der giver hvidt<br />
bundfald, hvis NO3 er tilstede.<br />
Nikkelreagens: Der dryppes få dråber i analysen (efter tilsat<br />
sammen mænge ammoniakvand som analyse), der giver<br />
kraftigt rødt bundfald, hvis der er Ni + UniversalIndikator<br />
tilstede.<br />
Syrer<br />
Syrer kendes på H<br />
Syrer har stor nytteværdi i dagligdagen. Vi bruger kalkfjerner<br />
mange steder, da vores grundvand er hårdt og sætter kalk i håret, i tøjet, på badeværelset og i<br />
elkedel, kaffemaskine og alle andre steder, hvor der kommer kalk. Vi bliver også angrebet af syre<br />
i brænde-nælder og hos myrer. I vores mavesæk er der saltsyre HCl. Den tjener både som forsvar<br />
mod bakterier og kryb, men opløser også maden, så den er lettere fordøjelig. Mange frugter fx<br />
citron og appelsin (citronsyre) eller vindruer (vinsyre) og nogle grøntsager er sure fx kartofler. I<br />
sodavand er der ofte kulsyre og nogle gange fosforsyre. Syre bruges også til at<br />
forlænge levetiden af maden fx i marineret sild, eller syltet agurk i skiver, der<br />
ligger i eddikesyre. I c-vitamin er der askorbinsyre. Sure mælkeprodukter<br />
indeholder mælkesyre. Salpetersyre bruges til fremstilling af gødningssalte og<br />
sprængstoffer. En særlig farlig blanding af salpetersyre og saltsyre laver<br />
+<br />
22<br />
De tre mest brugte analyse agenter:<br />
MgCl2, AgNO3, Nitron.
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
nitroglycerin og deraf udvikles dynamit, samt kongevand, der kan opløse<br />
guld. Mavesyren kan også være farlig, hvis den ætser huller i mavesækken<br />
og laver mavesår.<br />
Når man arbejder med syrere i laboratoriet, skal der bruges briller.<br />
Man skyller sig straks med vand, hvis man er kommet i kontakt med syrerne.<br />
Koncentrerede syrere fortyndes i vand og ikke omvendt, da der kan udvikles<br />
damp.<br />
Syre består af H + ioner og en syrerestion. H + ionen er en<br />
hydrogenkerne uden elektron, dvs. en proton. Derfor kaldes syre - og base kemi også for<br />
kernekemi.<br />
-<br />
+<br />
H H +<br />
H + ionen svømmer ikke frit rundt i vandet, men lægger sig op af et vandmolekyle, som er polært,<br />
hvilket betyder, at det er mere elektronegativt i den ene ende, som så tiltrækker H + ionen, det<br />
skrives som H3O + kaldet oxoniumionen.<br />
Syrere er protondonorer. Det betyder, at de stærkeste syrere HCl, saltsyre, H2SO4 ,<br />
svovlsyre og HNO3 ,salpetersyre alle fraspalter deres H + ioner. HCl H + + Cl - , hvorimod de<br />
svagere syrer H2CO3, kulsyre, H3PO4 , fosforsyre og CH3COOH, eddikesyre ikke er fuldt<br />
dissocieret (fraspaltet), idet reaktionen går begge veje fx: H3PO4 3 H + + PO4 --- .<br />
Syrerestionerne er: Cl - klorid, SO4 -- Sulfat, NO3 - Nitrat, CO3 -- karbonat, PO4 --- fosfat,<br />
CH3COO - accetat.<br />
Et salt dannes af et metal og en syrerestion fx NaCL. Et sådant salt opstår, når syrere<br />
ætser et metal fx: H2SO4 + Mg H2 (g) + MgSO4.<br />
Salt fremkommer også, når syrere ætser kalk fx: CaCO3 + HCl CO2 (g) + H2O<br />
+ CaCl2.<br />
Man kan skille HCl i sine bestanddele ved elektrolyse:<br />
Anoden +: 2Cl - - 2e - Cl2 (g) .<br />
Katoden -: 2H + + 2e - H2 (g ) .<br />
Hvis man har drukket syrer, skal man fortynde syreren ved at<br />
drikke så meget vand som muligt.<br />
Forsøg med syrer:<br />
● Mål forskellige syrers ph værdi fx to stærke og 1 svag.<br />
● Fortynd en syre og se, hvordan det går med ph værdien<br />
● Syre og metal<br />
● Kalk og syrer<br />
● Elektrolyse af saltsyre<br />
● Neutralisation af syrer med base<br />
● Neutralisation af sur jord med basisk salt<br />
● Neutraliser svag syrer med tablet mod mavesyrer<br />
● Neutraliser HCl (g) med NH3 (g) og dan NH3Cl (s)<br />
●Lav en neutralisation af H2SO4 + Ca(OH)2CaSO4 (gips) + 2H2O (SNOXværket)<br />
Skriv små opgaver om syrer:<br />
● 8.-tallets betydning for kemi<br />
● Forklar om syrer som protondonor og baser som protonacceptor<br />
23
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
● Hvorfor er syrer og baser kernekemi?<br />
● Gør dig nogle betregtninger om syrekemiens betydning for dagligdagen<br />
● Forklar om de tre afstemningsregler af reaktionsligningerne<br />
Film:<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Syrer Syrer 9:47 MPEG-<br />
4<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Elektrolyse<br />
Elektrolyse af<br />
HCl<br />
24<br />
6:27 MPEG-<br />
4<br />
Baser<br />
Baser opløser fedt, og netop derfor kender vi dem i dagligdagen,<br />
hvor de gør stor nytte. Det, der sker, er dels, at baser nedbryder<br />
Windows media<br />
Windows media<br />
vandets overfladespænding, så vandet trænger bedre ind i stoffet eller snavset. Endvidere har<br />
sæben en positiv fedtelskende del og en negativ vandelskende del. Den positive del trænger ind i<br />
fedtet og den negative del stritter ud i vandet og det bevirker, at der dannes små fedtkugler, der<br />
kan skylles ud i vasken. Det samme sker med smuds, der som regel også er fedtholdigt. Stærke<br />
baser som NaOH, kaustisk soda, kan hældes i nedløbet i en vask, det vil så opløse fedt og hår, så<br />
afløbet kan fungere. Stærke baser bruges til at rense grundigt, før der skal males, eller sågar til at<br />
fjerne maling (NaOH) fx fra møbler, der derefter neutraliseres med fx eddikesyre.<br />
De baser, vi kender i dagligdagen, er Ajax, Salmiakspiritus, vaskepulver, tabs til<br />
opvaskemaskinen, shampoo, håndsæbe og flydende opvaskemiddel. En stærk base Ca(OH)2 har<br />
en helt anden funktion. Den hedder læsket kalk og bruges til fremstilling af mørtel. Den har den<br />
særlige evne, at den kan optage CO2 og igen danne CaCO3.<br />
Basen NH3, som findes i naturgødning, har også en helt anden funktion, idet den opløses<br />
i vand og nedbrydes af bakterier og bliver til nitrater NO3 - . Nitraterne optages af planterne og<br />
bruges til fremstilling af planteprotein.<br />
Når der arbejdes med baser i laboratoriet, er briller en nødvendighed. Baser er stærkt<br />
ætsende og kan ødelægge øjne på få minutter. Der skylles med vand op til 24 timer. Man mærker<br />
ikke en baseætsning før det er for sent.<br />
Basers PH værdi ligger fra 8 - 14. PH værdien fortæller om manglen på H + ioner.<br />
Baser: Ba(OH)2, Ca(OH)2, KOH, Mg(OH)2,NaOH og NH4OH.<br />
Det kendetegnende for baser er OH - ionen. H + + OH - H2O. Baser er<br />
protonmodtagere.<br />
Nogle salte reagerer også basisk fx K2CO3 og Na2CO3. Disse kan landmanden bruge som<br />
næringssalt til sin jord, samtidig med at jorden bliver gjort mindre sur.<br />
Baser fremstilles ved, at metaller reagerer med vand:<br />
Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2<br />
2Na + 2H2O 2NaOH + H2<br />
Det er nogle eksplosive reaktioner og hvis metallet sætter sig<br />
fast ved glasset kan brinten antændes, hvorfor man ved Na<br />
tilsætter lidt sæbe til vandet, så metallet glider lettere rundt ,<br />
da vandets overfladespænding er mindre.<br />
En anden måde at lave en base på er at brænde Mg i CO2.<br />
Der dannes så MgO, der opløses i vand til Mg(OH)2.<br />
Forsøg med baser:<br />
● Mål forskellige basers ph værdi.<br />
Baser kendes på OH -<br />
OH- ion kendetegner baser
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
● Fortynd en base og se, hvordan det går med ph værdien<br />
● Vis at baser opløser fedt<br />
● Lav en base ved at komme Ca i vand<br />
● Lav basen Mg(OH)2 ved at afbrænde Mg i CO2 og opløse MgO i H2O.<br />
● Lav en neutralisation af NaOH + HCL NaCL + H2O<br />
● Neutralisation af sur jord med basisk salt<br />
● Neutraliser svag syrer med basisk tablet mod mavesyrer<br />
● Neutraliser HCl (g) med NH3 (g) og dan NH3Cl (s)<br />
Skriv små opgaver om baser:<br />
● 8.-tallets betydning for kemi<br />
● Forklar om syrer som protondonor og baser som protonacceptor<br />
● Hvorfor er syrer og baser kernekemi?<br />
● Gør dig nogle betragtninger om basekemiens betydning for dagligdagen<br />
● Forklar om de tre afstemningsregler af reaktionsligningerne<br />
Film:<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Baser Baser 11:21 MPEG-4 Windows media<br />
Neutralisation<br />
I arbejdet med neutralisation skal benyttes beskyttelsesbriller, idet både syrere og baser er<br />
ætsende.<br />
Den grundlæggende reaktion i al neutralisation er, at H + + OH - H2O. I det den<br />
overskydende elektron som OH - har igen indfanges af H + og der dannes vand.<br />
Mavesyren HCl kan neutraliseres ved at spise<br />
kalkholdige tabletter eller svagt basiske. Det gamle råd om at<br />
komme lidt fortyndet ammoniak på bid fra myre eller svien fra<br />
brændenælde er ligeledes en neutralisering.<br />
Ved indtagelse af syrer eller baser, er det reglen, at man<br />
skal drikke vand og derved fortynde, frem for at neutralisere, da spiserøret og munden ellers<br />
bliver dobbelt ætset.<br />
Både syrere og baser ætser. Baser er farligere og sværere at få skyllet ud fx af et øje.<br />
Man kan ikke neutralisere syrer i øjne, men må fortynde med vand.<br />
Vi bruger neutralisation meget i dagligdagen ved at fjerne kalk med en syre. det er en<br />
neutralisation: CaCO3 + HCl CO2 (g) + H2O + CaCl2. Der dannes vand + et salt, som<br />
der også gør, hvis en syre og base neutraliserer hinanden. Denne proces er ligeledes i gang, når vi<br />
bruger hårbalsam og skyllemiddel. Landmanden bruger det, når han tilsætter kalk i jorden, der<br />
således neutraliserer den evt. sure jord. Landmanden kan også direkte tilsætte basiske salte, der<br />
udvikler OH - ioner, som neutraliserer syrens H + ioner og danner salt. Landmanden skal således<br />
vurdere, hvilke planter der vokser bedst i sur, neutral eller basisk jord.<br />
Mureren neutraliserer ofte den Ca(OH)2, der sidder på hænderne med HCl.<br />
En eksempel på neutralisation er: NaOH + HCl NaCl + H2O. En 3 ml baser hældes op<br />
i et bægerglas - et stykke indikatorpapir lægges ned i glasset, der straks farves blåt. Herefter<br />
dryppes syrer med en pipette indtil grøn farve (neutral) opnås. Andre indikatorer kunne benyttes.<br />
Der er nu dannet saltvand. Denne fremgangsmåde kaldes titrering . Syre + base salt + vand.<br />
Den dannede væske sættes til at koge og saltet inddampes.<br />
25<br />
Ved neutralisation<br />
dannes salt + vand
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Fra koncentreret syre og base udvikles gasserne: HCl (g) + NH3(g) NH4Cl (s). Der<br />
opstår en hvid tåge af ammoniumklorid- et hvidt pulver. Det kaldes salmiak pulver.<br />
Neutralisationen sker i luften øjeblikkelig, men kan være irriterende i længden.<br />
Forsøg med neutralisation:<br />
● Mål forskellige syrers og basers ph værdi.<br />
● Lav neutralisation med kalk og syre (landmanden)<br />
● Lav en neutralisation med titrering af NaOH + HCL NaCL +<br />
H2O<br />
● Lav en neutralisation af H2SO4 + Ca(OH)2CaSO4 (gips) + 2H2O<br />
(SNOXværket)<br />
● Neutralisation af sur jord med basisk salt (Landmanden)<br />
● Neutraliser svag syrer med basisk tablet mod mavesyre<br />
● Neutraliser HCl (g) med NH3 (g) og dan NH3Cl (s)<br />
Skriv små opgaver om neutralisering:<br />
● Skriv om neutralisering i dagligdagen i hjemmet<br />
● Skriv om landmandens arbejde med neutraklisering<br />
Film:<br />
Katalysatorer<br />
En katalysator (KAT) er et stof, der uden selv at blive forbrugt kan forøge reaktionshastigheden<br />
for en kemisk reaktion. Katalysatorer er meget interessante, da de danner grundlag for en<br />
række vigtige processer og industrier i Danmark. Katte bruges især bruger i den ny forskning med<br />
henblik på at lave mere vedvarende energi og erstatte<br />
fossile energiformer. De fremstilles ofte meget små for at<br />
give større overflade at reagere med.<br />
Nu bearbejdes allerede de fossile produkter i olie<br />
ved hjælp af Katte, så man kan skære råolien til mindre<br />
forbindelser, kaldet cracking.<br />
De bruges i SNOX-anlæg, der renser røg fra fx kraftværker og i bilernes udstødning, der<br />
fremmer renere luft således, at vi slipper for NOxere og CO i luften. De bruges til fremstilling af<br />
NH3. Overalt i vores industri bruges de til fremstilling af fx plastik, cracking af benzin,<br />
margarine, svovlsyre, salpetersyre og gødning.<br />
SNOXværket udleder en del NOx'er, som via katalysatorer omdannes til N2. SOx'erne<br />
kan omdannes til H2SO4, der igen kan neutraliseres med Ca(OH)2, dermed er forureningen fra<br />
kraft-varmeværkerne minimal.<br />
Vi kan lave en række forsøg i vores laboratorium: Forsøg med kobber som katalysator<br />
Zn + H2SO4 (kom så lidt kobbersulfat i svovlsyren og brinudviklingen forøges) ZnSO4 + H2<br />
. Desuden kan vi afbrænde sukker, det går dårligt uden Katte. Ved at putte cigaretaske,<br />
der indeholder mineraler og virker som katalysatorer, på sukkeret, kan O2 nu lettere bindes til<br />
sukkeret og få det til at brænde.<br />
Katalysatorer er ofte meget små for at få større overflader samlet set. Her kan laves<br />
forsøg med overfladestørrelser. Der kan ses på forskellen mellem biologiske og ikke-biologiske<br />
Katte, samt markante katalysatorforsøg fx i colaspringvandet.<br />
26<br />
Neutralisation af NaOH + HCl<br />
KATTE forøger reaktionens<br />
hastighed uden selv at blive<br />
forbrugt
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Forsøg med katalysatorer (Katte):<br />
● Forsøg med kobber som katalysator 1.2<br />
● Overflades betydning for reaktionen 1.3<br />
● Biologiske og ikke-biologiske katalysatorer 1.4<br />
● Colaspringvand 1.5<br />
● Sukker + aske (Katte binder ilt)<br />
● Lav molekylemodeller af kulbrinter (Katte og cracking), MolyMod.<br />
● Lav en neutralisation af H2SO4 + Ca(OH)2CaSO4 (gips) + 2H2O (Katte og SNOXværket)<br />
Skriv små opgaver om katalysatorer:<br />
● Forklar om Katte i dagligdagen og fremtiden Katte i fremtiden<br />
● SNOx-Værket - hvordan virker det?<br />
Film:<br />
Forurening<br />
Forurening er et stort kemisk problem i vor tid. Vi har brug<br />
for energi og laver mange slags varer, herunder også<br />
landbrugsvarer. I disse produktioner er der spildprodukter,<br />
der dels løber ud i vores vand og dels kommer op i luften.<br />
Kattene hjælper som omtalt med renere luft. Der kan<br />
laves forsøg med glasplader, der forurenes af ren afbrænding<br />
af gas, dårligt iltet afbrænding af gas og stearinlysafbrænding,<br />
for at demonstrere forureningsforskellen.<br />
Landmændene har som forureningskontrol<br />
begrænsninger i indkøb af gødningsstoffer og pesticider fx NPK-gødning, så vandløbene, åerne<br />
og havet ikke bliver gødet så voldsomt grundet udvaskning af NO3 - og PO4 --- , at det giver<br />
algevækst og iltsvind.<br />
Forurening truer jordens<br />
bæredygtighed og alt levendes<br />
eksistens<br />
I laboratoriet laves forsøg med klorid-, sulfat- og<br />
nitratprøven, der illustrerer en forurenet sø og med forurenet<br />
sur og basisk jord, der neutraliseres med de rette<br />
gødningssalte.<br />
I laboratoriet kan der neutraliseres syreregn<br />
(H2SO4) med Ca(OH)2. Dermed dannes gips CaSO4. På denne måde laves, der gips på Avedøre<br />
kraftværk.<br />
CFC gasserne ødelægger ozonlaget O3, idet CFC gasser som fx freon stjæler O ud af O3.<br />
Konsekvenserne er, at UV stråler bryder igennem atmosfæren og giver mere kræft.<br />
Drivhuseffekten er ved forøget mængde af CO2 og andre gasser også et kemisk problem.<br />
Regeringen er konstant årvågen overfor forureningsproblematikker og søger med diverse<br />
love at holde forureningen væk. Der skal fx opsamles giftige stoffer og de sendes de til<br />
Kommunekemi eller andre opsamlingssteder.<br />
Vandrensning er et andet stort kemisk og fysisk problem. Vandet renses både mekanisk<br />
og kemisk inden det udledes i havet.<br />
Forsøg med forurening:<br />
● Lav forsøg med forskellige flammer der forurener (stearin, ufuldstændig gasforbrænding, ren<br />
gas forbrænding)<br />
27
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
● Lav en forurenet sø (for meget NO3 -- , PO4 --- , K + )Lav forsøg med flammeprøven, klorid-,<br />
sulfat- og nitratprøven, der illustrerer, at du undersøger, den forurenede sø. De forskellige<br />
affaldsstoffer hældes i de rigtige beholdere.<br />
● Rens noget forurenet materiale med dekantering, filtrering, destillering og neutralisering,<br />
sortering (magnet, pust, mekanisk).<br />
● Biologiske og ikke-biologiske katalysatorer 1.4 (Kattes betydning for forureningsbekæmpelse)<br />
● Lav en neutralisation af H2SO4 + Ca(OH)2CaSO4 (gips) + 2H2O (Katte og SNOXværket)<br />
Skriv små opgaver om forurening:<br />
● Forureningsproblemer på jorden. Hvad gøres der?<br />
● SNOx-Værket - hvordan virker det?<br />
Film:<br />
Landbrugskemi<br />
<strong>Kemi</strong>sk produktion<br />
Landmanden skal lave en produktion med sin jord,<br />
planter og dyr. Han skal have god kendskab til kemi.<br />
Hans udbytte er afhængigt af de kemiske kredsløb,<br />
jordens beholdning af salte og mineraler, gødning,<br />
samt solens og regnens vekselvirkning. Hans<br />
problemer er den forurening, han er skyld i og den<br />
forurening andre er skyld i. Endvidere har han<br />
problemer med angreb fra insekter, fugle, dyr, og<br />
sygdomme, samt vejrets lunefuldheder.<br />
Fotosyntesen er den vigtigste kemiske ligning for landmanden. Planterne<br />
Fotosyntese Respiration, forbrænding<br />
laver kulhydrat som følger: 6CO2 + 6H2O + sol E C6H12O6 + 6O2. Kulstoffet bindes i<br />
sukkeret, der kan laves til stivelse og cellulose i større molekyler af sukker. Alle disse stoffer kan<br />
fordøjes af dyr og er grundlaget for deres energi og vækst. Dyr og mennesker indtager sukker,<br />
stivelse, ilt og udskiller CO2 + H2O, som planterne skal bruge for igen for at gentage processen.<br />
<strong>Kemi</strong>ske Kredsløb<br />
Ilt, kul, nitrogen og vand er meget vigtige stoffer for landmanden. De er i konstante kredsløb.<br />
Ilten laves af planter ved fotosyntesen 6CO2 + 6H2O +sol E C6H12O6 + 6O2. Når<br />
dyr og planter dør frigives kuldioxid gennem nedbrydningsprocessen.<br />
Når mennesket forbrænder sukker afgives 6CO2 + 6H2O, som lige er det planterne skal<br />
bruge for igen at danne ilt og sukker, samt den livsgivende solenergi, der er gemt som kemisk<br />
energi.<br />
N2 findes til overmål i atmosfæren, men er et svært molekyle at bryde i atomer på grund<br />
af trippelbindingen N N. Delingen sker ved lynnedslag og i særlige knoldbakterier. På den<br />
måde dannes NO3 - (nitrater), som dyr og planter bruger til at danne proteiner. Også nitrogen<br />
frigøres ved død og gennem afføring (NH3) fra mennesker og dyr, især af betydning for<br />
landmanden er grisen og koen. En ko leverer 12 tons fast gødning og 6 tons flydende gødning om<br />
året.<br />
28
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Vandet H2O fordamper og fortættes som regn, der strømmer ned i åer, sø, grundvand og<br />
hav.<br />
Materialer i jorden<br />
Der er brug for mineraler som: K, Zn, Fe, Mg, Se, Cu, Cr, Mn og Mo og stoffer som: H, C, P, S,<br />
Cl og B, foruden de allerede omtalte. Det jorden mest kommer til at mangler er N, P og K. Er der<br />
ikke nok af disse stoffer bliver planterne små og svage og mere modtagelige for sygdomme.<br />
Jorden kan analysres på forskellige måder. Dette gøres i laboriatorier eller via scanning fx ved<br />
satellit. Dataene kan overføres til traktoren, der kan udlægge den gødning og de mineraler, der er<br />
