1. No category

Glamsdalens Idrætsefterskole 2013 Henrik Gabs
Tilhører :
1 Meth
6 Hex
2 Eth
7 Hept
3 Prop
8 Okt
Alkaner = ....-an ** Enkeltbinding Stærk .
Alle sidegrene = ...-yl
Alkener = ....-en ** Dobbeltbinding Svagere
4 But
9 Non
5 Pent
10 Dec
Ikke reaktionsvillig
Nogenlunde reaktionsvillig
Introduktion til emnet olie............................................................................................................... - 3 Organisk kemi. ................................................................................................................................. 3
Energi fra fortiden. ........................................................................................................................... 3
Kul : ..................................................................................................................................................... 2
Olie og naturgas : ............................................................................................................................... 2
Oliens historie og oliefelter .............................................................................................................. 2
Olielommer : .................................................................................................................................... 3
Oliefelter : ........................................................................................................................................ 3
Op med olien : .................................................................................................................................. 4
Hvor er olien ?.................................................................................................................................. 4
Tønde : ............................................................................................................................................. 4
Vi ka’ også : ..................................................................................................................................... 4
Behandling af råolien ....................................................................................................................... 5
Hvad er råolie. .................................................................................................................................. 5
Forbrænding af olieprodukter. ......................................................................................................... 6
Forurening. ....................................................................................................................................... 6
Olie – en mere nøgtern gennemgang. ................................................................................................ 7
Organisk stof : .................................................................................................................................. 7
Oliens historie : ................................................................................................................................ 9
Olieefterforskning: ........................................................................................................................... 9
Hvor er olien ?................................................................................................................................ 11
Oliens fremtid: ............................................................................................................................... 11
Kulbrinter : ......................................................................................................................................... 13
Alifatisk Kædeformede kulbrinter
. ....................................................................... 13
Alkaner : Mættede kulbrinter CnH2n + 2 Enkelt binding .................................................................. 14
Alkener : Umættede kulbrinter CnH2n Dobbelt binding .................................................................. 15
Alkyner : Umættede kulbrinter CnH2n - 2 Tredobbelt binding .......................................................... 17
Polymere Kulbrinter :......................................................................................................................... 17
Alicyklisk
Ringformede kulbrinter .......................................................................................... 18
Isomeri ........................................................................................................................................... 19
Systematisk nomenklatur : ................................................................................................................. 20
Regler for systematisk nomenklatur : ............................................................................................ 20
Note om benzin : ................................................................................................................................ 22
Introduktion til emnet olie.
Disse første 5½ sider startede egentlig med at
være en kort introduktion til vort nyvalgte
emne. Men en introduktion ofte bør
begrænses til at være forholdsvis kortvarig
hvilket denne ikke kan siges at være. Der er
dog en tanke bag dette. Denne lange
indledning har nemlig to hovedformål.
Dels kan du få en rimelig indsigt i emnet
i en helhed inden vi begynder for alvor
og dels er den god at repetere på i
forbindelse med eksamen.
tændt lighter på armen i ½ times tid og du kan
se at det bliver sort (forkuller), alternativt så
glem en lørdagskylling i ovnen ved 200
grader og når lugten bliver slem så kig på
kyllingen der nu mest ligner grillkul.
Alt det andet der ikke er eller har været
levende tilhører den uorganiske kemi
(sten, metaller, vand osv.)
Men nu til vores emne : Olie.
Energi fra fortiden.
Organisk kemi.
Kemi deles traditionelt op i to dele, nemlig
organisk og uorganisk kemi. En stor del af
den kemi du allerede har stiftet bekendtskab
med er den uorganiske kemi, men med
klassens valg af emnet ”olie” har vi fat i den
anden, altså den organiske kemi.
Organiske stoffer findes overalt. Dette
kompendium du sidder med, er af organisk
stof. Dit tøj, din mad, alkohol, og din krop er
det. Man kender i dag over 2 millioner
forskellige organiske stoffer og der kommer
dagligt nye til.
Organisk kemi er kemien omkring et enkelt af
alle de indtil nu 112 fundne grundstoffer. Det
er kemien omkring det sære grundstof
”kulstof” (kaldes også : carbon, Skrives ”C”) Kulstof er
specielt ved at det kan koble sig sammen i alle
mulige kæder og ringe.
Hvis en kemisk forbindelse ikke indeholder
kulstof er det altså tilhørende den uorganiske
kemi (men det behøver ikke nødvendigvis at
være modsat)
Lidt populært kan man også sige at den
organiske kemi drejer sig om alt det der er
eller har været levende, eller rester heraf. Du
er levende (ellers synes jeg at det er lidt
mærkeligt at du læser dette!) du indeholder
altså kulstof. Er du i tvivl om at der er kulstof
i dig kan du jo bare holde flammen fra en
Kul, olie og naturgas hører endnu til blandt
verdens vigtigste energikilder. De kaldes
fossile brændsler, fordi de er dannet af
planter og dyr, som levede på jorden for
mange millioner år siden. Det er altså energi
fra fortiden vi bruger. Hvorfor det ?- Jo for
mange millioner år siden (75-300 mill. år) når
man gik en tur på jorden (hvilket man ikke
gjorde, idet der jo ikke fandtes mennesker
dengang) så det hele meget anderledes ud, så
lad os nu forestille os hvordan det ville se ud :
Landjorden var ét kæmpe kontinent, der var
kun ét land, det blev kaldt ”Pangæa”. Pangæa
superkontinentet eksisterede indtil for ca. 200
millioner år siden. Da splittedes det, og
kontinenterne har siden bevæget sig til deres
nuværende positioner. Kontinenternes
bevægelse kaldes ”pladetektonik” eller
”kontinentaldrift” og at det ikke er løgn er
bevist vha. palæomagnetismen, den svage
magnetisme der er bundet i bjergarter. Man
kan simpelthen se at sten fra Afrikas kyster
passer med f.eks. Australien ved at
sammenligne den svage magnetisme der er
tilbage i bjergene. Nå, men altså for lang tid
siden drønede dinosaurusserne rundt og åd
hinanden og hvad der nu ellers stod på
menukortet og der var kæmpeskove,
kæmpevulkaner, kæmpe kontineltalindsøer og
et kæmpehav udenom Pangæa.
Når man i dag henter kul op fra kulminer, er
det rester fra denne verden. (primært fra kultiden
Rester fra mærkelige
kæmpetræer, der pludselig er blevet
oversvømmet, eller dækket af vulkansk aske,
eller pløjet ned i jorden af jordskælv. Men
inden disse træer blev frataget deres liv af
naturen, havde de det godt. De hyggede sig
som træer også gør i dag ved at stå rimeligt
stille og suge vand op i bladene. De trak
vejret (respirerede) ved at suge CO2 ind og
ved Solens lysenergi omdanne vand og
kuldioxid til sukkerforbindelser og herfra til
cellulose som jo groft sagt er det som træer
består af. Og det som de ikke kunne bruge var
ilt, som de udskilte til held for dyrene og for
dig nu. Denne proces kaldes fotosyntesen.
For at vokse kræver træer altså noget at vokse
af (CO2 og vand (m.m N2..)) og energi til at
gøre det med (sollys)
Når man så 300 mill. senere graver trærester
(som kul jo er) op og tænder ild i det bliver
den energi der er i ethvert sammensat stof
frigivet i form af varme når stoffet splittes ad
igen (bindingerne brydes). Altså for 300 mill.
