Kemisk vattenrening

Tillhör kategori: kemisk bindning, kemiska metoder, vardagens kemi

Författare: Siv Hellman

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

Irriterande Använd skyddsglasögon 

Tid för förberedelse: 10 minuter

Tid för genomförande: 20 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Kräver viss labvana

Introduktion

Experimentet visar på ett tydligt sätt den del av vattenrening som sker i reningsverk och kallas flockning eller kemisk fällning.

Riktlinjer

Laborationen lämpar sig som demonstration eller som elevlaboration för äldre elever.

Reaktionen sker inte omedelbart. Om laborationen görs i början av lektionen kan man följa reaktionen under en tid, eventuellt se resultat vid nästa laborationstillfälle.

Säkerhet

Använd skyddsglasögon på grund av risken för stänk av saltlösningarna.

Överblivna lösningar kan spolas ned i vasken.

Materiel

Förarbete

Bered lösningar av aluminiumsulfat och natriumkarbonat.

0,1 mol/dm3 Al2(SO4)3:
Lös 6,66 g Al2(SO4)3·18 H2O [Mw = 666,43 g/mol] i vatten och späd till volymen 100 ml.

Obs! Saltet kan finnas med olika antal kristallvatten. Titta på kemikalieburken vilken molmassa (Mw) som anges och väg upp motsvarande mängd. Eftersom mängden är 0,01 mol så beräknar du vikten (g) = 0,01 mol · molmassan Mw.

0,3 mol/dm3 Na2CO3:
Lös 3,18 g Na2CO3 i vatten och späd till volymen 100 ml.

Obs! Även detta salt kan finnas med olika antal kristallvatten. Titta på kemikalieburken vilken molmassa (Mw) som anges och väg upp motsvarande mängd. Eftersom mängden är 0,03 mol så beräknar du vikten (g) = 0,03 mol · molmassan Mw.

Utförande

  1. Fyll bägaren med vatten
  2. Tillsätt 1 droppe röd karamellfärg
  3. Tillsätt cirka 2 ml aluminiumsulfatlösning
  4. Tillsätt cirka 2 ml natriumkarbonatlösning
  5. Lös under långsam omrörning

Variation

Istället för vatten och karamellfärg kan man använda (naturligt smutsat) vatten från närbeläget vattendrag.

Förklaring

I avloppsvatten finns föroreningar och humus som lösta, små partiklar. Den röda karamellfärgen i laborationen får symbolisera dessa. Partiklarna är negativt laddade och de kemikalier som vi använder innehåller positivt laddade joner. Eftersom föroreningarna och kemikalierna har olika laddningar dras de till varandra, klumpar ihop sig och bildar s k flockar. Flockarna sjunker till botten och bildar ett slam som sedan kan tas bort.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Tillgång på rent vatten genom kemisk fällning

Utan rent, drickbart vatten vad gjorde vi då? Vi får vara tacksamma över att naturen sköter en stor del av vattenreningen och ger oss grundvatten, men i folktäta områden så räcker inte grundvattnet till. Tillgången på drickbart vatten måste kompletteras med ytvatten från en sjö, flod eller annat vattendrag, ett vatten fullt av föroreningar. Vattnet måste därför renas i flera steg för att bli drickbart. Ett steg är kemisk fällning med så kallad flockning.

De vanligaste föroreningarna är nedbrytningsprodukter från växter (humus), lera och grus, avfallsprodukter från samhället och bakterier och virus. Partiklarna som förorenar vattnet är små, mycket små, vissa endast någon tusendels millimeter och de har oftast en negativ ytladdning. Det här gör att ämnena är svåra att skilja från vattnet, storleken gör att den inte sedimenterar av sig själv och ytladdningen gör att de inte vill klumpa ihop sig. Man vill alltså att föroreningarna på något sätt klumpar ihop sig till större partiklar och sjunker till botten.

