1. Vad är eld?
2. Vilka tre kriterier behöver uppfyllas för att det skall brinna?
3. Vad är antändningstemperatur?
4. Vad bildas nästan alltid på det brinner?
5. Beskriv cellandningsreaktionen
6. Beskriv Förbränningsreaktionen
7. Beskriv Fotosyntesreaktionen
8. Samband mellan fotosyntes och cellandningsreaktion alt. förbränningsreaktionen
9. Vilka tre sätt finns att släcka en eld?
10. Flampunkt
11. VG-nivå: Åskådliggöra energinivån i utgångsämnena...
     ...jämfört med de ämnen som bildats vid förbränningsreaktionen

Eld är en kemisk reaktion mellan ett brännbart ämne och syre (syrgas). För att det brännbara ämnet skall brinna så måste också en viss antändningstemperatur uppnås. Trä börjar exempelvis brinna vid 300 ^oC och vätgas exempelvis vid ca: 510 ^oC. Eldens energi strålar ut till omgivningen som synligt ljus (lågfärg) och som värmestrålning (värme).

Vilka tre kriterier behöver uppfyllas för att det skall brinna?
För att det skall brinna så måste tre kriterier uppfyllas. Det måste finnas ett brännbart ämne (ex trä), det måste finnas syrgas och så måste en viss temperatur uppnås innan det börjar att brinna. Allt kan sammanfattas i nedanstående eldtriangel. Om något saknas i eldtriangeln så kan det inte brinna.


Vad är antändningstemperatur?
Det är den temperatur som ett brännbart ämne måste ha för att det skall börja att brinna.

Vad bildas nästan alltid på det brinner?
När det brinner så bildas nästan alltid koldioxid och vatten. Samtidigt så frigörs värme som värmestrålning (energi).

Beskriv cellandningsreaktionen
Cellandningsreaktionen sker hela tiden i vår kropp. Vi äter exempelvis spagetti som innehåller druvsockermolekyler i små spiraler som kallas stärkelse. Denna stärkelse sönderdelas genom vår matspjälkning till fria druvsockermolekyler. Dessa druvsockermolekyler tas upp genom tarmväggen i våra tarmar och transporteras vidare till våra celler. Här används druvsockret som energi. Vid bara 37 ^oC omvandlar kroppens celler druvsocker till energi. För att reaktionen skall kunna ske så behövs vissa enzymer som finns i kroppens celler. Dessa gör att reaktionen sker redan vid en så låg temperatur som 37 ^oC. Energi frigörs som värme och som energirika molekyler (ATP-molekyler). Nedan visas reaktionen som sker i kroppens celler. Notera att restprodukterna blir koldioxid, vatten och energi.

Syre + druvsocker koldioxid + vatten + energi

6O₂ + C₆H₁₂O₆ 6CO₂ + 6H₂O + energi

Beskriv Förbränningsreaktionen
Förbränningsreaktionen för druvsocker är exakt samma reaktion som cellandningsreaktionen ovan. Skillnaden är att förbränningsreaktionen sker vid högre temperatur. När druvsocker sitter ihop som cellulosa i trä så måste temperaturen vara så hög som ca: 300 ^oC innan reaktionen sätter igång, dvs. för att det skall börja att brinna.

Syre + druvsocker koldioxid + vatten + energi

6O₂ + C₆H₁₂O₆ 6CO₂ + 6H₂O + energi

Beskriv Fotosyntesreaktionen

 

Ovan visas en växtcell. En växtcell innehåller kloroplaster med klorofyll.
Det är det gröna klorofyllet som hjälper fotosyntesreaktionen att ske. (Info om bild)

Landväxter tar upp koldioxid från luften och vattenväxter tar upp koldioxidgas som är löst i vattnet. Istället avger land- och vattenväxter syrgas. Den kemiska reaktionen som beskriver förloppet kallas fotosyntesreaktionen:

Koldioxid + vatten + energi syrgas + druvsocker

6CO₂ + 6H₂O + energi (solljus) 6O₂ + C₆H₁₂O₆

Som synes behöver växten koldioxid, vatten och solljus (energi) för att kunna tillverka syrgas. Samtidigt bildas även druvsocker. Druvsockret används för att bygga upp trädet eller växten. Druvsockret bygger upp blad och stam men även frukterna på exempelvis ett träd.

