4 kafli Efnabreytingar Hlaskli Helga Snbjrnsdttir Varveisla massans

4. kafli Efnabreytingar Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir

Varðveisla massans: n Þótt efni taki breytingum (t. d. skipti um ham eða hvarfist) þá helst massi efnanna sem taka þátt í breytingunum óbreyttur fyrir og eftir n Frumeindir efna varðveitast við efnabreytingar ? Hvað verður um vaxið Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 2

Tegundir efnabreytinga: n n Efnabreyting er hvers konar breyting sem verður á efni vegna breytinga á aðstæðum, hita og þrýstingi Þrjár gerðir efnabreytinga: q Hamskipti q Leysing q Efnahvarf Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 3

Hamskipti: n Við hamskipti haldast frumeindir og sameindir óbreyttar en hreyfing þeirra breytist (eykst eða minnkar) q q úr föstum í fljótandi ham (bráðnun) úr fljótandi í loftkenndan ham (uppgufun) úr loftkenndum í fljótandi (þétting) úr fljótandi í fastan (storknun) Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 4

Breytt hreyfing sameindanna við fasaskipti: Efnisheimurinn, glósur 4. kafla ©Brynhildur Sigurðardóttir Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 5

Leysing: n n er þegar efni leysist upp í öðri efni (leysinum) Líkur leysir líkan: q q efni af sömu eða svipaðri gerð leysast gjarnan hvert í öðru vatn og olía eru ólík efni og leysast því ekki upp hvert í öðru nær hún naglalakkinu af með vatni? Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 6

Leysni: n segir til um hversu mikið af einu efni leysist upp í ákveðnu magni af öðru efni n Dæmi: leysni sykurs í vatni segir okkur hversu mörg grömm af sykrinum leysast upp í 100 g. af 20°C heitu vatni: q leysni sykurs í vatni er 204 g/100 g af vatni Hvað leysast mörg grömm af sykri í bolla með 200 grömmum af 20°C vatni? Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 7

Leysni og hitastig: n Vökvar og föst efni: q n leysni eykst með hækkandi hitastigi Lofttegundir: q leysni minnkar með hækkandi hitastigi Í hvoru glasinu er meira af uppleystum lofttegundum? Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 8

Mettun lausna: n n Leysni efnis segir til um hversu mikið af efni leysist upp í leysinum Þegar því marki er náð er lausnin METTUÐ: q n ef meira efni er bætt í lausnina leysist það ekki upp heldur fellur til botns/gufar upp Ómettuð lausn hefur ekki náð hámarkinu Hvernig getum við séð hvort þessi lausn kaffi og vatns sé mettuð? Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 9

Efnahvörf: n n n frumeindir og sameindir endurraða sér þannig að ný efni verða til og önnur hverfa Sameindir sundrast – ekki frumeindir Frumeindirnar hverfa ekki, þær endurraðast bara sagt að efnin hvarfist eða að þau gangi í efnasamband við annað efni Dæmi: vetni og súrefni verður að vatni (þetta gerist t. d. í vélum vetnisbíla) H 2(g) + O 2(g) H 2 O(l) Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 10

Lögmálið um ákveðið hlutfall: n Þegar tvö eða fleiri frumefni mynda efnasamband sameinast þau ætíð í ákveðnu hlutfalli n Dæmi: H 2 O – alltaf 2 H fyrir 1 O Dæmi: 2 H 2 O 2 H 2 + 1 O 2 n n tölurnar fyrir framan formúlurnar eru stuðlar efnajöfnunnar og sýna hlutföllin í jöfnunni Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 11

Að stilla efnajöfnur: n n n Í rétt stilltri efnajöfnu er fjöldi frumeinda sá sami fyrir og eftir efnahvarf, þ. e. báðum megin við örina í jöfnunni. Að stilla efnajöfnu felur í sér að setja stuðla (tölur) fyrir framan efnatáknin í efnajöfnunni þannig að allar frumeindirnar varðveitist: Dæmi (efnahvarfið er bruni magníns): Mg + O 2 Mg. O VERÐUR 2 Mg + O 2 2 Mg. O Samtals 3 frumeindir Samtals 2 frumeindir Samtals 4 frumeindir Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir

Að stilla efnajöfnur, frh. : Dæmi: S 8 + O 2 SO 4 hvarfefni myndefni n n Skref 1: Er jafnan stillt? Fjöldi frumeinda fyrir efnahvarf Fjöldi frumeinda eftir efnahvarf S 8 1 O 2 4 Fjöldi frumeinda ekki jafnan er EKKI stillt!!! n n Skref 2: Skoðum aftur jöfnuna: Hvað þarf að gera til að stilla hana? Það vantar S í myndefnið. Við þurfum 8 SO 4 til að jafna þetta: S 8 + O 2 8 SO 4 Þá eru jafn margar S báðum megin en komnar 32 O frumeindir myndefnamegin þurfum því að fjölga O 2 hvarfefnamegin: fáum okkur 16 O 2. Þá er komin efnajafnan: S 8 + 16 O 2 8 SO 4 Þá eru 8 S báðum megin og 32 O báðum megin og þá er jafnan stillt!! Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 13

