Permanenta håret

Tillhör kategori: elektrokemi, redox, kemisk bindning, organisk kemi, kolföreningar, vardagens kemi

Författare: Anneli Andersson

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Irriterande Använd skyddsglasögon 

Tid för förberedelse: 10 minuter

Tid för genomförande: 40 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Kräver viss labvana

Introduktion

Under 80-talet var det väldigt populärt att permanenta håret. Sedan dess har intresset för permanent minskat men fortfarande är det många som rullar eller blåser håret sedan de duschat för att få den frisyr de vill ha. Men vad är det som händer egentligen vid permanent och spelar det någon roll ifall att man rullar håret när det är blött jämfört med om det är torrt? Kanske du redan vet svaret på någon av frågorna men vet du varför det är så?

Riktlinjer

Laborationen lämpar sig som jämförande försök på två lektioner. Eller som en hemlaboration där eleverna hjälps åt. Oftast är det så att det är tjejer som har långt hår och i sådana fall får killarna hjälpa dem att rulla håret.

Säkerhet

Inga säkerhetsrisker föreligger vid experimentet då håret rullas. När permanentvätskor används måste du läsa på förpackningen om vad som gäller. Permanentvätskor innehåller ofta väteperoxid, ammoniumtioglykolat och ammoniak. Hårrulllarna som används kan sparas och användas vid ett annat tillfälle.

Materiel

Förarbete

Inget förarbete

Utförande

Laborationen utförs på så sätt att man rullar håret och ser effekterna av att utföra det på torrt och blött hår. Sedan kan även några hårstrån utsättas för permanentvätska och studeras hur lockarna blir beständiga. För instruktion om permanenta håret följ de instruktioner som står på förpackningen.

Försök 1: Rulla håret - jämförande laboration mellan torrt blött hår

Börja med att utföra experimentet på blött hår. Sedan är instruktionerna de samma när du gör det på torrt hår.

  1. Rulla upp allt hår på hårrullar (Om du gör det blöta experimentet gäller det att se till att håret alltid är vått. Använd vattensprutan ifall det hinner torka.)
  2. Låt hårrullarna sitta kvar till dess att håret är torrt.
  3. Plocka bort hårrullarna varsamt.
  4. Kamma till håret försiktigt.
  5. Gör iakttagelser efter minst fem timmar - har frisyren hållit sig intakt sedan dess att du plockade bort hårrullarna?
  6. Gör samma experiment men på torrt hår. Kom ihåg att rulla upp lika mycket hår på rullarna båda gångerna.
  7. Blev det någon skillnad i frisyrens hållbarhet?

Försök 2: Permanenta några hårstrån

  1. Följ de instruktioner som står på paketet för att permanenta håret.
  2. Dela upp det permanentade håret i två delar.
  3. Lägg undan den ena delen.
  4. Prova att kamma, tvätta och borsta den andra delen.
  5. Jämför dem två - blev det någon skillnad?
  6. Vilka slutsatser kan du dra av ditt försök?

Att fundera på: Vilken skillnad fann du på rullat hår och permanentat hår? Vad tror du detta beror på?

Variation

Laborationen är som nämnt lämpad som hemlaboration. Försöka hitta fler variabler som påverkar hållfastheten hos lockarna t.ex. hårmousse, hårspray, hårgelé, sockervattenlösning och hårläggningsvätska. Du har säkert själv fler förslag att komma med. Dessutom kan hårstrån studeras i mikroskop, för att få en bättre förståelse om hur de är uppbyggda.

Förklaring

När man rullar det blöta håret så innehåller det en stor del vatten. Vatten är en molekyl som binder sig till andra molekyler mha sk. vätebindningar. Vattnets molekyler kommer att fästa till varandra med vätebindningar enligt den form, i detta fall hårrullen, som de torkas i. Detta kan nästan jämföras med att inte ordna till blöta kläder innan de ska torka. När de sedan torkat är de fulla av rynkor enligt den form de torkat i. Därför stryker vi kläder som blivit skrynkliga och för att vara säker på att de ska bli släta så använder vissa ångstrykjärn (vattenånga tillförs i samband med värme). Vid permanent så bryts och omstruktureras hårstrånas svavelbindningar och på så sätt får vi en permanent förändring.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Håret

Hårstråets uppbyggnad

Hår består till största delen av ett protein som kallas keratin. Keratinet produceras i speciella celler som finns i ytterhuden och i naglarna. I genomsnitt består hår av 51 % kol, 6 % väte, 17 % kväve och 20 % syre. Dessa procentsatser varierar från person till person.

