naftalin
Hvad er naftalin?
Naftalin eller Naphthalen er en kemisk forbindelse. Mere specifikt er stoffet en aromatisk bicyklisk forbindelse med formlen C10H8. Stoffet har en kraftig og karakteristisk lugt og anses for sundhedsskadeligt, da det muligvis er kræftfremkaldende. Smeltepunktet for stoffet ligger på 80,55°C og kogepunktet er 218°C. Stoffets CAS-nummer er 91-20-3. Det kan udvindes af stenkulstjære og som biprodukt ved benzinpyrolyse.
Naftalin bruges blandt andet som udgangspunkt for fremstillingen af visse farvestoffer og medikamenter og som middel mod møl i form af de såkaldte mølkugler. I Disneys tegneserieunivers findes stoffet som små sorte kugler som Mickey Mouses ven Alfa Beta spiser. Rent faktisk spiser Alfa Beta mølkugler i visse udgaver, mens det er specificeret til naftalin i andre.
Naftalin kan ikke længere købes i håndkøb. Ved bortskaffelse skal det afleveres på kommunernes genbrugsstationer som giftigt affald.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
nanoteknologi
Hvad er nano-stregkoder?
Kemiske nanotråde som stregkoder. Kinesiske forskere har fremstillet usynlige stregkoder ved hjælp af nanotråde, som er 1000 gange smallere end et menneskehår. Ved hjælp af en elektronstråle er koden let at indkode og let at læse.
Metoden vil kunne bruges til at afsløre snyd og tyveri, som er udbredt på det sorte handelsmarked for smykker, ammunition, kunst, medicin, mobiltelefoner osv. Almindelige stregkoder er lette at kopiere eller ændre, men nanotråd-koderne er usynlige.
Nanotrådene laves ved at tin-baserede legeringer aflejres i en porøs oxid-skal, hvorved der dannes en nanotråd. Man kan opbygge nanotråden, så den består af flere domæner, der er adskilt fra hinanden.
Hvert domæne kan enten være med indlejret tin-legering eller uden tin-legeringen. Derved opnås et binært kodesystem, f.eks. 0-1-1-0-0-1- osv., når man aflæser rækkefølgen af nanotråd-domæner med eller uden tin indlejret.
Bestråling med en elektronstråle fra et TEM-mikroskop (transmission elecron microscope) kan ændre hvert nanotråd-domæne mellem de to faser, med eller uden tin. Samme TEM-mikroskop kan aflæse koden.
Man har endnu ikke udviklet de nanomanipulatorer, der ville skulle bruges til at overføre nanotråd-koden til objekterne, som man måtte ønske at kode.
Læs mere her.
nanoteknologi
Hvad er nanoteknologi?
Nanoteknologi betegner anvendt naturvidenskab med strukturer af størrelsesorden 0,1 – 100 nm, hvor en nanometer er en milliontedel millimeter (også skrevet som 10-9m)
Karakteristisk for dette niveau er, at strukturerne er for store til at beskrives af enkle atommodeller, og samtidig er de for små til at beskrives af klassiske teorier, som klassisk termodynamik, klassisk elektromagnetisme og newtonsk fysik. Man kan dermed nærme sig nanoteknologi fra to kanter; enten nedenfra, ved at tage udgangspunkt i molekylær kemi og fysik for så at bygge strukturene større og mere komplicerede, eller ovenfra, ved at tage udgangspunkt i klassiske, makroskopiske modeller, men med tillæg af kvante-effekter og andre brud på makroskopisk naturvidenskab.
Feltet er af natur tværfagligt, og betegnelsen nanoteknologi bruges, til dels med forskellig betydning, i fysik, kemi, biologi, medicin og materialevidenskab. Disse felter har alle hver for sig over længere tid arbejdet med forskning og anvendelser på nano-niveau. Det nye de sidste år er at samle alt nano-relateret i et begreb på tværs af faggrænser. Nyt er også en drejning af fokus fra grundforskning til anvendelser. Fysikdelen af nanoteknologien kaldes også mesoskopisk fysik.
Nanoteknologi som en selvstændig videnskabelig disciplin anses af mange som værende grundlagt i Richard Feynmanns visionære tale "There's plenty of room at the bottom ", hvor han forudser mange af de muligheder nanoteknologi potentielt kan realisere.
Årsagen til den senere tids fokus på nanoteknologi er anvendelserne: Mange eksisterende teknologier kan kun forbedres på nanoniveau, samtidig med at der findes et stort antal helt nye anvendelser.
Det findes flere eksempler på nanoteknologi som er i brug i dag:
Inden for elektronikken har man indtil nu opereret på mikroniveau (dvs. over 100 nm), men i kampen for at gøre komponenterne hurtigere og strukturerne mindre må man gå over til nanoniveau. De nyeste processorer opererer f.eks. på 32 nm, og de er derfor pr. definition nanoteknologi.
Genteknologien inden for biologi og medicin, som er et felt i voldsom vækst, opererer naturligt på nanoniveau.
Inden for kemi og materialevidenskab har man i længere tid været i stand til at designe stoffer og strukturer nærmest atom for atom og molekyle for molekyle. Det nye nu er, at teknikkerne er blevet bedre og strukturerne, som kan laves, større og mere komplicerede.
Hvad der findes på nanoniveau
Grunden til at nanoniveauet er så interessant er, at mange strukturer i naturen netop er i denne størrelsesorden
Enkeltatomer, 0,1 nm.
Røntgenstråling, 0,1-10nm.
Virus, mellem 20 og 400nm.
Cellekerner og andre organeller. En celle i menneskekroppen er normalt på 10 – 100µm, dvs. 10.000 – 100.000nm, som er langt over nanoniveau, men organellerne er på nanoniveau.
Protein er typisk mellem 5 og 100nm, og er dermed i en størrelse hvor de kan interagere med nanostrukturer
Domæner og domænegrænser for krystaller og andre strukturer. Generelt er grænsesnit og kanteffekter vigtige i nanoteknologi.
Derudover findes fænomener og konstruktioner som kun optræder på nanoniveau
Kvanteprikker (nanoteknologi)
Molekylære skytler (nanoteknologi)
Coulomb-blokade
Kvantiseret kontaktmodstand (nanoteknologi)
kvantekabler.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
natrium
Hvad er natrium?
