C h e m i s t ry & A rt av

M a rti n Li n du nger

2

3

sid 5. Förordsid 6. Metallsaltersid 16. Kristallersid 24. Mineralersid 34. Titreringsid 40. Tulpaner

sid 42. Kamerainställningar

INDEX

4

Facts are not science - as the dictionary is not literature.- Martin H. Fischer

5

Man kan visuellt räkna ut vilket pH-värde en lösning har, eller vad för slags metalljon ett visst salt består av. Med hjälp av luktsinnet kan man under elektrolys fastställa vilken negativ jon som ingår i ett salt. Kloridjoner binds till exempel samman vid anoden och bildar klorgas, vilket enkelt känns igen på dess doft. Har vätgas bildats vid en reaktion kan detta bevisas genom att vätgasen avger en dov smäll vid antändning. Sker det en exoterm eller endoterm reaktion kan detta bestämmas med hjälp av känseln. Smaksinnet å andra sidan är inte ett som bör användas då man ska avgöra vad för reaktion som skett, men precis som med de andra sinnena stimuleras det av kemiska reaktioner, som alltså styr vår uppfattning av omgivningen.

Jag valde att skriva denna bok för att visa att kemi är mycket mer än beräkningar, formler och vita rockar. Det var experimenten som fick mig att dras till kemin; inte ovanstående föreställningar om vad kemi skulle vara. Jag vill gå ifrån de stereotypiska uppfattningarna om kemi, och istället få ungdomar att förstå att det är så mycket mer än en hop formler och beräkningar. Det handlar om att använda männis-kans sinnen för att avgöra vilka reaktioner som skett, stimulera de hjälpme-del vi har att tillgå för att förstå världen runt oss.

Förord.

Facts are not science - as the dictionary is not literature.- Martin H. Fischer

6

m e t a l l s a l t e rh u r m a n i d e n t i f i e r a r d e m

7

Metod:Metoden går ut på att när man bränner metallsalter blir eldlågan olika färger beroende på vilken metalljon som ingår i saltet. På så sätt kan man identifiera vilken metalljon som ingår i vilket salt.Material:Brännare, tändstickor, pincett, okända metallsalter Jag testade dessa salter: strontiumklorid, kalciumklorid, natriumklorid, borax, kopparsulfat, kopparklorid, kaliumnitrat, kaliumklorid, magnesiumsulfat och bariumklorid.Genomförande:* Tänd tändstickan, sätt på gasen och tänd brännaren.* Minska lufttillflödet på brännaren för att få en blå låga.* Använd pincetten för att få en lagom mängd salt.* Håll kvar saltet med pincetten och för den över lågan.Vissa salter behöver man ta mer av för att få en ”fär-gad” låga, ibland kan man t.o.m. använda en liten sked för att få upp tillräckligt mycket salt.

8

9

10

11

12

13

14

k r i s t a l l e rh u r m a n o d l a r d e m

15

Metod:Metoden går ut på att lösa salter i vatten. När vattnet avdunstar kommer saltjonerna att binda sig till varandra och på så sätt bilda en kristall.Material:Fiskelina, sax, blompinnar, fem 100 ml bägare, små kaffefilter, fem 200 ml bägare, magnetomrörare med värmefunktion, CuSO4, KCr(SO4)2·12H2O, KAl(SO4)2·12H2O, understrykningspennor, UV-lampa.Genomförande:För kromalun-, alun- och kopparsulfat-kristaller* Rengör en 100 ml- och en 200 ml-bägare och låt dem lufttorka.* Fyll 200 ml-bägaren med ca 70 -80 ml avjonat vat-ten.* Sätt bägaren på magnetomröraren och värm upp vattnet. *Tillsätt ca 3 teskedar av saltet medan vattnet värms upp.* Fortsätt att tillsätta salt med ca 2 minuters mellan-rum. (Det krävs ungefär 15 – 20 teskedar för att mätta den varma lösningen.)* Låt antingen bägaren stå ett tag tills värmen avtagigt(ca 20 o C) eller sätt bägaren i en skål med kallt vatten för att minska tiden för nedkylningen.* Klipp eller skär till en blompinne så att den kan ligga på kanten över bägaren. *Fäst en fiskelina till blompinnen och mät hur lång den ska vara för att inte nå botten på bägaren. Rispa en liten del av fiskelinan (det är där kristallen förhoppningsvis kommer börja gro).* Filtrera lösningen genom ett kaffefilter till