år siden varmede solen på bladene og træet
kunne vokse ved at danne stamme, grene og
flere blade. Grundstofferne til dette
vokseværk kom primært fra vand og CO2 og
takket være solens energi kunne proceduren
gennemføres. Træet bruger altså energi for at
bygge f.eks. en stamme. Tænder man ild i
stammen forsvinder den ved igen at udskille
CO2 og vand som den jo blev bygget af OG
ved at udskille den energi som blev brugt da
den blev lavet. Det er principielt ligegyldigt
om der er gået 300 millioner år ! Det er altså
solenergi der varmer dig uanset om du
solbader på stranden, varmer dig foran pejsen,
eller tænder for elradiatoren, der jo får strøm
fra Ensted værket i Åbenrå der brænder kul af
for at lave strøm.
Solen er grundlag for at du ikke fryser og for
at du kan få mad, eller sagt med andre ord :
for ALT liv!!!
Kul :
Kul er rester af kæmpestore landplanter, der
især voksede i kultiden for 300 millioner år
siden. Folk har brugt kul som brændsel i mere
end 3000 år. Men indtil 1500-tallet var træ fra
(karbon) 300 millioner år siden)
skoven den almindeligste form for brændsel.
Til udsmeltning af jern brugte man f.eks.
brændt træ eller trækul , som du kender fra
sommerens grill. Men for ca. 300 år siden
blev kul den almindeligste form for
energikilde til opvarmning af huse.
Olie og naturgas :
Indtil omkring 1950 var kul verdens vigtigste
energikilde. Men så kom olie og naturgas til
at spille en større rolle. Olie og naturgas
består af kulstof og brint og kaldes derfor for
”kulbrinter”. Olie og naturgas er omdannet
fra mikroskopiske planter (fyto-plankton) og
mikroskopiske dyr (zoo-plankton), der levede
i de varme have for et sted mellem 75-300
millioner år siden. Tilsammen dækker de to
råstoffer i dag halvdelen af verdens
energibehov. (den anden halvdel er afhængig
af hvor i verden man er : Norge : vandkraft,
Frankrig : Atomkraft, Danmark :
vindkraft….)
Olieeventyret startede for alvor i 1858, da
verdens første olieboring fandt sted i delstaten
Pennsylvania i USA. De første par år blev
olien brugt som lampeolie. Men snart efter
kom bilen frem på arenaen og Henry Ford
begyndte at masseproducere sine Ford A og –
T og alle disse biler gav efterhånden et stort
behov for benzin som brændstof (benzin
fremstilles jo af olie). I dag er der ca. 570
millioner biler og andre transportmidler der
alle tørster efter brændstof, så det er en god
forretning at have en oliekilde eller 12 !
I begyndelsen var naturgas et restprodukt fra
olieindustrien som blot blev brændt af. Men i
dag bruges naturgas som et vigtigt brændstof
og gassen dækker ca. en fjerdedel af verdens
samlede energiforbrug. Naturgas forurener
også væsentligt mindre end kul og olie.
Oliens historie og oliefelter
Mange steder i verden bores der efter olie
(råolie). Det hele startede som jeg før skrev
før for laaaang tid siden. Den olie vi i
Danmark henter op fra felterne i Nordsøen er
ca. 75 mill. år gammel og den i f.eks. Saudi
Arabien er ca. 300 mill. år gammel.
Altså, vi skruer uret mange gange tilbage til
en tid hvor der var et sandt mylder af plankton
eller mikroskopiske planter og dyr i de
varmeste af verdens have. Olien blev dannet i
de dele af verden hvor klimaet dengang var
subtropisk eller tropisk.
Når havets plankton døde, sank resterne til
bunds og lagde sig som et slimet lag dynd på
havbunden. Du kender det sikkert hvis du
med bare tæer har jokket ud i vandet i en
skovsø…..ellers prøv det !
Efterhånden blev lagene dækket af store og
tunge mængder sand og mudder der i tidens
løb blev omdannet til hård klippe. Tit var der
vulkanudbrud, jordskælv, jordforkastninger,
store regnskyld og store flodudløb det var
dette der primært afstedkom at sand og
mudder lagde sig ovenpå dyndlaget. Da der
ikke kom ilt til kunne planktonresterne ikke
rådne og da sand/mudderlaget var meget tungt
blev der et meget højt tryk og varme. Lagene
blev presset mere og mere ned i jorden og
endte flere steder i kilometers dybde. Alt dette
gjorde at resterne af planter og dyr, altså det
organiske materiale, i løbet af mange
millioner år blev omdannet til råolie.
Olielommer :
Olie er lettere end vand (den har en mindre
massefylde), og vil derfor flyde op til
vandoverfladen hvis den ligger på bunden.
Ved store olieudslip er det katastrofalt for
dyrelivet, idet olien klæber sig fast på dyrene
som sommervarmt tyggegummi på bukserne.
Det er specielt havfuglene der er følsomme
for olieudslip. Selv en lille klat olie vil være
dødelig for fuglen, fordi
fjerdragten skal være vandtæt
og en klat olie vil forårsage at
fjerrene klæber sammen og
vandet kan trænge ind.
Fuglen fryser ihjel. Er det
kun en lille 25-øre stor klat
vil fuglen søge ind på land og
dø af sult. Der findes faktisk
bakterier der kan æde olie, og der er lavet
mange forsøg med disse, men til de helt store
udslip har det vist sig at være mest effektivt
(og dyrt) at samle olien ind og deponere den
på land.
Nå, men det var olielommerne vi kom fra :
Den flydende råolie ligger altså i Danmark
dybt nede under havbunden (eller på land), et sted mellem 900 meter og 5 kilometer.
Råolien vil hele tiden forsøge at sive opad. I
de bløde bjergarter går det fint opad, men på
et tidspunkt vil olien enten nå havbunden og
forsvinde op i havet og blive ædt af de
førnævnte bakterier, eller råolien vil nå nogle
hårde bjerglag (lerskiffer) og vil blive
liggende her indtil Jorden går under eller
mennesket opdager det og henter det op.
Oliefelter :
Der skal bestemte forhold i klima, natur og
bjergarter for at der senere kan dannes olie.
Derfor kan olieindustriens folk nogenlunde
beregne hvor der er sandsynlighed for at finde
”det sorte guld”. Det er derfor ikke sikkert at
du kan blive millionær bare ved at gribe
spaden og grave som en sindssyg i baghaven.
Olieindustrien bruger f.eks. seismologer, det
er folk der ved en masse om hvordan man kan
finde ud af hvorledes jorden ser ud under
overfladen. De kan ved hjælp af en
seismograf se hvordan undergrunden ser ud. I
princippet danner de nogle trykbølger (ex :
et brag fra dynamit) som de så måler
refleksionerne fra (som en slags radar) og
derudfra kan de ud fra ekkoet se om
undergrunden indeholder skifferplader i den
rette størrelse og form.
Hvis de første undersøgelser viser sig at være
positive går geologerne i gang. De ved en
masse om hvordan sten og klipper ser ud
OG om hvilke ting der kunne tyde på at der
findes olie. De undersøger prøver fra dybe
huller for at finde forsteninger eller fossiler,
der kan fortælle noget om lagenes alder.
Størst betydning har de ganske små
mikrofossiler, der undersøges nærmere
under mikroskop. Nogle arter af
mikrofossiler kan være tegn på, at der findes
olieholdige lag.
Hvor er olien ?
Op med olien :
Hvis geologernes efterforskning tyder på, at
der er olie, og på at der er rigeligt af den,
sættes en egentlig prøveboring i gang. Der
bores et hul ned til det sted hvor olielommen
måske ligger gemt. Det er bestemt ikke
usædvanligt at to ud af tre prøveboringer ikke
giver ”pote”. Nu borer man ikke bare på må
og få fordi det koster en uforskammet masse
penge at lave en prøveboring. Derfor er der
også en masse mennesker der er gået fallit på
mislykkede prøveboringer. På den anden side
er der også mange penge at tjene.
Hvis hullet giver nok olie sættes en egentlig
produktion i gang fra oliekilden. De fleste
huller bores med roterende bor fra et boretårn.