Natrium er det 11. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Na. Under normale temperatur- og trykforhold optræder natrium som et blødt, sølvskinnende og kemisk meget reaktionsvilligt metal, som iltes ( "ruster ") hurtigt ved kontakt med atmosfærisk luft.
Natrium brænder med en karakteristisk, stærkt gul flamme.
Som de øvrige alkalimetaller har natriumatomet én enkelt elektron i sin yderste elektronskal. Da atomer generelt "foretrækker " at have deres yderste elektronskal fyldt op med elektroner ligesom ædelgasserne har det, er alkalimetallerne, herunder natrium, meget "ivrige " efter at slippe af med den ene elektron i deres yderste skal.
Natrium reagerer med luftens ilt under dannelse af enten natriumperoxid; Na2O2, eller, når der er begrænsede mængder af ilt til rådighed, natriumoxid; Na2O.
Som andre alkalimetaller reagerer natrium med vand under dannelse af gasformig brint samt et basisk hydroxid; natriumhydroxid (NaOH): Ært-store natriumstykker lægger sig i vandoverfladen og "bruser " indtil natriumet i dem er omdannet til natriumhydroxid opløst i vandet, hvorimod større stykker natrium udvikler varme nok til at antænde den frigjorte brint og udløse en eksplosion.
Tekniske anvendelser
Natrium kan bruges til at udvinde andre reaktive metaller, f.eks. kalium og zirkonium, i ren form fra deres kemiske forbindelser. Natrium indgår i visse legeringer for at forbedre legeringens egenskaber, og bruges til at rense smeltede metaller. Både rent natrium samt natriumklorid bruges i smeltet form som kølemiddel i bl.a. visse typer atomreaktorer.
Natrium indgår sammen med fedtsyrer i fremstillingen af sæbe: Sæber lavet med natrium frem for kalium har et højere smeltepunkt og er derfor mere faste i konsistensen.
I natriumlamper, der ofte bruges til gadelygter, er lyskilden natrium i gasform; sådanne lamper kan kendes på deres udpræget orange eller gule lys. Lyset fra lavtryks-natriumlamper har en ren, "varm " gul farve, hvorimod højtryks-natriumlamper har et mere "kobber- " eller "fersken-farvet " lys. Den gule farve skyldes de kraftige, såkaldte D-linjer i natriums spektrum.
Forekomst og udvinding af natrium
På grund af stoffets reaktionsvillighed findes natrium aldrig som rent, "frit ", metal i naturen, men altid i kemiske forbindelser med andre stoffer, typisk som salte. Natrium udgør 2,6% af Jordens skorpe, og indtager en sjetteplads på listen over de mest udbredte grundstoffer i Jordens skorpe. Det skyldes især vandet i verdens have, der indeholder 2,7% natriumklorid efter vægt.
Frit natrium fremstilles ved elektrolyse af flydende natriumklorid: I denne proces tilsætter man kalciumklorid for at sænke blandingens smeltepunkt til under 700°C – da natrium er mere elektronegativt end kalium, er det alene natrium der udfældes ved katoden. Tidligere udvandt man natrium ved elektrolyse af natriumhydroxid, men det er billigere at udvinde det fra natriumklorid.
I 1997 kostede natrium i dets metalliske form mellem 30 og 45 amerikanske cent pr. kilogram. I den renhed man bruger i kemilaboratorier er prisen meget højere; i 1990 kostede natrium i "reagens-kvalitet " omkring 75 amerikanske dollar pr. kilogram.
Natriums historie
Man har længe kendt til natrium fra de kemiske forbindelser det indgår i, men det var først i 1807 at det lykkedes Sir Humphry Davy at isolere rent, metallisk natrium ved elektrolyse af smeltet natriumhydroxid. Han brugte en Voltasøjle som strømkilde i sit forsøg.
Natrium i biologien
Mens natriumioner spiller en afgørende rolle i dyr (i blod og andre kropsvæsker, for overførslen af nerveimpulser, i hjertets funktion og visse processer i stofskiftet), kan planter helt undvære natriumioner. "Ren " vegetar-kost er derfor fattig på salt, og mange planteædende dyr må derfor skaffe de fornødne natriumsalte fra andre kilder, typisk ved at spise eller slikke på mineraler, der indeholder natrium.
Behovet for salt er muligvis grunden til den veludviklede evne til at smage salt; smagsløg der registrerer salt, reagerer næsten udelukkende på natriumioner, om end visse andre små, monovalente ioner som Li+, NH4+og til en vis grad også K+ også registreres som en "salt " smag. Kalciumklorid, der undertiden bruges som erstatning for normalt bordsalt for at sænke et forhøjet blodtryk, har også en salt smag, men er samtidig temmelig bittert.
Mennesker har brug for mindre end et halvt gram natrium per dag, men mange mennesker spiser meget mere salt end kroppen har brug for. Det kan skabe helbredsproblemer for personer, der har et salt-følsomt blodtryk.
Isotoper af natrium
Ud af de 13 isotoper af natrium man kender, er der kun én, der er stabil; natrium-23. Ved ulykker med akut neutronbestråling af mennesker omdannes en del af blodets natrium-23-kerner til det radioaktive natrium-24. Man kan måle koncentrationen af denne isotop i den ramte persons blod, og ud fra dette og tiden siden bestrålingen fandt sted, beregne hvor stor strålingsdosis, han/hun har modtaget.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
natrium
Hvorfor eksploderer natrium i vand?
Eksplosion i vand af lithium, natrium, kalium, rubidium og cæsium. Grundstoffer inddeles i grupper, og "Gruppe 1" omfatter lithium, natrium, kalium, rubidium og cæsium. (På engelsk kaldes natrium for sodium, og kalium bærer navnet potassium, hvilket ikke altid oversættes i avisartikler).
Alle disse stoffer reagerer kraftigt med koldt vand, idet alle disse metaller danner en opløsning af metal-hydroxidet samt brintgas.
Reaktionerne kan afbildes således (idet X kan være et hvilket som helst af disse fem metal-grundstoffer):
2X.(s, fast stof) + 2H2O.(l, væske) g
2XOH.(aq, vandig opløsning) + H2.(g, gas)
I hvert af disse demonstrationsforsøg antages det, at man smider en ganske lille smule af metallet ned i en stor beholder med vand.
