Fossila bränslen kol och förbränning (kapitel 10 kemiboken)

Förbränning:
När någonting brinner så sker det en kemisk reaktion som kallas förbränning, det finns också en förbränning som pågår inne i våra kroppar. Trots att förbränningen är så olika så sker det samma sak, det handlar om att släppa loss energi som finns lagrad i kemiska ämnen.

Kolets kretslopp:
Djur äter växter som innehåller kol - Vi äter djuren som har ätit växterna - Vi andas ut koldioxid - växterna gör om koldioxiden till syre (fotosyntes) - Träden och växterna får kol i sig

Kol:
Kolet finns i många olika saker, kolatomerna är alltid desamma men de sitter i olika molekyler som skapar deras egenskaper.

Diamant - Diamant är ett ämne utav bara kol, där sitter alla kolatomer hårt hoptryckt i ett tredimensionellt nätverk, vilket gör att det bli världens hårdaste ämne.

Grafit - Detta ämnet är också enbart gjort utav kol, fast här sitter kolatomerna i tunna lager som det är lätt att de smetar av sig, blyertspennor har den sortens kol i sig tillexempel.

Amorft kol - Detta betyder att kolatomerna inte sitter i någon speciell form eller ordning. Ett exempel på denna sortens kol är träkol.

Aktivt kol - Detta är korn utav amorft kol, de har hål i sig som kan absorbera bort ämnen, detta används tillexempel ifall ett barn har svalt farlig medicin, då kan man ge den aktivt kol som drar åt sig den farliga medicinen.

Fotbollsmolekyler - Det är när kolatomerna sätter sig i 5 eller 6-hörningar som i sin tur formar en fotboll.

Nanorör - Här sätter sig molekylerna också i sexhörningar, men istället för en fotboll så formar de sig till ett smalt rör. Rören är starka och är bra på att leda el.

Fullerener - Det är samlingsnamnet för fotbollsmolekyler och nanorör.

Grafen - Kolatomerna sitter även här i sexhörningar fast i ett enstaka sikt. Molekylen är väldigt tunn men har helt unika egenskaper. Den påverkas inte heller utav andra sikt som grafit gör. Det är tunnt och genomskinligt men trots det är det 200 gånger starkare än stål. Det är formbart och leder el bra, dessutom så är det ogenomträngligt för gaser och vätskor.

Vad används grafit och diamant till? Vilka egenskaper är viktiga då?
Diamant kan användas till borr som man borrar i glas med. Detta för att det är världens starkaste ämne.
Grafit kan man använda i blyertspennor för att ämnet ligger i tunna sikt över varandra och smetas av väldigt lätt.

Berätta lite om vad de nyupptäckta formerna utav kol kan komma att användas till. Vilka egenskaper hos dem kan komma till nytta då? 
Fotbollsmolekyler kan göra så att djur lever upp till dubbelt så länge. Detta för att fotbollsmolekylerna kan skydda djuren ifrån fria radikaler. Det kan också användas i mindre datorer, i tunnar bildskärmar och mediciner i mot virussjukdomar.

Fossila bränslen
De fossila bränslena håller på att ta slut för att vi förbrukar mer fossila bränslen än vad vad som tillverkas. Vi måste hitta en ny energikälla som funkar lika bra, om inte bättre med tanke på hur koldioxiden som blir efter utsläppet förvärrar växthuseffekten.

Fossila bränslen - Det är i form utav råolja, naturgas och stenkol. Detta kommer ifrån fossiler (gamla döda växter och djur som har utsatts för högt tryck och hög temperatur under flera miljoner år).

Naturgas - Detta är kolväten i gasform (den vanligaste är metangas). Den utgör inte alls mycket utav energin som vi gör av med i världen, men vissa bussar går på naturgas.

Gaskraftverk - Där görs el ifrån naturgas.

Stenkol - Detta används i kolkraftverk för att utvinna energi. 25-30% utav världens energi är utav stenkol trots att Sverige inte använder sig så mycket utav den.

