Kapittel 1 Økologi

 

Populasjoner:

Reguleres av mat, plass, avfall og sykdommer, inngrep av mennesker, naturkatastrofer, tørke/vann, klima (fet = tetthetsavhengige.)

 

Naturligutvalg:

Den sterkeste overlever, den som er best tilpasset.  Økologisk bæreevne: antall individer av en art som kan leve i et område over lengre tid. Ved overbeiting synker bæreevnen til området, og populasjonen får en brå nedgang. Forholdet mellom antall individer som dør, og antall som blir født og vokser opp, bestemmer om en populasjon vokser eller avtar.

 

Økosystemer i endring

Gradvis endring i organisme samfunn. Endringene foregår over tid.

 

To hovedtyper endringer: Organismenes egen aktivitet eller en ytre faktor(skogbrann eller ras)

Gjengroing av en innsjø, planter vokser utover i innsjøen. Alle plantene brytes ikke ned, og grunne deler blir fylt med myrplanter. Til slutt er det blitt myr, men det kan også tørke opp og andre planter kan komme til så det blir skog igjen.

 

Skoghogst har tre faser: Pionerfasen er at det vokser opp små planter etter hvert løvkratt. Neste er større mengder løvkratt og løvtrær. Klimaksfasen går ut på at det tar 80-100år før skogen blir blandingsskog og til slutt granskog.

 

Primærsuksesjon starter på bar jord etter en isbre, vulkanutbrudd eller jordskred. Sekundær er når det ikke er på bar bakke, gjengrodd innsjø eller ubrukt åker.

 

Planter blir kalt produsenter. Vann og karbondioksid trenger energi for å reagere, dette kommer fra sola, og det blir laget druesukker. Overskuddet blir lagret i planten, og er roten til alle energirike reaksjoner hos planter og dyr. Forbrenning i kroppen foregår med at de energirike bindingene reagerer med oksygenet, og til slutt blir all energi omgjort til varme. Enxymer holder temperaturen i cellen nede under reaksjonen.

 

Kapittel 2 Bølger og stråling

Bølgelengde = avstanden mellom to bølgetopper eller bunner måles i m

Bølgefart = farten til bølgetoppen måles i m/s

Frekvens = antall bølgetopper per sekund måles i Hz

Energien flytter på seg, molekylene forblir stille

 

Elektromagnetiske bølger er bølger som ikke trenger et stoff. Forkortes EM-bølger.

Em-stråling = bølger med bølgelengde mindre enn 1 mm.

Kort bølgelengde = mye energi

Lang bølgelengde = Mindre energi

EM-spekteret; Radiobølger, mikrobølger, infrarød, rød, gul, grønn, blå, lilla. UV-lys, røntgen, gammastråler.

 

Lys fra atomet: hvert skall svarer til et bestemt energinivå. Hvis atomet får energi, kan elektronene ta opp denne. Da hopper elektronet ut i et høyere skall, men vil umiddelbart bli flyttet tilbake til det opprinnelige skallet, og frigjør energien som et Foton. I lysrør blir elektroner sendt mot gass atomer inne i lysrøret.

 

Foton er en ”pakke” med bølge energi – EM stråling. Bølgelengden blir bestemt av energimengden.

 

Emisjonsspekteret til et grunnstoff viser hvilke bølgelengder atomet kan sende ut.

Absorpsjonsspekteret viser hvilke bølgelengder stoffet absorberer i gassform.

 

Nordlys/ Sør lys: Fra sola slynges protoner og elektroner ut i verdensrommet (solvind) Noen av disse ladde partiklene trekkes inn i jordas magnetfelt. Forekommer mest rundt polene. Partiklene kommer i stor fart inn i atmosfæren og krasjer med atomer og molekyler i atmosfæren. For det meste oksygen og nitrogen. Dette fører til at et elektron i atomet hopper til et høyere energinivå(skall.) Når det faller tilbake gir det fra seg energien via ett foton.(lys)

Nitrogen – blått og rødt lys

Oksygen – Grønt

Ofte kraftig Nordlys 27 dager etter forrige gang med kraftig nordlys.

 

Infrarød stråling er varmestråling. Alle levende organismer avgir infrarød stråling. Jo varmere dess kortere bølgelengde. Fra sola kommer infrarødt, men er lyset som kommer gjennom p.g.a. lengre bølgelengde. Når det treffer bakken blir mye varme, resten blir reflektert ut mot verdensrommet igjen, noe kommer ut, mens resten blir sendt tilbake til jorda. Det er drivhusgassene som gjør dette, de viktigste er vanndamp, co2 og metan. Det er dette som gjør jorda levbar. Uten det hadde det vært gjennomsnittlig -18 grader her.

Mennesker øker konsentrasjonen av CO2 drastisk i atmosfæren, og dette øker drivhuseffekten. Har økt med 0,6 grader C forrige århundre. Kan skyldes variasjoner, men er stor sannsynlighet for at det er menneskelig påvirkning. Beregnet at det vil øke med 1,4-5,6 grader. Usikre på følgene, vind, regn, flytting av klimasoner, havstrømmer, stigning og smelting av breer.