Lithium er lettere end vand og vil derfor flyde på vandoverfladen, og brint-gas vil bruse stille frem. Varmeudviklingen vil være langsom, og lithiums smeltepunkt er for højt til, at det kan smelte. Det danner en farveløs lihiumhydroxid-opløsning.
Natrium flyder også på vandoverfladen, men her afgives varme nok til at smelte natrium'et (dels har natrium et lavere smeltepunkt end lithium, og dels dannes varmen hurtigere). Natrium'et smelter faktisk straks og farer rundt på vandoverfladen som en lille "sølvkugle", der skubbes fremad på grund af brintdannelsen. Hvis natrium-kuglen bremses ved kanten af vandbeholderen kan brint-gassen begynde at brænde (flammen er en kombination af en natrium-flamme og en brint-flamme).
Kaliums reaktion er hurtigere, og her antændes brint-gassen (med svag blålig-lyserød-lilla-farve).
Rubidium er tungere end vand, og synker derfor ned – og reagerer voldsomt med sprøjt ud fra beholderen.
Cæsium eksploderer ved kontakten med vandet, og sprænger måske hele vandbeholderen.
Lithium-atomet er det mindste hos disse fem metaller (Li, Na, K, Rb, Cs), hvorefter de bliver stadig større, så cæsium er altså det største atom. De dramatiske forskelle skyldes ikke, at der udsendes øgede mængder energi fra lithium til cæsium. (Tværtimod udsender lithium lidt mere energi, men der er dog intet overordnet mønster).
Energiens frigivelse skyldes flere ting, der bl.a. afhænger af atomernes størrelse:
1) Adskillelsen af alle atomer i et kemisk stof kaldes "atomisering", og den samlede styrke af hvert grundstofs metal-binding (atomiserings-energien) falder, når atomet bliver større: Metalbindingen er nemlig længere, jo større atomet er – dvs. at de elektrisk-negative elektroner kommer til at være længere væk fra de elektrisk-positive atomkerner hos de større atomer. Cæsium er det største atom og har kun cirka halvt så meget metalbindings-energi i forhold til hos lithium, der er det mindste atom i denne gruppe.
2) I forhold til den ovennævnte metalbindingsenergi, der skal overvindes for at en reaktion kan ske, har det energimæssigt større betydning, at der dannes ioner: Ved iondannelsen fjernes en elektrisk-negativ elektron. Dette kræver tilførsel af ioniseringsenergi, som er den energi, der kræves for at fjerne den mest løst bundne elektron.
X + energi g X+) + elektron (e-)
I kemisk forstand er enheden for ioniseringsenergi den mængde energi, som kræves for, at alle atomerne i en mol-mængde af stoffet alle taber én elektron hver. Denne molære ioniseringsenergi kaldes enthalpi (entalpi). Atomiserings-enthalpi angives i kiloJoule pr. mol-mængde (kJ/mol) eller i kilokalorier/mol (kcal/mol).
De større atomer har flere (elektrisk-positive) protoner i atomkernen, og i de større atomer er disse ekstra protoner i atomkernen omgivet af ekstra lag af elektroner (som skallerne på et løg). Når den elektrisk-negative elektron, der fjernes ved iondannelsen, hos de større atomer derfor befinder sig fjernere fra den elektrisk-positive atomkerne, vil ioniseringsenergien være mindre hos disse atomer. Hos det større cæsium-atom er ioniseringsenergien f.eks. kun ca. 2/3 af ioniseringsenergien hos det lille lithium.
(I reaktionerne her mellem vand og lithium/natrium/kalium/rubidium/cæsium fjernes kun én elektron, og man taler derfor om "første ioniseringsenergi". Hvis der fjernes flere elektroner, taler man om 1. og 2. og 3. og 4. ioniseringsenergi osv.).
>
3) Tiltrækningen mellem metal-ionerne og ion-par på vandmolekylerne måles som en såkaldt hydrations-enthalpi (eller hydrations-energi). Det er en speciel form for opløsnings-energi, hvor opløsningsmidlet altså er vand. Hos de større atomer vil disses ekstra (elektrisk-positive) protoner i metal-atomkernerne blive skærmet af de ekstra lag af elektroner, som disse større metalatomer er i besiddelse af: Når metal-ionerne er større, vil vandmolekylerne derfor befinde sig længere væk fra de tiltrækkende metal-atomkerner: Metal-ion/vand-ion tiltrækningsenergien er derved mindre, jo større atomet er. Det store cæsium-atom har f.eks. kun cirka halvt så meget af metal-ion/vand-ion tiltrækningsenergi i forhold til det lille lithium-atom.
At metallet opløses i vandet betyder, at de yderste ioner (dvs. dem der befinder sig i kanten af metal-gitteret) bevæger sig væk fra gitteret og bliver dækket med de naboliggende vandmolekyler. (Hvis hydrations-energien er større end gitter-energien, er saltet vandopløseligt, og der vil udvikles varme under opløsningen).
Ud over disse energimæssige ændringer, sker der også energiændringer med vandet – nemlig når det bliver til brintgas samt hydroxid-ioner. Disse energiforhold skal egentlig også medregnes, men de er dog ens for alle atomerne fra lithium til cæsium.
De to første energiforhold (metalbindings-energien og iondannelses-energien) skal overvindes, for at reaktionen kan forløbe. Dette har altså betydning for aktiveringsenergien (selv om den energimængde, som kan medføre aktivering af reaktionen, også er afhængig af, hvilke energier, der frigøres undervejs i reaktionsforløbet).
Hvis man kun sammentæller metalbindings-energien og iondannelses-energien, ser man, at sumtallet er faldende i lithium/natrium/kalium/rubidium/cæsium-rækkefølgen: Det betyder, at der skal bruges mindre energi til at starte reaktionen, jo større atomet er. Der kræves mest aktiveringsenergi for at starte reaktionen hos lithium. Cæsium har derimod den laveste aktiveringsenergi – og derfor den hurtigste reaktion! Så selv om lithium frigiver mest energi, sker dette altså relativt langsomt.
Læs mere her.