Hårstrå
Strukturen hos ett hårstrå.
Bild: © Svante Åberg
Vissa brukar säga att hår är den död del av vår kropp. Detta stämmer faktiskt. Hårstrån har en lökformad rot som omsluts av en hårsäck, sk. follikel. I hårstrån finns inga nerver och det förses inte heller med något blod. På sätt kan man säga att det är dött. Hårstrået tillväxer i den lökformade roten. Tillväxttakten varierar men i genomsnitt växer hårstrån med 1 cm per månad, tillväxten är som snabbast i 15-30 års åldern. Man brukar dela in hårstrået i tre stycken olika delar: kutikulan, även kallat täckcellerna, är den yttre hårda skiktet av hårstrået, det är uppbyggt av genomskinliga, överlappande, fjällliknande celler som växer från huvudet mot hårstråets ände. Det skikt som finns innanför kutikulan kallas för cortex, eller barksubstans, denna del av hårstrået är uppbyggt av runda celler. I cortex finns de pigment som ger oss vår hårfärg. Den allra innersta delen av hårstrået namnges medulla, eller märgrummet. Cellerna i medullan är runda. Personer med mycket tunt hår kan i vissa fall sakna medullan i sina hår.

Rakt, vågigt eller lockigt?

Vilket utseende man har på sitt hår beror av våra gener. Det som i slutändan formar hårstrået är hårsäcken (follikeln). Om hårsäcken är rak, blir hårstrået också rakt, en krökt hårsäck ger vågigt hår, och en sprialformad hårsäck ger lockigt eller krulligt hår. Längst ned i hårsäcken finns papillen, fylld med nerver och blodkärl, den ansvarar för hårets tillväxt.

Fett normalt eller torrt hår?

I anslutning till hårsäcken finns små talgkörtlar som utsöndrar ett oljigt ämne som smörjer håret och hårbotten. Hur mycket av detta ämne (sebdum) som produceras beror av bla. kost, blodcirkulation, stress och läkemedel.

Ståpäls, gåshud, rysningar, kalla kårar och tuppaskinn

Runt hårsäcken finns en liten muskel, hårresarmuskeln. Denna muskel styrs av autonoma nervystemet, dvs. vi kan inte påverka den med vilja. Hårresarmuskeln drar ihop sig vid kyla, rädsla och andra känsloyttringar, då ställer sig hårstråna och vi får det som kallas gåshud.

Hårstråets tillväxt

Vi har ca 120000 hårstrån på våra huvuden. Detta varierar dock starkt från person till person. Ett hårstrå lever mellan 2-8 år. Under ett hårstrås livstid (om man kan kalla det så) så genomgår det tre faser, tillväxtfas, övergångsfas och vilofas. Tillväxtfasen upptar den största delen. I och med att hårstrået går in i övergångsfasen börjar papillen som förser hårstrået med näring att dra ihop sig. Slutligen når hårstrået vilofasen, när vilofasen är slut så lossnar hårstrået. Processen kan börja om igen med ett nytt hårstrå.Procentmässigt så befinner sig ca 85% av hårstråna i tillväxtfas, 1% i övergångsfas och 14% i vilofas. Varje dygn så tappar vi mellan 50-150 hårstrån.

Fakta till ovanstående stycken är hämtade från [1 s. 14-18].

Rulla håret blött respektive torrt

Som tidigare nämnt så är håret uppbyggt av keratin. Om man tittar på strukturen för ett hårstrå och förstorar det så man ser en keratinmolekyl kommer den att se ut på detta sätt.

Hårstrå
Innanför kutikulan består ett hårstrå av fibriller som i sin tur är uppbyggda av tre keratinmolekyler vardera.
Bild: © Svante Åberg

Kerainhelix
Keratinmolekylen liknar en telefonsladd.
Vätebindningarna är markerade med gröna linjer.