Kolkraftverk - Där bränner man kolet för att utvinna energi.

Torv - Torv är påbörjan till stenkol då det är växter som har förmultnat.

Råolja - Det är oljan som vi utvinner mest energi ifrån idag. Den använder vi för att köra bilar, tillverka plast osv. De olika kolvätena i oljan har olika egenskaper beroende på hur långa molekylerna är.

Oljeraffinaderi - Det är dit oljan skickas för att separeras ifrån varandra. Oljan har olika kokpunkt så man värmer alltså upp oljan i olika temperaturer för att den ska separeras, de olika oljorna har olika egenskaper och skickas till olika ställen för bruk.

Fraktion - Grupperna som oljan delas in i kallas fraktioner.

Fraktionerad destillation - Det är metoden för att separera oljorna ifrån varandra.

Varför håller de fossila bränslena på att ta slut och vilka problem kan det medföra?
Att bilda råolja, stenkol och naturgas är en lång process som tar flera miljoner år då döda djur och växter ska ligga i hög värme och högt tryck för att bildas. Eftersom att det tar så lång tid så hinner vi göra av med mer än vad som hinner bildas.

Det är ett problem då de fossila bränslena utgör en stor del utav dagens energi och vi har ännu inte något som kan ersätta den stora delen.

Berätta om minst 4 olika råoljefraktioner och vad vi använder dem till.
Asfalt och paraffin - Dess kokpunkt är 400°c och det används till att göra asfalt.
Fotogen - Dess kokpunkt är 220°c och det används som bränsle till flygplan.
Bensin - Dess kokpunkt är 170°c och det används till bilbränsle.
Dieselolja och lätt eldningsolja - används som bränsle till lastbilar och dess kokpunkt är 300°c.

Fotosyntsenen:
Den skapar mer energi än vad den tar in. Den tar in vatten och koldioxid vilket från början inte är så värst energirikt, men den omvandlar det till syre och glukos (glukosen kan omvandlas till fetter, cellulosa och andra ämnen) som har betydligt mycket mer energi.
Koldioxid + vatten + solenergi ›› Växtcell ›› Syrgas + Glukos

Förbränning är som fotosyntesen fast baklänges, alltså så bränner man ved (som innehåller cellulosa) och den tar syre för att brinna, ut kommer värmeenergi, koldioxid och vattenånga.

Cellandning:
Enzymerna i kroppen hjälper till med förbränningen som sker inuti oss hela tiden, med hjälp utav dem kan förbränningen ske vid 37°c.
Glukos + Syre ›› djurcell ›› vatten + koldioxid + energi

Kemisk energi - Det finns i alla kemiska ämnen. Den energin är lagrad i molekylernas bindningar och när bindnigarna "försvinner" (exempelvis vid förbränning) så frigörs energin.

Fotosyntesen - Det är så växterna omvandlar koldioxid, solenergi och vatten till glukos och syre.

Fossila bränslen - Det är i form utav råolja, naturgas och stenkol. Detta kommer ifrån fossiler (gamla döda växter och djur som har utsatts för högt tryck och hög temperatur under flera miljoner år).

Cellanding - Det är enzymerna som hjälper till i kroppens egna förbränning. Den tar glukos och syre och omvandlar till vatten, koldioxid och energi.

Kolets kretslopp - Växterna tar till sig koldioxid ur luften - Djur äter växterna - Vi äter djur och växter - Vi omvandlar syre till koldioxid när vi andas - vi andas ut koldioxid till luften

Varifrån kommer den kemiska energin i fossila bränslen och energirika näringsämnen?
Energin sitter lagrad i dess bindingar.

Vilka två typer utav förbränning finns det?
Det finns förbränning som när man eldar något, alltså när elden tar cellulosan i trät och syre och det blir vatten, koldioxid och värmeenergi.
Sedan finns det den inne i kroppen där kroppen tar glukos och syre för att omvandla det till koldioxid, vatten och energi.

Förklara vad som händer med den kemiska energin när något brinner:
Den kemiska energin sitter lagrad i atomernas bindingar och när man bränner dem så bryts bindingarna och energin frigörs.