Når man spørger: Når nu altså natrium eksploderer i vand, hvorfor gør lithium det så ikke også?, så er svaret altså ikke noget med mængden af udløst energi, og i øvrigt heller ikke volumenet af frigivet hydrogen.
Natrium koger ved 98 grader Celsius. Lithiums kogepunkt er derimod 181 grader Celsius, altså meget over vandets kogepunkt på 100 grader Celsius, – så lithium virker som en varme-opsamler, som bremser, at vandets temperatur når vandets kogepunkt.
Brint selvantænder først ved en temperatur på 560 grader Celsius. Desuden er lithiumhydroxid ret uopløseligt sammenlignet med natriumhydroxid [NaOH] – og det medfører mindre overfladeareal, som hydroxid-produkterne kan bruge til at diffundere væk. Lithium eksploderer ikke ved kontakt med vand. Det gør natrium, hvis der er nok af natrium til stede.
Enhver eksplosion kræver en hurtig forøgelse af overfladearealet. Den traditionelle forklaring af, hvorfor overfladearealet øges, er at der sker en dampeksplosion. Men måske har man endnu ikke alle svarene på, hvorfor nogle stoffer eksploderer ved reaktion med vand, og andre ikke gør det. (Se blå boxtekst s.31).
Læs mere her.
natrium i flammetest
Hvordan er natriums farve i en flammetest?
Læs Flammetest: "Hvad er en flammetest?".
natriumhydroxid
Hvordan kan man fremstille natriumhydroxid?
Soda-opløsning til fremstilling af NaOH-opløsning, Fremstilling af natriumhydroxid-opløsning: Hvis man i et reagensglas, der er halvt fyldt med kalkvand, langsomt tilsætter en opløsning af soda [altså natriumcarbonat, Na2CO3] vil der dannes et hvidt bundfald. Man skal stoppe tilsætningen af soda-opløsningen/natriumcarbonat/Na2CO3 så snart dannelsen af bundfald ophører.
Bundfaldet filtreres fra, og man kan nu teste, om der stadig er kalkvand i opløsningen, og om der nu er soda i opløsningen (natriumcarbonat, Na2CO3).
Hvis man har gjort forsøget omhyggeligt, er der ingen af tingene! Væsken fordeles i to glas, og i det ene puster man udåndingsluft gennem et glasrør. Hvis der er kalkvand, vil det blive hvidt (bundfald vil dannes). Væsken i det andet glas testes for soda / natriumcarbonat / Na2CO3. Det gøres ved at tilsætte eddike. Hvis der ikke dannes kultveilte, er der ikke tilstedeværelse af soda / natriumcarbonat / Na2CO3. Spørgsmålet er, hvad blandingen af kalkvand og sodaopløsning/natriumcarbonat/Na2CO3 så er blevet til? Svaret er natriumhydroxid [NaOH]. Metoden er altså en fremstilling af natriumhydroxid-opløsning [NaOH](.
Læs mere her.
natriumklorid
Hvad er natriumklorid?
Natriumklorid (eller natriumchlorid iflg. Kemisk Ordbog) er det formelle navn, kemikere anvender om det salt, som bruges i husholdningen, primært til madlavning. Ordet salt brugt om natriumchlorid er lidt misvisende, fordi det i fagterminologien bruges om en hel gruppe af kemiske forbindelser kaldet salte, hvoraf det stof man i køkkenet omtaler som "salt ", blot er ét enkelt "medlem ". Natriumklorid er en ionforbindelse.
De tre primære metoder for fremstilling af salt er; mineudvinding af stensalt, vakuumsaltproduktion og fremstilling ved hjælp af sol og vind.
Mineudvinding (stensalt)
Her foregår alt under jordoverfladen, hvor saltet bliver udvundet af undergrunden med bor, sprængning og nedbrydning. En stor del af denne produktion bliver brugt som vejsalt om vinteren. Vinterens luner har naturligvis en væsentlig indflydelse på netop dette forbrug. Salt fra miner er meget tørt med et vandindhold på ca. 0,3 %. Saltet knuses og sorteres til kornstørrelser fra 0,16 til 18 mm.
Vakuumsalt (natriumklorid)
Dette er i dag den mest brugte proces til produktion af salt. Opvarmet vand bliver pumpet ned i en salthorst, hvorved saltet bliver opløst. Saltopløsningen bliver pumpet op til overfladen og renset for urenheder ved forskellige fældningsprocesser. Derefter bliver saltvandet bragt til kogepunktet under vakuum i store fordampningskedler ved 120 °C, for at producere det fine vakuumsalt. Dette salt bliver fx brugt som industrisalt, som vejsalt, i catering- og restaurationsbranchen og i husholdningerne. Vakuumsalt har en kornstørrelse fra 1,0-0,125 mm.
I Danmark produceres der hvert år omkring 600.000 ton salt fra en saltdiapir ved Hvornum ved Mariager Fjord. Man regner med at saltdiapiren er så stor, at der vil være salt til uændret udvinding i 16.000 år.
Saltarbejder i Tamil Nadu
Salt produceret ved hjælp af fordampning fra solen
I varme lande bliver salt produceret ved at lade sol og vind fordampe havvand i bassiner. Havvandet ledes ind i store bassiner, hvor fordampningen påbegyndes. Efterhånden som vandet fordamper, stiger koncentrationen af mineraler i vandet. På et tidspunkt begynder mineralerne at udkrystallisere. 77 % af mineralerne er NaCl og til alt held udkrystalliserer salt som det sidste mineral, dvs. til sidst er der kun salt tilbage i vandet, og når vandet er fordampet helt væk, kan maskinerne høste de mellem 8 og 12 cm salt der ligger på bunden af bassinet. Dette salt har et vandindhold på ca. 4 % og en kornstørrelse fra 0,5-5mm.
Som sådan tænkes havene at være uudtømmelige for salt. Et bud på hvor meget vand der er på Jorden er 1,37 millioner km³, hvoraf hver km³ indeholder ca. 20 millioner tons salt. Dette giver en saltreserve på 27,4 Eg salt. Der produceres ca. 25 millioner tons om året fra oceanerne. Hvis produktionen af salt forbliver konstant på 20 millioner tons om året, vil saltreserven være udtømt inden 1,1 millioner år.