Ett flertal bindningstyper ar verksamma för att skapa hårets struktur. En av dessa bindningar är vätebindningar. Vätebindningarna sitter mellan huvudkedjorna i α-helixen (utläses alfa-helixen) [3, 4]. Detta kan jämföras med man hade bindningar mellan krokarna i en telefonsladd. Dessa vätebindningar medför att håret är elastiskt (du töjer ut telefonsladden och när du släpper går den tillbaka till ordinarie tillstånd). Dessa bindningar är elektrostatiska och är både lätta att bryta och att skapa.

Vätebindningarna medför att håret går att forma i blött tillstånd och håret behåller den form som det rullats i när det torkat, du kanske har gått och lagt dig med blött hår nån gång. Lockarna blir mer hållbara då de rullats i blött hår än i torrt hår eftersom vätebindningarna inte kan tvingas att binda om på nytt i torrt hår. När det gäller blött hår så finns det god tillgång på vatten (vätebindningar) och bindningar som är spända kan brytas och nya mindre påfrestade bindningar bildas. Eftersom vätebindningen är en ganska svag bindning så blir resultatet ej beständigt. För att nå ett sådant resultat måste man bearbeta håret på kemisk väg.

Permanent

Att förändra hårets utseende med kallpermanent uppfanns i Kalifornien 1938-39 [1]. Som tidigare nämnts är håret uppbyggt av keratin. I keratinet finns rester av cystein, en aminosyra i ett protein som innehåller hög halt av svavel i form av sulfid. Det som håller ihop dessa keratinmolekyler är flera svavel-svavelbryggor mellan keratinmolekylerna. Bindningen ser ut på detta sätt:

En SH-grupp i en cystein har reagerat med en annan cysteinmolekyl i en annan keratinmolekyl och väte har frigjorts. På detta sätt ser det ut i alla hårstrån. Det som sker vid permanent är att man bryter dessa bindningar med en speciell permanentvätska. Sedan kan man forma håret enligt den mall (hårrulle) som man vill att håret ska ha. Efter det så tillsätts fixeringsvätska som medför att nya svavel-svavelbryggor skapas. Håret har fått en ny permanent form. Reaktionen kan beskrivas som följande:

Reaktionen vid permanentning
Vid permanentningen bryts disulfidbindningarna
för att återbildas när håret har syn nya form.

Bild: © Svante Åberg

Som reduktionsmedel i första steget används ibland ammoniumsaltet av tioglykolsyra (ammoniumtioglykolat). Som oxidationsmedel används väteperoxid, natriumperborat eller andra oxiderande ämnen. Vilka ämnen som används varierar mellan de olika permanentmärkena. Numera används ofta permanentvätskor som ska förstöra håret så lite som möjligt vid permanent. Vad man bör observera vid permanent att det är en kemisk behandling som kan skada håret allvarligt om det utförs flera gånger.

Fördjupning

Redoxreaktion

Redoxreaktioner kan delas upp i delreaktionerna oxidation och reduktion.

Oxidation

Med oxidation menar man reaktioner där elektroner avges. Vid en oxidationsreaktion avges energi i de flesta fallen. Flera metaller kan reagera vid rumstemperatur med luftens syre till oxider. Exempel på detta är järn som oxideras av luftens syre och bildar då rost. Oxidationssteget är
Fe → Fe2+ + 2 e

Reduktion

Motsatsen till oxidation är reduktion. Reduktion innebär att elektroner tas upp. Exempel på en reduktion är när syreatomerna tar upp de elektroner som järnet avger när det rostar. Syreatomerna bildar negativa joner. Man säger då att syret har reducerats

O + 2e → O2–

Reduktion och oxidation sker samtidigt

Elektroner kan inte förkomma fria, de kan bara överföras från ett ämne till ett annat. När en reduktion sker, sker samtidigt en oxidation eftersom lika stort antal elektroner avges och tas upp. Vi kallar detta redoxreaktion. I exemplet med oxidation av järn och reduktion av syre balanseras de två delreaktionerna så att lika måna elektroner tas emot som de som avges och man får totalreaktionen