16

17

100 ml-bägaren. (Om man vill vara riktigt noggrann kan man filtrera lösningen en gång till.)* Lägg i fiskelinan i bägaren med lösningen och låt blompinne vila på bägarens kant. Ställ lösningen på en rumstempererad och mörk plats (detta komma bidra till en långsammare kristallisering, vilket oftast ger en ”finare” kristall), t.ex. i ett skåp.* Efter ca 3-5 dagar bör en kristall/kristaller börjat växa på fiskelinan. Försök ta bort alla förutom en väl-skapad kristall, om det har bildats ett flertal kristaller.(Tänk på att kristallen kommer att fortsätta växa med samma form, d.v.s. att om man inte är nöjd med for-men bör man göra om experimentet.)* Rengör bägaren och mätta lösningen igen med ett mellanrum på ca 5-7 dagar.* Fortsätt med detta tills att du är nöjd med storleken.(Gror man en kromalunkristall måste man låta den bilda ett alunskal, genom att låta kristallen befinna sig i en mättad alunlösning i ca 1 – 2 dagar.)För fluorescerande-kristaller* Kontrollera att pennans färg fluorescerar under UV-ljus(gula, gröna och rosa brukar fungera, däremot ej blåa).* Ta ut färgstickan inuti pennan (man kan använda en hammare och en skruvmejsel eller beroende på pen-nans tjocklek en sax) och låt den ligga i 100 ml avjonat vatten i ca 10 – 30 min.* Börja sedan utföra experimentet från punkt 1. (Det avjonade vattnet med färg från en understrykn-ingspenna används som det avjonade vattnet. Använd alun till detta experiment då kristallerna blirgenomskinliga.)

18

19

20

21

22

m i n e r a l e rh u r m a n i d e n t i f i e r a r d e m

23

Metod:Metoden går ut på att mineraler emitterar olika ljus under belysning av UV-ljus.Material:Mineral 1(Willemit, Kalcit), mineral 2(Scheelit), mineral 3(Molybdoscheelit), mineral 4(Willemit, Kalcit), mineral 5(Kalcedon), mineral 6(Svabit), mineral 7(Kalcit), UV-lampa, ett mörkt rum.Genomförande:* Ta stenbitarna till ett mörkt rum och bestäm ett nummer för varje sten.* Sätt på UV-ljuslampan och lys över en sten i taget.* Anteckna färgen/färgerna från de olika stenbitarna.* Använd en tabell med olika mineralers färg under UV-ljus för att fastställa vilken/vilka mineraler stenbiten innehåller. (Jag använde mig av denna hemsida: http://www.vags.org/sv_fluor.shtml).Förklaring:När mineraler belyses med UV-ljus (kortare våglängd/mer energi än de synliga ljuset) absorberar dem energin(fotoner). Den extra energin gör att elektron-erna hos atomerna/molekylerna förflyttar sig till ett elektronskal där högre energi krävs, detta benämns excitation. Atomerna/molekylerna avger sedan en-ergi i form av ljus när elektronerna faller tillbaka till deras ursprungliga elektronskal. P.g.a. att atomerna/molekylerna absorberar en del energi i form av värme- och vibrationsenergi blir ljusets (energin) våglängder längre. Det är de längre våglängderna mineralerna avger som gör att vi ser dem i andra färger.

24

25

26

27

28

29

30

31

32

t i t r e r i n gm e d s t a r k s y r a o c h b a s

33

Metod:Man använder sig av formeln n = c * V för att ta reda på vilken koncentration lösningen av HCl har. När man har V och c av NaOH kan man räkna ut n. När man droppat i en viss V HCl i lösningen av NaOH + BTB kommer lösningens färg ändras från blå till grön. Då är n(NaOH) = n(HCl) och med hjälp av formeln n = c * V kan man då räkna ut c(HCl).c(HCl) = n(HCl)/V(HCl)Material:0,020 dm3 1,0 M NaOH, ca 0,030 dm3 HCl, BTB, ti-treringsbyrett, magnetomrörare, bägare, klämma och stativ.Genomförande:* Sätt upp materialen* Häll 0,020 dm3 1,0 M NaOH i bägaren och tillsätt några droppar BTB* Fyll byretten med HCl(V beror på hur stor byrett man har, jag använde en byrett med volymen 25 ml).* Låt HCl rinna i en relativ snabb hastighet och anteckna vilken volym det krävdes för omslaget.* Fyll byretten och bägaren igen och gör om det ovanstående tills några ml innan volymen för omslaget. Då tillför man HCl droppvis så att volymen av HCl vid omslaget blir så precist som möjligt.* Räkna ut n(NaOH) hade med hjälp av n = c * V, n(NaOH) ska vara lika med n(HCl). Då kan man räkna ut c(HCl) eftersom man vet n(HCl) och V(HCl).

c(HCl) = n(HCl)/V(HCl)

34

35

36

37

38

t u l p a n e rh u r m a n f å r d e m a t t f l u o r e s c e r a

39

Metod:Min metod tog jag från ett experiment jag gjorde när jag var liten. Då tog jag en vit blomma skar av stjälk-en, delade den i två och satte ned delarna av stjälken i varsin bägare med färgat vatten. Efter ca en dag hade blomman tagit upp det färgade vattnet och kronblad-en hade fått samma färg som i bägarna. Skillnaden mellan denna metod och min metod var att jag inte delade stjälken i två delar utan lät hela stjälken sitta i en bägare med vatten och färg från en understrykningspenna.Material:En vit blomma (t.ex. tulpan), en understrykningspen-na, en 100ml bägare, 100ml avjonat vatten, kniv, sax och pincett.Genomförande:* Se till att pennans färg fluorescerar under UV-ljus (gula, gröna och rosa brukar fungera, däremot ej blåa).* Ta ut färgstickan inuti pennan (man kan använda en hammare och en skruvmejsel eller beroende på pen-nans tjocklek en sax för att få tillgång till färgstickan) med en pincett och låt den ligga i 100 ml avjonat vat-ten i ca 10 – 30 min.* Medan färgen löses upp i vattnet, skär av stjälken så att längden passar bägaren.* När färgen lösts sig i vattnet, sätt i blomman i vattnet och vänta en – två dagar.* Belys blomman med en UV-lampa efter ca en dag för att kontrollera om den har tagit upp färgen. Låt den stå kvar i vattnet om blomman inte fluorescerar under belysning av UV-ljus och testa igen efter ca en dag.