Tekniske anvendelser af natriumklorid
Natriumchlorids anvendelse som smagsforstærkende krydderi vil være de fleste bekendt, men stoffet bruges til meget mere end mad, f.eks.:
Konserveringsmiddel: Meget få mikroorganismer kan overleve i et miljø med høj koncentration af natriumchlorid, fordi vandet i trækkes ud af organismernes celler ved osmose. Derfor har "salt " været brugt som konserveringsmiddel og som desinfektionsmiddel for sår.
I lande hvor vintervejret kan skabe problemer for trafikken spreder man natriumchlorid på vejene for at sænke nedbørens frysepunkt: Tilstedeværelsen af natrium- og klorioner gør det sværere for vandmolekylerne at finde sammen i den faste krystalstruktur, der kendetegner is.
Sundhed og sygdom – vedr. natriumklorid
Mennesker indtager en særstilling blandt primater derved at vi udskiller store mængder natriumklorid gennem sved, og vores behov for stoffet i føden afhænger således stærkt af det klima vi lever i. Mens natriumklorid tidligere blev betragtet som et sjældent og værdifuldt krydderi, indtager store dele af befolkningen i udviklede lande med tempereret klima langt større mængder end kroppen har behov for, hvilket menes at medføre forhøjet blodtryk.
Til behandling eller forebyggelse af dehydrering, bruges en vandig opløsning af 0,9 % natriumchlorid: Ved denne koncentration har opløsningen den samme tonicitet som ekstracellulærvæske. Natrium udgør størsteparten af blodets osmotiske tryk.
I Danmark besluttes det i 1998 at der skal tilsættes jod i bordsalt for at forebygge sygdommen struma.
Natriumklorid historisk
Salt har op gennem historien været en af de vigtigste handelsvarer, da det var det mest brugte konserveringsmiddel. Salthandelen var en af de væsentlige kilder til Hanseforbundets dominans i Nordeuropa, via deres adgang til den ældste kendte større saltforekomst ved Lüneburg (kendt tilbage fra 10. århundrede).
I Danmark har der været saltsydning på Læsø i mange hundrede år. I middelalderen var det fundamentet for livet på øen, men i 1652 blev det forbudt, fordi det store forbrug af træ gav anledning til sandflugt på øen. I dag er der en lille produktion af historisk interesse for turisterne.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
natriumthiosulfat
Hvad er natriumthiosulfat?
Natriumthiosulfat er et thiosulfatsalt af natrium med sumformel: Na2S2O3. Med fem krystalvand, Na2S2O3•5H2O, kendes forbindelsen under navnene fiksersalt og antiklor.Karakterisk reaktion og brug.
En karakterisk reaktion for thiosulfatanionen er reaktionen med fortyndet syrer hvorved dannes svovl, svovldioxid og vand:
Na2S2O3 + 2HCl ? 2 NaCl + S + SO2 + H2O
Denne reaktion kendes under navnet clock reaktionen idet når svovlkoncentrationen når et vist niveau skifter farven fra farveløs til svagt gul. Reaktionen har været brugt til at danne kolloidt svolv. Hvis reaktionen udføres ved lav temperatur opnås thiosvovlsyre (H2S2O3), som er en stærk syre med pKa på 0,6 og 1,7 for første og anden syrestyrkekonstant.
Guld ekstraktion med natriumthiosulfat
Natriumthiosulfat benyttes som alternativt reagens i stedet for cyanid ved ekstraktion af guld. Det danner et stærkt kompleks med guld(I)-ioner, [Au(S2O3)2]3-. Fordelen med denne metode er at thiosulfat er essentielt ugiftig. Ulempen er at den kræver et stort forbrug af thiosulfat pga. manglende genbrugsteknikker. I modsætning til [[Au(S2O3)2]]3-, absorberes thiosulfatkomplekset ikke på aktivt kul, som er standardteknikken når cyanid benyttes.
Analytisk kemi for natriumthiosulfat
Natriumthiosulfat benyttes også i analytisk kemi. Når thiosulfat opvarmes med en prøve der indeholder "aluminiumkationer " udfældes et hvidt produkt:
2Al3+ + 3S2O22- + 3H2O ? 3SO2 + 3S + 2Al(OH)3.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
natron
Hvad er natron?
Natriumhydrogencarbonat eller natron, også kaldet natriumbicarbonat eller tvekulsurt natron, er et salt af kulsyre og har formlen NaHCO3. Som tilsætningsstof har det E-nummer E 500.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Negishi
Hvem er Ei-ichi Negishi?
Ei-ichi Negishi er en japansk kemiker og Nobelprismodtager, der har sit virke ved Purdue University i USA. Han blev tildelt Nobelprisen i kemi sammen med Richard F. Heck og Akira Suzuki i 2010 for "palladiumkatalyserede krydskoblinger i organisk syntese ".
Negishi har givet navn til den såkaldte Negishikobling.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
neglelakfjerner
Hvordan kan man fremstille neglelakfjerner?
Til fremstilling af neglelakfjerner blandes lige dele acetone og amylacetat.
Opskriften er fra en bog fra 1951. Læs mere her.
neon
Hvad er neon?
Neon (af græsk neon, "ny ") er det 10. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Ne. Under normale tryk- og temperaturforhold optræder denne ædelgas som en farve-, lugt- og smagsløs gas. Neon blev opdaget i 1898 af William Ramsay og Morris William Travers.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Nernst
Hvad fik Walther Hermann Nernst Nobelprisen i kemi for?
Walther Hermann Nernst (25. juni 1864 – 18. november 1941) var en tysk fysiker, som er kendt for sine teorier bag beregningen af kemisk affinitet som den kendes i termodynamikkens 3. lov, for hvilket han vandt Nobelprisen i kemi i 1920. Nernst deltog i etableringen af det moderne felt af fysisk kemi og bidrog til elektrokemi, termodynamik, faststofkemi og fotokemi. Han er også kendt for at udvikle Nernst-ligningen.
Læs mere: Her
Gå til toppen af siden
neutralisation
Hvad er neutralisation?
Neutralisation er et begreb inden for faget kemi. Man taler ofte om neutralisation i forbindelse med syrer og baser. Disse kan neutralisere hinanden.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Niels Bohr
Hvilken betydning havde Niels Bohr for kemien?