Fe + O → Fe2+ + O2–

Om vi tar hänsyn till att syrgas förekommer som molekyler och att järnjonerna och syrejonerna bildar föreningen FeO och dessutom anger aggregationsformen, så kan vi snygga till reaktionsformeln för totalreaktionen till

2 Fe(s) + O2(g) → 2 FeO(s)

Vatten

Ett ovanligt, men korrekt namn för vatten, är diväteoxid. Den kemiska formeln är alltså H2O. Vatten är det enda kemiska ämne som naturligt förekommer både i fast, flytande och gasform. Det är också ett av de absolut vanligaste ämnena på jorden.

Vattnets ovanliga egenskaper

Vatten har en ovanligt stor förmåga att lagra värme. Oceanerna spelar en viktig roll i jordens klimat genom att stabilisera temperaturerna. Vattenströmmarna i haven transporterar varmt vatten från ekvatorn mot polerna och kallt vatten från polerna tillbaka mot varmare områden. Dessa strömmar djupt ned i havet är som gigantiska osynliga floder som slingrar sig runt hela jordklotet. Strömmarna bidrar också till att transportera näring till områden där djur- och växtliv frodas i överflöd.

Vattnet är tyngst vid +4 °C.
Bild: © Svante Åberg

Vatten har den ovanliga egenskapen att när det fryser (stelnar), så får den fasta formen av ämnet lägre densitet än den flytande. Den lägre densiteten gör att is flyter ovanpå vatten. Tack vare det bottenfryser inte sjöar. I stället lägger sig isen som ett värmeisolerande täcke ovanpå sjöarna och fiskar, grodor och växter kan leva vidare i väntan på nästa vår. Snön som lägger sig ovanpå isen är extra värmeisolerande på grund av att den innehåller mycket luft. Snön är också fruset vatten, men snökristallerna gör att den inte packas så tätt.

Vatten är också ett ovanligt bra lösningsmedel. Det är ett polärt lösningsmedel, vilket innebär att det har förmågan att lösa ämnen som är mer eller mindre laddade. Det medför att vatten kan lösa salter ur jorden och berggrunden, men också att vatten kan lösa de många olika biologiska molekyler som finns i cellerna i djur och växter. Lösta ämnen kan diffundera, dvs. spridas ut i vätskan. Tack vare det kan olika molekyler träffa på varandra i cellvätskorna och reagera. Om molekylerna inte hade denna rörlighet skulle de biokemiska reaktionerna i kroppen stanna av och vi skulle varken kunna röra oss, tänka eller växa.

Vatten har ovanligt hög ytspänning. Ytspänningen gör vattendroppar runda, gör så att skräddare kan gå på vattenytan. Ytspänningen ger också kapillärkraft som hjälper träden kan "dra" upp vatten via sina kärl flera 10-tals meter. Det är mycket mer än när man har en vanlig sugpump. Då är 10 m den maximala höjden man kan pumpa vatten (beroende på att atmosfärstrycket inte motsvarar en högre vattenpelare än så).

Vattnet är livsnödvändigt

Vatten är ett av de allra viktigaste ämnena på jorden. Det är en av huvudbeståndsdelarna i de levande organismerna och i deras omgivning. En mycket stor del av de kemiska reaktionerna på jordytan sker i vattenlösning och detta gäller inte minst livsprocesserna. Vatten är också det oftast använda lösningsmedlet.

Vatten är en mycket stabilt ämne. Det vatten som finns på vår planet är därför till stora delar mycket gammalt, speciellt det som finns på stort djup i marken och bergen. Men trots att vatten är mycket stabilt så deltar det i de kemiska reaktioner som sker i samband med fotosyntes och respiration. Fotosyntes och respiration fungerar som ett kretslopp i naturen. I fotosyntesen kopplas vatten samman med koldioxid när sockerarter och andra organiska ämnen byggs upp. Stärkelse är exempel på en sockerart som växterna bildar för att lagra energi. Cellulosa och lignin som finns i veden är ett annat exempel.