brug for. Man kan undersøger om jorden er sur eller basisk. Nogle planter foretrækker sur jord.<br />
Gødning<br />
Der findes to typer gødning: Den kunstigt frembragte og den dyriske (fra køer og svin). NPKkunstgødning<br />
er temmelig koncentreret 21% N, 3% P, 10% K, hvorimod fx svins gødning har<br />
langt lavere mængder 0,8% N, 0,3% P og 0,4% K. Dyregødning har også ulempen med lugtgener<br />
i nabolaget og forringede huspriser.<br />
Gødning indeholder salte med næringsrige ioner. NaNO3 - fra fuglegødning fra Chile,<br />
kaldes Chilesalpeter, Ca(NO3)2 laves kunstigt i Norge og kaldes Norgesalpeter, KNO3- kaldes<br />
salpeter, NH4NO3 fra dyregødning.<br />
Kunstgødning kan spøjtes ud, men dyregødning skal sprøjtes eller pløjes ned i jorden, så<br />
ammoniakken ikke forsvinder op i luften.<br />
Gødningen kan medføre, at jorden fx ikke kan holde på den ved kraftigt regnvejr eller<br />
overgødning, dermed ender den i sø og vandløb og skaber alt for rig opblomstring af planter og<br />
alger, med iltsvind til følge. Algerne tager alt lyset i sidste ende, da de lægger sig på overfladen<br />
og breder sig overalt i vandet og formindsker sigtbarheden. Bundplanterne dør derfor, og<br />
bakterierne bruger alt ilten til forrådnelsesprocesser, så fiskene og andre levende organismer dør<br />
af iltmangel.<br />
Regulering af jorden<br />
Landmanden kan regulere jordens surhedsgrad på forskellig måde. En meget generel måde er at<br />
tilsætte CaCO3. Det er ofte en almindelig del af landmandens pleje af jorden. Selvom der gøres<br />
meget mod syreregn i Danmark fx ved at oprette SNOx anlæg, gælder det ikke alle vore<br />
nabolande, derfor importeres syreregn, hvorfor det meste jord udvikler sig surt.<br />
Nogle gange kan landmanden arbejde mere præcist ved at bruge de enten basiske eller<br />
sure salte, der foruden at neutralisere også gøder fx: KNO3, Na(NO)3, NH4SO4, K3PO4, Na3PO4,<br />
Na2CO3, mv.<br />
Pesticider<br />
Pesticider har siden 1939 betydet meget for landmanden, så han kunne nedsætte mængden af<br />
håndkraft i marken 11 . DDT (dichlordiphenyltrichlorethan) C14H9Cl5 var således det første<br />
kemiske middel, der viste sig at dræbe insekter. Imidlertid er DDT blevet forbudt i Danmark i<br />
1969 og USA i 1963, da den ved ophobning i naturen skadede dyrelivet. Nu skal alle nye<br />
bekæmpelsesmidler godkendes af miljøministeriet. Et problem med pesticider er, at de med<br />
vinden føres til andre områder, især ved kraftig blæst, hvor de ikke er ønskede. Et andet problem<br />
er, at de kan sprede sig til åer og søer via det øvre grundvand, og der dræbe smådyr fx<br />
ferskvandstangloppe, som fisk næres af.<br />
Effektivisering er en samlet påvirkningsfaktor<br />
For at få størst muligt udbytte er de danske jorde blevet meget store i forhold til resten af<br />
landbrugene i EU (2006) med 57 ha mod 11,5 ha i gennemsnit i EU. Derfor har man prøvet at<br />
11 http://www2.dmu.dk/pub/mb15.pdf<br />
29
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
samle disse store jorde ved at nedlægge læhegn og andet, der stod i vejen for gødning, sprøjtning<br />
med pesticider og det almindelige landmandsarbejde. Dette har imidlertid påvirket<br />
mangfoldigheden af dyr og planter markant, idet de ingen fristeder har.<br />
Forsøg med landbrugsrelateret kemi:<br />
● Lav molymod model af N2, O2, CO2,<br />
● Lav molymod model af fotosyntesen. Forklar om fotosyntesens betydning for landmanden.<br />
● Påvis ved at brænde Mg i CO2, at der er kul i kuldioxid. Gør rede for kredsløbet<br />
● Påvis N2 ved at brænde Mg i N2 s. 29. Redegør for og N2 (NO3-) kredsløb i naturen.<br />
● Undersøg ioner i kunstgødning.<br />
● Hvordan har jorden det? Lav nogle forsøg med jord, du selv har forberedt (lidt syre i, lidt salte<br />
i). Identificer de ioner din jord har med alle de kendte indikatorer og UI-papir, samt flammeprøve<br />
● Reguler din jords ph-værdi med kalk, samt sure og basiske salte s 45<br />
● Lav en forurenet sø (for meget NO3 -- , PO4 --- , K + ). Lav forsøg med flammeprøven, klorid-,<br />
sulfat- og nitratprøven, der illustrerer, at du undersøger, den forurenede sø. Kom de forskellige<br />
affald i de rigtige beholdere<br />
● Rens noget forurenet materiale med dekantering, filtrering, destillering og neutralisering,<br />
sortering (magnet, pust, mekanisk).<br />
● Lav noget H3PO4. til brug for gødningsfremstilling ved at blande svovlsyre og calciumfosfat.<br />
Skriv små opgaver om landbrugskemi:<br />
● Gør rede for følgende kredsløb: Vand, ilt, kvælstof og kulstof<br />
● Gør særligt rede for fotosyntesreaktionsligningens betydning for landmanden.<br />
● Hvilke overvejelser gør landmanden, inden han planter på marken?<br />
● Forklar om kunstige og naturlige gødningsformer og deres forureningspotentiale TB 42<br />
● Forklar grundigt om teorien bag flammeprøven<br />
● Perspektiver til landbrugets udvikling i det moderne samfund<br />
Film:<br />
Cement - og mørtelfremstilling<br />
Cement - og mørtelfremstilling er en succesfuld dansk industri,<br />
da vi har enorme mængden af kalk i vores undergrund.<br />
Danmark her en fortid som havbund og endda koralhav (Fakse<br />
kalkbrud). Massedød har givet enorme kalkaflejringer og er<br />
årsag til, at flint og olie er blevet naturlige resurser i<br />
Kalkbrænderi<br />
undergrunden. Kalkbrænding kom til Danmark via munkene fra<br />
Rom. Indtil da byggedes med egetræ og ler. Over 1000 kirker blev bygget 1000- 1100 med sten<br />
og mørtel. Det var prægtige bygningsværker, og i samme periode ville de adelige også have<br />
murstensbygninger.<br />
Produktionen er enkel, da kalken brændes til brændt kalk: CaCO3 CaO + CO2.<br />
Derefter hældes vand på den brændte kalk: CaO + H2O Ca(OH)2. Derved dannes læsket<br />
kalk. Denne tilsættes sand, der for 95 % af massen består af kvarts SiO2. Den nye blanding kaldes<br />
mørtel og optager CO2, da den er basisk. Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O. Når huset er tørret<br />
ud, er det klar til brug. Det er en enkel og genial kemisk reaktion. Mureren neutraliserer ofte den<br />
Ca(OH)2, der sidder på hænderne med HCl.<br />
Kalkholdige sten kan testes med HCl, idet det danner kuldioxid.<br />
30
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Cementen er en videre udvikling af mørtelen. Der tilsættes flyveaske fra kraftværkerne,<br />
alt pulveriseres og brændingen sker ved højere temperaturer. Klinkerne fra brændingen<br />
pulveriseres også til det fine pulver, der kendes som cement. Romerne brugte vulkansk aske og<br />
var dygtige til at bruge det så tidligt som år 100 e.Kr.<br />
Beton er endnu et moderne byggemateriale, der bruger 1 del cement, 2 dele sand og 3<br />
dele sten, den kaldes 1,2,3 beton. Men beton er en videnskab i dag, da der forskes meget i<br />
betontyper, der bedst egner sig til diverse byggerier.<br />
Stenene i betonen kan dog afgive Radon Ra, som er en ædelgas, der er radioaktiv. Den<br />
henfalder til fast radioaktivt stof, der kan sætte sig i støvet og er skyld i lungekræft, når den<br />
indåndes.<br />
Forsøg med mørtel og cement:<br />
● Opløs kalk med HCl s og påvis CO2 i kalken med kalkvand s 52.<br />
● Lav neutralisation med kalk på sur jord (landmanden)<br />
● Undersøg sten for kalkindhold<br />
● Brænd kalk og påvis CO2 p. 56 – 58<br />
● Lav mørtel og byg en mur<br />
● Lav 1-2-3 beton og støb en bropille<br />
● Neutraliser Ca(OH)2 med HCl, som mureren, der neutraliserer sine hænder efter endt arbejde<br />
● Neutraliser H2SO4 med Ca(OH)2, fortæl hvordan det foregår i et SNOx-værk, der hindrer<br />
forurening ved mørtel- og cementfabrikker.<br />
Skriv små opgaver om mørtel og cement:<br />
● Fortæl generelt om kalk, som er et af Danmarks få naturlige råstoffer. Herunder skal du dække<br />
både fremkomst og historisk udnyttelse.<br />
● Fortæl om den industrielle udnyttelse i vor tid.<br />
● Tegn og beskriv hvordan cement fremstilles.<br />
Film:<br />
<strong>Kemi</strong>sk analyse<br />
Færdigheden at lave en kemisk analyse startede med kloge koner og mænd, der kendte naturen og<br />
kunne bruge den, fortsatte hos alkymister i middelalderen, samt de første kemikere i<br />
oplysningstiden og er nu en vigtig del af vores liv i produktion af medicin, analyse af vores blod<br />
og sundhedstilstand, opklaring af forbrydelser, for udvikling af et bæredygtigt landbrug, samt<br />
central i vore produktion af varer. <strong>Kemi</strong>sk analyse er et fundament for det moderne liv. Denne<br />
viden skaber en mængde arbejdspladser.<br />
Den mekaniske og kemiske rensning af vores spildvand er central for gode helbred og<br />
vores overlevelse.<br />
Generelle metoder<br />
Opløsning af stoffet<br />
Man kan prøve at opløse evt. uopløst materiale i forskellige opløsningsmidler og derefter<br />
inddampe dem e.l.<br />
Opslæmning<br />
Floder der løber gennem bjergene opslæmmer kridt, ler, sand og mineraler og vander er uklart.<br />
Bundfældning<br />
Når opslæmmet materiale står stille et stykke tid, danner der et bundfald.<br />
31
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Dekantering<br />
Langsomt hældes væsken fra og bundfaldet bliver tilbage i glasset/kolben.<br />
Filtrering<br />
Hvis der er et en uklar væske kan denne filtreres og undersøges nærmere. Det frafiltrede kan også<br />
undersøges.<br />
Krystallisering<br />
Ved at lade væsken stå, kan der komme krystaller. Disse kan vokses og dermed udskilles stoffet.<br />
Inddampning<br />
Foregår som krystallisering, man koge al væsken bort og ser på det, der er tilbage.<br />
Destillation<br />
Man fordamper H2O og samler dampen og nedkøler den til væske. Det er nu den rene væske uden<br />
urenheder og mineraler. Destillation bruges også til hurtigt at få alt vand fjernet, så kun saltet er<br />
tilbage. Dette kan undersøges fx ved flammeprøven.<br />
Brudt destillation<br />
Man destillerer ved en bestemt temperatur, så går man videre til næste temperatur og får på den<br />
måde udskilt stoffer med forskelligt kogepunkt.<br />
Demineralisering<br />
Man fjerner alle mineralerne ved en ionbytning.<br />
Kromatografi<br />
Hvis det drejer sig om små mængder, kan dette bruges. Man sætter en del af stoffet på et<br />
trækpapir og lade en opløsning af fx acetone suge op igennem papiret. Man kan da se aflejringer<br />
på forskellige steder på papiret.<br />
Magnetisering<br />
Man kan ved en magnet trække magnetiserbare stoffer ud af en blanding dvs. jern, nikkel, kobolt<br />
og gadolinium.<br />
Elektrolyse<br />
Man skiller stoffets bestanddele ved at sætte strøm igennem stoffet. Det skal være opløst eller<br />
gjort flydende ved opvarmning.<br />
Find Ioner<br />
Positive ioner i uorganisk analyse<br />
Ammoniumionen NH4 +<br />
Hæld ca 1-2 ml analyse i reagensglasset. Der tilsættes den samme mængde NaOH.<br />
Reagensglasset opvarmes forsigtigt, væsken må ikke koge. Efter et kort stykke tid, vifter man<br />
forsigtigt dampe hen til sin næse. Hvis man kan lugte ammoniak (salmiakspiritus) er<br />
ammoniumionen påvist.<br />
NH4 + +Cl - (l) + NaOH (l) NH3 (g) + NaCl (l) + H2O (l)<br />
En gas markeres med pil op.<br />
Jernioner Fe 2+ og Fe 3+<br />
Hvis den vandige eller sure analyse er gulbrun eller rødbrun kan der være<br />
jernioner.<br />
Man gør opløsningen saltsur ved at tilsætte HCl. Dernæst tilsættes lidt<br />
kaliumferrrecyanid K3Fe(CN)6. Hvis opløsningen bliver mørkeblå, er der jernioner<br />
32
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Kobberioner Cu2+ Hæld ca. 1-2 ml af analysen i et reagensglas. Tilsæt lidt fortyndet ammoniakvand. Hvis der<br />
dannes et blåt bundfald tilsættes mere ammoniakvand, hvis bundfaldet opløses og danner en mørk<br />
blå opløsning er kobberionen påvist.<br />
Cu2+ + NH3 Cu(OH)2, denne er stærkt lyseblå, ved overskud af NH3:<br />
Cu(OH)2 + NH3 Cu(NH3)4 2+ tetraamminkobber(II)ioner, som er kraftigt Nikkelion er påvist<br />
blå.<br />
Nikkelionen Ni 2+<br />
Hæld 1-2 ml opløsning i et reagensglas. Tilsæt samme mængde ammoniakvand. Dernæst tilsættes<br />
nikkelreagens. Hvis der dannes er rødt bundfald er nikkelionen påvist.<br />
Sølvioner Ag +<br />
Tilsæt nogle dråber HNO3 og dernæst HCl, hvis der kommer hvidt bundfald er det tegn på<br />
sølvioner.<br />
Ag + HCl AgCl + H2<br />
Calciumioner Ca 2+<br />
Tilsæt eddikesyre. Dernæst tilsættes (NH4)2C2O4, ammoniumdichromat. Giver hvidt bundfald,<br />
calciumcromat, hvis calcium er til stede:<br />
Ca2 + (NH4)2C2O4 CaC2O4 + NH4 +<br />
Flammeprøven<br />
Flammeprøven er en lettere måde at finde de positive ioner på.<br />
Flammeprøven laves ved at tage en jerntråd eller en kanthal tråd, der renses ved at<br />
afbrændes i en gasflamme, så den ikke giver farvet flamme.<br />
Tråden nedsættes i analysematerialet. Tråden stikkes ind i flammen igen. De forskellige<br />
farve lys skyldes elektronens kvantespring og frigivelse af energi (fotoner) som lys. Når<br />
elektronen ikke mere har energi til at blive i en yderliggende bane frigøres energi for at passe ind<br />
energimæssigt i en bane tættere til kernen. Følgende farver findes bla. andre:<br />
Stærk Gul = Natrium - Na.<br />
Stærk rød = Lithium - Li.<br />
Orange = Calcium - Ca.<br />
Violet = Kalium - K.<br />
Grøn = Kobber - Cu.<br />
Negative ioner i uorganisk analyse<br />
Klorid-, bromid- , fosfation og iodidion<br />
Chloridionen Cl - : Hvidt bundfald. Fosfation: Gulligt bundfald.<br />
Bromionen Br - : Gulligt bundfald<br />
Iodionen I - : Gult bundfald<br />
Hæld lidt analyse i et reagensglas. Tilsæt samme mængde HNO3 (for at gøre opløsningen sur så,<br />
så man ikke får misvisninger), men ikke HCl for så tilsættes de klorioner, der skulle findes. Der<br />
dryppes AgNO3 kaldet sølvnitrat. Hvis der kommer hvidt bundfald, har du påvist enten Cl - . Hvis<br />
gulligt: Br - , I - eller PO4 --- . Det kunne fx foregå sådan:<br />
CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2<br />
33
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
For yderligere sikkerhed for Cl - kan der laves elektrolyse, (men det kunne man jo så været startet<br />
med også), hvis denne lugter af klor er det påvist.<br />
Er der i stedet et brunt bundfald, kan der tilsættes stivelse, gør det opløsningen blå er I -<br />
påvist ,ellers er Br - påvist.<br />
Nitrationen NO3 -<br />
Hæld i lidt analyse noget nitrat-reagens, kaldet nitron C20H16N4. Hvis der er hvidt bundfald er<br />
nitrationen påvist.<br />
Sulfationen SO4 --<br />
Først gøres opløsningen sur ligesom det gjaldt for kloridprøven, for ikke at få misvisninger. Der<br />
bruges HCl og Ikke H2SO4 for så tilføjer man de sulfationer, man skulle finde. I dette sure miljø<br />
tilsættes nogle dråber BaCl2. Det kunne se sådan ud, hvis Na2SO4 er det ukendte stof.:<br />
Na2SO4 + BaCl 2NaCl + BaSO4<br />
Der dannes et hvidt bundfald, ligesom hvid mælk, når det står lidt samles det på bunden så man<br />
kan se det er bundfald. Det hvide bundfald er BaSO4, der er tungtopløseligt. Det markeres med en<br />
pil ned.<br />
Sulfidionen S --<br />
Der tilsættes HCl til lidt analyse. Hvis der kommer en ildelugtende gas ("Rådne æg") er<br />
sulfidionen påvist. Det kunne gå sådan:<br />
FeS + 2HCl H2S + FeCl2<br />
Fosfationen PO4 3-<br />
Fosfationen kan findes med AgNO3, der giver gult bundfald.<br />
Karbonationen CO3 - -<br />
Man hælder lidt analyse i et reagensglas (ca. 1-2 ml), dernæst tilsættes fortyndet HCl, bruser det i<br />
glasset skyldes det CO2.<br />
CO3 2- + 2HCl CO2 + H2O + Cl -<br />
Forsøg med kemisk analyse:<br />
● Påvis syrerestioner ved tre prøver: Klorid-, sulfat- og nitratprøven i de tre stærke syrer. TB 37<br />
KFH s. 33<br />
● Påvis fosfat TB 38 i Na3PO4 eller K3PO4<br />
● Påvis ammoniumion KFH s 32 i opløst NH4Cl<br />
● Påvis kobberion i CuSO4 ved analyse KFH s.32<br />
● Påvis kobberion ved flammeprøve på CuSO4 KFH s. 32<br />
● Påvis nikkelion i NiCl KH s. 32<br />
● Undersøg 5 ukendte væsker med gødningsrelevante salte alene med Universialindikator papir<br />
● Lav kemisk analyse af tre ukendte væsker<br />
34
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
● Lav en kemisk analyse af stueplante gødning<br />
● Lav en forurenet sø (for meget NO3 -- , PO4 --- , K + , ). Lav forsøg med flammeprøven, klorid-,<br />
sulfat- og nitratprøven, der illustrerer en undersøgelse af den forurenede sø. Kom de forskellige<br />
affald i de rigtige beholdere<br />
● Rens noget af læreren forurenet materiale med neutralisering, magnetisering, filtrering,<br />
dekantering, filtrering, destillering og neutralisering, sortering og magnetisering som eksempel på<br />
din jordpleje. Find frem til saltene og deres ioner.<br />
● Lav noget H3PO4. til brug for gødningsfremstilling ved at blande svovlsyre og calciumfosfat.<br />
Skriv små opgaver om at finde ioner:<br />
● Teorien bag flammefarven KH 22, FH 28<br />
● Afstemning af reaktionsligninger KH 14-15<br />
● Undersøg andre kemiske analysemetoder på nettet og gør rede derfor fx<br />
http://en.wikipedia.org/wiki/Analytical_chemistry<br />
Film:<br />
Ipod/film <strong>Kemi</strong>begreb Find ioner<br />
Hvordan ukendte<br />
ioner identificeres<br />
35<br />
23:02 MPEG-4<br />
Windows<br />
media
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Forsøgsopskrift<br />
Find ioner - den negative ion<br />
Materialer: Pipetter, reagensglas, analyse væsker, analyse agenter, indikatorpapir,<br />
reagensglasstativ og sikkerhedsbriller.<br />
Analyse agenter:<br />
AgNO3<br />
BaCl2<br />
Kloridprøven Sulfatprøven Nitratprøven<br />
Tegning: Pipette med BaCl2<br />
36<br />
Nitron<br />
Hvidt bundfald<br />
Forklaring: Kom ca. 2-3 ml. analysevæske i et reagensglas. Dryp 5-10 dråber analyseagent i<br />
væsken og iagttag om der er bundfald. Fortsæt med forskellige agenter, indtil der er reaktion.<br />
Tegningerne viser for meget væske. HUSK kun 2-3 ml.<br />
Analyse væsker: Fx: HCl, HNO3, H2SO4, plantegødning, 3 ukendte væsker og fem<br />
gødningssalte osv.<br />
BaCl2
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Lav reaktionsligningerne! Affald: Surt: I sur beholder. Tungmetaller: Cu, Ag, Ba i beholder<br />
med tungmetaller. Resten: I vasken.<br />
Organisk <strong>Kemi</strong><br />
Indledning<br />
Særlige forhold ved organisk kemi<br />
Defineres som carbonforbindelsernes kemi. Rækkefølgen i organisk kemi starter med C, H og<br />
dernæst kommer de øvrige stoffer i alfabetisk rækkefølge. Molekyleformen fortæller intet om<br />
molekylets opbygning, men det gør strukturformlen. CH4 , methan har følgende strukturformel:<br />
H<br />
H-C-H<br />
H Der også kan vises således i molymod model:<br />
Ved at studere strukturen kan man se, hvordan molekylet er bygget op. Fx kan man forstå<br />
forskellene ved de forskellige typer monosakkarider, der alle har formlen C6H12O6, ved at<br />
studerer deres opbygning (Se <strong>Kemi</strong>en vi spiser p. 29)<br />
Organisk kemi er kulstofkemi, da dette er det vigtigste stof, der går igen. Organisk kemi<br />
beskæftiger sig især med stoffer fra levende organismer, hvor uorganisk kemi beskæftiger sig<br />
med livløst stof i naturen.<br />
Alkaner består kun af C + H, og har enkeltbindinger, Alkener har også dobbeltbinding,<br />
alkyner har også trippelbindig. Alkoholer har en -OH gruppe. Syrere har en - COOH gruppe, her<br />
findes fx en del fedtsyrer. De har -NH3 grupper.<br />
Analyse af kulhydrater i organisk kemi<br />
Glukoseprøven (C6H12O6)<br />
1-2 ml af analysen hældes på reagensglas. Der tilsættes et par dråber CuSO4 + nogle dråber<br />