Neutralisation av ytladdningar

De kemikalier som används vid flockning kallas fällningskemikalier och är ett så kallat flockningsmedel. Salterna som används är positivt laddade och desto högre laddningar desto bättre förmåga har saltet att neutralisera partiklarnas ytladdningar. Aluminiumjoner, Al3+, och trevärda järnjoner, Fe3+, är med sina höga laddningar väl lämpade. När en elektrisk neutralisation har skett kan andra krafter börja verka mellan partiklarna (van der Waals-krafter eller London-krafter). Föroreningarna klumpar ihop sig och kan sedimentera. Flockarna kan därefter skrapas bort från vattenreningsbassängernas botten.

Negativa ytladdningar på kolloiderna får dem att repelleras från varandra.Aluminiumjonerna neutraliserar ytladdningarna. Van der Wallskrafterna gör att partiklarna attraheras till varandra och klumpar ihop sig.
Bild: © Svante Åberg

Svepkoagulering

Man kan ytterligare förbättra sedimentationen genom att tillsätta bas så att hydroxid, tex Al(OH)3(s), faller ut. Hydroxiden är svårlöslig och bildar ett gelatinöst moln i vilket partiklar fastnar. När "molnet" sedimentera följer andra partiklar med. Denna mekanism kallas svepkoagulering. Man måste emellertid ha kontroll över pH. Vid alltför höga pH bildas negativt laddade komplex av metalljonen som är lättlösliga.

Sedimentationshastighet

Sedimentationshastigheten är mycket beroende av partikelstorleken. Stokes lag anger följande:

där

Vs är partikelns sedimentationshastighet (cm/s)
r är partikelradien (cm)
g Jordens tyngdacceleration (cm/s2)
ρp är partikelns densitet (g/cm3)
ρf är partikelns vätskans densitet (g/cm3)
η is the vätskans viskositet (dyn s/cm2)

Obs!
1 dyn = 10-5 N
vatten har viskositeten 1,0·10-3 Pa·s
vilket innebär att vattnets viskositet är 1,0·10-2 dyn s/cm2

Ur formeln kan man se att hastigheten är proportionell mot kvadraten på partikelradien. Det innebär att om man kan öka partikeldiametern ökar 10 ggr, så ökar sedmimentationshastigheten 100 ggr.

De kemikalier som används vid flockning kallas fällningskemikalier och är ett så kallat flockningsmedel. Salterna som används är positivt laddade och desto högre laddningar desto bättre förmåga har saltet att neutralisera partiklarnas ytladdningar. När en elektrisk neutralisation har skett kan andra krafter börja verka mellan partiklarna (van der Waals-krafter eller London-krafter). Föroreningarna klumpar ihop sig och kan sedimentera. Flockarna kan därefter skrapas bort från vattenreningsbassängernas botten.

Reningsstegen för att få dricksvatten

För att få ett så bra dricksvatten som möjligt måste man kunna mäta och kontrollera vilka joner och kemiska föreningar som finns i vattnet, Vattnets egenskaper bestäms av en kombination av de ämnen som finns lösta.

De egenskaper som man tittar på är:

Reningssteg för dricksvatten
Bild © Svante Åberg

För att bli drickbart måste ett ytvatten renas från föroreningar. De vanligaste föroreningarna är nedbrytningsprodukter från växtdelar (humus), lera och grus, avfallsprodukter från samhället (t ex olika växtbekämpningsmedel), sjukdomsalstrande bakterier och virus.

Större fasta partiklar rensas bort när vattnet får passera ett rensgaller. Därefter görs en s k föralkalisering för att ge vattnet bästa möjliga pH-värde inför den kemiska reningen med fällningskemikalien. Vilken fällningskemikalie som används bestäms av vattentypen och ett mycket bra resultat kan då uppnås. När reaktionen skett och flockarna sedimenterats sker avskiljning. Det finns emellertid kvar en liten mängd restflock i vattnet efter avskiljningen och det gör att vattnet ser grumligt ut. Därför låter man vattnet passera genom ett snabbsandfilter, där sandpartiklarna har en speciell kornstorlek för att kunna ta bort den grumligheten.

Därefter efteralkaliseras och kloreras vattnet för att skydda ledningar från korrosion och förhindra bakterietillväxt.