När djur och människor äter växter förbränns maten och sönderdelas till vatten och koldioxid igen. Kretsloppet i naturen är ett nollsummespel där mängden vatten i stort sett inte ändras. Vattnet som binds i växter och djur kommer snart tillbaka ut i naturen igen och bildar moln, regn och vattendrag.

Eftersom vi är så beroende av vatten för att dricka och laga mat, tvätta oss, för bevattning av odlingsmark, i olika industriella processer med mera, så är vattenkvalitén viktig. Vanligen duger bara sötvatten. Men av allt vatten på jorden är bara en mycket liten del sötvatten. Och av sötvattnet är det mesta bundet i glaciärer. Visserligen har vi gott om rent sötvatten i vårt land, men i många länder är rent vatten en bristvara. Det är därför väldigt viktigt att vi inte förorenar det rena sötvatten som finns, utan är rädd om det och använder det på ett förståndigt sätt.

Vattnet blev referens för temperaturskalan

Vattnets fryspunkt är 0 °C och kokpunkten 100 °C vid normalt lufftryck. Det är ju praktiskt och enkelt med så jämna siffror. Det blev så därför att man valde vatten som referens när temperaturskalan skulle definieras på förslag av Anders Celsius åt 1742. I själva verket satte Anders Celsuis 0 °C vid kokpunkten och 100 °C vid fryspunkten, men senare insåg man att det var mer logiskt att ha det högre värdet när det var varmare. På förslag av Carl von Linné vände man på skalan efter Celsius död, så han Anders Celsius fick själv inte veta att det hade hänt.

När man sedan insåg att det finns en absolut nollpunkt på temperaturskalan definierade man Kelvin-skalan. Avståndet mellan värdena i Kelvin-skalan är exakt lika stort som i Celsius-skalan, men de har olika nollpunkter:
0 K = -273.15 °C och 0 °C = + 273.15 K

Vätebindningar karaktäriserar vattenmolekylen

Vätebindningarna i vatten.
Modifierad av Michal Manas, original av Qwerter (modell): CC BY-SA 3.0, bild

Vattnets polaritet är mycket hög. Polariteten beror på vätebindningar. Vätebindningen är en extra stark dipolbindning som håller samman de olika laddade ändarna hos två vattenmolekyler. Vattenmolekylens syre är lite minusladdad på grund av att syret drar till sig elektronerna i molekylen effektivt. De två vätena är lite plusladdade eftersom de inte drar till sig elektronerna lika bra och den positiva laddningen väteatomens kärna då överväger. Men som helhet är vattenmolekylen oladdad.

Vätebindningarna ger hög ytspänning

Tack vare vätebindningen attraherar vattenmolekylerna varandra extra mycket. Vätebindningarna får vattenmolekylerna att hålla samman i långa kedjor och nätverk, men det är bindningar som hela tiden bryts och återbildas. Styrkan i vätebindningen gör att både smältpunkten och kokpunkten är betydligt högre än man annars skulle förvänta sig.

Vätebindningen gör också att vatten har en ovanligt hög ytspänning. Ytspänningen är ett mått på den sammanhållande energin i vätskeytan.

Vinklad molekyl ger hexagonal struktur

I flytande vatten (vänster) är strukturen oordnad. I fast is (höger) är strukturen ordnad hexagonal och tar då större plats.
Bild: © Svante Åberg

Vätebindningen och det faktum att vattenmolekylen är vinklad gör att vatten i kristallform, dvs. is, har en hexagonal (sexkantig) struktur med tomrum inuti sexhörningarna. Dessa tomrum gör att isen har lägre densitet än flytande vatten.

Det normala är att densiteten hos en vätska ökar när temperaturen sjunker. Det beror på att molekylrörelserna blir mindre häftiga och molekylerna därför inte knuffar bort varandra lika mycket. Även vatten ökar sin densitet när temperaturen sjunker, men bara ned till +4 °C. Blir det ännu kallare minskar densiteten igen. Det beror på att den hexagonala strukturen som vätebindningarna och den vinklade vattenmolekylen orsakar börjar bildas så smått redan innan vattnet fryser till is.