NaOH til opløsningen bliver blå. Dette opvarmes i vandbad til 90 grader. Hvis analysen bliver<br />
orange er glukose (C6H12O6) påvist.<br />
Sakkaroseprøven (C12H22O11)<br />
1-2 ml af analysen hældes på reagensglas. Tilsæt et par dråber HCl. Der tilsættes nogle dråber<br />
CuSO4 + et par dråber NaOH, til opløsningen bliver blå. Dette opvarmes i vandbad til 90 grader.<br />
Hvis analysen bliver orange er sakkarose (C12H22O11) påvist.<br />
Stivelsesprøven (C6H10O5)n<br />
Opløs lidt af stoffet i vand i et reagensglas, så du får ca. 1-2 ml analyse. Tilsæt iod I. Hvis<br />
opløsningen bliver blåsort, er stivelse påvist.<br />
37
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Proteinprøven<br />
Anbring prøven i et reagensglas. Tilsæt 2-4 cm 3 NaOH og kog indholdet et par minutter (dette er<br />
meget svært og meget farligt, husk briller og andre sikkerhedsregler, såsom at mundingen af<br />
reagensglasset ikke peger mod nogen andre i lokalet), tilsæt et par dråber kobbersulfat CuSO4+<br />
pimpsten til at forhindre stødkogning. Hvis opløsningen farves violet, er der protein i prøven.<br />
Fedtanalyse<br />
Vej prøven nøjagtigt. Anbring en afvejet klump af prøven i et reagensglas med 0,01 grams<br />
nøjagtighed (et lille stykke) og hæld 2-4 cm 3 benzin i det. Mas det godt ud så benzinen kan<br />
komme til alle dele af prøven - men uden at slå hul i glasset. Held benzinen fra ud i en i forvejen<br />
vejet petriskål. Efter afdampning vejes petriskålen påny. Fedtprocenten udregnes ved at tage<br />
fedtmængden i petriskålen og gange med 100, hvorefter der divideres med den oprindelige<br />
klumps vægt.<br />
KEMIOPGAVER<br />
Generelle opgaver<br />
1. Indsæt den kemiske betegnelse og antal elektroner i yderste skal:<br />
Brint Guld Svovl<br />
Helium Platin Silicium<br />
Nitrogen Sølv Fosfor<br />
Oxygen Bly Kviksølv<br />
Natrium Titan Kobolt<br />
Kobber Jod Nikkel<br />
Aluminium Klor Bor<br />
Litium Brom Kulstof<br />
Calcium Zink Flour<br />
Kalium Radon Neon<br />
Molybdæn Argon Krypton<br />
Gadolinium Jern Mangan<br />
Plutonium Uran Radium<br />
Magnesium Selen<br />
Cadmium Barium Tin<br />
2. Skriv de rette betegnelser for disse syrer og baser:<br />
38
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Salpetersyre Eddikesyre Kaliumhydroxid<br />
Svovlsyre Citronsyre Kalciumhydroxid<br />
Saltsyre Natriumacetat Bariumhydroxid<br />
Fosforsyre Natriumhydroxid Ammoniak<br />
Kulsyre Natriumkarbonat Ammoniumhydroxid<br />
Svovsyrling Kaliumfosfat Kaliumkarbonat<br />
3. H + O<br />
4. C + O<br />
5. HCl + NaOH<br />
6. Hvad hedder molekylet CO2?<br />
7. Hvad hedder molekylet H2O?<br />
8. Du har et ukendt stof Na2SO4. Lav en teoretisk sulfatprøve på dette stof. Opskriv<br />
reaktionsligningen.<br />
9. Skriv formlen for:<br />
Sulfationen,<br />
Klorationen,<br />
Fosfationen,<br />
Nitrationen,<br />
Kloridionen,<br />
Accetationen,<br />
Karbonationen,<br />
10. Hvilke mineraler har vores legeme brug for? (se vitaminpilleglasset)<br />
11.<br />
Skriv de kemiske betegnelser:<br />
Brint Guld Svovl<br />
Helium Platin Silicium<br />
Nitrogen Sølv Fosfor<br />
Oxygen Bly Kviksølv<br />
12) Skriv de rette navne for syrer og baser<br />
HCl H2CO3 KOH<br />
H2SO4 CH3COOH Ca(OH)2<br />
HNO3 Ba(OH)2<br />
H3PO4 NaOH NH3<br />
13) Færdiggør reaktionen på begge sider af reaktionspilen:<br />
Al + O<br />
Mg + HCl<br />
Na + H2SO4<br />
39
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
HCl + NaOH<br />
14) Hvad sker der her? Forklar og færdiggør reaktionsligningerne!<br />
Fe + O<br />
Al + O<br />
Pb + O<br />
15) Hvad sker der her ? Forklar og færdiggør!<br />
Mg + O<br />
Cu + O<br />
16) Hvad er en ion?<br />
17) Hvad er verdens hårdeste materiale? Hvad består den af?<br />
Hvordan er det fremstillet.<br />
18) Hvad er P, S, Ne, N, Mg, N ? Hvor mange elektroner har de i yderste skal?<br />
19) Tegn og forklar en elektrolyse af CuCl2 !<br />
20) Hvilke to salte egner sig til at lave krystaller af?<br />
21) Nævn tre hovedprincipper for opbygning af Det periodiske System?<br />
22) Hvordan kan man lave Pt om til Au?<br />
23) Hvor mange neutroner har Cl?<br />
24) Hvad betyder det, at der ud for visse stoffer i DPS er angivet en *?<br />
25) Skriv alt ned du kan læse af DPS ud for stoffet NA?<br />
26) Skriv de kemiske betegnelser:<br />
Uran Neon Krypton<br />
Jod Jern Cobolt<br />
Barium Radium Xenon<br />
Plutonium Argon Radon<br />
Lithium Titan Flour<br />
Natrium Chrom Brom<br />
Beryllium Mangan Bor<br />
Magnesium Zink Kulstof<br />
Kalium Kobber Argon<br />
Brint Guld Svovl<br />
Helium Platin Silicium<br />
Nitrogen Sølv Fosfor<br />
Oxygen Bly Kviksølv<br />
Aluminium Nikkel Klor<br />
<strong>Kemi</strong>opgaver i organisk kemi<br />
40
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
1. Hvad giver maden os til opbygning af vores krop?<br />
2. Ud over reservedele skal vi også bruge energi. Nævn de tre store grupper næringsstoffer der<br />
giver energi.<br />
3. Hvilke enhed angives energi i?<br />
4. Der findes en ældre enhed, der går 4,2 J til denne enhed. ? Hvad hedder den?<br />
5. Hvor mange joule er der i 1 kilo joule ( 1 kJ)?<br />
6. Hvor mange kJ er der i 1 g protein?<br />
7. Hvor mange kJ er der i 1 g fedt?<br />
8. Hvor mange kJ er der i 1 g kulhydrat?<br />
9. Hvor mange kJ er der i 1 g alkohol?<br />
10. Hvor mange kJ har en pige på 14-17 år brug for om dagen?<br />
11. Hvor mange kJ har en dreng på 14-17 år brug for om dagen?<br />
12. Hvor mange kJ har en kvinde, ca. 40 år, kontorarbejde, brug for om dagen?<br />
13. Hvor mange kJ har en mand, ca. 40 år, kontorarbejde, brug for om dagen?<br />
14. Hvor mange kJ har en mand, ca. 30 år, skovarbejder, brug for om dagen?<br />
15. Hvor mange procent af vor daglige kost må være fedt ?<br />
16. Hvad kaldes den proces der omdanner maden til energi?<br />
17. Hvad hedder molekylet CO2?<br />
18. Hvad hedder molekylet H2O?<br />
19. Kan kulstof danne lange kæder af atomer?<br />
20. Hvad kaldes den vigtigste formel inden for madkemi, som fortæller meget om forbrændingen<br />
i kroppen ?<br />
21. Planterne laver kulhydrat som følger: 6CO2 + 6H2O + E C6H12O6 + 6O2. Hvilke to<br />
stoffer udskiller vi, når vi forbrænder kulhydrat ?<br />
22. Hvor kommer den energi fra, som vi udvinder af kulhydraterne<br />
Opgaver om fedt<br />
1. Hvad sker her? Færdiggør reaktionsligningerne:<br />
a. C11H22COOH + O<br />
b. C6H12O6 + O<br />
Hvad er interessant ud fra disse reaktioner?<br />
2. Stoffer der kan opløses i olie, har mange atomer bundet til c atomerne, Hvilke ?<br />
3. Stoffer der både har en vandagtig (OH-gruppe ) og en fedtagtig (H-C gruppe ) kan opløses<br />
både i vand og i __________?<br />
4. a. Hvilke typer fedtstoffer findes der?<br />
b. Hvilke af disse typer er de sundeste og hvorfor?<br />
Opgaver om kulhydrater<br />
1. NH3 + HCl tilsæt C12H22O5 og få spejdersnus.<br />
2. C6H12O6 + C6H12O6<br />
3. Sakkarose kan fremstilles af rørsukker. St. Croix-sukker, er bedst til bolsjer og<br />
karamelfremstilling. Karamelfremstilling. Afstem reaktionsligningen find n.<br />
C12H22O11 opvarmes (C12H18O9)n + H2O<br />
4. Hvilke typer kulhydrater findes der?<br />
Opgaver om proteiner<br />
1. Hvad er dette stof CO(NH2)2? Lav stregformlen:<br />
41
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Organisk kemi generelt<br />
1. Udregn følgende energi for 100 g ymer:<br />
a. protein: b)fedt:<br />
c. Kulhydrat:<br />
d. Svarer din udregning til pakkens værdi?<br />
e. Hvor mange procent afviger den i forhold til pakkens angivelser?<br />
f. Hvilke grundstoffer indgår der i ymer, når vi ser bort fra vitaminer og fibre.<br />
g. Angiv grundstofferne med betegnelse og elektroner i yderste skal.<br />
2. a. Angiv formlen for et kulhydrat, et protein og et fedtstof , (evt. fedstyre)<br />
b. Lav en model af et af stofferne.<br />
c.Hvilke af de tre (se under punkt 3) mener du, er det vigtigste, begrund!<br />
3. Opskriv fotosyntesen og gør i ord rede for, hvorfor den er af så stor betydning.<br />
4.a. Gøre rede for følgende prøver:<br />
Glukose-, sakkarose-, fedt-, protein-, stivelses-, flamme-, klor- og ammoniumprøven.<br />
b. Opskriv en række prøver, du kan udføre på et stof, ud over de i 8) nævnte.<br />
5. Hvorfor kan slankekure give bagslag og forøge den procentvise fordeling af fedt i kroppen?<br />
6. Hvilke mineraler har vores legeme brug for? (se vitaminpilleglasset)<br />
42
d...destrueres<br />
fvl…farveløs<br />
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
udv<br />
…udvikler<br />
uop..<br />
Uopløselig<br />
Stofkendskab<br />
atm ..atmosfæres<br />
tryk subl bliver direkte til luftart<br />
43<br />
Henf henflydende<br />
Oversigt over stoffer til brug for 7. - 9. klasse<br />
Stof navn Formel Brug<br />
Uorganiske forbindelser<br />
Mol.<br />
Vægt<br />
Farve/<br />
beskri-<br />
velse<br />
Vægtfylde<br />
Smelte<br />
-punkt<br />
Aluminium Al fly, biler, cykler 26,97 sølvhv. 2,7 659<br />
Aluminiumoxid Al2O3<br />
Rust der forhindre<br />
yderligere<br />
nedbrydning 101,94 hvid 4 2050<br />
Ammoniak NH3 Gas 17,03 fvl luft 0,77g/l -77,7<br />
Ammoniumklorid NH4Cl Salmiakpulver 53,50 fvl 2,27 d. 350<br />
Ammoniumhydroxid NH4OH base, rengøring 35,05 fvl - -77<br />
Antimon Sb<br />
Argon Ar<br />
preservering af saft, sølvhv.<br />
marmelade m.v. 121,76 Metal 6,68 630<br />
gas<br />
Fvl ina<br />
39,94 luft 1,78 g/l -189,2<br />
Arsen As Arsenik- gift 74,91<br />
Barium Ba<br />
Absorbere<br />
røntgenstråling 137,36<br />
gråsort,<br />
metal 5,73<br />
814 36at<br />
m<br />
sølvhv.<br />
Metal 3,5 850<br />
Bariumchlorid BaCl2 Indikator for SO4 -- Base<br />
244,31 fvl 3,1<br />
Bariumhydroxid Ba(OH)2<br />
315,51 fvl 2,18 78<br />
Tungspat<br />
Bariumsulfat BaSO4<br />
233,42 fvl 4,5 1580<br />
Beryllium Be<br />
Neutrons opdagelse<br />
9,02<br />
gråt,<br />
metal 1,85 1350
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Stof navn Formel Brug<br />
44<br />
Mol.<br />
Vægt<br />
Farve/<br />
beskri-<br />
velse<br />
Vægtfylde<br />
Smelte<br />
-punkt<br />
Bor B 10,82 brunt<br />
fvl<br />
1,7 2300<br />
Borsyre H2BO3 Øjendråber 61,84 krystal 1,44 d 185<br />
Brint, hydrogen H2 Brændstof 2,02 fvl luft 0,09 -254,2<br />
Vand H2O Vand<br />
fvl<br />
1,00<br />
Brintoverilte H2O2 Sårrens 34,02 sirup 1,46 -1,7<br />
Brom Br<br />
Cadmium Cd<br />
Calcium Ca<br />
Calciumcarbonat<br />
kalk,marmor, kridt,<br />
kalksten CaCO3<br />
Calciumhydroxid<br />
kalkvand, læsket<br />
kalk, hydrat kalk<br />
Ca(OH)2<br />
Halogen. Et stærkt<br />
Rødbru<br />
reaktionsvilligt stof<br />
Magnet, atomkraft,<br />
79,02 n væske 3,14 -7,3<br />
fast 112,40 8,65 594,22<br />
Vigtigt for krop og<br />
knogler 40,08<br />
Brændes til brændt<br />
kalk 100,08<br />
Base, CO2 indikator<br />
Calciummonofosfat Ca(H2PO4)2,<br />
H2O<br />
Gødningssalt<br />
Calciumnitrat<br />
norgessaltpeter Ca(NO3)2 Gødningssalt<br />
sølvhvi<br />
dt metal 11,6 810<br />
hv<br />
krystal 2,93 d 825<br />
74,10 fvl 2,34 580<br />
H2O<br />
frit,<br />
252,00 fvl 2,22 100 o<br />
164,10 fvl 2,36 561<br />
Calciumoxcid<br />
brændt kalk CaO Fremstilling af<br />
mørtel og cement 56,08 hv 3,4 2572<br />
Calciumsulfat,<br />
gips<br />
CaSO4<br />
Bygningsindustrien<br />
, gipsvægge 136,14 hv 2,96<br />
Flour F2<br />
Gas,<br />
tandbeskyttelse 38,00 grøngul 1,69 g 15/ g/l<br />
rødbrun<br />
-223<br />
Fosfor, rød P Tændstikker 30,98 t p 2,2<br />
Fosforsyre H3PO4<br />
Jern Fe<br />
Udvikles fosfat fra<br />
syren 98,04<br />
Bruges til stål,<br />
våben, bygninger 55,85<br />
hv el<br />
fvl væ 1,83 42,4<br />
sølv hv<br />
met 7,86 1535
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Stof navn Formel Brug<br />
45<br />
Mol.<br />
Vægt<br />
Farve/<br />
beskri-<br />
velse<br />
Vægtfylde<br />
Smelte<br />
-punkt<br />
Jernoxid Fe2O3 rust, myremalm 278,02 rødbrun<br />
sortbru<br />
5,24 1565<br />
Jernsulfid FeS Svovljern 87,91 n 4,84 1193<br />
Jod J<br />
Kalium K<br />
Kaliumcarbonat,<br />
potaske K2CO3<br />
Kaliumnitrat,<br />
kalisaltpeter KNO3<br />
Tungeste stof<br />
mennesker har brug<br />
for 126,92<br />
Bruges i K -Na<br />
pumben i nerverne 39,10<br />
Hævemiddel i<br />
kager, basisk<br />
gødningssalt 138,20<br />
Krudt, gødning,<br />
kalisalpeter 111,11<br />
sort vio<br />
blade 4,93 114<br />
sølv hv<br />
met 0,86 62,3<br />
fvl<br />
krystal 2,43 368<br />
fvl<br />
krystal 2,11 334<br />
Kaliumhydroxid KOH Sæbefremstilling 56,11 hv pulv<br />
grøngul<br />
2,04 700<br />
Klor Cl2 Giftgas 70,91 luft 3,21 g/l -102<br />
Klorbrinte,<br />
hydrogenklorid,<br />
saltsyre HCl Mavesyre,<br />
Ledningsmetal,<br />
indgår i bronze,<br />
36,47<br />
Kobber Cu smykker 63,57<br />
fvl luft<br />
væske 1,64 g/l -112<br />
rødt<br />
metal 8.92 1083<br />
Kobberklorid CuCl2 Katalysator 170,52 hv pulv<br />
blå<br />
3,53 422<br />
Kobbersulfat CuSO4 Katalysator 249,71 krystal 2,29 110<br />
Kobolt Co<br />
Krom Cr<br />
Kulstof, carbon C<br />
Kuldioxid CO2<br />
Magneter, blå<br />
farve, stål 59,94<br />
rustfrit stål, farve,<br />
magnetbånd 52,01<br />
sølv grå<br />
me 8,9 1480<br />
søvl grå<br />
me 6,92 1615<br />
Proteiner, DNA,<br />
subl<br />
kulhydrater<br />
drivhusgas,<br />
udåndingsgas,<br />
forbrændingsprodu<br />
12,01 sort ca 2 3500<br />
kt 44,01 luft fvl 1,98 g/l -56,6
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Stof navn Formel Brug<br />
Kulmonooxid,<br />
kulilte CO<br />
Kulsyre H2CO3<br />
Kviksølv Hg<br />
Kvælstof, nitrogen N2<br />
Salpetersyre HNO3<br />
NO, -<br />
N2O3,N2O,<br />
Kvæstofilter NO2<br />
Lithium Li<br />
46<br />
Mol.<br />
Vægt Farve/<br />
beskri-<br />
velse<br />
Vægtfylde<br />
Smelte<br />
-punkt<br />
Ufuldstændig<br />
forbrænding, giftig,<br />
optages 300 gange<br />
bedre end ilt 28,01 luft fvl 1,25 g/l -207<br />
sodavand, erosion,<br />
forvitringsprocesser 62,03<br />
Termometre,<br />
blodtryskmåling,<br />
UV-lys 200,61<br />
-<br />
sølv hv<br />
met<br />
flydend<br />
- -<br />
e 13,6 -38,9<br />
Protein, luft,<br />
dykkerflasker,<br />
gødning, krudt 28,02 luft fvl 1,25 g/l -210<br />
Bruges til<br />
kongevand,<br />
gødning 63,02<br />
Farlige gasser, der<br />
kan lave syreregn<br />
salte gode mod<br />
depressioner 6,94<br />
Lithiumklorid LiCl Rød flammefarve<br />
Fyrværkeri,<br />
bygningsmateriale,<br />
nødvendigt i<br />
42,40<br />
Magnesium Mg kroppen 24,32<br />
fvl<br />
væske 1,5 -42<br />
30,01 luft fvl 1,34 g/l -164<br />
sølv hv<br />
metal 0,53 186<br />
hv.<br />
Krystal 2,07 613<br />
sølv hv<br />
metal 1,74 651<br />
Medicinsk brug,<br />
fvl<br />
Magnesiumhydroxid Mg(OH)2 mod sure opstød 58,34 krystal<br />
fvl<br />
2,4 -300<br />
Magnesiumklorid MgCl2 Sulfatindikator 203,33 krystal<br />
fvl<br />
1,56 118 d<br />
Magnesiumoxid MgO Bruges i tørcement 40,32 krystal 3,65 2800<br />
Mangan Mn<br />
Molybdæn Mo<br />
Stål, glas, benzin,<br />
kroppen 54,93<br />
stål, flyvemaskiner,<br />
missiler 96,00<br />
lyserødt<br />
met 7,21 1260<br />
sølv hv<br />
metal 10,2 2620
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Stof navn Formel Brug<br />
Natrium Na<br />
47<br />
Mol.<br />
Vægt<br />
Kølemiddel i<br />
atomre., sæbe,<br />
gadelygter 23,00<br />
Farve/<br />
beskri-<br />
velse<br />
Vægt-<br />
fylde<br />
Smelte<br />
-punkt<br />
sølv hv<br />
metal 0,97 97,5<br />
Natriumcarbonat,<br />
frem. sæbe,<br />
soda Na2CO3 papirmasse, glas 106,00 hv pulv 2,53 851<br />
Natriumklorid,<br />
hv.<br />
kogesalt NaCl Køkkensalt 58,45 Krystal 2,16 801<br />
Natriumhydroxid NaOH<br />
renser afløb,<br />
sæbefremstilling 40,00 hv henf<br />
fvl ina<br />
213 318<br />
Neon Ne Lysstofrør, neonlys 20,18 luft 0,90g/l -248,7<br />
Nikkel Ni<br />
Platin Pt<br />
armatur, magneter,<br />
rustfrit stål 58,69<br />
smykker,<br />
elektronik, kemi 195,23<br />
sølhv.<br />
metal 8,9 1452<br />
sølv hv<br />
metal 21,45 1774<br />
Radium Ra mod kræft<br />
sølv hv<br />
296,96 metal<br />
fvl luft<br />
5 960<br />
Radon Rn Udsiver fra beton 222,00 ina 9,73 g/l -71<br />
Selen Se rødt 78,96 rødt<br />
stålgrå<br />
4,26 -<br />
Silicium Si 28,06 kry 2,4 1420<br />
kvarts, 95 % af<br />
fvl<br />
Siliciumdioxyd SiO2 sand 60,06 krystal 2,32 1714<br />
Kiselsyre H4SiO4 kiselsyre 96,09 fvl 1,57 -<br />
Svovl S<br />
Svovlbrinte H2S<br />
Svovlsyre H2SO4<br />
krudt, gødning,<br />
svovlsyre 32,06 gult 2,07 112.8<br />
vilkansk gas,<br />
bundslam 34,08<br />
kunstgødning,<br />
sprængstoffer<br />
elektrolyt 98,08<br />
fvl<br />
ildlugte<br />
nde luft 1,54 g/l 445<br />
fvl oli<br />
væske 1,83 10.5<br />
smykker,<br />
sølv hv<br />
Sølv Ag elektronik, 107,88 metal<br />
fvl<br />
10,5 961<br />
Sølvnitrat AgNO3 Klorindikator 169,89 krystal 4,35 212
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Tin Sn<br />
sølv hv<br />
118,70 metal 5,75 232<br />
Stof navn Formel Brug<br />
Fly, briller,<br />
rumskibe, ubåde,<br />
Mol.<br />
Vægt<br />
Farve/<br />
beskrivelse<br />
Vægt- Smelte<br />
fylde -punkt<br />
Titan Ti<br />
aksler 47,90 gr kyst 4,5 1800<br />
Uran U<br />
Atomkraft, Abombe<br />
238,07<br />
48<br />
sølv hv<br />
krystal 18,7 1850<br />
lampetråd,<br />
gråsort<br />
Wolfram W<br />
panserværnsvåben 183,02 metal<br />
blå hv<br />
19,3 3370<br />
Zink Zn Tage, tagrender 99,40 met 3,05 419<br />
Zinkklorid ZnCl2<br />
Organiske forbindelser<br />
papirfremstiiling,<br />
medicin pg<br />
anticeptisk virkning 136,29 hv henf 2,91 262<br />
Acetone CH3COCH3 acetone<br />
NH2CH2CO<br />
58,05<br />
Amminoeddikesyre OH proteinstof<br />
fvl<br />
brændb 0,79 -95<br />
Butan C4H10 flaskegas, butan 58,08 fvl luft<br />
fvl<br />
fl 0,6 -145<br />
Eddikesyre CH3COOH eddikesyrer 102,05 væsk 1,05 16,6<br />
Glukose C6H12O6<br />
glukose, sukker,<br />
fotosyntesen 180,09<br />
fvl nålf<br />
kry 1,54 146<br />
Methan, grubegas CH4 gas. Methan<br />
myresyre,<br />
16,03 fvl luft 0,72 g/l -184<br />
brændnælder,<br />
fvl<br />
Myresyre HCOOH myrere 46,02 væsk<br />
fvl<br />
1,22 8,4<br />
Oktan C8H18 oktan, benzin 114,23 væsk -57<br />
sakkarose,<br />
fvl<br />
Sakkarose C12H22O11 rørsukker 342,17 krystal<br />
fvl<br />
1,5 186<br />
krystal<br />
69,4<br />
Stearinsyre C18H36O2 stearinsyre, fedtstof 284,28 skæl 0,85<br />
Stof navn Formel Brug<br />
Mol.<br />
Vægt<br />
Farve/<br />
beskri-<br />
velse<br />
Vægtfylde<br />
Smelte<br />
-punkt
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Vigtigste metaller der findes i jordskorpen<br />
Metal % af jordskorpen Metal % af jordskorpen<br />
Aluminium 8,1 Nikkel 0,006<br />
Jern 5,0 Kobber 0,005<br />
Natrium 2,8 Bly 0,001<br />
Magnesium 1,94 Sølv 0,000007<br />
Titan 0,44 Guld 0,0000004<br />
Legeringer<br />
Legering Bestanddele Anvendelse<br />
Bronze Kobber, tin Værktøj og våben i bronzealderen, lur,<br />
kirkeklokker, statuer<br />
Messing Kobber, zink Blæseinstrumenter, beslag, lysestager,<br />
Stål Jern, mangan, silicium, kul Maskiner, skibe, biler,<br />
Rustfrit stål Jern, krom, nikkel Spisebestik, stålvaske, sværd,<br />
Loddetin Bly, tin Lodning<br />
Smykkeguld Guld, kobber Smykker<br />
Smykkesølv Sølv, kobber Smykker<br />
Woods metal Tin, bly, cadmium og<br />
bismuth<br />
49<br />
Sprinkler-anlæg (smp. 70 o )
<strong>Kemi</strong>- og fysikhåndbog for 7. - 9. klassetrin, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
I II Hovedgrupper III IV V VI VII VIII<br />
1 H 1,01 Det Periodiske system - tavlen 2 He 4,0<br />
Hydrogen<br />
Helium<br />