40

41

42

Kamerainställningar

Slutartid:Slutartid är den tid man vill att kameran ska ta in ljus. D.v.s. desto längre slutartid desto mer ljus släpps in. En kort slutartid kan vara bra när ett foto tas i en ljus miljö medan en lång slutartid passar när man tar ett foto i en mörk miljö t.ex. när man fotograferar på nat-ten. En kort slutartid betyder ett högt tal på kameran då talen står i bråkform. En slutartid på 200 står för 1/200 sekund d.v.s. 0,005 sekunder.ISO:ISO bestämmer hur ljuskänslig kameran ska vara. När man ska fotografera något som rör sig fort i mörkret bör ISO vara högt eftersom du då kan sänka slutar-tiden utan att bilden blir för mörk. Problemet med att fotografera med ett högt ISO är att bilderna ofta kan bli korniga. Därför måste man experimentera fram och tillbaka med ISO och slutartiden.Bländare:Bländaren precis som slutartiden bestämmer hur ljuskänslig kameran blir. Slutartiden avgör hur länge kameran tar in ljus medan bländaren bestämmer hur stor öppningen som tar in ljus är. Bländarens storlek avgör även hur stort skärpedjupet blir. Ett högt värde på bländaren betyder att öppnings är liten och att skärpedjupet är stort medan ett litet tal betecknar en stor öppning och då blir skärpedjupet mindre. Detta beror på att bländarens stolek anges i bråktal, d.v.s. att talet 16 egentligen står för 1/16 och 3,6 står för 1/3,6. Ett tips är att inte ändra bländaren för att bestämma exponeringen utan endast för att ändra skärpedjupet. På kameror förkortas bländaren med ett f.

43

Eld

Uppställning:Placera en glasskiva på ett svart underlag, bakgrunden bör även vara svart. Sätt kameran på ett stativ för att inte behöva ändra dina inställningar efter varje foto. Släck även alla ljus i rummet så att det enda ljuset som kameran tar in kommer från elden.Inställningar:För att få skarpa bilder ska man ställa in kameran på manuell. Börja med att ändra ISO = 200, slutartiden på 320 och bländaren på 16. Sätt ett papper med en liten text på där elden kommer att vara och ställ in skärpan . Testa att ta några foton och se hur dem blir. Desto högre ISO du använder ju kortare slutartid kan du använda, vilket bidrar till skarpare foton då eld ofta rör sig mycket. För att få till den perfekta bilden bör man experimentera fram och tillbaka med ISO och slutartid. Blixt ska inte användas då eldens egna ljus är det man är ute efter.

44

Vattendroppar

Uppställning:Sätt upp en titreringsbyrett på ett stativ med hjälp av en klämma (finns inte dessa ting tillgängliga kan man knyta fast en plastpåse på ett stativ och göra ett litet hål där ”vattnet” ska droppa ut ifrån med en nål). Fyll en svart behållare (t.ex. en djup ugnplåt) med ”vatten” och placera den under byretten. Bakgrunden ska helst bestå av en vit duk med belysning bakom. Vill man få färger i bilden kan man sätta tunn färgad plast på baksidan av bakgrunden.

Inställningar:Ställ först in kameran på manuellt läge. Slutartiden bör ligga mellan 800 – 1600 för få skarpa bilder då ”vattendropparna” rör sig så snabbt att inte ens ögat kan se nedslaget. Börja med att ISO= 400, men trol-igtvis kommer man att behöva experimentera lite med ISO beroende hur ljus bakgrunden är. Bländaren ska helst vara 7.1 men 5.6 fungerar oftast lika bra. Eftersom bakgrunden lyses upp bakifrån ska ingen blixt användas.

45

Fluorescens

Uppställning:Sätt kameran på ett stativ i ett mörklagt rum. Häng en UV-lampa ovanför platsen där de fluorescerande objekten ska fotograferas.

Inställningar:Oftast är den fluorescerande effekten från ett objekt ganska liten vilken gör att man vill använda en lång slutartid och ett ganska lågt ISO. Bländaren kan vara inställd på 5,6 för att få ett bra skärpedjup. Slutartiden bör vara inställd på runt 2 – 4 och ISO ska då vara ganska lågt, ca 100 beroende på UV-lampans styrka. Även här måste man experimentera med slutartiden och ISO för att få den bilden man vill ha. Ingen blixt ska användas här då UV-lampans ljus är det enda ljus man vill belysa mineralerna med.

G r a f i s k d e s i g n - J o h a n & M a r t i n L i n d u n g e r