Vattnets syra-basegenskaper

Vatten är ett amfotert ämne. Det betyder att vatten kan fungera både som syra och som bas. Vatten deltar därför i många syra-basreaktioner. Till exempel reagerar vatten med koldioxid och bildar kolsyra som sedan bildar vätekarbonat och karbonat. Det finns flera gaser som bildar syror tillsammans med vatten. Till exempel reagerar svaveltrioxid till svavelsyra och kvävedioxid reagerar med vatten till salpetersyra.

Surhetsgraden anges med pH. pH är definierat bara i en vattenlösning, så vatten är i praktiken universallösningsmedlet för syror och baser i kemiskt arbete.

Vätebindning

Vätebindningar finns i vatten och i många organiska ämnen i kroppen. Vätebindningar ger ämnena polära egenskaper, såsom löslighet i vatten. Vätebindningarna är också viktiga för strukturen hos till exempel DNA.

I strukturformler brukar vätebindningen markeras med streckad linje.

Bindningskrafter inom och mellan molekyler

Kemiska ämnen hålls samman av starka bindningar såsom kovalenta bindningar i molekylföreningar och jonbindningar i salter. Bindningar inom föreningen är intramolekylära krafter.

Men de finns också bindningar mellan föreningarna, intermolekylära krafter.

intramolekylär = inom molekylen
intermolekylär = mellan molekyler

Intermolekylära krafter är svagare än de intramolekylära.

Vätebindning kan ske när vätet sitter på N, O eller F

Den så kallade vätebindningen hör dock till de starkare intermolekylära krafterna. Den kan beskrivas som en extra stark dipol-dipolbindning.

Vätebindning kan uppstå mellan ett väte som sitter på atomslaget N, O eller F i en molekyl och atomslaget N, O eller F i en annan molekyl.

Här är några exempel på kemiska föreningar som kan bilda vätebindningar:

Vatten: H2O kan vätebinda. Däremot kan inte analogen vätesulfid H2S vätebinda eftersom svavel inte är tillräckligt elektronegativ.
Vätefluorid: HF kan vätebinda. Däremot kan inte analogen vätebromid HBr vätebinda eftersom brom inte är tillräckligt elektronegativ.
Ammoniak: NH3 kan vätebinda.
Karboxylsyror: exempelvis ättiksyra, CH3COOH kan vätebinda.
Alkoholer: exempelvis etanol, CH3CH2OH kan vätebinda. Däremot kan inte analogen etantiol CH3CH2SH vätebinda eftersom svavel inte är tillräckligt elektronegativ. Isomeren CH3-O-CH3 till etanol har samma summaformel, men föreningen är en eter och sådana har inget väte som sitter direkt på syreatomen. Därför kan etrar inte vätebinda.
Aminer: exempelvis ettylamin, CH3CH2NH2 kan vätebinda. Undantag är tertiära aminer som trimetylamin N(CH3)3 eftersom det inte sitter någon väteatom direkt på kvävet. Inte heller kan analogen etanitiol CH3CH2SH inte vätebinda eftersom svavel inte är tillräckligt elektronegativ.

Vätebindning kan även ske till kloridjoner

Kloratomen är inte tillräckligt elektronegativ för att skapa ett elektronmoln med så hög täthet att vätebindningar kan skapas. En enskild kloratom kan däremot få tillräckligt tätt elektronmoln genom att ta upp en extra elektron så att en kloridjon skapas.

En lite udda variant av vätebindningar kan därför fås mellan den negativt laddade kloridjonen och vattenmolekyler i lösningen, exempelvis en koksaltlösning.

Bilden till höger är en ögonblicksbild av en simulering. Vätebindningarna är markerade med röda streck. Väteatomer är vita, syreatomer röda och kloridjonen är rosa.

Man kan se vätebindningar mellan vätet i vatten och kloridjonen, liksom vätebindning mellan vätet i en vattenmolekyl och syret i en annan vattenmolekyl.

N, O och F är starkt elektronegativa atomslag


Elektronmolnet kring en vattenmolekyl är starkt förskjutet från väteatomerna mot syreatomen.
"Water charge distribution" av Martin Chaplin

Atomslagen N, O och F är de mest elektronegativa atomslagen i hela periodiska systemet. Elektronegativa atomer har förmågan att dra till sig elektroner.