Beskriv kolets kretslopp så utförligt som möjligt:
Växterna tar till sig koldioxid ur luften till sin fotosyntes - Djur äter växterna eftersom att det är deras föda. Eller så äter de andra djur som i sin tur ätit cellulosa dom innehåller kol - Vi äter djur och/eller växter som då innehåller cellulosa eller kol - Vi omvandlar syre till koldioxid när vi andas - vi andas ut koldioxid till luften

Växthuseffekten - Koldioxid, metangas och andra växthusgaser gör så att solstrålarna kan komma innanför våran atomsfär men sedan inte ut. Lite som ett växthus med dess glas.

Växthusgaser - Gaser som metangas och koldioxid, de bidrar till växthuseffekten.

Katalysator - Det är ett ämne som skyndar på ett kemisk reaktion utan att själv förändras.

Förnybar energikälla - Det är som träkol, vind, vatten, sol osv, det är ämnen som inte tar slut, vinden slutar tillexempel aldrig blåsa och därför har man skapat vindkraftverk som i sin tur är en förnybar energikälla.

Biobränsle/Energiskog - Det är tillexempel träd eller annan vad man kan elda med. Det finns särskilja energiskogar som är planterade för just detta och sådan sly tar in lika mycket koldioxid som den skapar när man bränner den.

Fusionskraft - Det är samma kraft som solen använder sig utav för att lysa, alltså att två väteatomer slås ihop till en heliumatom, alltså kommer det inte bli något farligt avfall som i ett kärnkraftverk där man istället delar på ämnen för att få en kedjereaktion.

Vilken gas bildas när vi bränner fossila bränslen? Varför är det ett problem?
Koldioxid, för att de bidrar till växthuseffekten.

Det kan även bildas farliga gaser. Nämn några och hur vi ska minska dem.
Svaveloxider och kväveoxider. Om vi minskar på hur mycket fossila bränslen vi använder så kommer det inte släppas ut så mycket giftiga gaser, dessutom så kommer vi inte bidra till växthuseffekten på samma sätt.

Förklara varför biobränslen inte ökar växthuseffekten.
För att om man bränner ett träd tillexempel så har de redan tagit in och omvandlat lika mycket koldioxid som de kommer bildas när man bränner det. Det blir som plus, minus noll.

Ge exempel på energikällor som inte bygger på förbränning.
Vattenkraft, vindkraft och solceller.

Brandtriangel - Det behövs tre saker för att få något att ta eld, det är värme, syre och något bränsle som kan brinna.

Antändingstemperatur - Det är den temperaturen som behövs för att ett visst ämne ska börja brinna.

Självantänding/Linolja - Detta kan ske ifall ett ämne med lång antändiningstemperatur ligger i ett rum med en temperatur över detta, tillexempel linolja. Man ska aldrig lämna ett papper med sådan olja på för att pappret är bränsle och rummet är redan varmt nog för att tända det, då reagerar värmen med syret och det börjar brinna.

Flampunkt - Brännbara gaser bildar gaser vid en viss temperatur, den kallas flampunkt.

Brandgata - Ifall det är en skogsbrand så hugger brandmännen ner träd där det inte brinner, då blir det en brandgata där elden inte får så mycket bränsle.

Rädda, Larma, Släck! - Dessa orden står i den ordningen för att ifall en brand skulle uppstå ska du först rädda alla liv som går ifrån elden, sen ska man larma brandkåren ifall man inte är till 100% säker på att man kan släcka den på egen hand. Efter det ska man göra allt för att släcka elden eller bara förhindra att den sprider sig mera, tillexempel stänga dörrar för att hindra syreintaget eller dra ut kontakter.

Vilka tre sätt finns det för att släcka en eld?
Kväva den, ta bort dess värme eller göra så att den inte har något bränsle att brinna på.

Försök förklara varför man ska tända eld på stålull och inte en stålklump. 
Det är för att ifall man fördelar bränslet fint så har värmen och syret lättare att ta sig till bränslet och då brinner det lättare.