Brint Kun medtaget elektroner i yderste skal af de udvalgte stoffer<br />
1<br />
2<br />
3 Li 6,93 4 Be 9,01<br />
Metaller Fast stof Gasarter Fremstillet<br />
i Væske 5 B 10,81 6 C 12,01 7 N 14,01 8 O 16,00 19,00 10 Ne<br />
Lithium Beryllium<br />
til højre Ikke<br />
laboratori<br />
for trappe metal<br />
er<br />
Øverste tal betyder atomvægt i units. Ganges det med . 6*10<br />
Bor Carbon Nitrogen<br />
Oxyge<br />
n 9 F Neon<br />
23 atomer af stoffet bliver mængden til g.<br />
Kulstof Kvælstof Ilt Flour<br />
1 2 Atomvægten dækker protoner og neutroner. Dobbeltlinjen angiver metaller til venstre, ikke-metal til højre.<br />
Mellemste tal angiver grundstofnummer = antal protoner. Bogstaverne udgør stoffets betegnelse. Nederste tal<br />
3 4 5 6 7 8<br />
11 Na er elektroner i yderste skal. Stoffer med * er radioaktive.<br />
22,99 12 Mg 24,31 13 Al 26,98 14 Si 28,09 15 P 30,97<br />
Magne-<br />
Natrium sium<br />
1 2<br />
22<br />
Ti 47,88<br />
50<br />
ska<br />
l<br />
1<br />
20,18 2<br />
16 S<br />
32,06<br />
17 Cl 35,45 3 39,95<br />
18 Ar<br />
Aluminium<br />
Silicium Phosphor Svovl Chlor Argon<br />
Undergrupper 3 4 5 6 7 8<br />
34 Se<br />
78,96<br />
35 Br 79,90 4 83,80<br />
36 Kr<br />
19 K 39,10 20 Ca 40,08<br />
21<br />
Sc<br />
23 V<br />
24 Cr 52,00 25 Mn 54,94 26 Fe 55,85 27 Co 58,93 28 Ni 28,71 29 Cu 63,55 30 Zn 65,37<br />
31 Ga 32 Ge<br />
33As 74,92<br />
Kalium Calcium Titan Chrom Mangan Jern Cobalt Nikkel Kobber Zink Arsen Selen Brom Krypton<br />
1 2 2 1 2 2,(3) 2 2 1 (2) 2 5 6 7 8<br />
37 Rb<br />
55 Cs<br />
38 St<br />
56 Ba 137,34<br />
Barium<br />
2<br />
87 Fr* 88 Ra 26<br />
Radium*<br />
2<br />
39<br />
Yt 40 Zr<br />
72 Hf<br />
104<br />
Ung*<br />
41<br />
Nb<br />
73<br />
Ta<br />
48 Cd<br />
112,40<br />
42 Mo 95,74<br />
47 Ag<br />
43 Tc* 44 Ru 45 Rh 46 Pd<br />
107,87<br />
50 Sn<br />
49 In<br />
119,69 51 Sb 121,75<br />
53 I<br />
52Te<br />
126,93<br />
Molybdæn Sølv<br />
Cadmiu<br />
m Tin Antimon Jod 54 Xe<br />
1 1 2 4 5 7 8<br />
74 W 183,85<br />
78 Pt<br />
75 Re 76 Os 77 Ir<br />
195,09 79 Au 196,97 80Hg 200,59<br />
82 Pb<br />
81 Tl<br />
207,2<br />
Wolfram Platin Guld Kviksølv Bly 83 Bi 84 Po* 85 At* Radon*<br />
2 1 1 2 4 8<br />
105<br />
Un<br />
p * 106 Unh* 107 Uns*<br />
Enkelte sjældne jordarter<br />
64<br />
Gd 157,25 92 U 238,03<br />
Gadolinium<br />
Uran*<br />
94 Pu<br />
244<br />
Plutoni<br />
-um*<br />
2 2 2<br />
5<br />
86 Rn 222 6<br />
7
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
<strong>Fysikhåndbog</strong><br />
Magnetisme 12<br />
Magnetjernsten<br />
Allerede i Grækenkand i den græske oldtid opdagede man, at en bestemt jernmalm, som man fik<br />
fra byen Magnesia i Lilleasien, kunne tiltrække jern. Den blev kaldt magnet jernsten eller<br />
magnetit, og er en kemisk forbindelse af jern og oxygen (Fe3O4). Helt tilbage til 1200-tallet har<br />
man i Vesteuropa brugt magnetjernsten til primitive kompasser, så man kunne orientere sig til<br />
søs. Der mangler skriftlig dokumentation om emnet før Thales fra Milet (585 f.Kr), der skrev, at<br />
magnetjernsten kunne tiltrække jern. Imidlertid har man meget tidligere set, at fx rav tiltrak strå,<br />
og der går historier om, at man i kinesiske vogne havde anbragt magnetjernsten i en arm, der var<br />
ophængt, så den kunne dreje, og således at den altid pegede mod syd. Dette hjalp meget med at<br />
komme rundt i det store kinesiske rige.<br />
Den magnetiske kraft vises let ved at tage to stangmagneter, som ses frastøde og<br />
tiltrække hinanden. De frastøder Nord mod nord, syd mod syd og tiltrækker nord mod syd.<br />
Man kan således få to magneter til at svæve ved at lægge dem over hinanden. Dette udgør<br />
princippet i de nye Maglevtog, der er i Japan og nu også Tyskland. De kan køre ca 580 km. i<br />
timen og er derfor hurtigere end fly på afstande op ca 1000 km, men er kun etableret på små<br />
distancer endnu på grund af høje omkostninger og ulykker. Dog er en lang rute i Japan planlagt til<br />
at stå færdig 2045 mellem Tokyo – Nagoya – Osaka på ca 400 km.<br />
Den magnetiske kraft er stærkest i enderne og ikke i midten. Det ses let ved at drysse<br />
jernfilspåner oven på et stykke pap, der ligger på en stangmagnet.<br />
12 Bog NF 5:11-26, 87-91<br />
51<br />
Teori: Magnetisme<br />
opstår, når elektronerne<br />
spinner i takt om<br />
egen akse
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Nord Syd<br />
Her ses også, hvordan det magnetiske felt ser ud. Man har defineret at magnetfeltets retning går<br />
fra nord til syd. I princippet går magnetismen fra den nordenden gennem universet og tilbage i<br />
syd. Når man undersøger hvilke plader, der kan gøres magnetiske ses det, at kun Co (kobolt) Gd<br />
(gadolinium), Fe (jern) og Ni (nikkel) kan magnetiseres.<br />
Ved at lave forsøget med den svævende clips, hvor en magnet sat i et stativ og klipsen<br />
hænger svævende under magneten uden at røre denne. Kan man formindske den magnetiske kraft<br />
med jern og nikkelplader (såvel som Co + Gd). Det ses, at de andre plader ikke kan formindsker<br />
den magnetiske kraft. Kraften svækkes nok til at clipsen<br />
falder ned. Den magnetiske kraft ordner småmagneterne<br />
(elektronernes spin) i de magnitiserbare plader, så<br />
pladernes nord står overfor magnetens syd eller omvendt.<br />
Den gensidige tiltrækning tillader kun, at lidt af<br />
magnetismen går igennem pladen. Man kan beskytte sig<br />
mod magnetisme ved at sidde midt i en jernkasse.<br />
Der kan laves et primitivt kompas, som efter<br />
sigende blev brugt i skibene i den tidlige middlealder ved<br />
at lægge en magnet på et stykke træ i et vandfad.<br />
Magnetisk nord vil sig i retningen geografisk nord. Dette<br />
blev forbedret ved, at man placerede en eller flere<br />
magnetnåle på undersiden af en let drejelig skive, hvorpå<br />
verdenshjørnerne var tegnet. Sådan en skive blev kaldt en<br />
kompasrose. Imidlertid er kompasset ikke helt til at stole på, da der er en misvisning.<br />
Magnetisk Syd Geografisk Nord<br />
Jordens sydlige magnetfelt vender mod nord, men da det<br />
er meget forskudt fra geografisk nord mod Canada og, da det i<br />
øjeblikket bevæger sig (<strong>2012</strong>) 50 km om året væk fra GN, ville<br />
man gå meget forkert ved blot at følge nordpilen. I Danmark skal<br />
man lægge misvisningen til, dvs. den vinkel der er mellem GN og<br />
MS. Misvisningen var: I Thisted 1975 3,5 0 , Viborg 1975 3,0 0 ,<br />
Brighton i 1970 8,0 0 . På Bornholm er misvisningen meget<br />
svingende fra ½- 5 0 , fordi der er meget magnetjernsten i<br />
undergrunden. I 1998 var misvisningen i Norge Jotunheimen vest<br />
1 0 . Dette må også skyldes bjergenes påvirkning. Da misvisningen ændrer sig,<br />
GS MN<br />
52
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
skal man altid have den sidste nye opdatering.<br />
Bevægelsen mod vest i magnetfeltet er interessant, og faktisk kan man se på havbunden<br />
med sprækker, hvor der strømmer magma op, at magnetfeltet har været vendt helt rundt. Dette<br />
menes at have været sket 100 gange i jordens historie ud fra, hvordan de magnitiserbare stoffer i<br />
laven er størknet. Ved en polvending er magnetfeltet svækket og ioniserende stråling fra rummet<br />
kan i denne periode lave skadevirkninger.<br />
Spejderen, der finder sin kurs inde i spejderhytten, skal lægge misvisningen til, når han<br />
går ud, ligesom han tager overtøjet på, når han går ud.<br />
Moderne spejdere bruger dog nok GPS i stedet. GPSen har ikke misvisning i det GPSen<br />
søger efter satelliter og beregner sin egen position ud fra fire eller flere satellitter. Men<br />
satellitterne bliver hele tiden korrigeret, så de står nøjagtigt, da de ellers ville give misvisning.<br />
Man kan finde en magnet med en magnet ved at se på frastødningskraften. Hvis et andet<br />
stof frastøder en nordpol eller sydpol, er dette selv magnetisk, hvis det blot tiltrækker, er det<br />
magnetiserbart. Man kan lave nogle pakker af forskellige materialer. Så kan man finde ud af,<br />
hvad der er i disse pakker med magnetisk og umagnetisk materiale ved at huske forskellen på<br />
frastødningskraften og tiltrækningskraften.<br />
Man fandt ud af interessante ting med magneter. De tålte ikke godt at blive slået eller<br />
tabt. De kunne heller ikke tåle høj varme eller at blive sat ind i en spole med vekselstrøm. De<br />
kunne laves ved at stryge et stykke stål med en magnet fx en savklinge. Man skulle blot glide<br />
frem og gå tilbage til start i en høj bue over stålet. Man kunne også sætte stålet i en elektromagnet<br />
med jævnstrøm.<br />
Det viste sig, at magnetismen i de forskellige<br />
metaller forsvandt ved bestemte varmegrader, det såkaldte<br />
curiepunkt: 770 0 C for jern Fe, nikkel Ni 358 0 C, Kobolt Co<br />
1130 0 , Gadolinium Gd 27 0 C. Man laver let et forsøg med<br />
curiepunktet ved at ophænge et søm ud for en magnet og<br />
varme op til sømmet falder.<br />
Dyr benytter sig af magnefelter til at finde vej.<br />
Sådanne er fundet i brevduen, delfinen, bien og bakterier.<br />
Med brevduen eksperimenterede man ved at sætte en magnet<br />
på hovedet, hvorefter den ikke kunne finde hjem.<br />
Praktisk bruges permanente magneter fx i<br />
skruetrækkere, bundpropper i oliebeholdere, kort med magnetisk kode, legetøjstog og biler, låger<br />
i køleskabe, småmagneter til at holde papir fast på køleskabe og i skinner. Når toget kører over en<br />
skinne med en permanent magnet aktiveres en spole, som tænder en strøm. Dette signal kan<br />
placere toget på skinnelegemet helt præcist og tænde og slukke for advarselslamper. I 1983<br />
lykkedes det at lave et magnetleje af Philips i USA, der var uden kontakt mellem aksel og leje,<br />
derved kunne slid og smøring undgås. Dette kan illustreres ved forsøget med de svævende<br />
magneter. Læger bruger magneter til at fjerne jernsplinter fra øjne. Alle disse iagttagelser<br />
udfordrede til at skabe en teori for magnetisme.<br />
Ikke magnitiserbart stof har deres småmagneter i konstant<br />
uorden, som det ses til højre.Men når et stof magnetiseres<br />
bliver småmagneterne ordnet. Når man tænker på hvad<br />
stoffer består af, hvad kan så udgøre disse småmnagneter?<br />
Den dominerende teori i dag er,<br />
Elektronens spin om egen akse<br />
53
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
at det er elektronerne i yderste skal, der er vores<br />
småmagneter. Hvad er det så ved elektroner, der<br />
kan ordnes? Alle elektroner spinner om egen<br />
akse. Man tænker sig, at når de spinner i takt<br />
opstår magnetismen.<br />
H.C. Ørsted fandt, at der var<br />
magnetisme omkring en strømførende ledning. Alene elektronens bevægelse i en leding er altså<br />
nok til at enrettet spinnet.Strømmen går fra + til -, men elektronen fra - til +. Endvidere kan et<br />
magnetiskfelt udvide sig i domæner. Man fører en permanent magnet mod en jernplade og det<br />
magnetiske felt udvider sig. 13 I permanente magneter fremstår årsagen til ensretningen af<br />
elektronernes spin fra elektronernes egne mikroskopiske bevægelser om kernen. 14<br />
Elektronerne spinner i takt og laver småmagneter<br />
Den magnetiske kraft forsvinder ved slag og høj opvarmning, da den kinetiske energi i<br />
bevægelsen fra atomerne i opvarmningen/slaget rammer elektronernes enrettede spin, der således<br />
bringes i uorden og hindrer dermed ensretningen af elektronernes spin.<br />
Jordens magnetfelt<br />
Jordens rotation menes, at stamme fra den oprindelige rotation af materiale i solsystemet. Varmen<br />
i den indre og ydre kerne menes bl.a. at blive vedligeholdt af radioaktive stoffer.<br />
Magnetisk Syd Geografisk Nord<br />
Misvisning<br />
Lithosfære 100 km tyk består af<br />
Skorpe 10-70 km. og tektoniske plader<br />
Kappen<br />
Asthenosfæren, Ydre Kappe<br />
Fra 100-350 km. dybde. Forholdsvis blød masse<br />
som de tektoniske plader kan glide på.<br />
Mesosfæren, Indre kappe<br />
fra 350 km - 2880 km dybde<br />
Kernen<br />
Ydre kerne 2900 - 5150 km. dybde<br />
Flydende masse af sten og mineraler<br />
Indre kerne 5150 - 6371 km dybde<br />
Fast kerne med høj temperatur, der holdes fast på<br />
grund af det høje tryk ca. 5500 0 varm<br />
13 NF 5:88-91<br />
54<br />
Geografisk syd Magnetisk Nord<br />
14 http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Fysik/Magnetisme/magnetisme
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
For at forstå jordens magnetfelt må elektromagnet og induktion kort forstås. Elektromagnet fås<br />
ved at sætte strøm til en spole. En spole er blot en ledning, der er bøjet i en cirkel som en ring.<br />
Hvis man kommer jernkerne i virker den stærkere.<br />
+<br />
-<br />
Ved induktion laver man strøm. Der sættes en magnet ned i en spole.<br />
Det indgående magnetfelts bevægelse skaber/inducere strøm i spolen.<br />
Disse to principper fungerer i jordens midte.<br />
Jordens magnetfeltet skabes ved<br />
Jordens rotation omkring aksen skaber rotationsmønstre, der minder<br />
om en spole og sætter elektroner i bevægelse<br />
Friktionen mellem den faste indre kerne/ydre kerne og<br />
den faste indre kappe/ydre kerne vil sætte elektroner i<br />
bevægelse og skabe strøm<br />
Varmestrømninger fra den meget varme kerne<br />
vil skabe udadsøgende varmestrømme, der afkøles<br />
og vil skabe nedadsøgende strømme, disse<br />
bevægelser sætter også elektroner i bevægelse<br />
ved friktion.<br />
Permanente magneter der findes i<br />
skorpe, ydrekappe, indre kappe. Disse er skabt<br />
af den elektromagnetiske kraft fra den ydre kerne.<br />
Forklaring på jordens magnetiske system<br />
Når jorden roterer om egen akse, dannes der<br />
hvirvelstrømme i magmaen lige omkring aksen. Der er<br />
forskelle mellem rotationen i indrekerne, ydrekerne og<br />
indre kappe.<br />
Magmaen består også af flydende metaller,<br />
der kan lede en strøm, hvorfor disse hvirvelstrømme virker som<br />
ledninger, hvorigennem der vandrer elektroner. Dermed er der skabt en elektromagnet. Desuden<br />
dannes der andre strømme af elektroner.<br />
Når den indre faste kerne bevæger sig rundt, dannes der friktion med den flydende ydre<br />
kerne, der derfor løsriver elektroner og bringer dem i bevægelse mod de to spoler. Når sådanne<br />
løse elektroner opfanges af spolehvirvelstrømmene dannes en elektromagnet. Den allerede<br />
eksisterende elektromagnet forstærkes. Hvis de ankommer til spolerne som strøm med eget<br />
magnetfelt, gælder det, at når et magnetfelt nærmer sig en spole, dannes der strøm i spolen.<br />
Jorden er således sin egen dynamo - der vekselvirker mellem at danne magnetfelt og strøm.<br />
Yderligere strømninger kommer af varmebevægelse i den ydre kerne. Først bevæger de<br />
meget varme atomer væk fra den indre kerne, men eftersom de afkøles falder de igen mod<br />
55
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
kernen. Denne slags strømninger vil også skabe friktioner, løsrivelse af elektroner og<br />
magnetfelter. Endelig spiller de permanente magneter i den indre og ydre skal, samt i skorpen<br />
også en lille rolle for jordens samlede magnetfelt. Magnetitten er blevet til ved først at være<br />
opvarmet over curiepunktet ca 770 0 C for jern (og nikkel 358 0 C). Derefter er det størknet ved<br />
afkølingen under påvirkning af jordens magnetfelt og således være blevet til en permanent<br />
magnet.<br />
Jordens magnetfelt har flere vigtige funktioner ud over at være retningsbestemmende for<br />
forskellige levende organismer. Magnetfeltet beskytter jorden mod radioaktiv stråling fra solen.<br />
Vi bliver bombarderet med ioniseret stråling i form af alpha (protoner +), beta (elektroner -) og<br />
gammastråling (fotoner, elektromagnetisk stråling) (se mere side 31).<br />
Disse strålingstyper bliver afbøjet af<br />
vores magnetfelt, så vi ikke rammes af så<br />
megen skadelig stråling. Ved store solstorme<br />
er denne påvirkning meget stor, da disse<br />
kaster meget materiale mod jorden og kan ses<br />
ved polernes nordlys. Nogle bliver dog<br />
indfanget og driver rundt i atmosfæren. Man<br />
kan se af illustrationen, at jordens magnetfelt<br />
bliver presset ned på den side, der vender mod<br />
solen. 15<br />
Perspektivering<br />
Først ved magnetismens opdagelse og fulde undnyttelse er der opstået et moderne samfund.<br />
Forsøg med magnetisme:<br />
● Vis den magnetiske kraft ved to magneter, der frastøder og tiltrækker hinanden. (1.3)<br />
● Er pladerne magnetiske? (1.1)<br />
● Vis at den magnetiske kraft tiltrækker flest clips i enderne og ikke i midten.<br />
● Svævende clips + afprøvning om plader svækker magnetismen. (1.2)<br />
● Svævende magnet på sandpapir. (1.4)<br />
● Magnetisk fjeder. (1.5)<br />
● Ekstra forsøg-detektiv-ukendte stænger! (1.ekstra)<br />
● Lav en magnet af en savklinge s 14 TB<br />
● Lav et forsøg der viser magnetens kraftlinier med jernfilspåner.<br />
● Lav forsøg der viser noget om jordens magnetfelt<br />
● Lav stangmagnetkompas på flamingoplade<br />
● Find curie punktet.<br />
Skriv små opgaver om magnetisme:<br />
● Hvad er magnetisme? Gør rede for gældende teorier-gå gerne på nettet for at få det sidste nye.<br />
● Hvordan bruges faste magneter i dagligdagen?<br />
● Hvad er misvisningen?<br />
● Fortæl noget om jordens magnetfelt og dets nytte, herunder dets beskyttende virkning.<br />
● Fortæl lidt om magnetismen rent historisk.<br />
15 http://www.physics.org/article-questions.asp?id=64, http://en.wikipedia.org/wiki/Geodynamo<br />
56<br />
Solens stråling presser jordens magnetfelt
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Se film: http://www.dalumlarsen.dk/fysik/film_podcasts_Powerpoints_billeder/av_undervisning%20fysik.htm<br />
Ipod/film-19-9-11 Magneti<br />
sme<br />
Ipod/film-19-9-11 Magneti<br />
sme<br />
Ipod/film-19-9-11 Magneti<br />
sme<br />
Ipod/film-19-9-11 Magneti<br />
sme<br />
Ipod/film<br />
Magneti<br />
sme<br />
Almen magnetisme Almen magnetisme 6,52 MPEG-<br />
4<br />
Jordens magnetisme Misvisning 3,28 MPEG-<br />
4<br />
Jordens magnetisme Jordens magnetfelt 1 3,56 MPEG-<br />
4<br />
Jordens magnetisme Jordens magnetfelt 2 2,54 MPEG-<br />
4<br />
Feltlinjer-forsøg Magnetens feltlinjer 1,04 MPEG-<br />
4<br />
Elektromagnetisme 16<br />
Windows<br />
media<br />
Windows<br />
media<br />
Windows<br />
media<br />
Windows<br />
media<br />
Windows medi<br />
Det blev H.C.Ørsted der i 1820 ved en tilfældighed opdagede, at en kompasnål flyttede sig<br />
ved en strømførende ledning 17 . Han opdagede således elektromagnetismen.<br />
Elektromagneten kunne derefter opstilles:<br />
+<br />
-<br />
En elektromagnet kan forbedres ved:<br />
Flere vindinger<br />
Jernkerne<br />
Flere ampere<br />
Den spole, der bruges, er bare en ledning, der er viklet om en plastikkasse med kant. Des flere<br />
vindinger des længere er ledningen. En tyk ledning har mindre modstand end en tynd ledning.<br />
Når man derfor laver flere vindinger i samme størrelse spolekasse, bruger men tyndere ledninger,<br />
som så forøges modstanden.<br />
Ohms lov siger: u = i * r, eller mere enkelt V (volt)=A (strømstyrke)*Ω (modstand), det<br />
betyder, at jo større modstand, des mindre strømstyrke. Det betryder, at selv om man sætter flere<br />
vindinger på elektromagneten, får man ikke den fulde gevinst på grund af modstanden, hvis ikke<br />
tykkelsen på ledningen er den samme.<br />