 

I Norge kan det bli mildere vær, større fare for storm, mer regn(spesielt om vinteren) og høyere hav.

 

I arktiske områder mye mer utsatt, isen smelter, og endringer på 3-4 grader kan være katastrofale.

 

Globalt problem der alle må hjelpe til. Klimakonvensjonen bestemmer hvor mye utslipp man kan ha, Kyoto-protokollen er med i denne. Kyoto-protokollen sier at samlede utslipp av drivhusgasser skal ligge under 5 % av 1990 verdiene for industriland, Norge har satt 1 % som deres mål. U-land har ikke forpliktelser til Kyoto-protokollen. Australia har avslått.

 

Ozonlaget:

Et lag med O3 partikler som ligger i atmosfæren. Ozonlaget er det som stopper UV-strålingen fra sola. UV A slippes igjennom, UV B blir sluppet ganske mye igjennom, og UV C blir nesten totalt reflektert. UV-strålingen blir stoppet av glass. Innover mot jorda mister UV-strålingen energi ved at den river oksygen molekyler fra hverandre til frie oksygen atomer. Ozon blir til ved at oksygenmolekyler reagerer med frie oksygenatomer og skaper O3 og varmestråling. God balanse mellom disse, dette blir ødelagt ved utslipp av F. eks. KFK-gasser, som bryter ned ozon. UV-indeks er et mål som viser hvor sterk UV-strålingen. Når sola er lav, lavere styrke. Ekvator er sterkere. I Norge er den rundt 4-6 på sommeren.

 

Røntgen og Gamma er ioniserende stråling, gjør at elektroner hopper ut av skallet. Kan skade levende celler, og skape kreft. Røntgen fungerer med et glass rør med en positiv og en negativ elektrode luftrom inni, spenning gir elektronene fart. Kolliderer og blir bremset, gir fra energien som EM-stråling. Blir sendt gjennom kroppen, og det den går igjennom blir tatt opp film på den andre siden.

 

Stråling fra verdensrommet:

Forsker på forskjellige deler av EM-spekteret, finner forskjellige ting med tanke på forskjellige deler. Radio og mikro fra 1mm til titals meter. Tror det er fra skapelsen av universet for ca. 13.7 mrd år siden. IR-stråling kan vise hvilken fase en stjerne er i. Gasser fra andre galakser kan si oss oppbygning av andre stjerner. Observert at universet utvider seg fortere og fortere. UV, Gamma og Røntgen må observeres med satellitter p.g.a. atmosfæren stopper det.

 

Kapittel 3 Radioaktivitet

Halveringstid er den tiden et radioaktivt stoff bruker på å halvere radioaktiviteten. Noen stoffer har lang, noen har kort. Uran har 4,5 mrd år, mens thorium har 24 dager. Bakgrunnstråling er den strålingen som kommer fra bakken og alle ting rundt oss. Radonstråling er overalt, men er ikke farlig så lenge det ikke er konsentrert. Kan bli i kjeller som er dårlig ventilert.

 

Isotoper er atomer som har et unormalt antall protoner. Natrium er bare en, men Karbon har flere isotoper. C-13 og C-14 isotoper får større masse. Isotoper er ofte ustabile, og radioaktive. Gamma er EM-stråling, alfa og beta er partikkel strømmer.

 

Alfastrøm: Uran sender ut en alfapartikkel (to nøytroner, to protoner.)

 

Betastrøm: Uran blir til Thorium etter alfa, Th splitter nøytron i proton og elektron og sender fra seg elektronet, og blir til protactinium.

 

Gammastråling kommer fra kjerner som har sendt fra seg alfa og beta, men fortsatt har energi. Dette blir gammastråling. Gammastråling blir brukt i medisin, og matvarer for holdbarhet.

 

Alfa blir stoppet av papir, beta av 1cm glass, gamma av flere meter betong. Alfa er mest konsentrert, veldig skadelig ved innvortes kontakt.

 

Stråling måles i Becquerel(Bq), hvor mye stråling som sendes ut av et stoff. 1 Bq er 1 omdannelse pr. sek. Geigerteller måler becquerel.

 

Halveringstider:

Uran 4,5 mrd år – Plutonium 24000år – C-14 5730 år – Thorium 24 dager – Radon 4 dager.

 

C-14 metoden er at man kan finne ut når en har dødd ved å sjekke halveringstiden på C-14 atomene i organismen. Vi har en stråling på 5000 Bq mest fra C-14 men også fra K.40. Dette kommer fra maten vi får i oss.

 

Absorbert stråling blir oppgitt i Gray (Gy) Strålingen har forskjellig konsentrasjon, derfor oppgir man skadeeffekt i Sievert(Sv) 1 Sv er mye, vi blir utsatt for ca. 4mSv hvert år.