Träd / plantor / buskar som växer kan sätta ihop druvsockermolekyler till stärkelse eller cellulosa.

En växt kan alltså använda druvsockret till att bilda stärkelse (potatis, vete, rotfrukter). Här är det ca 300-400 druvsockermolekyler som sitter ihop på rad. Druvsockermolekylerna som sitter på rad bildar spiraler.

Cellulosa är druvsockermolekyler som sitter på rad och bildar långa fibrer. Antalet druvsockermolekyler som sitter på rad är ca 1000-1200 st. Cellulosa bygger upp exempelvis stammen på ett träd.


(Info om bild)
 
Samband mellan fotosyntes och cellandningsreaktion eller förbränningsreaktionen

Cellandningsreaktionen eller förbränningsreaktionen:

Syre + druvsocker koldioxid + vatten + energi

6O2 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + energi

Fotosyntesreaktionen:

Koldioxid + vatten + energi syrgas + druvsocker

6CO₂ + 6H₂O + energi (solljus) 6O₂ + C₆H₁₂O₆

Dessa båda reaktioner är varandras motsatser. Vi människor (eller djur) kan inte leva utan gröna växter och de gröna växterna kan inte leva utan djuren. Titta på reaktionerna så ser du att fotosyntesen avges syrgas som vi människor och djur behöver i vår respiration (andning). Syret behövs i cellandningsreaktionen.

Vilka tre sätt finns att släcka en eld?

Det räcker att ta bort något från eldtriangeln för att elden skall slockna.


1.Ta bort det brännbara ämnet
2. Ta bort värmen genom att kyla ner det brännbara ämnet med exempelvis vatten.
3. Syrgasen kan tas bort genom att utestänga syrgasen. Om ex oljan brinner i en kastrull på spisen så kan man lägga på locket. Syrgasen som finns under locket förbrukas i förbränningsreaktionen och därefter slocknar elden. I andra situationer kan en sk. brandfilt läggas över elden så att elden "kvävs".

VG-fråga: Hur tar man bort ovanstående delar i eldtriangeln från att stoppa cellandningsreaktionen i våra celler.

Flampunkt
Detta är den temperatur när ett ämne avge brännbara gaser. Bensin avger brännbara gaser redan vid -28 ^oC. Så även när det är vinter och -28 ^oC så tänder en tänd cigarettändare bensingaser som av misstag släpps lös på en bensinstation.

Energinivåerna i utgångsämnena jämfört med de ämnen som bildats vid förbränningsreaktionen



I fall 1 och 2 (båda graferna) behövs energi för att reaktionen skall ske. Denna energi Ea kallas aktiveringsenergi. Kullen (E_a) representerar det hinder som måste övervinnas för att reaktionen skall komma igång och kunna ske. Då kullen är passerad frigörs energi. Då energin som frigörs är större än aktiveringsenergin är reaktionen exoterm, vilket gör att energi totalt frigörs i reaktionen. Ett exempel på en sådan reaktion är cellandningsreaktionen eller förbränningsreaktionen. Överskottsenergi i cellandningsreaktionen återkopplas och används som aktiveringsenergi och ser till att vår kropp har temperaturen 37 ^oC, samt för tillverkning av ATP. Reaktionen kan fortsätta. Överskottsenergi i förbränningsreaktionen används som aktiveringsenergi, och en del strålar ut som värmeenergi och synligt ljus.

I fall 2 är energin som frigörs mindre än aktiveringsenergin för reaktionen. En sådan reaktion kallas för en endoterm reaktion. Energi behöver alltså hela tiden tillföras till reaktionen för att den skall kunna ske. Ett exempel på en sådan reaktion är fotosyntesreaktionen. Solen förser hela tiden reaktionen med energi under dagen.
 

Kursen är sammanfattad av Admin

De naturvetenskapliga grundkurserna för högstadiet är skrivna av Lars Helge Swahn. Kurserna är utvecklade under 9 års tid och har använts för höstadiets åk 8 och 9. De är ämnade att ge snabbt eleven en övergripande bild om respektive arbetsområde. För LPO 94 täcker kurserna nivån G och ger även viss information för betyget VG.