Man kan forudsige, hvordan polerne på elektromagneten dannes ved gribereglen:<br />
16 Bog 5: 14-15, 20 - 21, 28-39<br />
Elektromagnetisme findes<br />
altid, hvor der løber en<br />
strøm fx i en spole<br />
17<br />
Italieneren Gian Domenico Romagnosi beskrev første gang i 1802, hvordan en kompasnål påvirkedes af en<br />
elektrisk strøm, men uden det blev generelt bekendt det videnskabelige samfund.<br />
57
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Grib med højre hånd om spolen, fingrespidserne i strømmens retning ( +til-),<br />
da vil nordpolen være ved tommelfingersiden og sydpolen v. lillerfingersiden<br />
En stærk elektromagnet med to spoler, jernkerne + jævnstrøm kan laves ved at bruge en<br />
hesteskojernkerne:<br />
+ -<br />
En sømkanon. NF 5:28 Opgavebog:43 opg. 10 kan laves ved en enkelt spole uden jernkerne og<br />
bruges i praksis af moderne tømrere. Endvidere kan en lang række små forsøg opstilles såsom: en<br />
fjernstyret afbryder eller kontakt, som i princippet bruges fx i en bils startmotor, en telegraf, en<br />
højttaler.<br />
Magnetkraner bruges på skrotpladser. I alle ringeklokker sider en elektromagnet.<br />
Elektromagneter bruges i moderne el-motorer og i kraftværker til at lave strøm.<br />
Hvordan passer det så med den øvrige teori om magnetisme? Når strømmen løber i<br />
ledningen, dvs. elektroner bevæger sig fra minus til plus ordnes spinnet og dette spin skaber<br />
elektromagnetismen.<br />
Perspektivering<br />
Elektromagnetismen blev banebrydende for al udvikling, fx for at lave strøm, samt mange af de<br />
moderne maskiner, der lettede arbejdsbyrden (boremaskine, slibemaskine m.v.) har<br />
elektromagnetismen at takke derfor.<br />
Forsøg med elektromagnetisme:<br />
● Lav HC Ørsteds forsøg. S. 28 TB<br />
● Lav elektromagnet med en spole, afprøv med forskellige vindinger og jernkerne s. 23 - 24<br />
● Lav en strærk elektromagnet s. 25 - 28<br />
● Lav en sømkanon s. 13<br />
● Afprøv ringklokken<br />
● Lav en fjernstyret kontakt s. 30<br />
● Lav en telegraf s. 37 + s. 41 TB<br />
● Lav en højttaler s. 55 + TB s. 37<br />
Skriv små opgaver om elektromagnetisme:<br />
● Forklar højrehåndsreglen/gribereglen.<br />
● Forklar hvordan en elektromagnet kan gøres stærkere.<br />
● Forklar om elektromagnetens brug i dagligdagen<br />
● Fortæl lidt historisk om elektromagnetens udvikling<br />
58
Film:<br />
Ipod/film Elektromagnetisme Elektromagnetisme<br />
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Animationer: www.schulalltage.de/html/elektromagnet.html Ding dong ringeklokke<br />
Induktion 18<br />
H.C. Ørsteds forsøgsopstilling i 1820 gav anledning til den<br />
gennembrydende opdagelse af den elektromagnetiske kraft.<br />
Dette forsøg blev starten til den elektriske tidsalder, idet Faraday<br />
i 1835 opdagede, at ligesom der er elektromagnetisme, hvor der er<br />
strøm, kan der skabes strøm i en ledning, hvis man påvirker denne<br />
med en magnet. Magnetens kraftfelt skubber elektronerne afsted, så der løber<br />
en strøm. Dette kaldes induktion, fordi man frembringer strøm.<br />
Man kan lave en simpel opstilling med en magnet og to spoler og et galvanometer,<br />
der blot er en lille magnet med en nål loddet fast.<br />
Når magneten nærmer sig spolen giver det udslag, og når magneten fjerner sig fra<br />
spolen giver det også udslag. Der må være dannet en strøm, der løber over til spolen med<br />
galvanometeret og har lavet denne spole til en elektromagnet, som galvanometerets lille<br />
magnet reagerer på ved at dreje, så pilen giver udslag.<br />
Man kan beskrive forløbet meget nøje i fire faser:<br />
1. Magneten nærmer sig med en nordpol. Spolen reagerer<br />
ved selv at lave en nordpol,den søger altså at skubbe<br />
magneten væk.<br />
2. Magneten står inde i spolen - der er ingen reaktion.<br />
3. Magneten trækkes ud af spolen. Spolen reagerer igen<br />
modsat og laver en sydpol for at holde på den.<br />
Strømmen skifter altså retning.<br />
4. Magneten er for langt væk til at påvirke ledningen - ingen<br />
reaktion.<br />
Man kan forudsige strømmens retning ved hjælp af gribereglen.<br />
Idet man bruger den modsat. Når nordpolen nærmer sig danner spolen<br />
en nordpol. Tommelfingeren skal altså pege opad, så vil fingerspidserne<br />
angive strømmens retning.<br />
Vi har defineret at strømmen går fra + til -, men elektronerne går fra minus til plus. Plus<br />
er altså det hul, som elektronen kan gå hen i, der hvor der mangler en elektron. Hullet bevæger<br />
sig meget hurtigere gennem en ledning end elektronerne. Hvis alle elektroner bevæger sig en<br />
plads th mod z vil hullet øjeblikkeligt være flyttet til a.<br />
18 NF bog 8: 1-36<br />
Simpel og stærk<br />
elektromagnet<br />
Ipod/film Elektromagnetisme Elektromagnetisme Sømkanon 0:25 MPEG-4<br />
Ipod/film Elektromagnetisme Elektromagnetisme Ringeklokke 0:07 MPEG-4<br />
59<br />
3,31 MPEG-4 Windows media<br />
Man kan lave strøm i en<br />
ledning ved nærme sig<br />
ledningen med en magnet
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
- +<br />
a z<br />
Da strømmens retning hele tiden ændrer sig, har man kaldt denne strøm vekselstrøm AC ≈ fra<br />
det engelske "Accelerating current," den accellererende strøm. I modsætning til strømmen fra<br />
batterier eller fra elektricitetsmaskiner, eller sammenkoblede frølår, der kaldes jævnstrøm DC =,<br />
fra det engelske "Direct current", direkte strøm, der hele tiden afgiver den samme spænding V.<br />
Da AC veksler i styrke, kan man lave en formel, der udregner den effektive strøm, hvis man<br />
kender den maximale spænding i vekselstrømmen. Effektiv spænding = Max spænding / 1,4.<br />
Vores almindelige husstrøm er på 220 volt og 50 Hz (perioder pr. sekund). Det betyder<br />
der er 100 strømstød i sekundet.<br />
Husk Ohms lov:<br />
u = i * r<br />
Man kan tegne en sinuskurve over strømstødene: 1. periode<br />
Når man måler med et occiloskop, måles den maksimale spænding, når man bruger<br />
multimeter måles den effektive spænding. En strømkilde i fysiklokalet viser den effektive<br />
spænding.<br />
Man kan påvirke antallet af volt ved:<br />
Stærkere magnet<br />
Flere vindinger (af samme tykkelse) på spolen<br />
Indsætte jernkerne<br />
Hurtigere bevægelse af magneten.<br />
Da vore spoler normalt ikke har samme ledningstykkelse, fordi de skal passe til spolernes<br />
størrelse, kan man lave et forsøg hvor alle spolers modstand samles i en serieforbindelse:<br />
Voltmeter<br />
60<br />
volt<br />
tid
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Uanset hvor magneten stikkes ned, vil den samlede modstand være konstant. Her ses så den reelle<br />
forskel mellem få vindinger og mange vindinger.<br />
Man kan også lave et lille kraftværk. Her kan man afprøve at forøge<br />
magnetensomdrejninger. Man kan skifte spolerne ud og se forskellen. Man kan lave et skema<br />
over den beregnde volt og den reelle volt for at, se hvordan modstanden virker ind.<br />
Volt ind Spole Beregnet volt Aflæst volt<br />
Ovenstående del af kraftværket ses som tubinen der drejer og generatoren, der laver strømmen.<br />
Størstedelen af kraftværket giver den energi og damp, der får turbinen til at dreje akslen rundt, så<br />
spolerne kan påvirkes til at lave strøm.<br />
Alle dele af kraftværket kan opstilles med små forsøg. 1) Lav damp, der driver en lille<br />
mølle. 2) Få vand til at drive en mølle.<br />
Hos forbrugeren sidder en måler, der måler strømforbruget. Volt udtrykker<br />
spændingsforskel. Ampere udtrykker arbejde, altså hvor meget arbejder de volt laver. Forskellige<br />
husholdnings redskaber bruger samme mængde volt, men forskellige ampere. Man måler<br />
forbruget ved at gange V * A = Watt.<br />
Men man har ikke brugt nogen energi, før tiden er gået. Det måles i Watt * timer. Det skrives på<br />
engelsk Wh.<br />
Perspektivering<br />
Med de to store opdagelser elektromagnetisme og induktion gik ingeniører og opdagere som<br />
blandt andre Benjamin Franklin i gang med at anvende den nye teknologi. En strøm af opdagelser<br />
fulgte såsom glødelampen, der erstattede gaslamper i alle hjem og på alle gader, telegrafen, der<br />
61
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
gav forbindelse tværs over Amerika den 24. oktober 1861, 19 transformationen, der sikrede<br />
transporten af elektricitet over store afstande. Verden skulle aldrig blive den samme.<br />
Forsøg med induktion:<br />
● Lav simpel induktion med galvanometer s 13TB<br />
● Lav forsøg, der beviser vindingernes betydning for spændingen<br />
● Minikraftværk s 17 TB og opgaveb. S. 5<br />
● Max. spænding måles med occilloscope s. 14-15 TB<br />
Skriv små opgaver om induktion:<br />
● Fortæl om strømmens natur. Elektroner bevæger sig fra minus til plus. Strømmen bevæger sig<br />
fra plus til minus (hullet).<br />
● Forskellen mellem effektiv og maximal spænding<br />
● Forklar wattbegrebet og dets betydning s 33 TB<br />
● Forklar vekselstrømmens periode og frekvens<br />
● Fortæl om strømmen i kontakterne<br />
● Forklar begrebet watt (volt * ampere)<br />
●Forklar begrebet wH (watt *timer)<br />
Film:<br />
Ipod/film Elforsyning Induktionsstrøm. Induktionsstrøm 0:44 MPEG-4<br />
Transformation 20<br />
Det var Faraday der i 1831 opdagede transformationen<br />
mellem to spoler. Her blev brugt et batteri, der satte<br />
strøm på den inderste spole, der lavede et magnetfelt, der<br />
inducerede strøm i den ydre spole. Interessant at dette<br />
blev opfundet, inden man opdagede vekselstrømmen.<br />
62<br />
Windows<br />
media<br />
En transformator bruges til mange ting: Opladning af<br />
mobiltelefon nedsætter 220v til 9-11v, strømforsyning til<br />
computer nedsætter 220 til 9-12 v, tændspolerne til<br />
bilernes cylindrer skaber højspænding, så der kan<br />
springe en gnist, som antænder benzinen. I de gamle<br />
fjernsyn med billedrør lavede en trafo (kort for transformator) højspænding ca 2500 v. Overalt,<br />
hvor man skal bruge en bestemt spænding, omdanner trafoen til det ønskede.<br />
19 http://www.telegraph-history.org/<br />
20 Bog 8: 59-87
Den moderne transformer:<br />
Primærsiden<br />
Elektromagnet med vekselstrøm.<br />
Elektromagnetens poler vil skifte<br />
hele tiden.<br />
Des flere vindinger des stærkere<br />
elektromagnet.<br />
Polerne skifter 100 gange i<br />
sekundet.<br />
Elektromagneten forstærkes af<br />
jernkernen.<br />
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
≈ 6 v/1 A ≈ 60 v/0,1A<br />
10 vindinger 100 vindinger<br />
Jernkerne<br />
Lavet af lameller for at nedsætte<br />
varmeudviklingen.<br />
Overfører det magnetiske felt til<br />
sekundærsiden.<br />
Polskiftet ved hvert strømstød<br />
udvikler varme i jernkernen.<br />
Wattsætningen:<br />
v1*A1 = v2*A2 eller<br />
u1*i1 =u2*i2<br />
Ved at sætte et voltmeter til sekundærsiden kan undersøges, hvordan tranformationen forløber.<br />
Man kan undersøge forskellen mellem det forventede antal volt og målte antal volt. Man kan se<br />
på, hvor stor tabet er.<br />
Volt Primærside Vindinger primær Vindinger sekundær Forventet<br />
volt<br />
3,00 200 400 6<br />
3,00 200 1600 24<br />
3,00 400 200 1,5<br />
63<br />
Sekundærsiden<br />
Induktionsstrøm med<br />
vekslende magnetiske poler.<br />
Voltene følger forholdet mellem<br />
vindingerne.<br />
Går vindingerne 10 gange op, så<br />
går volten også 10 gange op,<br />
men amperene går 10 gange<br />
ned. Går vindingerne 10 gange<br />
ned, så gå V ned og A op.<br />
Målt volt Tab<br />
Voltmeter
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Man skal huske, at man i laboritoriet højst må lave 24 volt. Man bør måle alle mulige<br />
kombinationer.<br />
Transformatorerns rolle i elforsyningen er særlig betydningsfuld. Når de ca. 3300v forlader<br />
generatoren fra kraftværkerne, transformeres den op til 100.000 v - 450 000 v afhængigt af<br />
afstanden til forbrugeren. Den sendes via højspændingsledninger ud til forbrugerne, hvor den af<br />
flere gange transformeres ned til de 220-230 v i stikkontakterne. Der er en ret højt energitab i<br />
systemet, idet kun 34 % af energien når frem, men hvis overskudsvarmen bruges til fjernvarme er<br />
der ca 90 % af energien, der bliver brugt.<br />
Sjælland er forbundet med Sverige via undersøiske kabler, men Fyn og Jylland er<br />
forbundet med Norge og Tyskland. Disse systemer er ikke helt ens i deres takt, hvorfor man er<br />
nødt til at lave den Sjællandske strøm om til jævnstrøm og så igen til vekselstrøm på den anden<br />
side på Fyn eller i Nordtyskland.<br />
Perspektivering<br />
Igen kan vi takke forskere fra det 19. århundrede, for de uanede muligheder vi har i dag, hvor vi<br />
kan omforme spændingen efter vore behov.<br />
Forsøg med transformer<br />
● Lav en transformer s. 62-63 TB + Opgaveb. S 28-29<br />
● Mål spændingen med et voltmeter med forskellige spoler s. 68 TB + opgaveb. 30- 33<br />
● Vis og forklar om energitabet i en transformator fra 72 TB<br />
Skriv små opgaver om transformation:<br />
● Forklar grundigt hele gangen i en transformator<br />
● Gør rede for transformatorsætningen i1*u1 =i2*u2.<br />
● Fortæl at vindinger ned = volt ned, ampere op. Vindinger op = volt op, ampere ned.<br />
● Forklar om transformatorens rolle i elforsyningen. Forklar at højspændingen 100.000 - 450.000<br />
v bedre kan overvinde ledningernes modstand og dernæst senere transformeres ned til<br />
alm. 230 volt<br />
● Fortæl generelt om hvad en transformator kan bruges til fx opladning af mobiltelefon,<br />
strømforsyninger til computer, bærbar, legetøjstog, ældre fjernsyns skærme m.m.<br />
Film:<br />
Teori: En strøm ensretterelektronernernes<br />
spin og skaber<br />
magnetisme<br />
Ipod/film Elforsyning Transformation Opstilling 4,39 MPEG-<br />
4<br />
Ipod/film Elforsyning Transformation Tavleforklaring 6,18 MPEG-<br />
4<br />
64<br />
Teori: Magnetisme<br />
inducerer strøm i en<br />
spole ved at skubbe til<br />
elektronerne<br />
Windows<br />
media<br />
Windows<br />
media
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Samfundets energiforsyning 21<br />
Elforsyningen i Danmark brygger på eleltromagnetisme, induktion og transformation som<br />
gennemgået.<br />
Herning kraftvarmeværk har i princippet sammen opbygning som Avedøre kraftvarmeværk<br />
Vi har i Danmark i Avedøre 22 et af verdens mest energieffektive kraftvarmeværker, der leverer<br />
strøm til 1,3 millioner mennesker.<br />
Avedøreholme kraftvarmeværk<br />
1 Kedelhus 2 <strong>Ny</strong>t kedelhus (70 m høj kedel), 3 Administration, 4 Gasturbiner, 5 Halmlager, 6<br />
Miljøanlæg 1, 7 Miljøanlæg + biomassekedel, 8 Kølevandskanal, 9 Havn, 10<br />
Transformatorstationer, 11 Store kedler med vand som varmeakkumulator, 12<br />
Fjernvarmepumpestation, 13 Olietanke, 14 Kulplads og 15 Træpillelager.<br />
21 Bog 8: 14, -22, 24-36, 46-57<br />
22 http://ipaper.ipapercms.dk/DONGENERGY/Internet/DK/ThermalPower/AVVbrochure<strong>2012</strong>DK/<br />
65
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Vandet opvarmes til damp, dampen rammer turbinens blade, så akslen tvinges rundt, på<br />
akslen sidder en elektromagnet, der drejes i forhold til spoler med jernkerne. Derved dannes<br />
elektriciteten.<br />
Den vigtige diskussion er dog hele tiden at finde den startenergi til generatoren som:<br />
Er billigst.<br />
Er mest sikker.<br />
Baseret på den mest vedvarende energi.<br />
Baseret på den mest CO2 neutrale energi.<br />
Mindst forurenende.<br />
Avedøre kraftværk bruger: Kul, naturgas, olie, træpiller og halm. De lever i høj grad op til nogle<br />
af disse krav. Kul er billigt og forholdsvis vedvarende, idet der er kul til mellem 200 og 400 år.<br />
Problemet med dette er luftforureningen. Man brænder store halmballer af, det er CO2 neutralt, da<br />
planten i år har optaget CO2 og derfor kan vi levere det tilbage uden at have forøget CO2.<br />
Hvorimod kullet har det problem, at det træ som kullet består af fjernede CO2 fra atmosfæren for<br />
flere tusinde år siden, så når vi afbrænder det, forøger vi CO2 i atmosfæren nu. Det samme gælder<br />
olie og naturgas, der også blev dannet for længe siden.<br />
Avedøre kraftværk tager sig meget fint af forureningen ved at have et deNOx(7) værk,<br />
der fjerner 85% NO, NO2, NO3 og laver rent N2, som atmosfæren har i forvejen. 99% Asken<br />
fjernes ved at sende det gennem et elfilter(9), asken bruges bl.a. til cementfremstilling. Dernæst<br />
vaskes røgen med kalk og vand (10), der fjerner 98% SO2 og laver gips CaSO4,<br />
Avedøre har aftaler med mange landmænd til at aflevere halm, der ankommer 50 dobbeltvognlæs<br />
halm med 500 kg baller om dagen. Energi afgørder som pil kunne også bruges her.<br />
Imidlertid er Danmark dybt engageret i alternative energier såsom vindernergi,<br />
biogasanlæg samt via DTU at udvikle helt nye energiformer, der dog ikke er fuldt udviklet: CO2<br />
som energi, Fra vind/sol-energi til brint, biomasse til ny slags benzin/olie, fra sol/vind til<br />
ammoniak 23 . Andre lande udvikler bølgeenergi, solcelleenergi og solenergi via spejle. Nogle<br />
lande med særlige forhold bruger vulkansk energi (Island). Lande med store vandmasser har en<br />
dejlig billig vandenergi (Norge, Sverige).<br />
23 Wulfed, Elisabeth og Hansen, Karen: Energi på lager. 211, København, DTU<br />
66
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Der foregår en massiv udvikling i området for at sænke afhængigheden af olie, idet de<br />
arabiske lande lever højt på denne olie og en del af deres intjente penge på fossilt brændsel går til<br />
terrorisme mod vesten.<br />
Den ene del af elforsyningern er således at pruducere el, den anden del er at transportere<br />
el ud til forbrugeren.<br />
Man kan lave en opstilling med transformation og brug denne til at forklare, hvordan<br />
man får strømmen ud til forbrugeren.: Transformator + lange ledninger + modstand +<br />
transformator. Højspændingen (100.000 - 450.000) v kan bedre overvinde ledningernes modstand<br />
og dernæst senere transformeres ned til alm. 220 volt i lokalområdet.<br />
Ved de moderne kraftvarmeværker, hvor spildvarmen fra elproduktionen benyttes kan fx<br />
det 70 m høje bål i Avedøre forsyne 250.000 mennesker med varme og varmt vand. Fra gammel<br />
tid var opdagelsen af ild af stor betydning ved bl.a. opfindelsen af ildboret, boliger med bål inden<br />
i, kaminen, bilæggerovnen, kakkelovenen og oliekedlen. Alle disse producerede røg og<br />
forurening i nærområdet. De nuværende systemer er langt mere efffektive. De grønlandske<br />
eskimoer søgte dog at løse problemner med varme ved at bruge igloer,<br />
hvor de udnyttede den menneskets kropsvarme.<br />
Bålet i Avedøre kraftværk er 1500, 0 og derfor er selve den 70 m<br />
høje kedel ophængt, da metallet udvider sig, Endvidere består siderne i<br />
kedlen af ca 1,5 cm tykke stålrør, hvor vandet, der skal opvarmes,<br />
løber i. Vandet bliver under tryk op til 550 0 grader varmt.<br />
Det er smart, at vandet afkøler kedlen hele tiden, da den ellers<br />
ville smelte og eksplodere.<br />
Turbinen består af en slags vindmølle, der er beregnet til damp.<br />
På billedet th kan ses de skråtstillede blade, der opfanger dampens kraft og drejer akslen<br />
og gradvist bliver længere eftersom trykket i dampen falder.<br />
Herover tv ses en hel turbine med de 3 typer blade. Bladene er korte, når der er højt tryk og lange<br />
eftersom trykket falder<br />