 

Energien fra strålingen blir borte når det går inn i cellene, men lager mutasjoner, cellen dør eller muterer. Hvis vekst og deling genene blir skadet oppstår kreft. Alltid usikker på følgene av stråling. 1-2 Gy gir store effekter, beinmargen er spesielt utsatt. Hvis beinmargen blir skadet svikter immunforsvaret, man slutter å produsere blodceller og blodplater. Over 10 Gy blir fordøyelsen ødelagt, og liten sjanse for å overleve, over 100 dør hjerneceller, og man dør på kort til. Langtidseffekt for strålesyke er stort sett kreft.

 

Kan skade i små doser også, da oftest som kreft. Etter Tsjernobyl økte strålingen med 0,2 mSv årlig de neste årene. Stråling fra verdensrommet blir større jo høyere man er. Radon gi 2mSv årlig til oss. Dette er stråling fra bakken som fester seg til støv og vannpartikler i lufta. Ikke farlig i åpne områder, men i kjellere kan det bli høy konsentrasjon, og sjansen for lungekreft øker. Radon dannes i nærheten av uran som oftest.

 

Radioaktiv stråling i medisinsk behandling. Kreftceller er mer utsatt for ioniserende stråling, radioaktivitet blir sendt i kryss mot kreften. Eller rett mot, og håper det blir verst på den dybden svulsten er på.

 

Fisjon er når nøytroner blir sendt mot uran og uranet spaltes i to nye atomer og 3 nøytroner + varme. Kjernekraft. Blir regulert til jevn spalting, i atombombe blir det kjedereaksjon. Avfallet fra kjernekraft blir lagret dypt nede i jorden under strengt vakthold.

 

Man har begynt å forske på bakterier som spiser uran. Lager det om til uranitt, et fast stoff.

 

Når to eller flere partikler smelter sammen til én blir det kalt fusjon, dette skjer hele tiden i f. eks. sola vår. Den mister fire mill. tonn masse som blir omgjort til energi hvert sekund.  

 

Kapittel 4 Ernæring og helse

 

Næringsstoffer

Alle trenger de til energi, byggemateriale, og verktøy(reaksjoner).

Vi har to hovedgrupper, de om gir energi og de som ikke.

Proteiner, karbohydrater og fett gir energi.

Vitaminer, mineraler og sporstoffer gir ikke.

Dessuten er vi helt avhengige av vann for transport og mange kjemiske reaksjoner. Trenger også ofte Oksygen. Planter lager karbohydrater, proteiner og fett selv, får resten via røttene.

 

Kjemiske bindinger

I næringsstoffene er det mest karbon, hydrogen, oksygen og hydrogen. Bindinger gir oftest 8 elektroner i ytterste skall, og mer stabilt stoff. Ioner blir til når et atom gir fra seg et elektron, eller får et elektron. Disse får da positiv eller negativ ladning. Disse vil da bli trukket mot hverandre. Kan også være flere elektroner. Blir omgitt av andre ioner, og tiltrekkes av hverandre.

 

Elektronparbindinger, nøytralt

Hydrogen har ett skall og ett elektron. Slås sammen, tiltrekkes av de polare og støtes fra av de like, balanse. Karbon kan binde seg med 4 hydrogen. Enkeltbinding, dobbeltbinding og trippelbinding.

 

Elektronparbindinger, polare

Vann er polart, to hydrogenparbindinger på ene siden(+), og 4 resterende elektroner på andre siden(-). Polare molekyler kan tiltrekke seg andre ioner, og andre polare molekyler.

 

Hydrogenbindinger

Disse er svake bindinger mellom for eksempel H2O. Eller i andre store molekyler, selv om de er svake er de veldig viktige.

 

Organisk Kjemi

Vi har to typer stoffer med kjemiske forbindelser.

Organiske stoffer – De stoffene som inneholder karbon.

Uorganiske stoffer – De stoffene som ikke inneholder karbon.

Vi deler organiske stoffer igjen inn i noen undergrupper:

Hydrokarboner, alkoholer, organiske syrer, estere, karbohydrater og proteiner.

 

CH₄

 

Hydrokarboner

Naturgasser er bare hydrogen og karbon. Metan, etan, propan og butan. Endingene bytter når de får dobbelt og trippelbindinger. Etan, eten og etyn. C2H6, C2H4, C2H2.

 

C₂H₅-OH

 

Alkoholer

Disse bestyr av oksygen i tillegg. De har en OH-gruppe på slutten av hydrokarbonet(enverdige), de med flere OH-grupper er flerverdige.

Etanol kommer til ved at gjærceller angriper sukkeret, og omgjør det til etanol, når løsning har 12-15% etanol dør gjærcellene.

Metanol og etanol er enverdige og mest vanlige alkoholer.

Glykol er et toverdig akohol, også kalt etandiol. Diol betyr da to alkoholer. Glykol er tyktflytende og giftig. Glyserol er en triol, og hovedbestanddelen i fett.

 

C₃H₅(OH)₃

 

Organiske syrer

Alle organiske syrer har en kjemisk formel som slutter på –COOH. For hvert karbon øker det med 2 Hydrogener. Syrer blir laget når et alkohol får en dobbeltbinding med et okstra oksygen.