Að stilla efnajöfnur, frh. : Þumalputtareglur: n Jafnan er ekki rétt stillt fyrr en það eru jafn margar frumeindir af hverri tegund báðum megin við örina. n Til að fjölga frumeindum má setja stuðla fyrir framan sameindaformúlur – en það má ekki bæta tölustöfum inn í formúlurnar sjálfar: Dæmi: Til að fá 32 O frumeindir má gera 16 O 2 en ekki O 32 Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 14

Hvað gerist við efnahvörf? n efnahvarf er keðjuverkun: q q q n eitthvað (orka) kemur hlutunum af stað sameindir sundrast frumeindir sameinast á nýjan hátt Orkuþröskuldur er sú orka sem þarf til að sundra upprunalegu sameindunum Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 15

Bruni eldsneytis: n bruni er efnahvarf: eldsneyti + súrefni kolefni + kolmónoxíð + koltvíoxíð + vatnsgufa n kolefni og kolmónoxíð eru mengandi, valda lífverum heilsutjóni aukið magn koltvíoxíðs í andrúmslofti veldur gróðurhúsaáhrifum, þ. e. hækkandi hitastig á jörðu n af hverju er bruni vetnis betri kostur? n Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 16

Útvermar efnabreytingar: n Útvermin efnabreyting: orka losnar út í umhverfið við breytinguna, t. d. þegar kerti brennur kertavax + súrefni vatn + koltvíoxíð + orka n Brennsla fæðu í líkamanum er útvermin efnabreyting. Við nýtum orkuna sem myndast: q q til að halda á okkur hita keyra líkamsstarfsemina hreyfa okkur hugsa o. s. frv. Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir

Innvermar efnabreytingar: n Innvermin efnabreyting: tekur orku frá umhverfinu n Dæmi: sundrun vatns með rafgreiningu 2 H 2 O(l) 2 H 2(g) + O 2(g) Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 18

Kertaloginn: n Kveiktu á kerti og hafðu hjá þér blað og blýant. Skoðaðu kertalogann vel og vandlega og pældu í þessum spurningar – skráðu pælingarnar hjá þér: q q q q n Skoðaðu logann vel og vandlega og hugleiddu þessar spurningar. Hvað dettur þér í hug þegar þú skoðar logann? Af hverju er hann svona heitur Er hann allsstaðar jafn heitur Til hvers er þráðurinn? Til hvers er kveikurinn? Hvernig verður hann til? Er hann lifandi? Teiknaðu nákvæma mynd af loganum (í lit) Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 19

Kertaloginn: Koleinoxíð og kolefni myndast og mengar Vatnsgufa myndast Koltvíoxíð myndast Gulur logi: - ekki eins heitur - sót (kolefni) að brenna Súrefni nærir brunann Blár logi: - mjög heitur - vax sundrast - nýjar sameindir ganga í samband við súrefni Bruni kertis: Vaxið er eldsneytið í brunann vax + súrefni koltvíoxíð + vatn + koleinoxíð + kolefni Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 20

Yfirlit yfir hugtök í 4. kafla n Varðveisla massans n Efnahvörf q n Hamskipti q q n q Leysing q q leysir leysni n efnajafna stilling efnajafna útvermin efnabreyting innvermin efnabreyting Sýrustig q q q Sýra Basi Súrt regn Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir 21

Sýrur n n n sýra er efni sem gerir vatn súrt Af hverju verður vatn súrt þegar sýra kemur í það? Sýran klofnar í vatni og gefur frá sér H+ jón. Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir

Basar n n Basi eru andstæða sýru Ef basi er settur í vatn, verður vatnið basískt! Basinn leysist upp í vatninu og myndar OH- jón. Uppþvottaduft er mjög basískt. Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir

Hlutleysing n n þegar sýra og basi blandast saman eyða þau hvort öðru og mynda. . . vatn. . . salt þetta kallast hlutleysing Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir

Sýrustig sýrustig er mælt með ph – kvarðanum. Vökvar eru hlutlausir ef þeir hafa sýrustigið 7 sýrustig yfir sjö – basískt sýrustig undir sjö – súrt Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir

Súrt regn n Vatn drekkur í sig koltvísýring úr umhverfinu Ef útblástur frá bílum og verksmiðjum er mikill draga regndropar óhreinindin í sig og regnið verður súrt. Fiskar og aðrar lífverur í vatni eru mjög viðkvæmar fyrir sýrustigi. Hlíðaskóli Helga Snæbjörnsdóttir