Forsøg til samfundets energiforsyning:<br />
● Kraftværk-driv en lille mølle med damp<br />
● kraftværk- driv en lille vandmølle med vand<br />
● Lav forsøg med papirkasse og vand, der fortæller om energi-overførsel<br />
● Omdan damp til vand, som illustration af afkølingen i kraftværket<br />
● Lav simpel induktion med galvanometer s 13TB<br />
● Lav forsøg, der beviser vindingernes betydning for spændingen<br />
67
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
● Minikraftværk s 17 TB og opgaveb. S. 5<br />
● Max. spænding måles med occilloscope s. 14-15 TB<br />
● Lav en transformer s. 62-63 TB + Opgaveb. S 28-29<br />
● Mål spændingen med et voltmeter med forskellige spoler s. 68 TB + opgaveb. 30- 33<br />
Skriv små opgaver om samfundets energiforsyning:<br />
● Forklar mindst 5 forskellige alternative energikilder<br />
● Forskellen mellem effektiv og maximal spænding<br />
● Hele gangen i et kraft/varmeværk-med tegning s. 83 TB<br />
● Forklar om energitabet i en transformator fra 72 TB<br />
● Forklar wattbegrebet og dets betydning s 33 TB<br />
● Forklar om opbygningen af en rigtig generator på elværk (s 22).<br />
● Forklar at højspændingen 100.000 - 450.000 v bedre kan overvinde ledningernes modstand og<br />
dernæst senere transformeres ned til 230 volt<br />
● Redegør for debatten om forurening og kraftværker. (Bog 7: 81-87).<br />
● Forklar om problemerne ved energisamarbejde på tværs af landene og de konkrete<br />
vanskeligheder dette indebærer, at man fx er nødt til at forbinde Sjælland med<br />
Fyn/Tyskland med et jævnstrømskabel<br />
Tre store generatorer fra Tangeværket ved Gudenåen, der har produceret el siden 1921 24 . Der<br />
sidder en elktromagnet på akslen og drejer foran spoler.<br />
Film:<br />
Ipod/film Boligens<br />
opvarmning<br />
Ipod/film Boligens<br />
opvarmning<br />
Ipod/film Boligens<br />
opvarmning<br />
Ipod/film Boligens<br />
opvarmning<br />
Ildbor Ildbor 4,17 MPEG-4<br />
Iglo og snehule Iglo og snehule 4:30 MPEG-4<br />
Kraftvarmeværker Kraftvarmeværker 9:11 MPEG-4<br />
Tipee +<br />
jernalderhus<br />
Tipee+jernalderhus 2:53 MPEG-4<br />
68<br />
Windows<br />
media<br />
Windows<br />
media<br />
Windows<br />
media<br />
Windows<br />
media<br />
24 http://www.kulturarv.dk/1001fortaellinger/da_DK/tangevaerket-gudenaacentralen/images/newest/1/img-2587
Gas<br />
Olie<br />
Kul<br />
træ<br />
Væg består af tykke<br />
stålrør til vandet<br />
1500 0<br />
Slagger<br />
Damp<br />
Kraftvarmeværket<br />
Høj, mellem <strong>Fysikhåndbog</strong> og <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
turbine med lavtryk<br />
Damp<br />
Pumper<br />
69<br />
Vinterkredsløb<br />
Kølevand<br />
Generator<br />
Radiator<br />
3500 volt<br />
Transformator<br />
100.000 -<br />
450.000 volt
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Den atomare verden 25<br />
Dette afsnit er en historisk vandring fra en meget simpel forståelse af verdens sammensætning til<br />
en mere detaljeret og præcis verdensforståelse, der er opnået gennem<br />
forsøg. De ting, der er gennemgået i afsnittet Det Periodiske System, vil<br />
ikke blive gentaget her, men forudsættes forstået.<br />
Hvordan blev elektronen opdaget? Det startede med<br />
elektricitetens opdagelse, der kom gradvist. Et stort gennembrud kom,<br />
da Alessandro Volta i 1794 påviste, at muskelsammentrækninger i frølår,<br />
opdaget af Luigi Galvani i 1791, skyldtes elektriske spænding. En sådan<br />
opstår fx ved, at to metaller er i fugtig kontakt med hinanden. 26 Mellem<br />
to metaller er der forskel i evnen til at holde på elektronerne, og det mest<br />
elektronegative metal vil tiltrække elektroner. Dette er princippet i et<br />
batteri.<br />
I 1760'erne opfandt man elektricitetsmaskiner, der gned elektroner af et stof og samlede<br />
disse, så de kunne springe som gnister, det blev både brugt som leg og forskning. Disse<br />
opdagelser gav stof til eftertanke. Det skete fx ved forskellige forsøg<br />
med katodestrålerør fra 1850.<br />
Da Wilhelm Conrad Røntgen i 1895 arbejdede med et<br />
katodestrålerør, udgik der stråler fra røret, der gennemlyste hans<br />
hånd. Røntgenstråler var opdaget og forøgede interessen for lignende<br />
Røntgenstråling<br />
J.J. Thomson<br />
forsøg. Strålerne opstod ved at sende 100.000 volt gennem katoden i<br />
et udpumpet rør over til anoden. Det er en højfrekvent elektromagnetisk<br />
stråling, der har mere energi end uv-stråler og minder om gamma-stråler. 27 Elektroner får meget<br />
energi, som de ved kvantespring slipper som Røntgen lys, der går gennem mange materialer.<br />
Henri Becquerel opdage radioaktiviteten , da han i 1896 undersøgte forskellige<br />
uranholdige salte. 28 Dette var meget interessant for forskere overalt i verden. Madame Curie<br />
arbejde intenst med dette område, der førte til isolationen af Radium i 1902. 29<br />
Thomson kastede sig også over forsøg med radioaktivitet. Thomsen fandt også senere ud<br />
af, at ilt sammen med radioaktivt materiale i lukket rum ændredes på alkymistisk vis til brint og<br />
kvælstof 1909. Han identificerede på samme tid hvad alfa og beta stråler bestod af. 30<br />
25<br />
Bog 9<br />
26<br />
http://www.denstoredanske.dk/Krop,_psyke_og_sundhed/Sundhedsvidenskab/L%C3%A6ger/Luigi_Galvani<br />
27<br />
http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray<br />
28<br />
http://da.wikipedia.org/wiki/Uran<br />
29<br />
http://da.wikipedia.org/wiki/Marie_Curie<br />
30<br />
http://www.rostra.dk/louis/andreart/Rutherford.html<br />
70
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Thomsens katodestrålerør i 1897<br />
påviste elektronens eksistens.<br />
Man satte røret til en elektricitetsmaskine,<br />
der kunne give højspænding. Den + pol af<br />
røret kaldte man anode og<br />
den negative katoden. Så ville der komme en lysende prik på<br />
zinkbeklædningen. Ved også at sætte en strøm til p- og p+ fik han den<br />
lysende prik skubbet væk fra p-. Den negative ladning havde således skubbet<br />
til den anden ladning. Dermed fremkom ideen om elektronen som den<br />
negative partikel. I begyndelsen forestillede J.J. Thomsen sig atomet som en<br />
slags positiv rosinkage med elektroner i.<br />
Thomsens atommodel<br />
Albert Einsten<br />
Atomet var i det hele taget til diskussion i 1890'erne. Imidlertid var<br />
det ønsket om, at kontrollerer damp med nøjagtig præcision i de store<br />
dampmaskiner, der drev forskerne fremad.<br />
Østrigeren Ludwig Eduard Boltzmann (1844 – 1906) var en<br />
fortaler for atomet i sit arbejde med dampen, men mødte<br />
megen modstand.<br />
Imidlertid var det den unge Albert Einstein (1878 -<br />
1955), der 26 år gammel i 1905, der beviste atomets<br />
Eksistens. Robert Brown havde i 1827 fundet ud af, at Pollen der danser<br />
blomsterpollen, der blev drysset på vand, bevægede sig, som om de dansede<br />
hen over overfladen. Einstein fremførte nu, at grunden til de dansende pollen var, at de blev ramt<br />
af mindre partikler - atomer. Endvidere beregnede han disses størrelse. Hermed var atomets<br />
eksistens bevist.<br />
Det næste store forsøg foregik i 1909 af Earnst Rutherford (1871-1937).<br />
Niels Bohr var elev hos ham. Rutherford skød alfapartikler mod et<br />
guldfolie. Til deres store glæde så de, at strålerne blev afbøjet af<br />
gudatomernes kerne, der så måtte være positive ligesom<br />
alfapartiklerne. Da zinksulfidskærmen lyste op, der hvor strålingen<br />
ramte. Men da de satte zinksulfidskærm lige bag blyskærmen, kom<br />
der også stråler der. Alfapartiklerne var blevet slået tilbage.<br />
Ernest Rutherford<br />
Alfakilde<br />
Blyskærm Guldfolie<br />
71<br />
Zinksulfidskærm
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Dette var meget overraskende. Det svarede til at skyde med en kanon på<br />
en dør og så kuglen ramte tilbage mod kanonen. Nu var protonen opdaget.<br />
Alle stoffer blev derefter inddelt af Rutherford efter antallet af protoner.<br />
Man kunne nu skyde løs på alle mulige atomer og se på<br />
afbøjningen. Des større afbøjning dets større var den elektropositive kraft i<br />
kernen. Man så klart, at de tunge stoffer havde stor afbøjningskraft og<br />
hydrogen kun meget lille kraft.<br />
Det var Niels Bohr (1885-1962), der udvidede modellen. Han<br />
bragte forskningen i lys sammen med elektronmodellen og påviste at<br />
lighederne inden for samme gruppe skyldes elektronstrukturen (Holmboe,<br />
p. 95).<br />
Forskningen i lys og stoffers spektralfarver skulle vise endnu mere om atomet,<br />
Når man afbrænder salte med kloridioner, afgiver de en bestemt flammefarve, da alle<br />
Niels Bohr<br />
kloridionerne er ens, må det være metalionerne, der<br />
bestemmer farven.<br />
De stærkeste farver er lette at skelne, men den orange<br />
er svær at skelne fra den gule. Violet og lysegrøn er heller<br />
ikke nemme.<br />
Forskelligt farvet lys har forskellige bølgelængder og<br />
hvidt lys fx fra solen indeholder alle farver, hvilket kan ses i<br />
regnbuen og i et optisk gitter. Man kan lave det af en gennem<br />
sigtig film med en masse mikrometer tynde<br />
streger. Lyset vil så spaltes i dets farver.<br />
Hvidt lys set gennem optisk gitter<br />
72<br />
Optisk gitter<br />
Her ses et skema over det synlige lys og dets bølgelængde og dets intensitet eller energimængde. 31<br />
Lys udbreder sig med en fart på 300.000 km pr. sekund. Det spreder sig som bølger i vandet. 1<br />
nanometer er 1 milliontedel milimeter.<br />
31 http://da.wikipedia.org/wiki/Lys<br />
farve vakuumbølgelængde i nm frekvens i THz<br />
rød 625-740 480-405<br />
orange 590-625 510-480<br />
gul 565-590 530-510<br />
grøn 520-565 580-530<br />
cyan 500-520 600-580<br />
Stof Flammefarve<br />
Cu ( CuCl) grøn<br />
Na (NaCl) Stærk gul<br />
Ca (CaCl2) Orange<br />
K (KCl) Violet<br />
Li (LiCl) Højrød<br />
Ba (BaCl2) Lys grøn
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
blå 450-500 670-600<br />
indigo 430-450 700-670<br />
violet 380-430 790-700<br />
Infarødt lys ligger over 800 nm. Ultravilolet lys ligger under 430 nm. Hvis man fylder et rør med<br />
hydrogen og anslår det med højspænding, Kan man se dets linjepektrum.<br />
Hydrogens linjespektrum<br />
Der er følgende linjer: Violet (410), blåviolet (434), grøn (486) og rød (656). Før 1913 vidste<br />
man ikke, hvor disse linjer kom fra.<br />
Elektronen anslås og får energi<br />
/fart til at være i en mere<br />
energikrævende bane<br />
Elektronens grundtilstand<br />
Skal + eVolt<br />
1 0,00<br />
2 10,20<br />
3 12,09<br />
4 12,75<br />
5 13,06<br />
6 13,22<br />
7 13,32<br />
73<br />
Elektronen mister lidt energi<br />
og springer ind, den afgiver<br />
energi som stråling - der viser<br />
sig som farve<br />
Infrarødt lys, usynligt
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Max Planck havde allerede i 1901 fundet formlen for lysets bølgelængde således B = .<br />
Springet fra bane 6 til 3 giver 13,22 eV - 12,09 eV = 1,13 eV. Når det indsættes fås 1097 nm - det<br />
ligger altså i det infrarøde lys uden for det synlige område .<br />
Hvis nu springet var fra 4 til 2 bane ses: 12,75 eV - 10,20 eV = 2,55 eV. Når det<br />
indsættes fås 486 nm, hvilket er blåt lys . Der er fotoner, der sendes ud i bundter, altså<br />
elektromagnetisk energi. De kaldes lyskvanter, og springet blev kaldt kvantespring.<br />
Fysikerne beregnede grundstoffernes masse og fandt ud af, at<br />
de var for tunge, hvis der kun skulle være protoner i kernen. Det førte<br />
til jagten på andre kernepartikler.<br />
Det næste store fremskridt kom i 1932, da James Chadwick<br />
(1891-1974) opdagede neutronen. Man skød igen med alfapartikler,<br />
denne gang mod en beryliumplade. Men der kom intet udslag på<br />
zinksulfidskærmen. Man målte for at se, om der var positive eller<br />
negative strålinger, men intet resultat. Først da han satte en parafinplade<br />
op, skete der noget.<br />
Parafinen, der var fyldt med H, udsendte protoner. Der havde<br />
altså været et sammenstød mellem en ukendt partikel og protonerne,<br />
der havde resulteret i at protonerne var slået løs af parafinen (fx: C12H26). Den var en stråle, der<br />
ingen elektrisk ladning havde, men samme vægt som H + James Chadwick<br />
. Han kaldte den neutronen.<br />
Alfakilde<br />
beryliumplade<br />
Protondetektor<br />
Parafinplade<br />
Nu var alle tre stabile elementarpartikler opdaget: Elektronen, protonen og neutronen.<br />
Da man så de radioaktive stoffers henfald og opdagede indholdet af strålingen, kunne<br />
man også forstå, at en kerne kunne indfange en elektron og denne en neutron. Ligeledes kunne<br />
man ud fra betastrålingen forstå, at en kerne kunne udsende en elektron fra en<br />
neutron og blive til en proton.<br />
Dermed var grundlaget lagt for en mere nuancheret atommodel. En<br />
kerne af protoner og neutroner, hvor der cirklede elektroner omkring, som i<br />
dag er udvidet med forståelsen af kvarker.<br />
George Zweig & Murray Gell-Mann prøvede i 1963 at få orden på partikelcirkusset,<br />
der fremstod i 1960, da man begyndte at lave partikel<br />
Proton består af 3 kvarker<br />
74
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
kollisoner. De fandt frem til, at der måtte endnu mindre elementardele for at få orden på det hele.<br />
De blev kaldt kvarker. Kvarker er de endnu mindre byggesten, som de stabile elementarpartikler<br />
består af fx består en proton af to up-kvarker og en down-kvark. Den samlede farve er hvid. De<br />
holdes sammen af gluoner. Neutron består af to down og en up kvark. Hadroner er partikler, der<br />
består af kvarker. 32<br />
I det nuværende verdensbillede er alt stof opbygget af 24 partikler. Seks<br />
kvarker, tre forskellige slags elektroner og tre neutrinoer samt deres<br />
antipartikler. Denne model stammer fra 1964 og kaldes Standardmodellen. 33<br />
De 3 første kvarker (up, down og strange) blev opdaget i 1963 af de<br />
to amerikanske fysikere, George Zweig & Murray Gell-Mann. 34<br />
De bindes sammen af den stærke kernekraft, og danner herved<br />
Neutronen<br />
protoner og neutroner. De holdes sammen igennem<br />
en udveksling af gluoner mellem kvarkerne. Når en<br />
neutron henfalder til en proton og en elektron, skyldes det, at en down<br />
kvark henfalder til en up-kvark og en w-boson (meget kortlivet kraft, der<br />
bærer en elektrisk ladning), der igen henfalder til en elektron og antielektron<br />
neutrino (bølgepartikel) 35 . Der er således ikke en elektron inde i<br />
en neutron, den opstår, når kvarkerne ændrer sig. 36 Positive antielektroner<br />
bruges nu i hjernescanningsudstyr.<br />
I 1969 blev der gennemført et forsøg på Stanford, der beviste<br />
kvarkernes eksistens, da man beskød protoner med elektroner, der var<br />
accelleret op tæt til lysets hastighed.<br />
Sammenstødet viste, at protonen bestod af<br />
mindre partikler. Sammenstød med<br />
neutronen viste, at den ikke indeholdt<br />
en elektron. Kvarkernes verden var<br />
verificeret.<br />
Hele dette indviklede system er fundet<br />
ved teoretisering over kollisioner af<br />
elementarpartikler og de spor af<br />
partikler, der registreres i partikelgeneratorer<br />
fx: Stanford, CERN og<br />
andre steder. Man brugte i starten fx<br />
Kollisions billede, CERN 1973<br />
næsten kogende brint eller vand, der<br />
danner et dampspor efter partiklerne, som<br />
kan læses og tydes (billedet tv.) 37 . Nu er<br />
Murray Gell-Mann<br />
Forskellige detektorer i CERN<br />
32<br />
http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Fysik/Elementarpartikler_og_partikelmekanik/kvark<br />
33<br />
http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og_naturvidenskab/Fysik/Elementarpartikler_og_partikelmekanik/standar<br />
dmodellen<br />
34<br />
Kvarker har fået deres navn kvarker fra en "gådefuld linie i James Joyce´s <strong>Finn</strong>egas´s Wake: "Three quarks for<br />
Muster Mark", (måske noget i retning af: 3 kvarker gør målet fuldt)."(Petersen, Jens Lyng, Elementarpartikler,<br />
1991)).<br />
75<br />
34<br />
35<br />
http://da.wikipedia.org/wiki/Neutrino<br />
36<br />
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=5979<br />
37<br />
http://teachers.web.cern.ch/teachers/archiv/HST2005/bubble_chambers/BCwebsite/gallery/gal2_191.gif
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
detektorerne nærmest gjort digitale, så der dannes et spor, der kan aflæses af en computer og ikke<br />
er direkte synligt. 38<br />
De forskellige lag af sensorer ses på billedet tv. 39<br />
Forsøg med den atomare verden:<br />
Katodestrålerør + magnet. Man ser på afbøjningen og diskuterer lillefingerreglen.(Thomson)<br />
Blomsterpollen + vand (Einstein)<br />
Flammefarver og lysteori med kvantespring, (Niels Bohr)<br />
Forskellige opstillinger med med lysspektra og deres teori fx neonlys, sollys.<br />
Lav forsøg med glaskuglers sammenstød som forklaring på protonens opdagelse (Rutherford)<br />
Lav forsøg med selvkørende vogne + små magneter til at forklare kerneenergi.<br />
Vis alfastråler i tågekammer og forklar det.<br />
Model af kerne med runde magneter + jern (neutronen). Forklar den stærke kernekraft, som<br />
kvarker der udveksler gluoner.<br />
Der kan også laves forsøg fælles med radioaktivitet og atomkraft.<br />
Skriv små opgaver om den atomare verden:<br />
● Tegn og forklar om elektronens opdagelse<br />
● Tegn og forklar protonens opdagelse<br />
● Tegn og forklar neutronens opdagelse<br />
● Forklar om lys og dets bølgelængder s. 27<br />
● Forklar om isotoper s 48-51 + kerneomdannelse<br />
● Forklar om halveringstid og dets betydning<br />
● Forklar om kvarker i proton og neutron, samt henfald af neutron<br />
● Forklar om Stanfords, CERNs partikelgeneratores succesfulde forsøg til øget forståelse af det<br />
atomare verdensbillede<br />
● Niels Bohrs betydning<br />
● Forståelsen for kvantespring<br />
● Forklar hvordan den moderne teori om atomerne er herunder skaller, stærke kernekræfter og<br />
størrelsesforhold<br />
Film:<br />
Ipod/film Atomfysik Farvespektret Afbrænding af salte 8:03 MPEG-4 Windows media<br />
Ipod/film Atomfysik Katodestrålerør Katodestrålerør 1:39<br />
Ipod/film Atomfysik Radioaktivitet Hvorfor<br />
radioaktivitet?<br />
76<br />
Windows media<br />
2:37 MPEG-4 Windows media<br />
Ipod/film Atomfysik Radioaktivitet Teori - stråler 6:21 MPEG-4 Windows media<br />
38 http://public.web.cern.ch/public/en/research/Detector-en.html<br />
39 http://www.evaluationengineering.com/articles/200811/sensors-and-instrumentation-of-the-superlative-<br />
class.php
Stråledoser måles i sivert Sv<br />
En milliontendel sievert= µSv<br />
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Radioaktivitet 40<br />
Radioaktive stoffer er ustabile. Opdagelsen var en kæmpe åbenbaring,<br />
idet fx Radium kunne udskyde en strøm af partikler, som et maskingevær, der ikke løb tør af<br />
alfakugler. Radioaktive stoffer har svært ved at holde sammen på<br />
sit kernemateriale og udsender stråling. Grunden dertil er, at der er et for<br />
stort antal protoner, som frastøder hinanden med deres elektropositive ladninger,<br />
idet positive elektriske ladninger frastøder hinanden. Dermed overvindes de stærke kernekræfter,<br />
som er mellem neutroner og protoner, samt protoner og protoner, hvis disse ligger tilstrækkelig<br />
tæt sammen. Neutronerne kan altså ikke holde sammen på kernen med dens neutrale ladning og<br />