 

CH₃COOH

 

Estere

Estere blir dannet når organiske syrer ragerer med alkoholer. Fett er en estere. Når syrer og alkoholer reagerer blir det avløst H2O. Fett blir laget av glyserol og tre fettsyrer, når de reagerer utskiller de 3H2O. Hvis fettsyren har enkeltbindinger er det mettet, hvis noen dobbeltbindinger er umettet, hvis mange dobbeltbindinger er det flerumettet. Når fett lagres harskner det, dobbeltbindingene blir brutt opp, og delt i mindre deler. Dette lukter fordi det blir til smørsyrebakterier. Planteoljer er flytende fordi det er umettet fett. Hvis oljer herder blir dobbeltbindingene byttet med hydrogenet.

 

Karbohydrater

Består av karbon, hydrogen og oksygen. Sammen med fett viktigste kilde til energi. Karbohydrater deles inn i tre grupper:

Mono sakkarider – Er en sakkaridgruppe

Disakkarider - Er to Mono sakkarider bundet sammen med elektronpar.

Poly sakkarider – Mange sakkarider bundet sammen med elektronpar.

 

Monosakkarider

Glukose(druesukker) og fruktose(fruktsukker) er søte og brukes ofte som søtningsmiddel. Alle sukker blir omdannet til glukose, og alle Mono sakkarider har samme formel; C6H12O6. De forenklete modellene blir formet som en sekskant.

 

Disakkarider

Sukrose(farin), maltose(maltsukker) og laktose(melkesukker) er disakkarider og alle søte. Sukrose blir framstilt fra planter der det finner i små mengder. Dette blir raffinert til å bli det farinet vi får i butikken, da blir næringsstoffer og vitaminer borte. Sukrose blir bygd opp av glukose og fruktose:

 

Polysakkarider

Stivelse, glykogen og cellulose er polysakkarid. Disser består av lange kjeder Mono sakkarider. De kan ta mange former, stivelse blir laget i spiraler. Stivelse er den måten planter lagrer energi på, fordi det er tungt løselig i vann. Pattedyr lagrer det i glykogen, og det kan lett brytes ned til glukose igjen for å bli brukt opp. Cellulose er byggemateriale i planter. Ved inneholder 50 % cellulose.

 

Proteiner

Proteiner er bygd opp av aminosyrer, disse er en organisk syre pluss en aminogruppe (-NH2) når disse reagerer og skaper en aminosyre blir det også utskilt vann. Til sammen er det 20 aminosyrer, som til sammen lager lange kjeder med proteiner. Insulin er den minste og har 50 syrer. Egenskapen bestemmes av rekkefølgen og form. Brytes ned ved at bindingene mellom aminosyrene blir brutt. Lager noen selv, men resten får vi av maten(essensielle aminosyrer). Høyverdig protein er stor andel essensielle aminosyrer. De vi ikke trenger blir gjort til glukose eller fett.

 

Vitaminer

Vitaminer er stoffer som kroppen ikke eller veldig lite klarer å produsere selv. B- og C-vitaminer blir skilt ut i urin og må tilføres jevnlig. A, D, E og K er fettløselig og finnes da bare i fettholdig kost, disse kan lagres i kroppen. Noen vitaminer fungerer som antioksidanter. Disse gjør at radikaler ikke stjeler elektroner fra molekyler i cellene. Når molekylene mister elektroner endrer de egenskap. C og E er viktige. D gjør at kroppen tar opp kalsiumioner som trengs ved dannelse av beinvev.

Vitamin a	Retinol B-karoten	Fisk, smør, egg gulrot	Lysimpulser til synsnerve, avlesing av gener, cellevekst.
B1	Tiamin	Korn, gjær, kjøtt, innmat, melk	Omsetting av karbohydrater
B2	Riboflavin	Melk, kjøtt, egg, lever, grønt	Aktiverer b6, omsetning av proteiner, fett og karbohydrater
I b-komplekset	Folsyre	Grønt, kjøtt, lever og egg	Kopiering av DNA
C	Askorbinsyre	Frukt, bær, grønnsaker, poteter	Antioksidant, jernopptak i tarm.
D	Kolekalsiferol	Fet mat, tran, uv-stråling	Kalsiumopptak i tarm
E	Tokoferol	Oljer, korn, frukt, grønnsaker	Antioksidant

 

Mineraler

Karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen er vanligste. Andre livsnødvendige er mineraler. Viktige er fosfor, kalsium og jern. Får ikke rått, men i bindinger. Kalsium for skjelettet tas opp av vit. D, jern for hemoglobin som frakter oksygen til blod. Mineral vi trenger mindre enn 100mg er sporstoffer. Jod, selen og flour trengs i veldig små mengder. Bare noen stoffer som er lov å tilsette, navn som E 333(sitronsyre.)

 

Fordøyelse, transport og omsetting av næringsstoffer

Stoffskiftet er alle reaksjoner i kroppen, disse skjer ved hjelp av enzymer.