Selve boret er et stålrør med en hård
borekrone af stål eller diamant i den ene ende,
altså den ende der vender nedad !!
I bløde bjergarter kan man bore op til 60
meter i timen og i meget hårde kan man bore
0,3 m/t.
Borerøret er hult og der pumpes hele tiden
boremudder ned til kronen. Boremudderet har
to funktioner : dels afkøler og smører det
boret og dels skyller det løse klippestykker
væk. Disse løse klippestykker kigges der nøje
på oppe på boreriggen, da de kan fortælle
hvor tæt man er på olielommen. Når boret
rammer olielommen sagde det i gamle dage
”booom” og olien stod i kaskader som et
springvand op af hullet. Det var et værre
svineri. Men i dag kan man pga. bedre teknik
og bedre uddannelse af folk undgå både
oliespild og forurening af miljøet omkring
borestedet.
Hvis boringen kan bestå sidste eksamen,
nemlig at den i praksis viser sig at være godt
fyldt, sættes produktionen i gang. Boretårnet
fjernes, og der monteres et låg med rør og
ventiler oven på oliekilden.
Der findes oliefelter i alle verdensdele. De
fleste ligger under landjorden, men
efterhånden kommer en tredjedel af verdens
råolie fra nyopdagede oliefelter i havene.
Tønde :
Som måleenhed for især råolie bruges tønde
(eng. Barrel) i begyndelsen blev olien nemlig
transporteret i trætønder.
1 tønde = 158,984 liter.
Vi ka’ også :
Siden 1935 har man gjort forsøg på at finde
olie i Danmark. De første boringer fandt sted
på land men der var ikke andet end jord og
vand i hullet. Først igen i 1966 prøvede man
igen men denne gang var det i havet
(Nordsøen). Men først i 1972 var den første
egentlige produktion i gang. Den danske stat
mente ikke at der var noget at hente, så de
syntes vel egentligt at rederiet A.P.Møller var
lidt åndssvage når de bad om lov til at købe
rettighederne til at bore efter olie i Nordsøen,
men man må sige at de tog fejl. Direktøren for
A.P. Møller : Arnold Mærsk Mckinney
Møller der havde købt rettighederne til
boringerne er i dag den ubetingede rigeste
mand i Danmark. Hans velstand er ikke kun
fra olien (bla. ”Netto”) men en meget stor del
stammer herfra.
I flere år har Danmark været selvforsynende
med olie.
De største danske olie/gasfelter hedder :
Gorm, Tyra, Skjold, Dan og Kraka (fra
nordisk mytologi) – ca. 220 km fra Jyllands
vestkyst. Den danske olie der jo udvindes fra
havboringer kaldes ”offshore”. ”Offshore”
betyder, at oliefeltet ligger langt fra kysten
ude i havet.
En boreplatform er et ordentligt krapyl : Den
kan være op til 100 meter bred, højere end
Eiffeltårnet og veje 15.000.000 kg. Selv med
20 meter høje bølger skal der kunne arbejdes
videre trods orkan storm.
Fra de danske boreplatforme sendes olien via
rørledninger til Esbjerg hvor den videresendes
til de danske raffinaderier i Fredericia,
Kalundborg eller Skælskør.
Alt hvad der produceres ud fra råolie kaldes
under et for ”den petrokemiske industri”
Behandling af råolien
Råolie er en mørkebrun til sort substans der
ikke kan bruges til noget som helst !!
”Hvorfornoget !!” – Ja den er ubrugelig.
MEN den består af en masse som er aldeles
anvendeligt, det er bare blandet sammen.
Nu kommer jeg med et eksempel der ikke
holder i virkeligheden, men det skal bare få
dig til at huske hvad jeg mener :
Forestil dig en stor blender. I denne blender
putter du en gettoblaster, 3 badedyr, 67
bananer, et glas babymos og et fotografi af
Einstein. Det hele blendes nu sammen til
ukendelighed. Hvad kan man nu bruge det til
? – ingenting !
– Hvis man nu kunne blende den anden vej,
ville man pludselig få en masse rare
anvendelige ting. - Det kan man bare ikke,
– MEN det kan man med råolie. Råolie
består nemlig af bla. benzin, diesel,
petroleum, asfalt m.m (nærmere herom
senere). Det er alt sammen rare ting man
kan sælge og blive rig af, og som man kan
købe og foreksempel få sin knallert eller
bil til at køre med.
Denne omvendte blenderproces kaldes ”raffinering”.
Og fabrikken der gør det kaldes et raffinaderi. Der
findes i alt ca. 900 raffinaderier i verden, og de 3 som
før skrevet i Danmark.
Hvad er råolie.
Råolie består af milliarder af små og store
molekyler, men fælles for alle, om de så er
bittesmå, medium eller megastore er, at de
består af to grundstoffer : Kulstof og brint,
de kaldes derfor : kulbrinter.
Man kan producere en masse ud fra råolie.
Benzin, diesel, petroleum osv. er altså
kulbrinter, de består af kulstof (Carbon) og
brint (Hydrogen). Forskellen på dem er KUN
hvor mange de består af !
Der er den sammenhæng at jo længere en
kulbrinte er, desto større er dens kogepunkt.
Hvis du forestiller dig at man har blandet
benzin og petroleum sammen, så er det
umiddelbart svært at få dem adskilt igen. Men
det er det alligevel ikke fordi de to væsker har
forskellige kogepunkter.
Blander du dig et glas saftevand er det faktisk
også muligt at få vandet for sig og saften for
sig, blot ved at udnytte de forskellige
kogepunkter saft og vand har.
Dette princip kaldes : destillering
Tilbage til vor blanding af benzin og
petroleum : Benzin har et kogepunkt på f.eks.
126 oC og Petroleum har på 165 oC. Varmer
vi så blandingen forsigtigt op til 126 grader
vil stort set kun benzinen blive luftformig og
fordampe op fra blandingen. Tilbage i glasset
er nu kun petroleum. Vil man også gerne
beholde benzinen kan man lede
benzindampene over i et koldt glas og
benzinen vil nu skifte tilstandsform fra gas til
væske. Man siger at benzinen kondenseres
eller fortættes. Ganske smart, .(..dette forsøg skal
du lave senere)
Altså en lille konklusion : Råolie består af en masse
stoffer, dem kan man få hver for sig ved at destillere
olien.
Men på raffinaderierne vil de gerne tjene en
masse penge så de var lidt kede af at de fik en
masse store og lange kulbrinter tilovers efter
at de havde destilleret råolien. De kunne ikke
tjene meget på at sælge resten/overskuddet
som asfalt, det var jo som benzin at den store
indtjening var. Benzin består af en kæde med
7-8 kulstofatomer og nogle brint. Kunne man
så i stakken af dem man fik tilovers klippe
nogle over så man fik benzin ville det jo være
godt. (F.eks. en kæde med 16 (hexadecan) midt over til 2
”benzin” (Octan).)
Det viste sig at det kunne man godt, bare ikke
med en almindelig saks. Man benyttede sig af
en proces der bliver kaldt ”Cracking” (Crack
er engelsk og betyder ”at knække/gå i
stykker”)
I Crackingforsøget senere bruger vi nogle
perler der lokalt bliver ca. 500 grader varme
de splitter de meget lange kulbrinter i stumper
og stykker, altså ganske tilfældige klipninger.
Dette kaldes en termisk crackning (termisk
= temperatur). På raffinaderierne vil de ikke
finde sig i tilfældigheder, det er nemlig kun
kulbrintekæder af bestemte længder der er
penge i. Så de vælger en anden og meget
præcis form for crackning nemlig en der
hedder en katalytisk crackning. De bruger
oftest platin som katalysator. Eller en anden
metode der hedder brintcrackning.
Eller igen en helt anden metode jeg endnu
ikke har gennemskuet der hedder ”Hi-con”
Forbrænding af olieprodukter.