Frågor:
1. Etanol, för att det skapas utav förnybara energikällor.
Vätgas, för att det inte är farligt för miljön.
Ved, för att det kommer ifrån träd som i sin tur har omvandlat koldioxid till syre i samma mängd som det kommer tillkomma koldioxid när man eldar med det.

2. B

3.
1 - C
2 - E
3 - D
4 - A
5 - B

4.
1 - D
2 - E
3 - F
4 - B
5 - C
6 - A

5. Etanol, för att det framställs utav förnybara energikällor.

6.
A, falskt, all energi kommer från början ifrån solen.
B, falskt, träkol är amorft kol vilket betyder att de inte sitter i någon speciell ordning.
C, falskt, Grafen och grafit är helt olika saker.
D, sant, för att de sitter i 6-hörningar formade i rör, detta gör röret väldigt starkt.
E, sant, För att det kan komma till genom att får och kor rapar.
F, falskt, råolja separerar men genom att använda dess olika kokpunkter.
G, falskt, det tar flera miljoner år att framställa.

7.
A, sant, den kemiska energin finns ämnenas bindingar och de brister under en förbränning, vilket leder till att den frigörs.
B, falskt, kolets kretslopp innerbär att kolet går runt i naturen, precis som vattnets kretslopp.
C, falskt, det släppt bara ut ifall den är ofullständig.
D, falskt, den har alltid funnits.
E, falskt, jo det gör det, men eftersom att det har vart träd innan så har de omvandlat koldioxid till syre i tidigare dagar, det går alltså plus, minus, noll.
F, sant
G. sant

8a. Nej det tycker jag inte, det är mer om samhället och hur man ska göra för att spara och betala och grejer, det går inte på rena kemikunskaper.

b. För att det ska kunna användas i större sammanhang och skapa en bra motivering så behöver man en kanske mer noggrann förklaring och lösning, men inte i alla sammanhang. Förslagen är bra och det kan minskas på grund utav det, det kan också vara bra hypotser utav dem ifall de inte är så utbildade inom ämnet.

9a. Bilar är en stor framgång i människoutvecklingen, helt plötsligt så kan man förflytta sig långt på ett enkelt sätt, dessutom kan vi göra fina asfalterade bilvägar utav oljan.

b. Vi har ökat förbränningen utav ett ämne som inte tar in koldioxid och därför så ökar växthuseffekten.

c. Jag tror att det är bra på för utvecklingen. Vi alla har utvecklats som individer och lärt oss om en massa olika saker. Men sedan att den ökade växthuseffekten har tillkommit kanske inte är jätteposetivt, men jag tror att det hör till, det är nu vi ska lära oss om detta och tillsammans komma på en bra lösning för att göra världen bättre och hitta nya energikällor.

10. för att det fanns inget liv på jorden, därmed inget kretslopp som höll igång det.

11a. Charlies, för att den är mer noggrann än de andra. Hur snabbt man springer kan verkligen bero på dagsform och därför var idén med medelvärdet bra.

b. Albins idé är inte jättebra då han planerade att springa på samma dag ungefär vid samma tidpunkt, då skulle han redan vara trött eftersom han hade sprungit tidigare.
Beas idé är bra, men jag tycker fortfarande att det var bättre med fler personer och likafördelning med kön.

12A. Detta är mycket farligt då det är trä under, det kan bli ännu mer bränsle för elden, dessutom så är det nära en vägg där lågorna kan ta eld i mot träväggen och som grädde på moset så var fönstret öppet så att elden lätt skulle kunna sprida sig in i huset.

B. Det tar 24 timmar för kolet att svalna och undersidan utav en engångsgrill blir mycket varm. Att då lämna de använda engångsgrillarna på gräset är absolut inget smart alternativ då gräset lätt kan ta eld utav värmen.

C. Eftersom att grillen fortfarande är varm och sopor är ett jättebra bränsle så kanske alla sopor i soptunnan tar eld så småningom.