 

Enzymer

Driver kjemiske reaksjoner, 1000 i hver celle. Hvis det mangler hoper stoffet enzymer skulle bruke hope seg opp. Kan skape sykdommer, fenylketonuri. Mangler enzym for fenylalanin. Nordeuopeer produserer enzym for laktose.

 

Fordøyelsessystemet

Nedbryting av karbos, fett og proteiner er fordøyelsen(munnen, spiserør, magesekk og tarmer.) Spytt og bukspyttkjertlene hjelper til. Så er det leveren. Enzymer bryter opp næringen så den kan transporterer.

 

Munn og spiserør

Tygges, gjøres glatt av spytt, og stivelse blir til maltose.

 

Magesekken

Saltsyre dreper organismer. Pepsin bryter opp proteiner til kortere aminosyrer.

 

Tynntarmen

Bukspyttet nøytraliserer magesyren. Alle karbohydrater blir omgjort til glukose med maltase, kjeder til amonisyrer. Galle omgjør fettet til fettsyrer og glyserol. Glukose, aminosyrer, fettsyrer og glyserol går gjennom tarmveggene, og ut i blodet. Cellulose og vann fortsetter. Fargen på avføring kommer fra gallen.

 

Transport

Alt som blir tatt opp flyttes til blodet som transporterer det til cellene i kroppen.

 

Leveren

Kroppens løsning på giftige stoffer. Lagrer også glukose som glykogen. Glukagon lager glykogen og insulin glukose(kommer fra bukspytt).

 

Sukkersyke kommer når kroppen ikke klarer balansen, eller ikke klarer å produsere insulin.

Overskudd av fettsyrer lagres som fett, glukose vil etter hvert bli fett. Muskler bruker glykogen lagrene når det trenger energi fort. Hvis ikke glukose fra blodet, så oppbryti glykogen. Deretter fett, dette tar lenger tid, og er derfor en nødløsning.

 

Energi i Cellene

Energi lagres i cellene som ATP (Adenosintrifosfat), dette blir til av Adenin, Et ribose kopler seg til tre fosfatgrupper hvis det er to er det ADP (Adenosindifosfat[mindre energi]). Det er bindingene mellom fosfat som har energi. Når cellene trenger energi, brytes det ene fosfatet av og energi utløses. Glukose blir delt opp i mindre deler, ATP.

 

Celleånding

Glukose blir pyrodruesyre i cytoplasma. Dette gjør to ADP til to ATP. Når det er oksygen blir 36 ADP gjort om til 36 ATP + vann og CO2. Når det ikke er oksygen blir syren gjort om til melkesyre og kun 2 ATP.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂  – > 6CO₂ +  6H₂O  +  Energi (36 ATP)

C₆H₁₂O₆  – > 2C₃H₆O₃(melkesyre) +  Energi (2 ATP)

 

Trening

Puster fortere for mer oksygen, hjertet slår mer for å fordele det. Musklene jobber hardere og gir mer varme, svetter for å bli kvitt overskuddet. Prestasjonen til kroppe øker ved trening. Ting blir lettere, og vi får bedre form. Anaerobe terskel er hvor høyt nivå du kan bruke før melkesyre hoper seg opp.

 

Kosmetikk

Trenger vannbase + fettbase + emulgator som blander sammen stoffene.

Fett inneholder glyserol og 3 fettsyrer.

Sakkarider er i karbohydrater og blir bygd opp av femkanter eller sekskanter av karbon. Monosakkarider består bare av en femkant. Fruktsukker(fruktose) og druesuker(glukose).

Disakkarider består av 2 sakkarider, finnes som melkesukker(laktose) og Farin(hvitt sukker).

Polysakkarider består av 10 eller flere sakkarider.

Proteiner er bygd opp av aminosyrer. Mye i egg, kjøtt og melkeprodukter. Hovedoppgave   oppbygning av celler og vev, og regulere kjemiske reaksjoner.

 

Kapittel 5 Kjemiske reaksjoner

 

Redoksreaksjon

Reaksjon der elektroner blir overført fra et atom til et annet.

- Stoff som tar opp elektroner blir redusert.

- Stoff som gir fra seg elektroner.

Redoksreaksjoner kan avgi energi:

Ved varme – > forbrenning

Elektrisk strøm – > elektrokjemisk reaksjoner. Kan bli reversert ved tilførsel av energi.

 

Redoksreaksjoner kan være ionebindinger eller elektronparbindinger.

 

Forbrenning

Et stoff som reagerer med oksygen, et oksid dannes. For at reaksjonen starter må det være en viss temperatur(tenntemperatur.) Forbrenning av karbon, C + O2 – > CO2. Den energien vi bruker kommer fra sola. Energi lagret i olje, gass og mat via fotosyntesen. Denne energien gjør celleånding mulig. Med nok oksygen lages mye energi, med lite oksygen til stede lages lite energi og giftig stoff (karbonmonoksid).

 

Balansere reaksjoner

CO₂ + H₂O – > O₂ + C₆H₁₂O₆

Balansert

6 CO₂ + 6H₂O – > 6O₂ + C₆H₁₂O₆

Dette blir likevekt mellom hver side av den kjemiske reaksjonen.