Ved en forbrænding af organisk materiale, det
kan være lige fra alt hvad man kan lave af
råolie, til alt hvad der kan vokse (planter/dyr)
eller rester heraf, altså ret meget !! – dannes
der CO2 og H2O Det er absolut uden
undtagelse altid i hvert fald kuldioxid og
vand.
Det er fordi alt organisk dig, mig, træer, olie,
små hamstre, bakterier og såmænd også
plastik/gummi osv. (der jo laves af olie, der blev lavet af
små dyr for mill. år siden) består af bla. kulstof og
brint. Når dette forbrændes kræves der jo ilt,
som kobler sig med kulstof til CO2 og noget
andet ilt kobler sig til brint og laver H2O.
Vand er ganske harmløst, hvis man ser bort
fra at man kan drukne i det, og kuldioxid er
også harmløst, det er jo også kuldioxid der
kommer ud af dit hoved lige nu (udånding).
Den kuldioxid fra din udånding er faktisk
også resultatet af en forbrænding inde i dig.
Mange tror fejlagtigt, at forbrænding altid er
noget med bål og brand, men der er både vådt
og rimeligt lunkent i din mave og dine tarme,
og der foregår faktisk en forbrænding. Det er i
øvrigt denne forbrænding sammen med
muskelvarme der gør at vi vekselvarme dyr
(pattedyr/fugle … modsat øgler og slanger..)
kan holde varmen. Når vi spiser får vi energi
til muskler, men for at få denne energi
(sukker) må maden først skilles ad
(forbrænding).
Men nu kommer noget som er vigtigt – og
som af en for mig uvist grund mange fyrer af
til eksamen: ”CO2 er skadeligt for ozonlaget”
…. NEJ NEJ NEJ . Det er drivhuseffekten
der hænger sammen med CO2. Og det er kun
CO2 fra de fossile brændsler (kul,olie,gas) der
har skadelig indvirkning på CO2koncentrationen.
CO2 fra din udånding, fra halm der afbrændes,
fra træer der brændes altså fra alt der er
levende eller har været levende sådan for
nylig (indenfor 50 år) er ikke skadeligt DET
ER CO2-NEUTRALT.
Når et træ vokser tager det CO2 fra luften, når
det afbrændes (eller rådner) afgiver det CO2 =
Balance.
Næ, det er de fossile brændsler som naturen jo
har ”glemt” i sit CO2-regnskab der er
problemet. Det er jo adskillige millioner år
siden at det organiske plankton forsvandt i
dyndet. Og det er problematisk at mennesket
så futter det hele af i løbet af nogle få
hundrede år. – Derfor får vi drivhuseffekt
Forurening.
Over halvdelen af de tyske skove er skadet af
sur nedbør – det er surt for dem ! Det hænger
sammen med at fossile brændsler også
indeholder svovl (S). Når dette forbrændes
dannes der SO2 som bliver til ”sur regn”
(svovlsyre) når det blander sig med vandet i
luften. Når denne syreregn regner ned på
planterne, ja så falder bladene af.
SO2 + H2O + O2  H2SO4
(ligningen er ikke afstemt)
(svovldioxid + vand + ilt  svovlsyre)
Dansk råolie indeholder 0,7% Svovl og Saudi
Arabisk ca.4% . Dansk er altså mindre
skadeligt for miljøet. Det er i øvrigt også
væsentligt mere tyndtflydende.
Syre kan neutraliseres med kalk, der jo er en
base. Derfor hælder nogle landmænd kalk på
deres jord for at få en bedre Ph-værdi) (modvirke
syrepåvirkningen)
Ved forbrænding i en motor dannes der også
NO2 og lignende kvælstofilter også kaldet
NOx’er som er giftigt. (N=kvælstof)
Olie – en mere nøgtern gennemgang.
Organisk stof :
Som beskrevet i introen tilhører olie den organiske kemi fordi olien er rester af noget der er dannet i
levende organismer – planter eller dyr- der engang var levende og derfor indeholder C-atomer.
– ”C” : også kaldet Carbon eller på dansk kulstof.
Kulstof er et sært grundstof der har en unik evne til at danne kæder i en uendelighed. Man kender i
dag over 6 millioner forskellige organiske stoffer, og der konstrueres eller opdages nye dagligt. Til
sammenligning giver de andre 111 grundstoffer kun ½ million forskellige stoffer. Dette må jo siges
at være mere end meget godt klaret af et enkelt grundstof.
Et hvilket som helst antal kulstofatomer kan danne molekyler med ring- eller kædeformede
skeletter. Og hver gang der kommer et nyt kulstof til, har man et nyt molekyle og dermed et nyt
stof.
Hydrogen (brint, H) Nitrogen (kvælstof, N) Oxygen (Ilt, O) svovl (S) eller andre grundstofatomer
kan bindes til disse kulstofskeletter og danne endnu flere nye stoffer, der kan det ene eller det andet.
Kulstofatomet danner altid 4 kemiske bindinger i organiske molekyler. De bindinger der ikke går
fra kulstof til kulstof går som regel til et brintatom (hydrogen).
Antallet af kemiske bindinger ud fra et grundstof kaldes også for det pågældende stofs valens.
Kulstof har altså valensen 4, og brint har valensen 1.
Et stof valens hænger sammen med stoffets kemiske egenskaber, altså hvor mange elektroner der er
i den yderste skal af atomet. Ser du efter i det periodiske system kan du se, at kulstof/carbon har 4
elektroner i sin yderste skal. For at opfylde oktetreglen (8-reglen, ædelgasreglen),- altså stoffers
ønske om at have 8 elektroner i den yderste skal, og dermed kemisk ineffektivitet, - mangler kulstof
4 elektroner (8-4), derfor ønsker kulstof at snuppe/dele 4 elektroner med nogle andre stoffer. Derfor
bliver kulstof der jo mangler 4, ”glad” når den møder 4 brintatomer, de mangler hver især 1
elektron i at nå deres maksimum på 2 elektroner.
Altså 1 kulstof deler elektroner med 4 brint og alle er ”glade” Bindingerne mellem atomerne kaldes
på fint kemisk for : atombinding eller Covalent binding.
Prikformel
Stregformel
I praksis tegner vi streger mellem atomerne, men de repræsenterer altså en elektrondeling.
Ofte er vi også nogle dovne hunde, derfor vil vi når vi skal tegne store kulbrintemolekyler ikke
skrive H’erne på. Det er altså underforstået at hvis der ikke er skrevet et atomnavn på en binding, så
er det et brint der sidder på.
Hvis et organisk stof opvarmes tilføres det energi. Varme i et stof er et udtryk for hvor meget det
vibrerer inde i sig selv. Desto højere varme, desto mere vibration. Hvis et organisk stof opvarmes
nok begynder det at vibrere så meget at molekylerne spaltes og går i stykker. Hvis der samtidigt er
adgang for luftens oxygen (O2) vil det bryde i brand. Resterne af molekylerne vil altså danne
mindre molekyler der alle nu har oxygen (ilt) i sig. Lad os tage et eksempel med den mest simple
kulbrinte der findes : Methan CH4 , det er også den der er tegnet ovenfor.
Hvis methan brænder og har masser af adgang til ilt (O) vil følgende reaktion ske :
CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O
Ved enhver forbrænding af organisk stof reagerer det organiske stof med oxygen (O2). Oxygenet
går i forbindelse med kulstoffet og der dannes carbonoxider. I tilfældet med methan og alle andre
kulbrinter dannes der CO2.
Hvis der er hydrogen (brint, H) i det organiske stof, dannes der også vanddamp H2O ved
forbrænding.