aktivering af de stærke kernekræfter. Derved bryder der materiale<br />
ud af kernen, der er tre forskellige stråler. Indkommende stråledoser<br />
fx i vores krop måles i sievert, denne skala bruges hvis man udsættes Strålekilders aktivitet<br />
for radioaktivitet. Man måler en radioaktiv kildes aktivitet<br />
måles i becquerel - bq<br />
i becqurel - bq.<br />
Tre typer stråling<br />
Alfa, som er en He kerne.<br />
Beta, som er en elektron, der udskydes fra en neutron, hvorved der dannes en proton og<br />
også udskydes 2 fotoner.<br />
Gamma, som er elektromagnetisk højfrekvent stråling.<br />
Det menes, at radioaktiviteten i jorden er med til at holde jordens ydre kerne flydende.<br />
Baggrundsstråling<br />
Den naturlige radioaktivitet, mennesket hele tiden udsættes for, kaldes baggrundsstråling.<br />
Stråling fra jorden kommer fra uran og thorium i naturen, i Danmark mest på Bornholm, hvor der<br />
er meget granit. Beton, gipsplader og andre byggematerialer afgiver også stråling, da mineralerne<br />
indeholder uran og thorium. En anden kilde til baggrundsstråling er den tunge radioaktive gas<br />
radon. Den siver ud af beton og granit, samt op fra jorden.<br />
Det er vigtigt at lufte boligerne ud især i betonbyggeriet, da mængden af stråling er<br />
tilstrækkelig til at give lungekræft. Den tunge gas Rn, radon ændrer sig ved fx alfastråling til Po,<br />
der er radioaktiv men fast stof, der kan sætte sig i støvet og komme ned i lungerne. Man anslår, at<br />
300 danskere dør af den stråling om året.<br />
Stråling fra rummet, såkaldt kosmisk stråling, kommer fra solen og andre stjerner. Det er<br />
ioniseret såsom alfa, beta stråling. Hvis jorden var uden magnetfelt, ville strålingen fra rummet<br />
ødelægge alt levende.<br />
Sluttelig kommer der stråling fra mennesket selv, idet alt levende optager kulstof 14, som<br />
udsender betastråling. Mennesket består desuden af meget kalium, hvoraf kalium-40 er radioaktiv<br />
og udsender bestastråling.<br />
40 <strong>Ny</strong> Fysik bog 9 + <strong>Ny</strong> Prisma 9<br />
77
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Stråling måles<br />
Strålingen måles med en geigertæller. Man kan lave forskellige forsøg<br />
med stråling fx: At måle baggrundsstråling. Når man måler stråling<br />
tager man tre målinger og udregner gennemsnittet.<br />
Strålingen, der udsendes, varierer meget, derfor denne gennemsnitsberegning.<br />
Man kan fx måle antallet af stråling i 10 sekunder. Så kan man stille forskellige forhindringer op:<br />
Stråling Første måling Anden måling Tredje måling Gennemsnit<br />
Baggrund<br />
Alfa<br />
Beta<br />
Gamma<br />
Alfa med papir<br />
Beta med papir<br />
Beta med metalplad<br />
Gamma med papir<br />
Gamma med metalplade<br />
Gamma med 3 cm bly<br />
Første måling Anden måling Tredje måling Gennemsnit<br />
Det ses, at gennemtrængningen er forskellig og gamma er bedst, kan trænge igennem op til 5 cm<br />
bly og 13 cm. beton.<br />
78
GM-rør<br />
GM-rør<br />
GM-rør<br />
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
GM-rør<br />
79<br />
papir<br />
metalplade<br />
bly<br />
alfakilde<br />
Betakilde<br />
Gammakilde<br />
Gammakilde
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Halveringstid<br />
Man kan bruge en kilde med lille halveringstid, dvs at antallet af strålingen er halveret på denne<br />
tid fx Barium med 2,6 minutters halveringstid. Så kan man følge halveringsprocessen fx hvert 10<br />
sekund.<br />
Forskellige stoffer har forskellig halveringstid:<br />
Stoffets navn/atomvægt Protoner/Betegnelse Halveringstid<br />
Kulstof-14 6C 5.730 år<br />
Kalium-40 19K 1.280.000.000 år<br />
Barium137 56Ba 2,6 minutter<br />
Radon-222 86Rn 3,8 døgn<br />
Thorium-232 90Th 14.000.000.000 år<br />
Uran - 238 92U 4.500.000.000 år<br />
Plutonium- 239 94Pu 24.000 år<br />
Henfald<br />
Stoffer omdannes ved radioaktivitet til nye stoffer, alt efter hvilken stråling, der har forladt dem.<br />
Det kaldes henfald. De fleste ender med stabilt bly. Derfor kan man måle mængden af<br />
radioaktivitet i fx et hår og sammenligne med et levende hårs aktivitet, derefter kan man beregne,<br />
hvor lang tid det har taget for fx kulstof-14 at henfalde så meget.<br />
Man kan fx følge en af Radiums isotoper med en halveringstid på 1602 år, der veksles<br />
mellem alfa- og betastråler.<br />
226<br />
88Ra<br />
222<br />
86Rn<br />
Tågekammer<br />
218<br />
84Po<br />
214<br />
82Pb<br />
214<br />
83Bi<br />
Man kan se vandringen mellem flere ustabile isotoper af samme stof,<br />
indtil det stabile 82Pb 206 nås.<br />
Man kan lave forsøget med<br />
tågekammeret for at bevise strålingens<br />
eksistens<br />
Her ses kammeret tv og kammeret med<br />
sporene th.<br />
80<br />
214<br />
84Po<br />
210<br />
82Pb<br />
Et radioaktivt stofs halveringstid<br />
betyder den tid, der går, indtil<br />
strålingen er halveret.<br />
210<br />
83Bi<br />
210<br />
84Po<br />
206<br />
82Pb
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Brug i dagligdagen<br />
Radioaktive stoffer bruges mange steder i samfundet fx i røgalarm, måling af papirs tykkelse,<br />
påfyldning af dåser og flasker, til at tjække svejsning, til at finde utætte rør, medicinske<br />
sporstoffer til fx røntgenbilleder, beskydning af kræftknuder, bestråling af fødevarer.<br />
Man arbejder med radioaktive stoffer og affaldsstoffer på alle atomkraftværker verden over. I<br />
1999 var der 432 værker 41 . I 2011 blev mange påvirket af stråling i Japan på grund af et jordskælv og et<br />
stort område måtte forlades for en tid.<br />
Forsøg med radioaktivitet:<br />
● Model af kerne - magneter + jern - neutronen<br />
● Måling af baggrunds-, alfa-, beta- og gammastråler s. 55- 63<br />
● Stærke kernekræfter s. 95 magnet på hjul<br />
● Lav forsøg med halveringstid.<br />
● Lav tågespor I tågekammer (hvis muligt ellers fortæl om det).<br />
Skriv små opgaver om radioaktivitet:<br />
● Forklar om isotoper s 48-51<br />
● Forklar generelt om radioaktivitet - dets farer og gode sider, samt forklar om dagligdagens brug af<br />
radioaktivitet<br />
● Forklar om halveringstid og dets betydning<br />
● Forklar om henfald og dets betydning<br />
Film:<br />
Atomkraft 42<br />
Neutroner skydes ind fra venstre hjørne i reaktoren. De rammer det tunge vands molekyler og får<br />
bremset sin fart, da de er for hurtige til at Uran 235 kan opfange dem. De rammer uranen og den<br />
41 http://www.leksikon.org/art.php?n=202<br />
42 Bog 9<br />
Ipod/film Atomfysik Radioaktivitet Hvorfor radioaktivitet? 2:37 MPEG-4 Windows media<br />
Ipod/film Atomfysik Radioaktivitet Teori - stråler 6:21 MPEG-4 Windows media<br />
Ipod/film Atomfysik Radioaktivitet Måling 16:27 MPEG-4 Windows media<br />
Ipod/film Atomfysik Radioaktivitet Henfald 7:17 MPEG-4 Windows media<br />
Ipod/film Atomfysik Radioaktivitet tavlen 0:16 MPEG-4 Windows media<br />
Ipod/film Atomfysik Tågekammer Tågekammer 7:57 MPEG-4 Windows media<br />
I fission spaltes uranatomer<br />
med stor fart og udsender<br />
materiale, stråling og<br />
neutroner.<br />
81<br />
I fussion sammensmelter to<br />
H atomer til He og udsender<br />
energi og en neutron
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
spaltes. Spaltningen frigør yderligere 3 neutroner der igen får sænket sin fart og igen spalter.<br />
Både spaltningen, hvor materiale slynges fra hinanden med stor hastighed, og frigørelse af energi<br />
bevirker at vandet opvarmes. Det løber i et kredsløb, der opvarmer vand til damp, som så får<br />
turbinen til at dreje og generatoren til at lave elektricitet.<br />
Dampen afkøles til vand, som igen punpes ind i kredsløbet. Cadmiumkontrolstængerne<br />
kan nedsænkes og opfange neutronerne og dermed stoppe processen.<br />
Der er tre uafhængige kredsløb. 1. Reaktorkredsløbet skærmet af tykke stålplader og rør.<br />
Reaktorrummet er skærmet af flere meter beton. 2. Dampkredsløbet udvikler og kontrollerer<br />
dampen.3. Afkølingskredsløbet, der omdanner svag damp til vand, der kan pumpes. Der er<br />
pumper, der driver kredsløbene. Til alle pumper er der backups, hvis nogle skulle svigte. Ingen af<br />
de tre kredsløbs vand kommer i berøring med hinanden.<br />
I atombomben (fission) blev atomkraften først udnyttet. Der kan laves en række forsøg til<br />
at illustrere atomkraft:<br />
Neutron<br />
indskude<br />
r<br />
Cd kontrolstænger<br />
Betonvægge<br />
Reaktor med 300 0<br />
tungt vand<br />
Pumpe<br />
Uran brændselsstave<br />
82<br />
Turbine<br />
Dampgenerator<br />
Generator<br />
Trafo<br />
Kølevand
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Dette var gangen i en tungtvandsreaktor. Letvandsreaktoren bruger almindeligt vand, som ikke<br />
bremser så meget og en del neutroner opfanges af vandet. Imidlertid er uranet beriget, så der er 2-<br />
3% Uran 235, dermed er det lettere at ramme. Dette er de almindeligste, men der er en række<br />
andre typer bl.a grafitreaktoren, som bruger grafit som moderator 43 . Derudover forsøger man sig<br />
med en fusionsreaktor, der søger at genskabe den proces, der foregå på solen, hvor to brint atomer<br />
fusionerer til et heliumatom. Det er den tæmmede brintbombe. Men det har lange udsigter. I<br />
Frankrig etableres nu en sådan reaktor Iter, der følger op den engelske forsøgsreaktor, man håber<br />
på at være i drift i 2030 med en dansker som leder. 44<br />
Atomkraft er meget udviklet og udbredt i verden, der er over 430 atomkræftværker i<br />
verden, der dækker 13,5 % af verdens energiforbrug. 45 I Danmark har der været flertal mod<br />
atomkraft, skønt sikkerheden har været god generelt.<br />
Forsøg med atomkraft:<br />
● Brug model af kerne - magneter + jern - neutronen<br />
● Lav forsøg med ukontrolleret og kontrolleret kædeproces (9:97-98) brændplader.<br />
Lav forsøg med selvkørende vogne + små magneter til at forklare den stærke kernekraft<br />
mellem protoner/protoner og neutroner/protoner.<br />
Lav opstilling og forsøg med måling af radioaktivitet.<br />
Lav forsøg med minigeneratoren og ud fra dette fortæl om halveringstid og henfald, samt<br />
forklar om dets betydning for affald fra atomkraftværkerne<br />
Lav glaskugle sammenstød som model for neut. sammenstød med moderatoren<br />
Mål baggrundsstråling og fortæl generelt om strålingstyper<br />
Skriv små opgaver om atomkraft:<br />
Fortæl om atomreaktorens funktion (9:100-101). Fortæl om hvordan man prøver at beherske<br />
processen ved cadmiumstænger og uafhængige kredsløb, samt dens farlige radioaktive<br />
affaldsprodukter, samt dets henfald.<br />
Fortæl om atomspaltning ud fra atomspaltningsplance.<br />
Forklar om alle fire typer atomkraftværker tungtvands-, letvands-, grafit- og<br />
berigelsesreaktoren. Fortæl om de vigtigste forskelle bl.a. ved valg af moderator, og om der<br />
bruges beriget uran.<br />
Forklar grundigt om, hvorfor de store tunge atomkerner er ustabile bl.a. på grund af de mange<br />
protoner, der frastøder hinanden og har svært ved at blive holdt sammen af neutronerne.<br />
Forklar om Tjernobylkraftværkets nedsmeltning og forurening af renkød 3000 km væk, samt<br />
om den sidste nye ulykke ved Fukushima 1.<br />
Hvordan kan man beskytte sig mod katastrofer, når man bruger atomkraftreaktorer?<br />
Forklar hvordan man beskytter sig bedst ved atomkrig og hvilken stråling, der er farligst efter<br />
atomnedfald.<br />
Fortæl om fussionsreaktoren.<br />
43 http://www.akraft.dk/divtyper.htm<br />
44 http://ing.dk/artikel/127581-forskere-vil-goere-laserfusion-til-praktisk-energikilde-inden-2030<br />
45 http://www.world-nuclear.org/info/inf01.html<br />
83
Film:<br />
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Ipod/film Atomfysik Atomkraft Atomkraft 10:22 MPEG-4 Windows media<br />
Nobelpriser 46<br />
1901-1910<br />
1901: Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), Tyskland<br />
1903: Antoine Henri Becquerel (1852-1908), Pierre Curie (1859-1906) & Marie Curie (1867-1934)<br />
1906: Sir Joseph John Thomson (1856-1940)<br />
1921-1930<br />
1921: Albert Einstein (1879-1955)<br />
1922: Niels Bohr (1885-1962), Danmark<br />
1931-1942<br />
1932: Werner Heisenberg<br />
1933: P.A.M.Dirac & Erwin Schrödinger<br />
1935 Sir James Chadwick<br />
1961-1970<br />
1969: Murray Gell-Mann<br />
46 http://da.wikipedia.org/wiki/Nobelprisen_i_fysik<br />
84
Indeks<br />
8-tals reglen (oktetreglen, valens);12<br />
Accelerating current;60<br />
accetat;23<br />
Afkølingskredsløbet;80<br />
Afstemning af reaktionsligninger;12<br />
Aktive gasser eksisterer kun frit som<br />
molekyle;13<br />
Albert Einstein (1878 - 1955;71<br />
Alessandro Volta;70<br />
Alfa, som er en He kerne;76<br />
alfapartikler mod et guldfolie;71<br />
Alfapartiklerne;71<br />
algevækst og iltsvind;27<br />
Alkaner;37<br />
Alkener;37<br />
Alkoholer;37<br />
alkyner;37<br />
ammoniakvand;33<br />
ammoniumdichromat;33<br />
Ammoniumionen NH4;32<br />
ammoniumklorid;26<br />
Ampere;61<br />
analyseagent;36<br />
anode;70<br />
anti-elektron neutrino;10<br />
Antoine Laurent de Lavoisier;7<br />
askorbinsyre;23<br />
Asthenosfæren;54<br />
Atom;11<br />
atombomb;80<br />
Atomet;11<br />
atomvægten;7<br />
Avagados tal;8<br />
Avedøre kraftværk;66<br />
Avedøre kraftværk.;27<br />
baggrundsstråling;76<br />
baggrundsstråling.;76<br />
bakterier og kryb;22<br />
Baser;24<br />
<strong>Fysikhåndbog</strong> <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
85<br />
baser nedbryder vandets<br />
overfladespænding;24<br />
Baser opløser fedt;24<br />
Basers PH værdi ligger fra 8 - 14;24<br />
basiske salte;25<br />
Benjamin Franklin;61<br />
Beta, som er en elektron;76<br />
Beton;30;76<br />
Big Bang;15<br />
bilæggerovnen;67<br />
biomasse til ny slags benzin/olie;66<br />
boliger med bål;67<br />
Bromionen Br;33<br />
Brudt destillation;32<br />
brændenælde;25<br />
brændt kalk;30<br />
bundfaldet;32<br />
bølgeenergi;66<br />
Ca(NO3)2 laves kunstigt i Norge;29<br />
Cadmiumkontrolstængerne;80<br />
Calciumioner Ca 2+ ;33<br />
carbonforbindelsernes kemi;37<br />
Cement - og mørtelfremstilling;30<br />
Cementen;30<br />
CERN;15<br />
CFC gasserne ødelægger ozonlaget;27<br />
CH3COOH, eddikesyre;23<br />
Chloridionen Cl;33<br />
citronsyre;22<br />
CO2 som energi;66<br />
covalent binding;11<br />
covalente binding;12<br />
curiepunktet;53<br />
Dampkredsløbet;80<br />
DDT (dichlordiphenyltrichlorethan)<br />
C14H9Cl5;29<br />
de svagere syrer;23<br />
Demineralisering;32<br />
den kan optage CO2;24
Destillation;32<br />
Det Periodiske System;14<br />
det tunge vands molekyler;79<br />
dissocieres;23<br />
Dmitri Mendeleev;7<br />
dobbeltbinding;11<br />
domæner;54<br />
Drivhuseffekten;27<br />
dynamo;55<br />
E=M*C 2 ;10<br />
Earnst Rutherford;71<br />
eddikesyre;23<br />
Effektiv spænding;60<br />
Effektivisering er en samlet<br />
påvirkningsfaktor;29<br />
eksplosive reaktioner;24<br />
elektrolyse;23<br />
Elektrolyse;32<br />
elektromagneten;57<br />
elektromagnetiske kraft;9<br />
elektromagnetismen;57<br />
elektronacceptorer;14<br />
elektrondonorer;14<br />
elektronegative bestanddel er fler-atomig;20<br />
Elektronegativiten;21<br />
elektronegativitetens indflydelse på<br />
navngivningen;20<br />
elektronen opdaget;70<br />
elektropostive kræfter;14<br />
elkedel;22<br />
energieffektive kraftvarmeværker;65<br />
enkeltbinding;11<br />
Et salt dannes af et metal og en<br />
syrerestion;23<br />
Fakse kalkbrud;30<br />
Fast kerne med høj temperatur, der holdes<br />
fast på;54<br />
Fedtanalyse;38<br />
fedtkugler;24<br />
Fedtprocenten;38<br />
Fenolftalein;22<br />
Filtrering;31<br />
fission;80<br />
fjernstyret afbryder;58<br />
Flammeprøven;33<br />
flint;30<br />
forbrænder sukker;28<br />
Forkortelser i reaktionsligninger;22<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
86<br />
fortættes som regn;28<br />
Forurening;27<br />
fosfat;23<br />
Fosfationen PO4 3- ;34<br />
fotoner;33<br />
frastødningskraften;53<br />
Fukushima;81<br />
fusionsreaktor;81<br />
fussionsreaktoren;81<br />
galvanometer;62;67<br />
Gamma, som er elektromagnetisk<br />
højfrekvent stråling;76<br />
gas markeres med pil op;32<br />
geigertæller;76<br />
generatorer;68<br />
gips CaSO4;27<br />
gipsplader;76<br />
glukose;37<br />
Glukoseprøven (C6H12O6);37<br />
gluoner;9;10<br />
gps;53<br />
grafitreaktoren;81<br />
granit;76<br />
gribereglen;59<br />
Gud;15<br />
guld;23<br />
H.C. Ørsted;54<br />
H.C. Ørsteds forsøgsopstilling;59<br />
H + ionen;23<br />
H2CO3, kulsyre;23<br />
H2O fordamper;28<br />
H2SO4 , svovlsyre;23<br />
H3PO4 , fosforsyre;23<br />
Hadroner er partikler der består af kvarker;10<br />
halveringstid;78<br />
HCl;30<br />
HCl, saltsyre;23<br />
hele atomgrupper;22<br />
henfald;78<br />
HNO3 ,salpetersyre;23<br />
Hovedstoffet ændrer også navn;20<br />
hvirvelstrømme;55<br />
Hydrogenbindinger;12<br />
højttaler;58<br />
hårbalsam og skyllemiddel;25<br />
ikke-metallisk forbindelse;19<br />
ildboret;67<br />
Ilten;28
iltmangel;29<br />
inaktive;12<br />
Inaktive gasser;13<br />
Inddampning;31<br />
indikatorer;25<br />
Indikatorer og analyse agenter;22<br />
Indre kerne;54<br />
Induktion;59<br />
intelligent designer;15<br />
Iodionen I;33<br />
Ion;14<br />
ionforbindelse;11<br />
Ionforbindelser;14<br />
ionform;25<br />
iongitter;11<br />
Iongitteret bryder sammen;12<br />
Isotop;14<br />
isotoper;8<br />
James Chadwick;74<br />
Jernioner Fe 2+ og Fe 3+ ;32<br />
Johann Wolfgang Döbereiner;7<br />
Jordens magnetfelt;54<br />
Jordens magnetfeltet skabes;55<br />
jordens magnetiske system;55<br />
Jordens sydlige magnetfelt vender mod<br />
nord;52<br />
jævnstrøm;60<br />
kakkelovenen;67<br />
kalium-40 er radioaktiv;76<br />
Kalkbrænding;30<br />
kalkfjerner;22<br />
Kalkholdige sten;30<br />
kalkholdige tabletter;25<br />
kaminen;67<br />
Kappen;54<br />
karbonat;23<br />
Karbonationen CO3 - ;34<br />
katalysator;26<br />
katoden;70<br />
katodestrålerøret;70<br />
Katte;26<br />
KATtene;27<br />
<strong>Kemi</strong>sk produktion;29<br />
<strong>Kemi</strong>ske Kredsløb;28<br />
kernekemi;23<br />
kinesiske vogne;51<br />
Klinkerne;30<br />
klorid;23<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
87<br />
KNO3- kaldes salpeter;29<br />
knoldbakterier;28<br />
Kobberioner Cu 2+ ;32<br />
kobbersulfat;26<br />
kogepunkt;32<br />
Kommunekemi;27<br />
Koncentrerede syrer;23<br />
kongevand;23<br />
kraftværket;61<br />
Kromatografi;32<br />
kropsvarme;67<br />
Krystallisering;31<br />
Krystalvand;22<br />
kuldioxid;28<br />
Kulstof 14;14<br />
kulstofkemi;37<br />
kulsyre;22<br />
kvantespring;33;74<br />
Kvarker;10<br />
op, ned, charm, sær, top, bund;10<br />
Lakmus;22<br />
Landmændene;27<br />
Letvandsreaktoren;81<br />
Lige mange atomer på begge sider af<br />
reaktionsligningen;12<br />
Lithosfære;54<br />
loven om grundstoffernes bevarelse;12<br />
Ludwig Eduard Boltzmann;71<br />
Luigi Galvani;70<br />
lungekræft;30<br />
lyn;28<br />
læsket kalk;24;30<br />
Maglevtog;51<br />
magnet jernsten;51<br />
Magnetens kraftfelt skubber elektronerne;59<br />
magnetfeltets retning går fra nord til syd;52<br />
magnetiseres;52<br />
Magnetisering;32<br />
magnetiske kraft;51<br />
magnetit;51<br />
magnetjernsten;52<br />
Magnetkraner;58<br />
maksimale spænding;60<br />
Massedød;30<br />
Materialer i jorden;28<br />
Mavesyren;23<br />
Mesosfæren;54<br />
metal og et ikke metallisk stof;20
Metalbinding;12<br />
metalgitter;12<br />
mikrometer tynde;72<br />