Læs Atomet: "Hvad er Bohrs atommodel?"
nikotin
Hvad er nikotin?
Nikotin er et alkaloid og findes i natskyggeplante-familien, i tobak og i mindre mængder i tomater, kartofler, auberginer og grøn peber. Desuden finder man også nikotin-alkaloider i cocaplantens blade.
Nikotin dannes i rødderne ved biosyntese og koncentreres i bladene. Man har anslået af nikotin udgør 0,6-3% af tobakkens tørvægt. Planten producerer nikotin, som er et stærkt neurotoksin, for at beskytte sig mod planteædende insekter. Dette er også grunden til at nikotin blev brugt som et insekticid førhen; i dag anvendes stadig nikotinderivater som for eksempel "imidacloprid ".
I små koncentrationer virker nikotin stimulerende på pattedyr, hvilket er en af hovedårsagerne til den afhængighed, som tobaksrygning medfører. De farmakologiske og adfærdsmæssige kendetegn, som betegner tobaksafhængighed, minder meget om de, der betegner afhængighed af stoffer såsom heroin og kokain.
Nikotinholdige produkter betragtes i Danmark som lægemidler og skal derfor godkendes af Sundhedsstyrelsen og skal sælges under overholdelse af reglerne i medicinallovgivningen. Det gælder også nikotinvæsker til e-cigaretter. Undersøgelser af nikotinvæsker i 2013 har vist højt indhold af nikotin. I december 2013 blev der vedtaget nye regler omkring salg af e-væske med nikotin i hele EU. Reglerne var en del af tobaksdirektivet og aftalen betyder, at det fremover kun er lovligt at sælge e-væske med et nikotinindhold på max. 20 mg nikotin pr ml.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
nitrat
Hvad er nitrat?
Nitrat er en kort betegnelse for kvælstofholdige gødninger, som er salte af salpetersyren. De kaldes også med en gammel betegnelse for salpeter. Det fælles for dem er, at de spaltes i en metalion og en nitration ved opløsning i vand. Nitrat er altså i virkeligheden et andet navn for nitrationen. Den beskrives kemisk ved formlen NO3-
Nitrat optages og omsættes af planterne, hvor det bliver brugt i opbygningen af klorofyl og aminosyrer. Ionen kan også bruges af bakterier i jorden, som udnytter den kemiske energi, der frigives ved omdannelse til nitrit (denitrifikation). Hverken nitrat eller nitrit kan bindes i jorden, så begge dele vil følge vandbevægelsen. Undervejs kan nitrit dog omdannes til luftformigt kvælstof af bakterier, der skaffer sig energi på den måde. Processen er tidkrævende, så højtliggende grundvand er ikke beskyttet mod kvælstofforurening.
Hovedparten af de kvælstofholdige kunstgødninger indeholder nitrat som kvælstofkilde. Det gælder også de såkaldte NPK-gødninger.
Salpetergødninger:
Ammoniumnitrat
Kalkammon-salpeter
Kalksalpeter – Norgesalpeter
Kalisalpeter
Magnesiumsalpeter.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
nitrit
Hvad er nitrit?
Nitrit er en kort betegnelse for salte af salpetersyrling. Det fælles for dem er, at de spaltes i metalion og nitrition ved opløsning i vand. Nitritionens kemiske formel er NO2-
Nitrit er også en funktionel gruppe i organisk kemi og har samme formel som nitro-gruppen, men binder i modsætning til nitro-gruppen med det ene oxygen.
Nitrit er giftigt for dyr og planter. I jorden føres nitrit med vandbevægelsen bort fra de øverste jordlag, og desuden kan visse bakterier omsætte ionen til luftformigt kvælstof. Derfor er nitritskader sjældne, med mindre ionen er nået ned til grundvandet. I så fald vil sårbare personer (især børn under 2 år) skades alvorligt af forgiftning med nitrosaminer, der dannes i tarmen.
Nitrit som konserveringsmiddel
I fødevareindustrien anvendes nitrit til konservering af bl.a. hamburgerryg, saltkød, pølser og andet kødpålæg. Nitrit forhindrer væksten af Clostridium botulinum, der danner toxinet, der giver botulisme (pølseforgiftning), og nitrit giver kødet en lyserød farve, som skjuler den grå tone, der opstår, når det iltes. Danmark har særlige regler for begrænsning af nitrit i fødevarer, regler som betyder, at fødevarer på det danske marked kun må have det nitritindhold, der er absolut nødvendigt af hensyn til konserveringen og dermed fødevaresikkerheden]. Begrænsningen begrundes med, at nitrit omdannes til sundhedsskadelige nitrosaminer, der er vurderet at udgøre en væsentlig sundhedsrisiko.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
nitroforbindelse
Hvad er nitroforbindelse?
En nitroforbindelse er en organisk forbindelse, der indeholder en eller flere funktionelle nitrogruppe (-NO2). De er ofte meget eksplosive særligt når stoffet indeholder mere end en nitrogruppe og er uren. Nitrogruppen er en af de mest almindelige eksplosophore (funktionelle grupper der gør en forbindelse eksplosiv) på verdensplan. Denne egenskab for både nitro- og nitratgrupper skyldes deres termiske dekomposition, der giver nitrogen N2gas og betragtelige mængder energi, grundet den høje bindingsenergi i molekylært nitrogen.
Aromatiske nitroforbindelser bliver typisk syntetiseret ved en blanding af salpeter- og svovlsyre på et organisk molekyle. Nitrobenzen er det stof, der bliver produceret i langt de største mængder på verdensplan. Mange eksplosiver bliver produceret ved nitrering inklusiv trinitrophenol (picrinsyre), trinitrotoluen (TNT) og trinitroresorcinol (styphninsyreT).
Læs mere: Her
Gå til index for siden
nitrogenoxid
Hvad er nitrogenoxid?
Nitrogenoxid kan forstås på to måder:
Nitrogenmonoxid – stoffet med den kemiske formel NO
Nitrogenoxider – fællesbetegnelsen for alle forbindelser mellem nitrogen (N) og oxygen (O), indimellem kaldet NOX
Læs mere: Her
Gå til index for siden
nitroglycerin
Hvad er nitroglycerin?
