I dette forsøket skal vi sette sammen forskjellige organiske molekyler å lære hvordan de ser ut og hvilken kjemisk struktur de har, avhengi av hvilken organisk gruppe de tilhører. Vi skal forstå sammenhengen ved de forskjellige gruppene; hva slags atomer som er felles.

 

Utstyrsliste:

­- molekylbyggesett

 

Karbonforbindelser:

Karbonatomene har fire elektroner i det ytterste skallet. Deles inn to grupper, grunnen til man gjør dette er fordi det er så enormt mange organiske forbindelser. Vi deler dem inn etter kjemisk formel og kjemiske egenskaper. De enkleste organiske stoffene består bare av hydrogen og karbon, disse kalles hydrokarboner. Navne på hydrokarbonet danner grunnlaget for navnsettingen av resten av de organiske stoffene. Neste gruppe med organiske stoffer innholder karbon, hydrogen og oksygen, eksempel på slike stoffer er alkoholer, organiske syrer og sukkerartene. En annen stor gruppe organiske stoffer innholder nitrogen i tillegg til hydrogen, karbon og oksygen, eksempler fra denne gruppen er aminosyrer og proteiner.

 

Metanserien:

Metan, etan , propan og butan er de fire første i lang serie med , mettede hydrokarboner. Måten man går fra et stoff til et annet er ved å plusse en CH₂ – gruppe. Slik kan man fortsette langt ut over denne serien. Det finnes rundt 70-80 hydrokarboner som hører til denne serien. Alle har et navn, de bygger på antall C- atomer i molekylet, vi bruker gresk eller latinsk tallord. De fire første hydrokarbonene beholder navnene sine, men fra og med nummer fem starter det greske eller latinske tallordet i navnet. For at det skal vises at de hører til i metanserien, skal alle ha endelsen an.

 

Dette er et eksempel fra metanserien. Her er det bygget metan med kjemisk formel CH4 og det enkleste molekylet i rekken. Slik fortsatte vi i metanserien, til vi hadde bygget alle. De bygges opp slik det står forklart i tabellen under.

 

 

Dette er et annet eksempel, molekylet propan som har kjemisk formel C3H8

Vi ser at i metanserien kan man bruke en formel for oppbyggingen videre i serien; Cn H2n+2

Metanserien består av mettede hydrokarboner, det vil si at det er en enkeltbinding mellom karbonatomene og de er fylt opp med hydrogenatomer.

 

Metan: CH4 - det enkleste mettede hydrokarbonet også det enkleste organiske molekylet. Den er fargeløs, giftig og brennbar gass som forekommer i store mengder i naturgass. Dette forekommer også når planterester råtner.

 

Etan: C3H6 - er en gass som finne i naturgass, og som er mye brukt som råstoff i petrokjemisk industri.

 

Propan: C3H8  - er gass som blir brukt til oppvarming og belysning i propanapparater. Det fåes kjøpt på stålflasker, der er den presset sammen med væske. Ren propangass er luktfri og meget eksplosiv.

 

Butan: C4H10 – likner propan og blir brukt i blant annet gassbrennere på skolen. I butanboksene er butangassen presset sammen til en væske.

 

De første ti stoffene i metanserien:

 

1. Metan	CH4	Gass
2. Etan	C2H6	Gass
3. Propan	C3H8	Gass
4. Butan	C4H10	Gass
5. Pentan	C5H12	Væske
6. Heksan	C6H14	Væske
7. Heptan	C7H16	Væske
8. Oktan	C8H18	Væske
9. Nonan	C9H20	Væske
10. Dekan	C10H22	Væske

 

Etenserien:

Eten C2H4, er en gass som blir brukt som råstoff i plastindustrien. Plaststoffet polyeten blir laget av eten. Eten er det første stoffet i en serie av umettede hydrokarboner; hydrokarbonene i etenserien har en

dobbeltbinding per molekyl, og færre hydrogen per karbonatom. De fem første har samme navn i metanserien, men de har en – en endelse. For at man skal oppfylle åtteregelen, må vi ha 2 C-atomer i molekylet. Alle formlene har dobbelt så mange H- atomer som C- atomer. De enkleste umettede hydrokarbonene er gasser ved romtemperatur.