 

Elektronoverføringer

To reaksjoner som avgir energi ved varme. Fullstendige elektronoverføring, fordi elektronene blir helt overført til et annet atom.

 

Eks. Reaksjon mellom natrium(oksidert) og klor(redusert).

 

2Na – > 2Na⁺ + 2 e^-

Cl₂ + 2e^- – > 2 Cl^-

Balansert

2Na + Cl₂ – > 2NaCl + energi

 

Reaksjon mellom magnesium(oksidert) og oksygengass(redusert)

Mg – > Mg²⁺ + 2e^-

O₂ + 4e^- – > 20^2-

 

Balansert

2Mg + O₂ –> 2MgO + energi

 

Eks. på Ufullstendig elektronoverføring

Reaksjon mellom karbon og oksygengass.

C + O2 – > CO₂ + energi

Dette blir ikke ioner, bare elektronparbindinger, derfor ufullstendig elektronoverføring.

 

Redusert side

Oksidert side

 

Elektrokjemiske reaksjoner

-         Avgir energi i form av elektrisk strøm.

Batteri = Galvanisk celle. Paint

A: Kobberelektrode i kobbersulfatløsning

B: Sinkelektrode i sinksulfatløsning

Når Zn blir satt i løsningen blir den til

1. Zn – > Zn2+ + 2e-

2. Elektronene går opp ledningen gjennom coltmeteret og til kobberelektroner.

3. Zn 2+ går ut i løsning

4. Elektronene kommer fra ledning via kobberelektroden, Cu ionene i løsningen reagerer med Elektronene fra Zn. Og lager Kobber.

5. Cu2+ + 2e- = Cu

Løsningen fungerer helt til Zn staven er der, eller til kobberet i løsningen er borte.

 

Vi hadde sinkelektroden og kobberelektroden i sulfatløsningene. Broen var av papir som var dyppet i vann med koksalt for å fullføre kretsen. Vi festet ledningene til elektrodene og voltmeteret. Først hadde vi ikke salt i broen, og det ble bare minimale utslag, så vi så det bare når vi tok ledningen av og på, men med saltet fikk vi et utslag på 0,5 med den minste skalaen. Vi rørte litt ekstra i blandingene, og da økte spenningen til 0,7.

 

Zn –> Zn²⁺ + 2e^-

 

Elektronene fra Zn går gjennom voltmeteret, og går sammen med Cu atomene og lager kobber.

 

Elektrolyse er redoksreaksjon som får tilført strøm. Vi kan reversere reaksjonen ved en galvanisk celle med å tilsette energi. På denne måte kan vi lade opp batteriet. Hvis vi gjør dette med NaCl:

 

Varmer opp saltet til smelte, setter ned to elektroder, og kobler til likestrøm. Klor blir tiltrukket av den positive og elektroden og gir fra seg et elektron, går to sammen og lager klorgass. Natrium mot den negative å får tilført et elektron, og samler seg rundt den negative elektroden.

 

2Na⁺ + 2e^- -> Na

2Cl^- -> Cl₂ + 2e^-

2Na⁺ + 2Cl^- -> 2Na + CL₂

2NaCl -> 2Na + Cl₂

 

Elektrolyse av vann. Elektrolysen spalter hydrogenet fra oksygenet i vann, og vi lager 2 H2 og O2 ved hjelp av strøm og platina elektroder. Hydrogen og oksygen gassen stiger opp, og vi kan bruke de til det vi vil.

 

For at atomene skal få edelgass struktur må de gi fra seg eller ta til seg elektroner. Dette lager ioner. Karbon og oksygens reaksjoner er ikke fullstendig, men blir regnet som en redoksreaksjon uansett.

 

Brenselceller for hydrogen omgjør hydrogen og oksygen til vann og energi. Hydrogen kommer på ene siden av membranet, og gir fra seg to elektroner som går over til andre siden, der oksygen mottar ionene. Hydrogen går mellom membranet, og reagerer med oksygen så det blir laget vann.

 

2H₂ -> 4H⁺ + 4e^-

O₂ + 4e^- -> 2O^2-

4H⁺ + 2O^2- -> 2H₂O

 

Kapittel 6 Energi og Framtid

Energi gjør det mulig å utføre arbeid. Krefter forandrer farten, retningen eller formen til en ting. Energi kan ikke forsvinne eller oppstå, bare forandre form. Kraft = Newton(N),

Energi blir målt i Joule (J).

 

Potensiell energi er stillingsenergi, den energien en gjenstad har på grunn av den posisjonen den har. Potensiell energi blir beregnet med:

M * G * H = Masse * Tyngdekraften (9.8 n/kg) * Høyde.

Kinetisk energi er bevegelsesenergi, fordi den er i bevegelse. Jo høyere fart jo mer energi.

½ * M * V² = ½ * Masse * Velocity(fart)²

Varmeenergi er indre bevegelsesenergi fordi atomene beveger seg fortere å fortere. Ved det absolutte null har det ikke lenger energi.

Kjemisk Energi er indre potensiell energi.