Hvis der findes svovl (S) i et organisk stofs molekyler, dannes der SO2 (svovldioxid). Når dette stof
ledes ud i luften vil det gå sammen med det vand der er i luften/skyerne og danne svovlsyre, der så
kan regne ned på planterne, hvilket de ikke er så tilfredse med. Det er jo det vi kalder for syreregn. I
områder med megen sur nedbør se man ofte landmanden sprede kalk ud på sine marker. Det er for
at neutralisere syrepåvirkningen, da kalk jo er en base.
Der er meget svovl i kul, som man jo bruger til at lave elektricitet ud fra på elektricitetsværkerne.
For at rense røgen fra kulafbrændingen har man på de danske el- værker sat mange slags filtre, der
renser for slagger og svovl. Filtrene for svovlet er meget smarte. I dem bruger man kalk som røgen
ledes igennem. Svovlet som efter forbrændingen nu er en gas SO2 vil gå i forbindelse med kalken
og danne et stof der ligner bitte små hvide kugler. Svovlen kommer altså ikke op i luften. Det
smarte er, at disse små hvide kugler kan opløses i vand og blive til en slags grød. Denne grød
presser man ud i plader med lidt papir på begge sider og tørrer, og så har man gipsplader som man
bruger som indervægge i næsten alle nye huse og gamle som renoveres. Fra et miljøproblem har
man nu med løsningen fået noget ganske anvendeligt og ufarligt for miljøet, nemlig gips.
Oliens historie :
Råolie er en arv fra den fjerne fortid. Den stammer hovedsagelig fra rester af
mikroskopiske planter og dyr, som levede i havene for mellem 75 (Nordsøen) og 300
(Saudi Arabien) millioner år siden. Der skulle ganske særlige betingelser og lang tid til, for
at disse rester kunne undergå de komplicerede kemiske forandringer, hvorved der kunne
dannes råolie og naturgas. Nogle steder forekommer denne olie og gas i koncentrerede
ophobninger, som mennesket kan finde og udnytte.
For mange millioner år siden drev, utallige mikroskopiske planter og dyr, såkaldt fytoplankton og
zooplankton, rundt i overfladevandet. Dvs. fytoplankton er alger, altså planter og Zooplankton er
små dyr lige fra encellede amøber over daphnier til fisk, hvaler og dinosaurer. Men den absolutte
hovedpart af zooplanktonnet er altså de små dyr. I tidens løb bundfældede resterne af disse ganske
små organismer sig på havbunden, hvor de sammen med mudder og slam i løbet af millioner af år
dannede aflejringer, der var rige på organiske stoffer. Stadig nye aflejringer begravede de organiske
lag i flere tusinde meters dybde og pressede dem ind i porerne i de klippelag, hvorfra olien i dag
udvindes. Temperaturen steg, efterhånden som lag efter lag aflejredes. Under sådanne forhold og
over lang, lang tid forandredes det oprindelige organiske materiale og blev omdannet til enklere
stoffer, de såkaldte kulbrinter, forbindelser af kul og brint. Resultatet blev olie, som er en indviklet
blanding af kulbrinter.
Olie søger af naturen opad, fra høje til lave trykforhold. Hvor det er muligt, arbejder olien sig op til
jordoverfladen og siver ud. Heldigvis for verden i dag er en del af olien blevet, fanget i reservoirer
på dens vej op.
Et oliereservoir er i modsætning til de flestes opfattelse ikke nogen kæmpestor underjordisk sø. Det
er ofte et, tilsyneladende massivt materiale, som ved nærmere eftersyn indeholder utallige små bitte
hulrum eller porer (ligesom tavlekridt). Olien stiger langsomt ved dels at bevæge sig fra det ene
hulrum til det næste, dels ved at sive gennem sprækkerne. Når den vandrende olie støder på et
uigennemtrængeligt lag f. eks lerskiffer, samler den sig i klippens porer og ophobes her i et såkaldt
reservoir og den venter så bare på Arnold Mærsk Mckinney Møllers borekrone eller en anden der
har fundet ud af hvordan man tjener rigtigt mange penge.
Olieefterforskning:
Olieefterforskningen startede for mere end hundrede år siden, da der blev gennemført boringer i
nærheden af olieudsivninger, som tydede på, at der fandtes olie under jordoverfladen. I dag
anvendes langt mere avanceret teknik, eksempelvis seismiske undersøgelser og satellitfotos. Store
dataanlæg hjælper geologerne med at fortolke de mange data, men til syvende og sidst kan dog
alene en boring vise, om der findes olie eller ej.
I flere hundrede år er udsivet olie i form af beg blevet anvendt som brændsel, til at tætne træskibe
og endda til medicinske formål. De første virkelige forsøg på at bore efter olie blev dog ikke
foretaget før midt i 1800- tallet. I året 1859 lykkedes det Edwin Drake som den første at finde olie i
delstaten Pennsylvania i De forenede Stater i kun 21 meters dybde. Andre fulgte eksemplet, først i
USA, derefter i Sydamerika, Rusland, Det fjerne Østen og Mellemøsten. Der blev stiftet en række
firmaer, der producerede, transporterede og markedsførte den nye vare.
Men først med opfindelsen af samlebåndet af Henry Ford der begyndte at lave biler som
almindelige mennesker havde råd til at betale kom der et øget behov for olieprodukter. Altså
primært benzin.
Siden er der fundet olie i alle verdensdele på nær Antarktis.
I begyndelsen søgte man efter olie på en meget tilfældig måde. Bortset fra boringer på steder, hvor
olien sivede op til overfladen, blev mange ”wildcat” eller chanceboringer sat i gang blot på en
fornemmelse - ofte med et skuffende resultat. Nu om stunder søger man efter olie på meget mere
videnskabelig vis, men på trods af moderne teknologi, viden samt de meget dygtige geologer og
geofysikere er olieeftersøgning stadig forbundet med stor usikkerhed.
Olieeftersøgningen må slås med en jordoverflade, der har en indviklet historie. Geologerne ved, at
dele af 'jordskorpen, hele kontinenter og have, har flyttet sig i forhold til hinanden. Når
kontinenterne bevægede sig væk fra hinanden, sank områder, som havde været land, under havets
overflade. De blev til steder, hvor betingelserne for at der kunne dannes olieholdige lag var opfyldt.
Når kontinenterne stødte sammen, skete det med enorm kraft. Bl.a. foldede bjergkæder sig så
lagene blev skubbet ind over hinanden i komplicerede mønstre, hvor bjergstrukturer gjorde det
muligt for olien at samle sig i reservoirer.
l løbet af millioner af år vil jordskorpebevægelserne flytte rundt på fastlandene, sammenpresse og
strække jordens skorpe. l områder hvor skorpen er udsat for sammenpresning, opstår der
bjergkæder. langs disse er der ofte sedimentationsbassiner hvor lag lægges på lag og der kan opstå
betingelser for dannelse af olie og gas. Hvor jordskorpen strækkes dannes ny oceanbund, eventuelt
nye oceaner, udfra en højderyg centralt i oceanet. Kystnære sedimentationsområder kan hæves op
og føjes til fastlandet. Det er langs disse kontinentalsokler at jordskælv og vulkaner opstår.
For at få et billede af hvordan undergrunden ser ud må
oliefolkene alliere sig med nogle kloge geologer.
Geologerne bruger geofoner til af ”se” hvordan det ser ud
under jord – eller havoverfladen. Principielt sprænger
man lidt dynamit eller andet der kan sende nogle
rystelser ned i undergrunden. Disse rystelser vil så
komme tilbage som et slags ekko hvis de rammer noget
hårdt. Der skal være et hårdt låg af skiffer over et
oliereservoir for ellers vil olien trænge op og blive opløst
i vandet eller overfladen. Geologerne leder efter et
såkaldt antiklinal, som er det fine ord for et pyramidelag
hvor olien kan være. Geologer kan ikke se olien, de kan
bare se om der er de rette betingelser for at der måske er
olie.