 

 

Vi bygde de forskjellige molekylene i etenserien på samme måte som metanserien, med forskjellen at i denne serien er det en dobbeltbinding per molekyl. Her er det lagd molekylet eten som har kjemiske formel C2H4. Alle hydrokarboner i etenserien har en dobbeltbinding per molekyl, og færre hydrogen per karbonatom. Her kan vi følge formelen CnH2n

 

Etynserien:

med molekylbyggesett er det her bygget det enkleste molekylet i etynserien: etyn, med kjemisk formel C2H2. Samme framgangsmåte ble brukt her, hvor vi bygde molekylene, og så i 3D hvordan de var oppbygd, og ut i fra dette skjønte hvordan etynserien så ut. I etynserien er det en trippelbinding per molekyl, og de har færre hydrogen per karbonatom. De er derfor også umettede hydrokarboner. Vi kan her bruke formelen CnH2n-2  

 

Pentan:

Vi satt sammen pentan fra metanserien i tre forskjellige varianter. Her har vi bilder som viser hvordan molekylene ser ut:

 

 

<bilde>

 

 

Sykliske hydrokarboner:

Danner C - atomene ringer. Vi har både mette og umettede forbindelser. For å få ringformet hydrokarbonmolekyl må vi ha minst tre C – atomer. For å skille disse fra vanelig propan, der man har C – atomene bundet i en åpen kjede, bruker vi forstavelsene ”syklo” den går ring.

 

 Dette er et bilde av hydrokarbonet syklokarbon. Vi brukte byggesett og satt det sammen for å se hvordan det ser ut i 3D. Her er karbonatomen bundet i en ring, i motsetning til de vi har jobbet med tidligere der karbonatomene er bundet i en åpen kjede.

 

Alkoholer:

Kan deles inn i 2 grupper. Enverdige alkoholer og Flerverdige alkoholer.

 

Enverdige alkoholer: har bare en OH – gruppe i molekylet. Metanol og Etanol er enverdige alkoholer.

 

Flerverdige alkoholer: flere enn en OH – gruppe i molekylet. En toverdig alkohol har to OH – grupper, og en treverdig alkohol har 3 OH – grupper i molekylet.

 

Metanol: CH₃OH, er den enkleste alkoholen. Den kan framstilles ved en reaksjon mellom karbonmonoksid, CO , og hydrogen, H₂.

 

CO + 2H₂ ­­-> CH₃OH

 

 

Dette er et bilde av alkoholet metanol. Det er også et hydrokarbon, men har i tillegg til karbonatom og hydrogenatom, et oksygenatom. I denne gruppen finnes det i tillegg til alkoholer også organiske syrer og sukkerartene.  Metanol har den kjemiske formelen CH3OH. Her er det i stedet for det siste hydrogenet satt inn en OH-gruppe. ­Vi bygde metanol, etanol og propanol med molekylbyggesettet. Disse er enverdige alkoholer. Under følger bilder av de to andre stoffene.

 

Etanol: CH₃CH₂OH, er den vanligste alkoholen. Det er det vi kaller alkohol i vårt daglige språk. Finnes i øl, vin og brennevin. I konsentrert form regnes den som dødelig gift, men i fortynnet form blir den brukt som rusmiddel. Eldste måten for å få fram etanol er ved gjæring av sukker.

 

C₆H₁₂O₆ --> CH₃CH₂OH + 2 CO₂

 

 

Etanol med den kjemiske formelen CH₃CH₂OH.

 

Dette bildet viser den kjemiske strukturen for Etanol, her kan vi enkelt se hvordan molekylet er oppbygd.