 

Energilovene,

1. Kan ikke forsvinne eller oppstå. Bare endre form.

2. Energi blir omformet fra høyverdig til lavverdig energi.

3. Energimengden er alltid konstant, men kvaliteten avtar.

 

Energi kan overføres gjennom arbeid og varme. Varme overføres på grunn av temperaturforskjell. Varmepumpe går mot det vanlige og overfører fra kaldt til varmt.

Energikjeder er kjeder med energikilder og mottakere. Jo lenger de er jo mindre er igjen.

Virkningsgrad er den delen av energien som kommer til nytte. = Nyttig energi / Tilført energi.

3/60= 5 % lysenergi, 95 % varmeenergi. Hvis vi skal bruke begge deler er det 100 % nyttig.

Dampmaskin	15-20 %
Bensinmotor	20-25 %
Diesel	40 %
Elektrisk motor	60-90 %
Elektrisk generator	90-99 %
Brenselcelle	80 %
Menneskekroppen	10-25%

 

Energikilder og bærere

En kilde er noe man kan høste energi fra. Fornybare: Tidevann, jordvarme, solenergi, stårling, vind, vann, bølger, biomasse, havvarme.

Ikke fornybare: Kull, gass, olje, kjernespalting, uran.

Energibærer lagrer energi, gjør det mulig å frakte det.

 

Omforming

Solceller omformer solenergi til elektrisk energi som er lett å frakte. Energiverk omformer ulike typer energi til elektrisitet. Sollyset treffer P-type silisiumet og et elektron hopper over barrieren. På vei tilbake overfører det elektrisk strøm. Solceller er fortsatt mye dyrere enn andre måter.

Andre typer energiverk kan være vann, et vannkraftverk omgjør bevegelsesenergi til elektrisk energi. Andre steder er det vanlig med energi fra kjemiske reaksjoner. Varmekraftverk virker 40% mens vannkraft 90% slipper en ekstra omforming.

 

Vannet kommer fra magasinet, og driver turbinen, og generatoren fungerer som dynamo og lager strøm. Kan styres.

Vinden driver rotoren, og generatoren blir tvunget rundt. Vanskelig å styre fordi vinden er ujevn.

Bølgene blir enten samlet opp og sluppet ned på en turbin. Eller så følger det bevegelsene til bølgene, en variant endrer trykket på et kammer, og trykket driver generatoren.

Tidevannskraft utnyttes ved at rotorer blir lagt ned i fjorder, og blir drevet av tidevann som kommer to ganger daglig. Best i nord.

Varmekraftverk kan drives av fossile brennstoff, kjernekraft, bioenergi, eller solenergi. På Island kan man også bruke geotermiske egenskaper(varmt vann fra bakken.)

Energisituasjonen

Verden bruker mest olje og kull, deretter naturgass. Dette er alle ikke-fornybare. Olje varer til 2045 og gass til 2070. Uran enda lenger, og Kull flere hundre år. Usikkert på grunn ny teknologi, nye forekomster. Ulikt fordelt forbruk. Ti ganger så mye som indere. Canada har 15 ganger så mye.

Norges olje vil blir tømt på 8 år, mens gass på 27. Vannkraft står for nesten 100 % av energien. 63% av vassdrag er utbygd. I 2010 skal vi ha vindkraft på 3 TWh.

 

Framtidens energiløsninger

Energikildene må være fornybare. De må gi minst mulig belastning for miljø. Norge får ikke nok energi fra vann, og må importere.

Solfangere gjør om solenergi til varme, ved at den varmer opp vann, og lagrer det i magasiner.

Biomasse, alt biologisk materiale kan motvirke utslippet av CO2. Men kjemiske forbindelser og sotpartikler kan være miljøskadelige. Bioetanol og diesel kan bli brukt som drivstoff. Biogass blir laget av råtnet materialet, og er 40 % eller 70 % alt etter forholdene. Metan og bioetnol kan brukes til å produserer hydrogen.

Energibærerne må være fullt ut fornybare, og ikke forurense på noen måte. Må være mulig å lagre og frakte trygt. Tapet av energi må være minst mulig. Tre viktige energibærere: Elektrisitet, varme og hydrogen.

Elektrisitet er høyverdig, og fungerer i små mengder, men blir det store strekninger må man ha mange og store batterier. Forskere jobber med dette.

Varme er lavverdig, og kan sendes fra fjernvarmeanlegg. Kan også blir varmet opp av solen.

 

Hydrogen er rent, hvis den blir framstilt på riktig måte. Hydrogen er en gass, og må derfor lagres på spesielle måter. Metallhydrider er mest lovende. Tar opp hydrogen ved litt høyere trykk, og gir fra seg ved litt høyere temperatur. Ikke en kilde, fordi må bruke energi for å framstille det. Kan også produseres fra metan, men gir da CO2 utslipp. Dette må håndteres for å unngå forurensing.

 

CO2 håndtering

Ned på dypet og havet tar det opp. Ned til saltlag hvor den blir lagret. Eller ned i tomme oljelagre.