Nitroglycerin, med det kemiske navn Glyceryltrinitrat, er et yderst eksplosivt stof som blandt andet anvendes til fremstilling af dynamit. Navnet nitroglycerin må kemisk betegnes som misvisende, idet stoffet ikke er en nitroforbindelse, men i stedet en ester af glycerol og salpetersyre.
Nitroglycerin blev første gang fremstillet af italieneren Ascanio Sobrero i 1846, og han opdagede også den nye forbindelses eksplosive egenskaber, men han anså den ikke for at være anvendelig som sprængstof i praksis på grund af eksplosionsfaren ved fremstilling og anvendelse. I 1850'erne og 1860'erne anvendtes nitroglycerin ( "sprængolie ") imidlertid i Rusland både som ammunition og som industrisprængstof, bl.a. i guldminer. Imidlertid skete der stadig ulykker med anvendelsen af "sprængolie ", både under transport og ved anvendelse.
Den kemiske opbygning af nitroglycerin.
Egenskaber ved nitroglycerin
Formel: CH2(ONO2)-CH(ONO2)-CH2(ONO2)
IUPAC-navn: 1,2,3-Tris-nitrooxy-propan
Farve: Som regel gul, men helt farveløs i ren tilstand
Tilstandsform: Tung, olieagtig væske
Tæthed: 1,60 ved 15 °C
Smeltepunkt: 13,2 °C
Molekylvægt: 227,0872
Meget følsomt og eksplosivt ved gnidning, opvarmning og gnister. En måde hvor på man kan se følsomheden er at der skal slippes et 2kg lod fra 4cm eller derover for at detonere.
Dynamit
Svenskeren Alfred Nobel (1833-1896) patenterede i 1867 fremstillingen af dynamit, en stødsikker blanding af 75 % nitroglycerin, 24.5 % kiselgur og 0,5 % natriumcarbonat. Nobel opdagede nemlig, at kiselgur kunne opsuge tre gange sin egen vægt af nitroglycerin. Herved dannes en dejagtig masse, hvis ømfindtlighed over for stød og slag er begrænset, og i løbet af få år udbredtes anvendelsen af dette sikkerhedssprængstof.
Sprænggelatine
Imidlertid er kiselgur et kemisk inaktivt stof, og det kan fx ikke brænde. Derfor kan man godt sige, at nitroglycerin er "fortyndet " med kiselgur, hvorved sprængkraften er nedsat. Nobel arbejdede derfor med at opsuge nitroglycerin i et brændbart eller måske ligefrem eksplosivt materiale, hvorved et kraftigere sprængstof ville blive dannet. I 1875 fremstillede han den såkaldte sprænggelatine ved at opløse 10 % kollodiumbomuld (nitrocellulose) i nitroglycerin. Nitroglycerin er også en af bestanddelene i en bestemt type røgsvagt krudt, det såkaldte nitroglycerinkrudt, hvor det er blandet med nitrocelluose.
Nitroglycerin som hjertemedicin
Nitroglycerin er temmelig giftig, men anvendes medicinsk i meget små doser som hjertemedicin ved angina pectoris, hjertekrampeanfald. Hjertekramper giver smerter i hjerteregionen hos personer, hvor blodforsyningen til hjertet er nedsat, fx på grund af forkalkning i hjertets kranspulsårer. Nitroglycerin virker karudvidende og anvendes derfor ved hjerteanfald i forbindelse med legemlig anstrengelse eller sindsbevægelse. Ved et hjerteanfald anbringes en nitroglycerintablet under tungen, hvorefter stoffet langsomt frigives, eller der gives to pust af en nitroglycerinspray under tungen, hvor stoffet optages hurtigt. Nitroglycerinen er opløst i ethanol, som derefter er opsuget i et passende fyldstof. Dosis af nitroglycerin er meget lille: 0,25 mg-0,50 mg.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
NMR-spektroskopi
Hvad er NMR-spektroskopi?
NMR (Nuclear Magnetic Resonance) eller Kernemagnetisk resonans er en spektroskopisk metode, der bygger på atomkerners spin. NMR kan bruges til at undersøge molekylers struktur og deres rumlige og elektroniske opbygning.
Hvis en atomkerne med spinkvantetal I udsættes for et magnetisk felt med feltstyrke B, vil kernens grundtilstand splitte op i 2I+1 energiniveauer med energiforskel Delta E=frac{hgamma}{2pi}B, hvor h er Plancks konstant og gamma er det magnetogyriske forhold, der er afhængigt af typen af atomkerne. Denne opsplitning kan måles ved hjælp af den lysoptagelse eller -udsendelse, der forekommer når tilstanden ændres. Da E_{lys}=hnu er frekvensen for lyset nu=frac{gamma B}{2pi}. Det kaldes for resonansfrekvensen.
Da det er små energiforskelle, der er tale om, bruges meget kraftige magneter (1-20 T er normalt), der som regel er superledende, da det ellers ville kræve enorme energimængder at nå op på disse feltstyrker. Alligevel er lyset i radiområdet (10-1000 MHz).
Kemisk skift (NMR-spektroskopi)
Hvis en prøve af et stof udsættes for et magnetfelt B0, vil det lokale felt B, som atomkernerne føler, være forskelligt alt efter deres kemiske omgivelser, da elektronerne omkring kernen delvis afskærmer for det, og der er forskellige elektrontætheder omkring de forskellige kerner. Det medfører at de vil optage lys med forskellige frekvenser. Da forskellen er lille relativt til lysfrekvensen og ændres med feltstyrken B, er det upraktisk at bruge abolutte værdier. I stedet bruges det kemiske skift.
Hvis der er NMR-aktive kerner i nærheden af den kerne, man måler på, vil dette ændre udseendet af signalet. Generelt vil signalet splitte op i 2*N*I+1 linjer, hvor N er antallet af kerner med spin I. For N>1 vil linjerne ikke være lige høje. Altså vil 13C-signalet i formaldehyd, H2CO, splitte op i 2*2*1/2+1=3 linjer, da der er 2 H'er med spin 1/2 i nærheden af C, og O ikke er NMR-aktiv. Hvis der er flere forskellige slags kerner skal resultatet fra hver slags ganges sammen, så diflouromethans 13C signal vil splitte op i (2*2*1/2+1)*(2*2*1/2+1)=9 linjer. Dog er der mulighed for at nogle linjer falder oven i hinanden, hvis flere slags kerner samtidig kobler til en kerne.