I vatten sitter vätet på en syreatom. Vätet har en kärna med laddningen +1 och en elektron med laddningen –1. En fri väteatom har därför nettoladdningen 0. Syret drar till sig elektronmolnet mycket effektivt, vilket leder till att det blir ett positivt laddningsöverskott δ+ på väteatomen. Vatten har två väteatomer, som sitter på syret. Även den andra väteatomen får ett positivt laddningsöverskott δ+. På motsvarande sätt får syreatomen ett dubbelt negativt laddningsöverskott 2δ–.

Det positiva vätet i en vattenmolekyl kan binda till det negativa syret i en annan vattenmolekyl med så kallad vätebindning. Bindningen är ovanligt stark för att vara en intermolekylär bindning. Det beror på att vätet är nästan ”naket” när elektronmolnet dragit sig undan så effektivt från vätet. Därmed kan vätet komma mycket nära syreatomen i den angränsande vattenmolekylen, vilket gör att den elektrostatiska attraktionen blir extra stark.

Vätebindningarna ger vattnet dess egenskaper

Vätebindningarna i vatten.
Modifierad av Michal Manas, original av Qwerter (modell): CC BY-SA 3.0, bild

Vatten är det viktigaste lösningsmedlet, inte bara inom kemin, men också för livet på jorden. Vattnet har nämligen speciella egenskaper som beror på vätebindningarna mellan molekylerna.

På grund av polariteten hos vätebindningarna är vatten ett utmärkt lösningsmedel för polära ämnen såsom salter och organiska ämnen med polära grupper. Den vinklade formen hos vattenmolekylen ger en hexagonal struktur hos iskristallerna när vattnet fryser, vilket återspeglas i snöflingornas sexkantiga form. Iskristallerna hålls samman av vätebindningar. Vätebindningarnas styrka gör också att vattnets kokpunkt är mycket högre än den annars skulle vara.


Vätebindningarna ger struktur åt DNA

Vårt genetiska arv är kodat i DNA. Där finns basparen AT (Adenin och Tymin) och GC (Guanin och Cytosin). Det är viktigt att A verkligen parar med T och att G verkligen parar med C, annars skulle det bli oordning i den genetiska koden.


Basparning av Adenin och Tymin.

Basparning av Guanin och Cytosin.
"Base pair Adenine Tyhmine" av Yikrazuul" Public Domain Mark "Base pair Guanine Cytosine" av Yikrazuul" Public Domain Mark

Parningen blir rätt tack vare att A och T parar med två vätebindningar, men G och C parar med tre vätebindningar.

Litteratur

  1. Redaktör Neil Shear, Boken om hår, 1992, Warne förlag, Partille.
  2. Stig Andersson, Artur Sunesson och Nils-Gösta Vannerberg, Kemin i samhället, 1999, Liber AB, Stockholm.
  3. All About Hair: The Structure of Your Hair, SalonWeb
    http://www.salonweb.com/chem/ (2003-08-18)
  4. Better Hair Through Chemistry, The Exploratorium
    http://www.exploratorium.edu/exploring/hair/ (2003-08-18)
  5. Visste du det här? - Fakta om hår, Wella Sverige
    http://www.wella.se/consumer/homeconsadv/basic/index.jsp (2005-05-26)
  6. Hår, Karolinska institutet
    http://www.neuro.ki.se/neuro/KK2/hud12.html (2005-05-26)

Fler experiment


elektrokemi, redox
Anodisering och färgning av aluminium
Att göra bly
Citronbatteri
Diffusion av kopparjoner
Elda stålull
Elektrofores av grön hushållsfärg
Elektrokemisk skrift
Guldpeng av mässing
Gör kopparslanten skinande ren - med redoxkemi
Indikatorpapper för plus och minus på batteriet
Innehåller koksaltet jod?
Kemi med zinkjodid, del 1: Framställning
Kemi med zinkjodid, del 2: Återbilda grundämnena elektrokemiskt
Kemisk klocka med jod
Rengöra silver
Rostbildning och rostskydd
Rostindikator visar var järnet rostar
Saltkristaller av en aluminiumburk
Självantändning med glycerol och permanganat
Skämta med en svart kopparslant
Svantes testexperiment
Syrehalten i luft
Tag bort rost med elektrisk ström
Testa C-vitamin i maten
Tillverka tomtebloss
Varför rostar järn och hur kan man förhindra det?
Ärg på en kopparslant