 

Kapittel 7 Bioteknologi

Bioteknologi er all bruk av levende organismer til å lage produkter som er nyttig for oss.

Før var det gjær til øl og brød. Antibiotika sopp som dreper bakterier. Genteknologi er alt som har med analyse eller endring av DNA til en organisme.

 

Arvestoffet blir lagret i større molekyler, så alle cellene får en kopi. Arvestoffet inneholder oppskrift for alle cellene i hele kroppen. DNA blir bygget opp av basene Cytosin, Guanin og Adenin, Tymin, sukkergrupper og fosfatgrupper. Sukker og fosfatgruppene lager beina på stigen og strekker seg like lang som tråden. Basene blir bundet sammen på midten i skjøten. I andre enden fester de seg til sukker og fosfatet. DNA kommer fra deoksyribonukleinsyre. Nuklein= kjerne. Bindingen er av hydrogen.

 

Enzymer er veldig viktig for reaksjoner som skjer i cellene. Cellene kommuniserer med hverandre ved hjelp av signalstoffer dette er proteiner. Proteinmolekyler er bygget opp av mange aminosyrer, minste molekylet har cirka 50 syrer. Molekylet er nesten aldri rett, men buet og krøllet, fordi de er sammensatt på forskjellige steder. Rekkefølgen har også noe å si.

 

Kodingen for aminosyrer ligger i DNAet og det er rekkefølgen på basene som bestemmer. Gener er det samme, kan variere på lengde, ofte noen hundre baser. Cirka 2 % av DNAet er gener.

 

Proteinsyntesen er produksjonen av ett nytt protein. Det lages en kopi av DNAet og mRNA frakter det ut av cellekjernen. Tymin blir byttet ut med uracil. mRNA binder seg til ribosomer. Rekkefølgen blir avlest tre og tre, ved at tRNA kommer med riktig aminosyre. Det er egne koder for starten på et protein(ATG) og slutten(TAA, TAG, TGA.) Så blir proteinet transportert ut av cellen eller inn i kjernen.

 

Kromosomer er kveilene med DNA som lagres rundt i cellene. Når cellene deler seg krølles kromosomene rundt et protein og det blir synlig i mikroskop. Vi har 46 kromosomer. Det humane genomet er alle basekodene samlet.

 

DNA kopieres ved at tråden går litt fra hverandre, og det blir laget nye tråder med motsatt base på hver side av tråden. Hver gang cellene deler seg mister de litt av tråden, etter 25 ganger er det ikke mulig å fortsette.

 

Genetisk variasjon er den forskjellen i DNAet mellom individer og grupper. Dette gir hårfarge, hudfarge og øyenfarge. Vi vet om kombinasjoner på egenskaper til mennesker, men for det meste er dette ufullstendig.

 

Mutasjoner kan forekomme med alle celledelingene som forekommer. Det kan være bytting, feil vei eller andre forandringer. Kan bli reparert av enzymer, kan også dø. Hvis den klarer å dele seg fortsatt blir mutasjonen videreført. 10 000 DNA feil per dag.

 

Hvis mutasjonen skjer i kontrollsystemet til en celle begynner cellen å formere seg selv ukontrollert, hvis ikke kroppen klarer å ta seg av det, fortsetter cellene å formere seg, da blir det en svulst. Radioaktiv stråling, sopp og løsemidler øker mutasjonshyppigheten.

 

Hvis det oppstår mutasjon i en kjønnscelle kan det bli overført til neste generasjon, det er mest sannsynlig slik arvelige sykdommer har oppstått. Dette forekommer veldig sjelden, veldig ofte blir det spontanabort.

 

Mutasjoner er ikke alltid ille, mutasjoner kan produsere proteiner som fungerer bedre enn det gamle, og vi får en utvikling på denne arten. Dette kalles naturlig utvalg.

 

Noe blir bestemt av miljø og noe av arv, noe er en sammenheng mellom begge. Du kan ha muligheten for å få en sykdom men så er det miljøet som bestemmer om du får den. Talenter kan gå i arv, men det må bli utfordret og utviklet for at man skal få bruk for det.

 

Dominante gener er når du har en av hver så får du den dominante, den recessive blir glemt. Huntingtons er dominant, og hvis du er bærer dør du etter mange år med sykdom. Det blir laget en forandring i hjernen som er uhelbredelig. Cystisk fibrose er recessiv, og man trenger et gen fra både mor og far for å bli syk.

 

Muskeldystrofi(MD) er et defekt X-kromosom. Dette er en recessiv sykdom, og jenter får det nesten aldri. Fordi de får en frisk X og en syk X. Mens gutter får en X og en Y da blir de syke.

 

Utvalg av planter og dyr gjør at vi kan viderefør de egenskapene som vi vil ha, og de egenskapene som er fine. Dette gjør at dyrene kanskje ikke ville overlevd i en normal setting, der de møter andre utfordringer som vi har fjernet egenskapene til å takle.

 

Ved hybridkryssing prøver vi å få egenskaper fra to forskjellige individer ved å pare de sammen. Da kan vi få flere ny egenskaper.