5.3 Kolväten - organisk kemi
1. Vad är kolväten?
Kemiska föreningar som endast består av kol och väte.
2. Vad är metan? Vad har den för molekylformel?
Molekylformeln är CH4.
Den är det enklaste kolvätet i alkan-serien (en serie av kolväten), som bara består av en kolatom och fyra väteatomer som sitter ihop med enkelbindningar.
Metan är en naturgas som även kallas för sumpgas.
3. Vad är etan? Vad har den för molekylformel?
Etan har molekylformeln C2H6.
Etan är det näst enklaste kolvätet i alkan-serien, som bara består av två kolatomer och sex väteatomer som sitter ihop, och där kolatomerna är bundna med varandra med enkelbindningar.
Etan är en naturgas.
4. Vad är propan? Vad har den för molekylformel?
C3H8. Det andra näst enklaste kolvätet i alkan-serien, som bara består av tre kolatomer och åtta väteatomer
som sitter ihop, och där kolatomerna är bundna med varandra med enkelbindningar.
Propan är en naturgas som används till bunsenbrännarna som vi använder i kemilaborationer.
5. Vad är butan? Vad har den för molekylformel?
Butan har molekylformeln C4H10.
Butan är det tredje näst enklaste kolvätet i alkan-serien, som bara består av fyra kolatomer och tio väteatomer
som sitter ihop, och där kolatomerna är bundna med varandra med enkelbindningar.
Butan är en naturgas som används till t.ex. tändare.
Butan är det sista gasformiga kolvätet i alkan-serien.
6. Vad är alkaner för något?
De kolväten som tillhör alkan-serien.
Alla alkaner är mättade, d.v.s. kolatomerna är bundna med varandra med enkelbindningar.
7. Vad är pentan för något? Vad har den för molekylformel?
Molekylformeln är C5H12.
Pentan är det fjärde näst enklaste kolvätet i alkan-serien, som bara består av fem kolatomer och tolv väteatomer som sitter ihop, och där kolatomerna är bundna med varandra med enkelbindningar.
Pentan är det första kolvätet i alkan-serien som är i flytande form.
8. Vad menas med isomerer?
Isomerer är molekyler som har samma molekylformel men olika strukturformel, d.v.s. atomerna sitter ordnade i olika former.
9. Ge exempel på fossila bränslen! Hur har de bildats?
Naturgas, råolja och stenkol.
De har bildats långsamt av djur och växter som dog för många miljoner år sedan.
10. Vilka två atomslag finns i de enklaste organiska föreningarna?
Kolatomer och väteatomer.
11. Ge exempel på vad vi använder alkaner till?
1. Vi använder alkanerna som bränslen för att få energi, som t ex:
a) Gasolgas är en blandning av propan och butan och används bland annat i campingkök. Tändargas är en annan alkan.
b) Andra bränslen är bensin, diesel, fotogen och eldningsolja är flytande kolväten.
2. Vi använder dem också som lösningsmedel och rengöringsmedel.
3. Fasta kolväten finns i paraffin och asfalt. Vaselin är en halvfast blandnin av kolväten.
4. Dessutom används kolväten som råvara till plast och många andra ämnen.
12. Ungefär hur många kolatomer har alkaner som är gaser, vätskor respektive fasta ämnen?
Kolväten med en t.o.m. fyra kolatomer är i gasform.
Kolväten med fem t.o.m. 15 kolatomer är i flytande form.
Kolväten med 16 kolatomer eller fler är i fast form.
13. I bensin finns det kolvätemolekyler, men vad finns det mellan kolvätemolekylerna?
Det finns ingenting alls mellan kolvätemolekylerna. Det är molekylerna som är bensinen.
14. Hur många väteatomer har en alkan med 14 kolatomer?
Alkaner med 14 kolatomer har 30 väteatomer.
(14 plus 14 väteatomer ovanför och under kolatomerna PLUS 2 till på sidan om de två yttersta kolatomerna. 14 + 14 + 2 = 30)
15. Vad är miljövänligast - naturgas eller biogas? Förklara varför.
Biogas är mer miljövänligt än naturgas. Det beror på att biogasen kommer från växter och djur som har levt nyligen.
Naturgasen däremot är ett fossilt bränsle. Den bildades under många miljoner år, av djur och växter som levde för länge sedan.
16. Förklara varför isobutan har lägre kokpunkt än normalbutan.
Eftersom molekylerna har olika former får dom olika egenskaper.
Isobutan har ju svårare att lägga sig tätt intill varandra och därför är det enklare för den att övergå till gasform än normalbutan.
Eftersom isobutan övergår till gasform lättare har isobutan också en lägre kokpunkt.
17. Hur många kolatomer har den längsta kolkedjan i isobutan?
C 4 H 10
Den längsta kolkedjan i isobutan har tre kolatomer.
Se bild på sidan 146 i Kemiboken.
18. Rita så många isomerer av hexan som möjligt.
Se sidan 145?
19. Kan grenen i isobutan sitta på den första eller sista kolatomen i kedjan? Motivera.
Nej, grenen kan inte sitta på den första eller sista kolatomen.
För då är den inte en gren längre utan molekylen får en sammanhängande kolkedja med fyra
kolatomer.
Då är den inte isobutan utan normalbutan.
20. Det finns något som heter aromatiska kolväten.
Ge namn och strukturformel för ett aromatiskt kolväte!
Aromatiska kolväten är organiska föreningar som består av väte och kolatomer i en ringstruktur, där bensen är den enklaste formen, en ringstruktur med sex kol. Molekylformel: C6 H6
De utgör utmärkta lösningsmedel . De används vid tillverkning av bränslen, bekämpningsmedel, lacker, färger, rengöringsmedel och mer.
21. I vilken molekyl finns det flest atomer, butan eller metan?
Butan har fler atomer än metan.
Butan: C4 H10 Metan: CH4
22. Vad är det som avgör smältpunkten och kokpunkten för kolvätemolekyler?
Ju större kolvätemolekylerna är, desto högre blir smältpunkten och kokpunkten.
Metn har bara en kolatom (gas) medan oktan har åtta kolatomer (vätska). Den har högre kokpunkt, dvs högre temperatur krävs för att den ska börja koka.
23. Vad är skillnaden mellan normalbutan och isobutan?
Molekylformeln är C4H10 för båda.
I normalbutan så sitter de fyra kolatomerna i en rak rad.
I Isobutan har vi en grenad molekyl, där tre kolatomer sitter i en rad och den fjärde sticker ut som en gren. Se bild sidan 146.
24. Vad används isobutan till?
I kylskåp används ofta isobutan som kylmedel.
25. Vad heter de alkaner som är vätskor?
Pentan, Hexan, Heptan, Oktan, Nonan, Dekan.
Dessa har mellan 5 och 10 kolatomer.
26. Säg namnet på två alkaner som är fasta ämnen?
Hexadekan (16 kolatomer) Används bl a i vax.
Heptadekan (17 kolatomer) Ingår i paraffin.
27. Kan du komma på formeln för hur kolatomerna och väteatomerna ökar för de mättade kolvätena?
En allmän molekylformel för ett mättat kolväte kan skrivas
CnH2n+2.
28. Vad menas med att ett kolväte är mättat?
Kolatomerna är "mätta" på väteatomer. Alla kolatomer binder maximalt antal väteatomer.
Mättade kolväten är de som kallas alkaner.