NMR har også andre anvendelser, specielt medicinsk til billeddiagnostik. I forbindelse med billedoptagelse kaldes teknikken ofte MR-scanning.
Læs mere: Her
Gå til toppen af siden
Nobelprisen
Hvad er Nobelprisen?
Nobelprisen er en hæderspris, der uddeles årligt på Alfred Nobels dødsdag, den 10. december, i henhold til Nobels testamente. Første gang prisen blev uddelt var i 1901.
Prismodtagerne i fysik og kemi vælges af Kungliga vetenskapsakademiens nobelkommitté, i fysiologi og medicin af Karolinska institutets nobelkommitté, i litteratur af Svenska akademiens nobelkommitté og Nobels fredspris af Norske Stortings Nobelkomité. Priserne tages af Nobel-stiftelsens midler. I 1968 indstiftede Sveriges Riksbank en Nobel-pris i økonomi, som uddeles hvert år af Kungliga Vetenskapsakademien. Nobelpriserne bliver uddelt i Stockholm med undtagelse af Nobels fredspris, som uddeles i Norge. Grunden er, at Norge og Sverige var i union, og Sverige styrede udenrigspolitikken. Nobel mente, at risikoen for politisk korrumpering ville være mindre, hvis Norge forestod fredsprisuddelingen.
Der uddeles følgende Nobelpriser:
Nobelprisen i fysik
Nobelprisen i kemi
Nobelprisen i fysiologi eller medicin
Nobelprisen i litteratur
Nobels fredspris
Nobelprisen i økonomi
De første beløb, der blev uddelt i 1901, var på 150.782 svenske kroner. I 2015 var beløbet for hver fulde Nobelpris 8 mio. svenske kr. Det er 98 % af den oprindelige købekraft. Er der flere modtagere af en Nobelpris, deler de.
Danske Nobelprismodtagere
Følgende danskere har modtaget en Nobelpris:
Niels Ryberg Finsen 1903 i fysiologi og medicin for sine forsøg med lys i sygdomsbehandling
Fredrik Bajer fredsprisen 1908 sammen med svenskeren Klas Pontus Arnoldson som påskønnelse af deres arbejde i fredssagens tjeneste
Henrik Pontoppidan og Karl Gjellerup 1917 i litteratur
August Krogh 1920 i fysiologi og medicin for undersøgelserne af kapillærernes fysiologi
Niels Bohr 1922 i fysik for sine afhandlinger om de såkaldte Bohrs postulater
Johannes Fibiger 1926 i fysiologi og medicin for at have påvist, at cancer kan fremkaldes eksperimentelt
Henrik Dam 1943 i fysiologi og medicin (sammen med amerikaneren Edward Adelbert Doisy) for opdagelsen af vitamin K
Johannes V. Jensen 1944 i litteratur
Aage Bohr og Ben Roy Mottelson, i fysik 1975
Niels K. Jerne 1984 i fysiologi og medicin sammen med vesttyskeren George J. S. Köhler og argentineren Cesar Millstein for deres arbejde med teorier vedrørende kroppens immunsystem og opdagelsen af princippet for produktion af monoklonale modstandsstoffer
Jens Christian Skou 1997 i kemi (sammen med amerikaneren Paul D. Boyer og briten John E. Walker) for sin opdagelse af natriumpumpen, der styrer ionbalancen i levende celler.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Nobelprisi kemi
Hvad er Nobelprisen i kemi?
Nobelprisen i kemi uddeles, sammen med Nobelprisen i fysik, af Videnskabsakademiet, og er en af de oprindelige Nobelpriser som er blevet uddelt siden 1901.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
Northrop
Hvem er John Howard Northrop?
John Howard Northrop (5. juli 1891 i Yonkers – 27. maj 1987 i Wickenburg) var en amerikansk biokemiker, som vandt Nobelprisen i kemi 1946 sammen med James Batcheller Sumner og Wendell Meredith Stanley. De modtog prisen for at isolere og krystallisere enzymer, proteiner og viruser samt deres studier af disse. Northrop var professor i bakteriologi og medicinsk fysik på University of California, Berkeley. Han døde i 1987 ved at begå selvmord i Wickenberg, Arizona.
Læs mere: Her
Gå til index for siden
nukleofil substitution
Hvad er nukleofil substitution?
En nukleofil substitution er en af de mest alsidige reaktioner inden for organisk kemi. I en nukleofil substitutionsreaktion erstattes et nukleofilt atom (eller en nukleofil atomgruppe) med et andet.
Der findes flere mekanismer for nukleofile substitutioner, blandt andet SN1og SN2. SN står for nukleofil substitution, og 1-tallet betyder, at reaktionen er unimolekylær, dvs. reaktionshastigheden kun afhænger af koncentrationen af den ene reaktant. 2-tallet betyder, at reaktionen er bimolekylær, dvs. reaktionshastigheden afhænger af begge reaktanter.
Ved reaktionen sker der det, at en nukleofil (her Nu:) reagerer med et substrat (her R-X). Derved bliver X substitueret med Nu, dvs. produktet af reaktionen er R-Nu.
SN1: R-X -> R+ + X- , Nu: + R+ -> R-Nu
SN2: R-X + Nu: -> (Nu-R-X) -> Nu-R + X-
Derudover findes der også nukleofil aromatisk substitution.
Læs mere: Her
Gå til index for siden 
BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk)
Tegn abonnement på
BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk) er Danmarks ældste populærvidenskabelige tidsskrift for naturvidenskab. Det er det eneste blad af sin art i Danmark, som er helliget international forskning inden for livsvidenskaberne.
Bladet bringer aktuelle, spændende forskningsnyheder inden for biologi, medicin og andre naturvidenskabelige områder som f.eks. klimaændringer, nanoteknologi, partikelfysik, astronomi, seksualitet, biologiske våben, ecstasy, evolutionsbiologi, kloning, fedme, søvnforskning, muligheden for liv på mars, influenzaepidemier, livets opståen osv.
Artiklerne roses for at gøre vanskeligt stof forståeligt, uden at den videnskabelige holdbarhed tabes.
Recent Comments