De danske oliefelter :
Det er efterhånden ganske meget olie der pumpes op fra de danske felter. I 1997 var den samlede
olieproduktion oppe på 12 millioner ton.
Hvor er olien ?
Der findes oliefelter i alle verdensdele. De fleste ligger under landjorden, men efterhånden kommer
en tredjedel af verdens råolie fra nyopdagede oliefelter i havene.
Fordelingen er ca. sådan i % af den samlede produktion.
Saudi Arabien
13
USA
12
SNG (tidl. Sovjetunionen.)
10
Iran
5
Mexico
5
Kina
4
Forenede. Arabiske. Emirater. 3
Kuwait
3
Venezuela
3
Irak
1
Du leder måske efter Danmark og Norge, men de er sammen med alle andre steder i de resterende
44,6 %.
Oliens fremtid:
Råolie er skabt i naturen gennem millioner af år, og det er en begrænset energiressource. Lige siden de
første boringer har man stillet sig spørgsmålet: Hvor meget olie findes der i undergrunden, og hvor længe
varer det, før olien er brugt op. For 50 år siden forudså eksperterne, at der var olie nok til 30-40 års forbrug
hvilket skulle betyde, at al olie i verden for længst skulle være brugt op. Men sådan er det heldigvis ikke
gået. Selvom verdens olieforbrug i dag er ca. 30 gange så stort som for 50 år siden, så er der fortsat olie nok
til mange år endnu. Det skyldes to forhold. For det første, at der er blevet og stadig bliver fundet nye
oliefelter, om end de nye fund efterhånden findes i mere og mere utilgængelige områder, og for det andet, at
nye metoder gør det muligt at udvinde en større del af olien fra eksisterende felter. Da hele verden i 1973 for
første gang oplevede et energichok, den såkaldte oliekrise, fordi oliesheikerne pludselig opdagede, at de selv
kunne sætte priserne, og priserne derfor blev mangedoblet i løbet af kort tid, var det en stor forskrækkelse
for alle, og et varsel om, at olien trods alt kan slippe op en dag.
Danmarks olie reserver 1989-1998
Verdens energireserver 1997
Som du kan se af
skemaerne er der olie til en
rum tid endnu, men altså
ikke til al evighed. Så
mennesket forsker rigtig
meget i alternativer til olie.
F. eks kører mange biler i
Brasilien på alkohol
(ethanol) udvundet af
sukkerrør.
Mange smøreolier er lavet
på vegetabilsk grundlag,
altså af f. eks raps, som er
de gule marker du ser om
sommeren. De helt ”hotte”
til motorsaven er økologisk
vegetabilsk kædesavsolie.
Men saven kører dog
stadigvæk på benzin fra
råolie. Plastik kan man også
lave kunstigt i dag, men det
er dyrere end at lave plastik
ud fra råolie.
Så dine tip tip oldebørn vil
nok kun kunne læse om
dengang deres tipoldefædre og –mødre forurenede og brændte olie af.
Kulbrinter :
Olie består af en masse forskellige molekyler men disse molekyler består stort set kun af to atomer
nemlig kulstof og brint. Det er derfor at, de under ét kaldes kulbrinter.
Kulbrinterne kan overordnet deles op i 2 slags :
Enten er de kædeformede, altså de ligger efter hinanden som på en snor/kæde. Og så hedder de
alifatiske kulbrinter.
Eller også er de bundet sammen i en ring os så hedder de alicykliske kulbrinter.
Alifatisk Kædeformede kulbrinter
.
-C-C-C-C-C-C-
Alifatiske kulbrinter tegner vi som på en streg efter hinanden. F.eks. :
Denne kulbrinte består af 6 kulstof og tilhørende brint og hedder : Hexan.
Men sådan ser den ikke sådan ud i virkeligheden. Faktisk er der en vinkel på 109,5o mellem hver af
leddene i kæden :
c
c
109,5o
c
Men det er helt ok, at tegne dem som
eno lige kæde,
da vi jo nu cved at den zig zagger. På samme
109,5
måde ser du også her for første gang, men bestemt ikke sidste, at jeg også udelader H’erne.
Molekylformel / Sumformel : CH4
Når methanmolekylet, som jo er tredimensionalt, skal tegnes på det todimensionale papir, opstår der
problemer. Normalt tegnes det som vist i stregformlen. I den tegnede model er alle 4 brintatomer
lige, men det er klart at disse vinkler på 90o ikke passer med virkelighedens verden efter du har
prøvet følgende eksperiment over methanmolekylet :
2 dimensionalt:
Læg 4 tændstikker på et bord, så de udgår fra et og samme punkt og stritter så langt væk fra
hinanden som muligt (grundet den elektriske frastødning) Hvad bliver vinklen mellem
tændstikkerne ? __________o
3 dimensionalt:
Anbring nu de 4 tændstikker på tilsvarende måde mellem tommel-, pege- og langfingerspidserne,
idet der tilstræbes størst mulig vinkel mellem tændstikkerne i rummet. Bliver vinklen større end
eller lig med de 90 0 den 2 dimensionale model på bordet havde ?
Prøv at finde vinklen 2 og 2 :
Din løsning : ___________
Naturens
: ___________
Denne vinkel kalder man for :Tetraedervinklen
Græsk : Tetra=4 ; eder=sider (pyramideform)
De organiske kulbrinteforbindelser kan grupperes i 3 grupper efter deres bindingsstruktur, altså om
der er en, to eller tre bindinger mellem kulstofatomerne (alkaner, alkener, alkyner)
Alkaner : Mættede kulbrinter CnH2n + 2
binding
Enkelt
Den første gruppe af kulbrinter er de helt naturlige det er nemlig dem der stammer fra råolien. Det
der er specielt ved dem er at de består af enkeltbindinger.
I råolien dvs. den olie man lige har pumpet op fra undergrunden er der altså kun alkaner, men der er
rigtigt mange af dem. Her har vi alt fra de simple som gasserne methan CH4 og ethan C2H6 over
væsker som benzin, petroleum og diesel til de fastere stoffer som f.eks. asfalt (bitumen)
Man får de forskellige kulbrinter sorteret hver for sig ved at destillere dem.
Alkanerne har nemlig alle sammen forskellige kogepunkter. De mindste
alkaner har de laveste kogepunkter og de længste alkaner logisk nok de
højeste. Man kan altså skille og sortere de forskellige stoffer ved at
destillere dem efter deres kogepunkter. Det er det du laver i forsøg 1.
Man giver dem navne på følgende måde : Tæl antallet af C-atomer, se på
forsiden hvad tallet hedder og sæt –an bagefter (-an fordi det er en alkan)
Alkaner er meget stabile molekyler.
De hedder mættede kulbrinter fordi de kun har enkeltbindinger og er meget stabile og derfor ikke er
”sultne” efter at gå i forbindelse med andre stoffer.
Du finder antallet af brint ved at sætte det kendte antal C’er ind i formlen CnH2n + 2 F.eks. Octan,
Altså en kulbrinte med 8 kulstof (se forsiden) giver (2n+2) = 2 x 8 + 2 = 18 Dvs. Octan hedder på
sumformel : C8H18.
Alkaner som jo er mættede forbindelser affarver ikke bromvand. Bromvand er rødbrun men mister
sin farve og bliver mere gennemsigtig og vandagtig når den kommer i forbindelse med umættede
stoffer hvori der indgår dobbeltbindinger. Men en alkan består jo af enkeltbindinger, så bromvandet
forbliver rødbrunt.
Forsøg 1 – Destillation af råolie. Alkaner
Alkener : Umættede kulbrinter CnH2n
Dobbelt binding
Alkener er unaturlige kulbrinter. De fremkommer når man på raffinaderierne laver de lange
kulbrinter om til flere kortere. Der er nemlig flere penge i de korte kulbrinter som f.eks. benzin.