Minikraftværk;62<br />
misvisningen;52<br />
misvisningen meget svingende;52<br />
Molekyleforbindelser;11<br />
molymod model;37<br />
monosakkarider;37<br />
Murray Gell-Mann;75<br />
NaNO3 - fra fuglegødning fra Chile;29<br />
NaOH, kaustisk soda;24<br />
naturgødning;24<br />
negativ vandelskende del;24<br />
Negative ioner;33<br />
neutralisation;25<br />
neutraliseres syreregn;27<br />
neutrinoer;10<br />
neutronen;74<br />
Neutroner skydes ind;79<br />
Niels Bohr;72<br />
Nikkelionen Ni 2+ ;33<br />
nikkelreagens;33<br />
Nikkelreagens;22<br />
Nitrat;23<br />
Nitrationen NO3;33<br />
nitroglycerin;23<br />
NOxere;26<br />
næringssalt;24<br />
occiloskop;60<br />
-OH;37<br />
OH - ionen;24<br />
Ohms lov;57<br />
oktet-reglen;12<br />
olie;30<br />
oliekedlen;67<br />
onbytning;32<br />
Opløsning af stoffet;31<br />
optisk gitter;72<br />
orbitaler;8<br />
s-orbital, p-orbital, f-orbital, d-orbital;8<br />
Organisk kemi;37<br />
ozonlaget O3;27<br />
paradigme;15<br />
periodiske lighed mellem stofferne;7<br />
periodiske tilbagevendende egenskaber;7<br />
Pesticider;29<br />
petriskålen;38<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
88<br />
planteprotein;24<br />
Polær covalent binding;11<br />
positiv fedtelskende del;24<br />
positive ion står altid forrest;22<br />
Primærside;63<br />
proteiner;28<br />
Proteiner;37<br />
Proteinprøven;37<br />
protonen opdaget;71<br />
Protoner;7<br />
Radioaktive stoffer er ustabile;9;14<br />
radioaktivt stof;30<br />
Radiums isotoper;78<br />
radon;76<br />
Radon;30<br />
Reaktorkredsløbet;80<br />
Robert Brown;71<br />
Rom;30<br />
rosinkage;70<br />
rotationsmønstre;55<br />
Rækkefølgen af stoffer af ikke-metaller;21<br />
Rækkefølgen i organisk kemi;37<br />
Sakkaroseprøven;37<br />
Salmiakspiritus;24<br />
Salpetersyre;23<br />
salte reagerer også basisk;24<br />
saltsyre;23<br />
selvkørende vogne;81<br />
sikkerhedsbriller;36<br />
småmagneterne (elektronernes spin);52<br />
SNOX-anlæg;26<br />
sol/vind til ammoniak;66<br />
solcelleenergi;66<br />
solenergi via spejle;66<br />
Spaltningen;80<br />
spinner;54<br />
stabilt bly;78<br />
Standardmodellen;10<br />
Stivelsesprøven (C6H10O5)n;37<br />
strukturformlen;37<br />
strømmen går fra + til -;59<br />
strålingen fra rummet;76<br />
Stærke baser;24<br />
stærke kernekræfter;9<br />
Sulfat;23<br />
Sulfationen SO4;34<br />
Sulfidionen S -- ;34<br />
Syrer;22
Syrer er protondonorer;23<br />
syrer ætser kalk;23<br />
syrerestion;23<br />
Syrerestionerne;23<br />
Sølvioner Ag + ;33<br />
sømkanon;58<br />
telegraf;58<br />
telegrafen;61<br />
tetraamminkobber(II)ioner;32<br />
Thales fra Milet (585 f.Kr);51<br />
Thomsens rør;70<br />
titrering;25<br />
Tjernobylkraftværkets nedsmeltning;81<br />
transformationen;62<br />
trippelbinding;11<br />
Tungmetaller;36<br />
tungtvandsreaktor;81<br />
turbine;67<br />
Turbinen;67<br />
tyngdekraften;9<br />
u = 1,66053 * 10 -27 kg.;8<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
89<br />
U er en enhed;8<br />
udvaskning;27<br />
undergrund;30<br />
uorganisk analyse;32<br />
valensen;12<br />
Van der Waalsk binding;12<br />
vandbad;37<br />
vandenergi;66<br />
Vandrensning;27<br />
vekselstrøm;60<br />
vind/sol-energi til brint;66<br />
vindernergi;66<br />
vinsyre;22<br />
vulkansk aske;30<br />
vulkansk energi;66<br />
w-boson;10<br />
Ydre kerne;54<br />
zinksulfidskærmen;71<br />
ædelgasser;12<br />
Ædelgasser er tilfredse;13
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Referencer<br />
Andersen og Norbøll: Fysik og kemi for 9. klasse. Hase<br />
Andersen og Norbøll: Fysik og kemi for 10. klasse. Hase<br />
<strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong>, <strong>Finn</strong>: Atomfysik med særlig henblik på elementarpartikler . 2007, København.<br />
http://www.dalum-larsen.dk/fysik/ELEMENTARpartikler%202007.htm<br />
Damgaard, Bo m.fl.: <strong>Ny</strong> Prisma, fysik og kemi 9. 2000, Viborg, Malling Beck.<br />
Engels, Lars & Norrild, Peter: Spørg naturen 3, Hverdagslivets kemi. 1977, Gyldendal. 2.<br />
udgave 5. oplag, Tønder.<br />
Hansen, Birger og Karsten Ulrik Jensen: <strong>Kemi</strong>sk værktøjsbog. 1993, Systime.<br />
Helt, Hans. C. og Rancke-Madsen, E.: Gads fagleksikon: <strong>Kemi</strong>. Gad, 1980, København.<br />
Holmbroe, Carsten Kongegaard: <strong>Kemi</strong> med temaer. 1985, Gjellerup & Gad.<br />
Rasmussen, Otto V.: <strong>Kemi</strong>ske og fysiske tabeller. 1963, Gyldendal.<br />
Thomsen, Poul m.fl.: <strong>Kemi</strong>en omkring os. <strong>Ny</strong> Fysik 4. 1992, Viborg, Gyldendal.<br />
Thomsen, Poul m.fl.: <strong>Kemi</strong>sk produktion og forurening, <strong>Ny</strong> fysik/kemi 7. 1997, Gyldendal,<br />
Viborg.<br />
Thomsen, Poul m. fl.: <strong>Ny</strong> Fysik, bøgerne 6,8,9,. 1999, København, Gyldendal.<br />
Wøjdemann, Svend: <strong>Kemi</strong>en vi spiser. Maling og Beck, 2. oplag 1993.<br />
Program om atomer<br />
http://www.ndt-ed.org/EducationResources/HighSchool/Radiography/electrons.htm<br />
90
Afstemning af reaktionsligninger<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Udvalgte kemiske opgaver<br />
8-tals reglen (oktetreglen, valens)<br />
Atomerne ønsker 8 elektroner i den yderste skal. Dette klarer de fra hovedgruppe 1-3 ved at<br />
afgive eller dele deres elektron/er og i hovedgrupperne 5-7 ved at dele eller modtage elektroner.<br />
Hovedgruppe 4 kan begge dele og hovedgrupper 8 er tilfreds, de har 8 elektroner i yderste skal.<br />
Dette kaldes oktet-reglen, der betyder 8-tals reglen. Man kan sige, at 8 er det hemmelige tal i<br />
kemi.<br />
Før i tiden sagde man, at ilt havde valensen 2. Man fokuserede altså på, hvad ilt ønskede for at få<br />
8 elektroner i yderste skal. På samme måde sagde man, at Li havde valens 1, men denne gang<br />
betød det altså, hvad Li ville af med.<br />
Lige mange atomer på begge sider af reaktionsligningen<br />
Det grundlæggende princip er, at der ingen nye grundstoffer kommer til, og ingen der bliver væk,<br />
kaldet loven om grundstoffernes bevarelse. Der skal være lige mange atomer på begge sider af<br />
reaktionsligningen<br />
Aktive gasser eksisterer kun frit som molekyle<br />
Man skal huske, at de aktive gasser, fra hovedgrupperne 1, 4,5,6,7 kun eksisterer som molekyler<br />
fx H2, Cl2, O2, F2, N2. De er så aktive, at de kun kan eksisterer ved at gå sammen to og to. De<br />
deler elektroner.<br />
Inaktive gasser<br />
Gasser i gruppe 8 har fyldte yderste skaller med 2 og 8 elektroner, de kaldes inaktive gasser eller<br />
ædelgasser. Ædelgasser er tilfredse. De aktive gasser søger at blive det. Alle andre grundstoffer<br />
ser ud til at søge samme stabilitet som ædelgasserne i gruppe 8.<br />
Regler for udtale:<br />
1. Angiv navnet for følgende stoffer (:1 mono. 2 di. 3 tri. 4 tetra. 5 penta. 6 hexa (sis) . 7 hepta,<br />
8 okta, 9 ennea (nona) og 10 deca.<br />
CO2 8SO3<br />
3CO N2O<br />
NO2 N2O3<br />
P2O5 9CCl4<br />
CS2 N2O4<br />
Om at udtale endelser når der er et metal og et ikke metallisk stof<br />
Når et stof dannes af kun to stoffer, metal + ikke metal, sættes de blot sammen og der tilføjes et -<br />
id. Fx: Na = Natrium, Cl = Klor, de sættes sammen til:<br />
91
Metal står altid før ikke-metal.<br />
Cl + Li<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Hvis den elektronegative bestanddel er fler-atomig<br />
Hvis den elektronegative bestanddel er fler-atomig udtales den med "at"<br />
fx NaClO3 hedder:<br />
Om ændringer i udtalen ved tab af atomer<br />
Når der mistes et iltatom (stoffet får lavere oxidationstrin) i en forbindelse, ændrer det i endelsen<br />
vokal fra a til i, fx hedder klorat, ClO3 - , når det mister et iltatom, kaldes det: Klorit, ClO2 -<br />
Hvad hedder følgende stoffer?<br />
Syrer Salt Salt<br />
HNO3 NO3 - NO2 -<br />
H2SO4 SO4 2- SO3 2-<br />
HCl Cl -<br />
H3PO4 PO4 3- PO3 3-<br />
Hovedstoffet ændrer også navn: Fx ændres HClO3, klorsyre til HClO2, klorsyrling.<br />
Hvad mon stofferne hedder?<br />
HNO3 HNO2<br />
H2SO4 H2SO3<br />
H3PO4 H3PO3<br />
Rækkefølgen af stoffer af ikke-metaller<br />
B Si C Sb As P N H Te Se S I Br Cl O F<br />
fx: H + N , O + Cl<br />
Angiv formlerne for:<br />
lithiumklorid ferrum(III)fosfat<br />
sølvnitrat kobber(II)sulfat<br />
bariumsulfat fosforsulfid<br />
sølvcyanid siliciumflourid<br />
cadmiumiodid aluminiumcarbid<br />
Cyankalium<br />
kongevand<br />
92
Den positive ion står altid forrest<br />
fx CuCl2 Cu ++ +2Cl -<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Krystalvand står efter formelen med almindelige tal<br />
fx Na2SO4, 10 H2O<br />
Forkortelser i reaktionsligninger<br />
Forkortelser: (s)= solid, (l)= liquid (flydende), (g) = gas, (aq) =vandig opløsning<br />
fx 2H2 (g) + O2 (g)<br />
Når hele atomgrupper skal tælles<br />
Man anvender følgende form: (2) bis-, (3) tris-, (4) tetrakis, (5) pentrakis osv.<br />
fx: Ca(PCl6)2 hedder calcium-bis-hexachlorofosfat<br />
Hvad hedder?<br />
Al(NO3)3<br />
Reaktioner<br />
1. H2 + Cl2 2HCl<br />
2. N2 + 3H2 2NH3<br />
3. Fe III + O2 Fe2O3<br />
5. Afstem reaktionsligningerne og find ud af, hvad følgende stoffer hedder:<br />
Na + S Mg + Br<br />
Li + Cl Fe III + O<br />
Li + F Ag + Cl<br />
H + Cl Si + C<br />
Ca + O P v +Cl<br />
6. Syre + metal:<br />
H2SO4 + Mg<br />
Mg + HCl<br />
Na + H2SO4<br />
HCl + Fe II<br />
7. Syre ætser kalk:<br />
CaCO3 + HCl<br />
8. Formlen på syrer:<br />
Saltsyre,<br />
Svovlsyre,<br />
Salpetersyre ,<br />
Kulsyre,<br />
Fosforsyre,<br />
Eddikesyrer,<br />
93
9. Navn på syrerestioner:<br />
Cl - -<br />
SO4 --<br />
NO3 - -<br />
CO3 -- -<br />
PO4 --- -<br />
CH3COO - -<br />
10. Baser fremstilles:<br />
Ca + H2O<br />
Na + H2O<br />
MgO + H2O<br />
11. Base optager CO2:<br />
Ca(OH)2 + CO2<br />
12. Metal brændes:<br />
Fe III + O<br />
Al + O<br />
Pb + O<br />
Cu II + O<br />
Mg + O<br />
Magnesium brændes i kuldioxid: Mg + CO2<br />
13. Hvad er formlen på disse baser:<br />
Natriuomhydroxid,<br />
Kaliumhydroxid,<br />
Calciumhydroxid,<br />
Bariumhydroxid,<br />
Ammoniumhydroxid,<br />
14. Hvad hedder disse basiske salte:<br />
K2CO3,<br />
Na2CO3,<br />
15. Neutralisation:<br />
H + + OH -<br />
Fast stof + syre, neuralisation af syreregn:<br />
CaCO3 + HCl<br />
H2SO4 + Ca(OH)2<br />
Syre og base:<br />
NaOH + HCL <br />
Gas+gas:<br />
HCl (g) + NH3(g) <br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
16. Katalysatorer:<br />
Zn + H2SO4 (kom så lidt kobbersulfat i svovlsyren og brinudviklingen forøges) <br />
94
17. Fotosyntesen:<br />
CO2 + H2O +sol E <br />
18. Find ioner:<br />
Kobberioner Cu 2+<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Cu2 + + NH3 , denne er stærkt lyseblå,<br />
Ved overskud af NH3:<br />
Cu(OH)2 + NH3 tetraamminkobber(II)ioner, som er kraftigt blå.<br />
Klorid-, bromid-, fosfation og iodidion:<br />
CuCl2 + AgNO3<br />
Sulfationen SO4 --<br />
Na2SO4 + BaCl2<br />
Facitliste til udvalgte opgaver<br />
Regler for udtale:<br />
1. Angiv navnet for følgende stoffer (:1 mono. 2 di. 3 tri. 4 tetra. 5 penta. 6 hexa (sis) . 7 hepta,<br />
8 okta, 9 ennea (nona) og 10 deca.<br />
CO2 kuldioxid 8SO3 oktasvovltrioxid<br />
3CO trikulmonooxid N2O dinitrogenmonooxid<br />
NO2 Nitrit - monokvælstofdioxid N2O3 dikvælstoftrioxid<br />
P2O5 difosforpentaoxid 9CCl4 nonakulstoftetraklorid<br />
CS2 monekuldisulfid N2O4 dikvælstoftetraoxid<br />
Om at udtale endelser når der er et metal og et ikke metallisk stof<br />
Når et stof dannes af kun to stoffer, metal + ikke metal, sættes de blot sammen og der tilføjes et -<br />
id. Fx: Na = Natrium, Cl = Klor, de sættes sammen til: NaCL - natriumklorid .<br />
Metal står altid før ikke-metal.<br />
Cl + Li LiCl - lithiumklorid<br />
Hvis den elektronegative bestanddel er fler-atomig<br />
Hvis den elektronegative bestanddel er fler-atomig udtales den med "at"<br />
fx NaClO3 hedder: Natriumklorat.<br />
Om ændringer i udtalen ved tab af atomer<br />
95
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Når der mistes et iltatom (stoffet får lavere oxidationstrin) i en forbindelse, ændrer det i endelsen<br />
vokal fra a til i, fx hedder klorat, ClO3 - , når det mister et iltatom, kaldes det: Klorit, ClO2 -<br />
Hvad hedder følgende stoffer?<br />
Syrer Salt Salt<br />
HNO3 salpetersyre NO3 - nitrat NO2 - nitrit<br />
H2SO4 svovlsyre SO4 2- sulfat SO3 2- sulfit<br />
HCl saltsyre Cl - klorid<br />
H3PO4 fosforsyre PO4 3- fosfat PO3 3- fosfit<br />
Hovedstoffet ændrer også navn: Fx ændres HClO3, klorsyre til HClO2, klorsyrling.<br />
Hvad mon stofferne hedder?<br />
HNO3 salpetersyre HNO2 salpetersyrling<br />
H2SO4 svovlsyre H2SO3 svovlsyrling<br />
H3PO4 fosforsyre H3PO3 fosforsyrling<br />
Rækkefølgen af stoffer af ikke-metaller<br />
B Si C Sb As P N H Te Se S I Br Cl O F<br />
fx: 3H2 + N2 2NH3 , O2 + 2Cl2 2Cl2O<br />
Angiv formlerne for:<br />
lithiumklorid LiCl ferrum(III)fosfat FePO4<br />
sølvnitrat AgNO3 kobber(II)sulfat CuSO4<br />
bariumsulfat BaSO4 fosforsulfid P2S5<br />
sølvcyanid AgCN siliciumflourid SiF4<br />
cadmiumiodid CdI2 aluminiumcarbid Al4C3<br />
Cyankalium<br />
Den positive ion står altid forrest<br />
fx CuCl2 Cu ++ +2Cl -<br />
KCN kongevand NOCl<br />
Krystalvand står efter formelen med almindelige tal<br />
fx Na2SO4, 10 H2O<br />
Forkortelser i reaktionsligninger<br />
Forkortelser: (s)= solid, (l)= liquid (flydende), (g) = gas, (aq) =vandig opløsning<br />
96
fx 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l)<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
Når hele atomgrupper skal tælles<br />
Man anvender følgende form: (2) bis-, (3) tris-, (4) tetrakis, (5) pentrakis osv.<br />
fx: Ca(PCl6)2 hedder calcium-bis-hexachlorofosfat<br />
Hvad hedder?<br />
Al(NO3)3 aluminiumdinitrat<br />
Reaktioner<br />
1. H2 + Cl2 2HCl<br />
2. N2 + 3H2 2NH3<br />
3. Fe III + O2 Fe2O3<br />
5. Afstem reaktionsligningerne og find ud af, hvad følgende stoffer hedder:<br />
2Na + S Na2S (di)natriumsulfid Mg + 2Br MgBr2 magnesiumbromid<br />
2Li + Cl2 2LiCl lithiumklorid 4Fe III + 3O2 2Fe2O3 Jernoxid - dijerntrioxid<br />
2Li + F2 2LiF lithiumflourid Ag + Cl2 AgCl sølvklorid<br />
H2 + Cl2 2HCl hydrogenklorid Si + C SiC siliciumcarbid<br />
2Ca + O2 2 CaO calciumoxid 2P v +5Cl2 2PCl5 fosforpentaklorid<br />
6. Syre + metal:<br />
H2SO4 + Mg H2 (g) + MgSO4 Magnesiumsulfat<br />
Mg + 2HCl H2 (g) + MgCl2 Magnesiumklorid<br />
Na + H2SO4 H2 (g) + Na2(SO4) (di)natriumsulfat<br />
2HCl + Fe II H2 (g) + FeCl2 ferroklorid<br />
7. Syre ætser kalk:<br />
CaCO3 + 2HCl CO2 (g) + H2O + CaCl2<br />
8. Formlen på syrer:<br />
Saltsyre, HCl<br />
Svovlsyre, H2SO4<br />
Salpetersyre , HNO3<br />
Kulsyre, H2CO3,<br />
Fosforsyre, H3PO4 ,<br />
Eddikesyrer, CH3COOH<br />
9. Navn på syrerestioner:<br />
Cl - - klorid<br />
SO4 -- - Sulfat<br />
NO3 - - Nitrat,<br />
CO3 -- - karbonat,<br />
PO4 --- - fosfat<br />
CH3COO - - accetat.<br />
10. Baser fremstilles:<br />
97
Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2<br />
2Na + 2H2O 2NaOH + H2<br />
MgO + H2O Mg(OH)2<br />
11. Base optager CO2:<br />
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O.<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
12. Metal brændes:<br />
4Fe III + 3O2 2Fe2O3<br />
4Al + 3O2 2 Al2O3<br />
Pb + O2 PbO2<br />
2Cu II + O2 2CuO<br />
2Mg + O2 2MgO<br />
Magnesium brændes i kuldioxid: 2Mg + CO2 2MgO<br />
13. Hvad er formlen på disse baser:<br />
Natriuomhydroxid, NaOH<br />
Kaliumhydroxid, KOH<br />
Calciumhydroxid, Ca(OH)2<br />
Bariumhydroxid, Ba(OH)2<br />
Ammoniumhydroxid, NH4OH<br />
14. Hvad hedder disse basiske salte:<br />
K2CO3, (di)kaliumkarbonat<br />
Na2CO3, (di)natriumkarbonat<br />
15. Neutralisation:<br />
H + + OH - H2O<br />
Fast stof + syre, neuralisation af syreregn:<br />
CaCO3 + 2HCl CO2 (g) + H2O + CaCl2<br />
H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2H2O<br />
Syre og base:<br />
NaOH + HCL NaCL + H2O<br />
Gas+gas:<br />
HCl (g) + NH3(g) NH4Cl (s)<br />
16. Katalysatorer:<br />
Zn + H2SO4 (kom så lidt kobbersulfat i svovlsyren og brinudviklingen forøges) ZnSO4 + H2<br />
17. Fotosyntesen:<br />
6CO2 + 6H2O +sol E C6H12O6 + 6O2<br />
18. Find ioner:<br />
Kobberioner Cu 2+<br />
Cu2 + + NH3 Cu(OH)2, denne er stærkt lyseblå,<br />
Ved overskud af NH3:<br />
Cu(OH)2 + NH3 Cu(NH3)4 2+ tetraamminkobber(II)ioner, som er kraftigt blå.<br />
Klorid-, bromid-, fosfation og iodidion:<br />
98
CuCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Cu(NO3)2<br />
Sulfationen SO4 --<br />
Na2SO4 + BaCl2 2NaCl + BaSO4<br />
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
99
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong>, november <strong>2012</strong>, af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong><br />
I II Hovedgrupper III IV V VI VII VIII<br />
1 H 1,01 Det Periodiske system - tavlen 2 He 4,0<br />
Hydrogen<br />
Helium<br />
Brint Kun medtaget elektroner i yderste skal af de udvalgte stoffer<br />
1<br />
2<br />
3 Li 6,93 4 Be 9,01<br />
Metaller Fast stof Gasarter Fremstillet<br />
i Væske 5 B 10,81 6 C 12,01 7 N 14,01 8 O 16,00 19,00 10 Ne<br />
Lithium Beryllium<br />
til højre Ikke<br />
laboratori<br />
for trappe metal<br />
er<br />
Øverste tal betyder atomvægt i units. Ganges det med . 6*10<br />
Bor Carbon Nitrogen<br />
Oxyge<br />
n 9 F Neon<br />
23 atomer af stoffet bliver mængden til g.<br />
Kulstof Kvælstof Ilt Flour<br />
1 2 Atomvægten dækker protoner og neutroner. Dobbeltlinjen angiver metaller til venstre, ikke-metal til højre.<br />
Mellemste tal angiver grundstofnummer = antal protoner. Bogstaverne udgør stoffets betegnelse. Nederste tal<br />
3 4 5 6 7 8<br />
11 Na er elektroner i yderste skal. Stoffer med * er radioaktive.<br />
22,99 12 Mg 24,31 13 Al 26,98 14 Si 28,09 15 P 30,97<br />
Magne-<br />
Natrium sium<br />
1 2<br />
22<br />
Ti 47,88<br />
100<br />
ska<br />
l<br />
1<br />
20,18 2<br />
16 S<br />
32,06<br />
17 Cl 35,45 3 39,95<br />
18 Ar<br />
Aluminium<br />
Silicium Phosphor Svovl Chlor Argon<br />
Undergrupper 3 4 5 6 7 8<br />
34 Se<br />
78,96<br />
35 Br 79,90 4 83,80<br />
36 Kr<br />
19 K 39,10 20 Ca 40,08<br />
21<br />
Sc<br />
23 V<br />
24 Cr 52,00 25 Mn 54,94 26 Fe 55,85 27 Co 58,93 28 Ni 28,71 29 Cu 63,55 30 Zn 65,37<br />
31 Ga 32 Ge<br />
33As 74,92<br />
Kalium Calcium Titan Chrom Mangan Jern Cobalt Nikkel Kobber Zink Arsen Selen Brom Krypton<br />
1 2 2 1 2 2,(3) 2 2 1 (2) 2 5 6 7 8<br />
37 Rb<br />
55 Cs<br />
38 St<br />
56 Ba 137,34<br />
Barium<br />
2<br />
87 Fr* 88 Ra 26<br />
Radium*<br />
2<br />
39<br />
Yt 40 Zr<br />
72 Hf<br />
104<br />
Ung*<br />
41<br />
Nb<br />
73<br />
Ta<br />
48 Cd<br />
112,40<br />
42 Mo 95,74<br />
47 Ag<br />
43 Tc* 44 Ru 45 Rh 46 Pd<br />
107,87<br />
50 Sn<br />
49 In<br />
119,69 51 Sb 121,75<br />
53 I<br />
52Te<br />
126,93<br />
Molybdæn Sølv<br />
Cadmiu<br />
m Tin Antimon Jod 54 Xe<br />
1 1 2 4 5 7 8<br />
74 W 183,85<br />
78 Pt<br />
75 Re 76 Os 77 Ir<br />
195,09 79 Au 196,97 80Hg 200,59<br />
82 Pb<br />
81 Tl<br />
207,2<br />
Wolfram Platin Guld Kviksølv Bly 83 Bi 84 Po* 85 At* Radon*<br />
2 1 1 2 4 8<br />
105<br />
Un<br />
p * 106 Unh* 107 Uns*<br />
Enkelte sjældne jordarter<br />
64<br />
Gd 157,25 92 U 238,03<br />
Gadolinium<br />
Uran*<br />
94 Pu<br />
244<br />
Plutoni<br />
-um*<br />
2 2 2<br />
5<br />
86 Rn 222 6<br />
7
<strong>Kemi</strong>/<strong>Fysikhåndbog</strong> november <strong>2012</strong> af <strong>Finn</strong> <strong>Dalum</strong>-<strong>Larsen</strong>, København<br />
Noter:<br />
101