 

Propanol: Propansyre, CH₃CH₂COOH,kan vi lage ved å oksidere propanol, CH₃CH₂CH₂OH. Det brukes som løsning middel for maling, dette kalle blå isopropanol.

 

 

Avbildet er molekylet propanol med kjemisk formel CH₃CH₂CH₂OH

 

 

 

Vi bygde også to forskjellige varianter av propanol. Dette er den kjemiske strukturen, og viser hvordan de så ut. Dette viser altså at OH- gruppen kan binde seg forskjellige steder på molekylet. Akkurat som i eksemplet tidligere med pentan.

 

Glykol:

Er en alkohol med formelen C2H4(OH)2. Det er en væske som blant annet blir brukt i kjølevæsken i bilradiatorer å hindre at den fryser til is om vinteren. En blanding av glykol og vann får lavere frysepunkt enn rent vann.

 

 

Glykol har kjemisk formel C2H4(OH)2  I denne gruppen er to hydrogenmolekyler byttet ut med to OH-grupper, og de er bundet i hvert sitt karbonatom. Vi brukte igjen byggesett og fikk resultat tilsvarende bildet. Her ser vi flere OH-grupper, som betyr at det er et flerverdig alkohol. I dette tilfellet har glykol to OH-grupper, og er en toverdig alkohol.

 

Glyserol:

Er også en alkohol. Det er en seigtflytende væske som blir brukt i salver og til og framstille sprengstoffet nitroglyserol. Nitroglyserol blir også brukt som hjertemedisin.  

 

 

 

Her er det satt sammen molekylet glyserol som også er et flerverdig alkohol, men med tre OH-grupper- treverdig alkohol. Det er byttet ut tre hydrogenatomer med tre OH-grupper. Glyserol har den kjemiske formelen C3H5(OH)3. Ovenfor er det bilde som viser hvordan molekylet ser ut oppbygd med molekylbyggesett, og hvordan den kjemiske strukturen ser ut.

 

Organiske syrer:

Vi finner mange i naturen, i sitronsaft er det sitronsyre, i sure epler er det eplesyre. Det oppstår også melkesyre i musklene våre når vi blir trette.

 

Etansyre:

Er en eddiksyre. Helt ren etansyre er en fargeløs væske som fryser allerede ved 16 grader celsius. Det blir derfor kalt iseddik. Husholdningseddik er fortynnet etansyre som blir brukt som smakstilsetning i matvarer. Den kjemiske formelen for etansyre er CH3COOH.

 

 

Her er en illustrasjon av kulepinnemodellen man får når man setter sammen etansyremolekylet. Som vist har en dobbeltbinding til oksygen og en OH-gruppe erstattet plassen til tre hydrogenatomer. Syrer vil alltid få endelsen COOH, akkurat som alkohol alltid vil få endelsen OH når man skriver en kjemisk formel.

 

Metansyre: ble før kalt maursyre fordi den ble produsert i maur. Den finnes også i brennesle, og det svir når vi får metansyre på huden. Det kan også brukes som konserverings middel for silofor i landbruket.

 

Over ser du samme prinsipp som med forrige syre, bare at her er det ett C-atom. Samme endelse som sist i kjemisk formel; HCOOH

 

Propansyre: Vi satte sammen kulepinnemodell og lagde propansyre og konstaterte at atomgruppen –COOH er felles for alle syrene vi hadde lagd.

 

 

Konklusjon: I dette forsøket har vi tatt for oss noen forskjellige karbonforbindelser og bygget de opp med molekylbyggetsett. Vi har av dette lært forkskjellen på metan, eten og etynseriene, alkoholer og organiske syrer, og hvordan et syklokarbon ser ut. Ved å bygge de opp i 3D ble det enkelt å se likeheter i en gruppe, forskjellene på de ulike molekylene innen en gruppe, og forskjellene på de forskjellige gruppene.

 

Feilkilder: Vi kan ha bygget opp molekylene feil, men det er lite sannsynelig, for da ville sammenhengen blitt en helt annen.