kemisk bindning
Att vara kemisk detektiv
Bestäm CMC för diskmedel
Blandningar av lösningsmedel
Diska med äggula
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Frigolit i aceton
Färga ullgarn med svampar
Gore-Tex, materialet som andas
Gummi och lösningsmedel
Gummibandets elasticitet
Gör ett avtryck från papper till stearin
Gör hårt vatten mjukt
Gör kopparslanten skinande ren - med komplexkemi
Hur kan man göra kläder av plast?
Hur mycket vatten finns i maten?
Håller bubblan?
Kemisk vattenrening
Kristallvatten i kopparsulfat
Lödtenn 60
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
Mät CMC med hjälp av droppstorleken
När 1 plus 1 inte är 2
Slime
Studsboll
Såpbubblor
Tag bort rostfläcken med det ämne som gör rabarber sura
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka en ytspänningsvåg
Tillverka papperslim
Trolleri med vätskor
Tvätta i hårt vatten
Undersök en- och flervärda alkoholer
Varför färgas textiler olika?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel

organisk kemi, kolföreningar
Framställ väldoftande luktämnen
Frigolit i aceton
Gummibandets elasticitet
Hur kan man göra kläder av plast?
Identifiera plasten
Kan man tapetsera med abborrar?
pH-beroende avfärgning av rödkål
Platta yoghurtburkar
Undersök en- och flervärda alkoholer
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?

vardagens kemi
Att döda bakterier - kan Klorin & Javex va´ nå´t?
Bestäm CMC för diskmedel
Blev disken ren?
Coca-Cola vs Coca-Cola light
Den bästa bulldegen
Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Diska med äggula
Eld - varför brinner det?
Eldprovet
Enzymaktivitet i ananas
Enzymer i Tvättmedel
Ett gammalt tvättmedel, del 1: Salt ur björkaska
Ett gammalt tvättmedel, del 2: Tvål ur saltet
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framställ en detergent
Framställ låglaktosmjölk
Fruktköttet får solbränna
Färga ullgarn med svampar
Färgämnen i M&M
Gore-Tex, materialet som andas
Gör din egen limfärg
Gör din egen tandkräm
Gör ditt eget läppcerat
Gör hårt vatten mjukt
Göra lim av kasein
Hockey-visir
Hur fungerar en torrboll?
Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet?
Hur smakar salmiak?
Håller bubblan?
Karbidlampan
Kemi i en brustablett
Kemisk vattenrening
Majonnäs - en emulsion
Maskrosen som krullar sig
Modellmassa av mjölk
Myggmedel - hur funkar det?
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
När flyter potatisen?
Olja som lösningsmedel
Optiska Vitmedel
Osmos i ett ägg
Osynlig gas
Pektin och marmeladkokning
Pelargonens färg
Pulversläckare
Rengöra silver
Rostbildning och rostskydd
Skär sig majonnäsen?
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Snöflingeskådning
Superabsorbenter i blöjor
Surt regn
Syror och baser i konsumentprodukter
Såpbubblor
Tillverka din egen deodorant
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka din egen tvål, del 1: Själva tvålen
Tillverka din egen tvål, del 2: Parfymera och färga tvålen
Tillverka ditt eget läppstift
Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
Tillverka papperslim
Tillverka rengöringskräm
Tvätta i hårt vatten
Utfällning av aluminium
Utvinna järn ur järnberikade flingor
Vad händer då något brinner?
Vad händer när degen jäser?
Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt?
Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel?
Varför färgas textiler olika?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför mörknar en banans skal?
Varför rostar järn och hur kan man förhindra det?
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?
Varför äter vi Samarin?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel
Vispa grädde
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten
Ägget i flaskan
Ärg på en kopparslant
Äta frusen potatis