Så på raffinaderierne som så mange andre steder vil man gerne tjene en masse penge så de var altså
lidt kede af at de fik en masse store og lange kulbrinter tilovers efter at de havde destilleret råolien
(som du så på i forrige forsøg). De kunne ikke tjene meget på at sælge resten/overskuddet som
asfalt og bitumen, det var jo som benzin at den store indtjening var. Benzin består af en kæde med
7-8 kulstofatomer og nogle brint. Kunne man så i stakken af dem man fik tilovers klippe nogle over
så man fik benzin ville det jo være godt. (F.eks. en kæde med 16 (hexadecan) midt over til 2
”benzin” (Octan).)
Det viste sig at det kunne man godt, bare ikke med en almindelig saks. Man
benyttede sig af en proces der blev kaldt ”crackning” (crack er engelsk og betyder
”at knække/gå i stykker”)
I Crackingforsøget (forsøg 2) bruger vi nogle perler der lokalt bliver ca. 500 grader
varme de splitter de meget lange kulbrinter i stumper og stykker, altså ganske
tilfældige klipninger. Dette kaldes en termisk crackning (termisk = temperatur).
På raffinaderierne vil de ikke finde sig i tilfældigheder, det er nemlig kun
kulbrintekæder af bestemte længder der er penge i. Så de vælger en anden og
meget præcis form for crackning nemlig en der hedder en katalytisk crackning.
De bruger oftest platin som katalysator. Eller en anden metode der hedder
brintcrackning. Eller igen en helt anden metode jeg endnu ikke har gennemskuet, der hedder ”Hicon”
Når man cracker får man ikke kun sådan nogle fine kædeformede kulbrinter som du kan se på
tegningen. Ofte får man nogle mærkeligt udseende kulbrinter der hedder forgrenede kulbrinter.
Det får du mere at vide om under punktet ”Systematisk nomenklatur”.
Grunden til, at der kommer dobbeltbindinger når man cracker ligger i at når en lang alkan bliver
klippet over vil klipningen ske over en binding. Klippet sker altså til højre eller venstre for
bindingen. Der hænger altså en løs binding i luften (elektron) Det vil molekylet ikke finde sig i
hvorfor den smider en brint væk og bindingen smutter over på den anden side og forbinder sig med
sit nabokulstof
Man giver dem navne på følgende måde : Tæl antallet af C-atomer, se på forsiden hvad tallet hedder
og sæt –en bagefter (-en fordi det er en alken)
Alkener er ikke særligt stabile. De vil gerne af med deres dobbeltbinding og få en enkelt i stedet for.
De er det man kalder kemisk reaktive. Et kemisk reaktivt stof vil altså gerne gå i forbindelse med
andre stoffer og derfor kalder man alkener for umættede forbindelser.
Du finder antallet af brint ved at sætte det kendte antal C’er ind i formlen CnH2n F.eks. Octen,
Altså en kulbrinte med 8 kulstof (se forsiden) giver (2n) = 2 x 8 = 16 Dvs. Octen hedder på
sumformel : C8H16.
Alkener som jo er umættede forbindelser affarver bromvand. Bromvand er rødbrun men mister sin
farve og bliver mere gennemsigtig og vandagtig når den kommer i forbindelse med umættede
stoffer hvori der indgår dobbeltbindinger.
Opg 3:
Byg ethan med molekylebyggesættet
Byg ethen med molekylebyggesættet
Opg 4:
Hvad hedder denne dims ? _____________
Forsøg 2 – Crackning af olieresten
.
Alkyner : Umættede kulbrinter CnH2n - 2 Tredobbelt
binding
Den sidste gruppe af de alifatiske kulbrinter vi vil se på er alkyner. Det er en meget reaktiv gruppe,
hvilket i praksis betyder at den er ustabil og vil gå i forbindelse med det en og det andet. I praksis
bruger man den f. eks til at svejse med. Den alkyn man bruger til dette hedder ethyn C2H2. Og er
altså 2 kulstof bundet sammen med 3 bindinger (trippelbinding) og 2 H’er på hver side
Ethyn er en farve- og lugtløs gasart, der giver en meget høj svejseflamme. Den bruges på emner der
kræver højere temperaturer end man får ved CO2-svejsning.
Man giver dem navne på følgende måde : Tæl antallet af C-atomer, se på forsiden hvad tallet hedder
og sæt –yn bagefter (-yn fordi det er en alkyn)
Vi har ikke udstyr til at lave alkyner ud fra råolie. Men vi kan lave en alkyn på en anden måde, som
du ser i næste forsøg. Forsøget illustrerer også at alkyner er ganske reaktive.
Forsøg 3 – Ethyn eksplosion.
Polymere Kulbrinter :
Hvis du næste gang du har en plasticpose i hånden ser på indholdsdeklarationen vil du se, at posen
er lavet af PE. Men hvad er så det ? – Jo det er Polyethen. Polyethen er lavet ud fra gassen ethen
som du jo lavede noget af i cracking forsøget. Det mærkelige er altså bare hvordan en gas pludselig
kan være god til at bære 6 liter letmælk i !.
”Poly” er en latinsk betegnelse der betyder ”mange”. Polyethen er altså ”mange ethen”. Du kender
måske ordet ”polygon” fra matematikken. Det er jo en figur med mange kanter.
Polyethen er kæmpemolekyler med 10-20.000 ethen molekyler sat sammen.
På plastikfremstillingsfabrikkerne tager man gassen ethen og udsætter den for tryk og høj
temperatur og så slår den ene binding i ethenmolekylerne op og de kobler sig sammen i
kæmpemolekyler. Ligesom hvis hele klassen beslutter sig for at tage hinanden i hånden.
Opg 6: Lav 5 ethen molekyler. Bryd bindingerne og sæt det hele sammen.
Polyethen er ikke farlig for miljøet når man afbrænder det. Polyethen består kun af kulstof og brint.
Det er jo en kulbrinte.
Når noget brænder kræver det ilt (O). Derfor vil kulstof og brint danne molekyler med ilt. Der kan
altså kun dannes CO2 og H2O.
PVC derimod er ikke godt. Det er en anden plastart der egentlig hedder polyvinylclorid. Den
indeholder altså clor (Cl) og clor går i forbindelse med vand og snupper en brint og danner HCl som
jo er saltsyre. Saltsyren vil herefter regne ned i naturen og det er ikke godt for miljøet.
Men PE har i meget høj grad erstattet PVC.
Det eneste ved PE der ikke er godt for miljøet er hvis folk smider det i naturen. Der går rigtig
mange år før det er væk, og inden da har en fugl måske fået det viklet om sit hovede og er død, eller
et andet dyr har ædt det og er død af mavekramper eller tarmen er stoppet og sprængt inde i dyret. –
Det er i øvrigt heller ikke pænt at se på plastikstumper i naturen.
Alicyklisk
Ringformede kulbrinter
De alicykliske kulbrinter kalder man også for de aromatiske kulbrinter. Det er
ikke fordi de smager godt, men fordi aromatisk egentligt betyder at det er nemt
at lugte. De alicykliske kulbrinter er ofte stærk lugtende
De danner altså ringe som en slange der bider sig selv i halen. Til højre ser du
en alicyklisk kulbrinte der hedder Benzen (ikke benzin) C6H6. Og de fleste af
disse molekyler siger man er opbygget med benzenringe. Benzen er en meget
brændbar væske der er afsindig god som opløsningsmiddel. Altså meget bedre
end sprit som vi renser spejle m. v. med. Hvorfor bruger man så ikke benzen i
stedet for sprit….. – Af den simple grund, at benzen er stærkt kræftfremkaldende.
I praksis bruger man derfor mig bekendt ikke de alicykliske kulbrinter til meget.
Navngivningen af disse er nemt : Man sætter blot cyclo- på som forstavelse.
Se binding : enkelt, dobbelt, trippel. F. eks = -an
Tæl antal kulstof : f. eks 3 stk = Prop
Altså Cyclo Propan.
Eller : Cyclo penten osv.
Isomeri
Isomeri er ligesom indenfor atomfysikkens isotoper noget med forskellige udgaver af det samme
stof.
Hvis du tager en alkan som pentan, som jo består af 5 kulstof. Så kan den sættes sammen på mange
forskellige måder. Herunder i kasserne er vist den almindelige og to andre.
Pentan
Alm. navn:
Isopentan
Isopentan
C
–C–C–C–C–
–C – C – C – C –
C–
Nomenklatorisk navn:
Pentan
C – C – C
C
C
2,2 dimethyl propan
2-methyl-butan
Smeltepunkt : -130o
-160o
-17o
o
o
Kogepunkt :
36
28
10o
Alle 3 molekyler består af 5 kulstof men de er koblet på forskellige måder. Dvs. kemisk ligner de
hinanden meget. Men de fysiske egenskaber er meget forskellige som du jo kan se på deres
kogepunkter og smeltepunkter.
Opg 7: Hvor mange isomere har de 7 første alkaner. 1 :
2:
3:
4:
5:
6:
7:
Den nemme måde at finde deres navn på er at den uforgrenede hedder sit navn, og at alle de andre
bare hedder ”iso-navn” (Pentan Isopentan Isopentan osv.)
Men så kan man jo ikke helt præcist se hvad de isomere egentlig hedder. Det er det det næste
kapitel med den ”fine” overskrift drejer sig om.
Systematisk nomenklatur :
Nomenklatur betyder navngivning og det dette kapitel skal beskæftige sig med. Systematisk
nomenklatur er et internationalt navngivningssystem der gør det muligt at slutte sig til et stofs
struktur og opbygning ud fra navnet.
Fra den alifatiske gruppe (kædeformede) er det udelukkende de forgrenede kulbrinter det drejer sig
om. Altså de kulbrinter med mindre kulbrinter stikkende ud her og der.
Regler for systematisk nomenklatur :
Antal
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
11
12
13
14
20
40
60
80
100
Forstavelse
Met
Eth
Prop
But
Pent
Hex
Hept
Oct
Non
Dec
Undec
Dodec
Tridec
Tetradec
Eicos
Tetracont
Hexacont
Octacont
Hect
Antal
2
3
4
Flere af samme slags
Di
Tri
Tetra
Sidekæder hedder altid –
yl
1. Find den længste kæde (hovedkæden)
2. Bestem om det er enkelt (-an) dobbelt (-en) eller Trippel (-yn)
bindinger i den lange kæde (hovedkæden)
3. Skriv den lange kædes navn (hav en masse plads foran navnet)
4. Sæt boller om alle sidekæder for din overskueligheds skyld.
5. Skriv den længste sidekædes navn foran hovedkæden. Husk at
sidekædens navn skal ende på –yl.
6. Fortsæt med sidekæderne indtil den mindste står til venstre i det
lange navn.
7. Hvis der er flere ens sidekæder nummerers de med di,tri,tetra foran
deres navn
8. Orienter molekylet. Hvilken vej det skal læses så adressetallene
bliver så små som muligt. Sæt en pil.
9. Adresser skal nu på sidekæderne. Det 1. tal hænger sammen
med det 1. navn.
C
Et eksempel :
En kraftigt forgrenet
kulbrinte med 12 kulstof og med en dobbeltbinding.
: altså Isododecen
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
Men med systematisk nomenklatur bliver det :
1. Den længste kæde er 7 kulstof fordi den drejer nedad til højre. Altså Hep (7)
2. og –en (dobbeltbinding)
3. Hovedkædens navn= Hepten.
4. -5. Den længste sidekæde er med 2 kulstof =Eth og fordi det er en sidekæde = Ethyl
6. Der er sidekæder med 1 kulstof. = methyl
7. Der er 3 sidekæder med et kulstof : Tri = Trimethyl
8. –
9. 3,3,5 er adresserne på methyl sidekæderne . 6 er adressen på ethyl sidekæden
10. Den alifatiske kulbrinte hedder altså :3,3,5,6 trimethyl ethyl hepten
Opg 8 :
Tegn Isohexanen : 2,3 dimethyl butan
Opg 9 :
Tegn Isohexanen : 2,2,4 trimethylpentan
Opg 10:
Tegn Isodecanen : 2,3,5 dimethyl ethyl hexan
Opg 11:
Tegn Isotetradecanen : 2,3,3,4,5 trimethyl diethyl heptan
Note om benzin :
Ved crackingprocessen er der en tendens til dannelse af især forgrenede kulbrinter frem for
uforgrenede kulbrinter.
C
Eks forgrenet : 2,2,4 trimethylpentan
(som du jo tegnede før)
C
C–C–C–C-C
en bil renser udstødningsgassen fra bilen ved at der Ci katalysatoren er tilsat nogle metaller som
platin, wolfram m. m og at de renser udstødningsgassen delvist for svovlbriter og
Dette er ikke et problem i sig selv, men det betyder at den fremstillede benzin får et ret højt oktantal.
Når forskellige kulbrinter forbrænder i en eksplosionsmotor (eks. en bilmotor), kan det ske mere
eller mindre kontrolleret. Såfremt eksplosionen sker for hurtigt (if. krumtap og stempel m. m i selve
motoren) så "banker" motoren (såkaldt: "tændingsbanken"). Benzinblandinger med et stort indhold
af den uforgrenede kulbrinte heptan antændes meget hurtigt og vil let forårsage bankning, hvorimod
et stort indhold af den forgrenede kulbrinte 2,2,4-trimethylpentan får forbrændingen til at forløbe
mere kontrolleret.
Oktantallet for ren 2,2,4 trimethylpentan sættes til 100, og for ren heptan til 0. På denne måde, kan
man lave oktan 92, 96 og 98 benzin, altså bare ved at variere forholdet mellem de to.
For yderligere at hindre tændingsbanken tilsættes tetra-ethyl-bly,(CH3CH2)4Pb. Imidlertid vil
udstødningsgassen da komme til at indeholde giftige blyforbindelser (bly, pb, er et tungmetal.)
Miljømyndighederne har derfor sat en øvre grænse for indholdet af tetraethylbly, og som det er i dag
er det kun meget gamle biler der skal have blyholdigt benzin. Alle nye biler kan køre blyfrit, det kan
de pga. en stærkere konstruktion af topstykket, samt at benzinen er tilsat nogle additiver
(tilsætningsstoffer), der blandt andet giver mindre tændingsbanken og mindre sod i motoren.
Det er altså den forgrenede kulbrinte 2,2,4-trimethylpentan der er specielt god til motorbenzin og
ikke alle mulige andre tilfældige kulbrinter. Får at lave denne kulbrinte på raffinaderiet foretages en
såkaldt isomerisering (altså en kemisk omlejring hvor et stof bliver modeleret om uden at der
tilsættes eller fjernes noget) På raffinaderiet bliver processen omkring blandt andet 2,2,4trimethylpentan kaldt for ”Penexproces” hvor altså visse fraktioner af råbenzin (naphta) bliver gjort
anvendelige til motorbenzin.
Mange nye biler er udstyret med en katalysator. En katalysator betyder rent kemisk : Et stof der
igangsætter eller forstærker en proces uden selv at indgå i processen. En katalysator på
kvælstofforbindelser (Nox). Der renses ikke for det der kommer allermest af ved en forbrænding af
kulbrinter nemlig : vand og kuldioxid, men de er jo heller ikke farlige !
Eks uforgrenet : heptan
C–C–C–C–C–C-C