Det är viktigt att dricksvatten inte luktar eller smakar illa och då kan reningsprocessen kompletteras med långsamfilter, där vattnet passerar med ett lågt flöde. Man kan också använda sig av ett aktivt kolfilter, som också minskar vattnets innehåll av miljögifter.

Kemikalier i experimentet

I experimentet används aluminiumsulfat för att tillsätta de aluminiumjoner som neutraliserar de negativa ytladdningarna på smutspartiklarna. Dessutom görs tillsätts natriumkarbonat så att flockar av aluminiumhydroxid renar vattnet genom svepkoagulering.

Aluminiumsulfat

Aluminiumsulfat, Al2(SO4)3·16H2O, är ett salt som förekommer naturligt som mineral, men kan också framställas genom att lera och andra jordarter behandlas med svavelsyra. Det används för vattenrening och som betningsmedel vid färgning av textilier. Aluminiumsulfat används också i den del antiperspiranter (medel mot svettning).

sur miljö  Al3+(aq) 
pH 5,0  AlOH2+(aq) 
pH 5,8  Al(OH)2+(aq) 
pH 6,3  Al(OH)3(s) 
basisk miljö  Al(OH)4-(aq) 

Aluminiumjonen i vattenlösning hydratiseras till Al(H2O)63+. Den höga positiva laddningen hos centralatomen stöter bort väteatomerna i vattnet så att en protolys kan ske enligt
Al(H2O)63+ → [Al(H2O)5(OH)]2+ + H+.
Aluminiumjonen i lösning ger alltså sur reaktion.

Aluminiumjonen bildar lätt komplex tillsammans med hydroxid i en lösning. Den enklaste varianten är aluminiumhydroxid, Al(OH)3, som är svårlöslig i vatten på grund av avsaknaden av nettoladdning. Men ett varierande antal hydroxidjonen kan bindas till centralatomen. Vilket antal hydroxid som företrädesvis binds beror på lösningens pH. Man kan se det hela som ett antal protolyssteg med följande pKa-värden:

Den hydratiserade aluminiumjonens protolyssteg pKa
[Al(H2O)6]3+ + H2O [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ 5,00
[Al(H2O)5(OH)]2+ + H2O [Al(H2O)4(OH)2]+ + H3O+ 5,10
[Al(H2O)4(OH)2]+ + H2O Al(H2O)3(OH)3 + H3O+ 6,80
[Al(H2O)3(OH)3]+ + H2O [Al(H2O)2(OH)4] + H3O+ 5,80

Ur jämviktsekvationerna för de kopplade protolysstegen och pKa-värdena får man följande diagram:

Fördelningen av lösta species av aluminium som funktion av pH
Bild: © Svante Åberg

Som synes är pH 6,3 optimalt för att aluminium ska falla ut som Al(OH)3(s). Genom tillsats av natriumkarbonat till den ursprungligen sura lösningen med aluminiumjoner uppnås ett lämpligt pH så att flockarna med aluminiumhydroxid bildas. Diagrammet ovan visar fördelningen av species i lösning. Al(OH)3 är mycket svårlöslig med löslighetsprodukten 2·10-32 M4. När den faller ut ur lösningen, så ingår den inte längre i fördelningen mellan lösta species. Men fördelningen återställs genom att Al(OH)3(aq) nybildas ur övriga species. Det hela har till resultat att utfällningen dränerar lösningen på aluminium till mycket låga nivåer.

I det vatten som ska renas förekommer olika joner, exempelvis vätekarbonater, karbonater och hydroxider. Dessa joner sägs ha en buffrande förmåga, dvs kan minska effekten om en stark syra eller en stark bas tillsätts. När aluminiumsulfatet tillsätts i vattnet reagerar det med bl a vätekarbonatet, en reaktion som sänker vattnets pH-värde.

Al2(SO4)3 + 6 HCO3 2 Al(OH)3 + 6 CO2 + 3 SO42−

Metalljonen har nu bildat aluminiumhydroxid som kan bilda som "stora moln" i vattnet. Små partiklar och föroreningar sveps in i ett moln av hydroxider och den här typen av flockning kallas därför för svepkoagulering. För att återställa den buffrande förmågan och höja pH-värdet tillsätter man kalk, natriumkarbonat.

När fällningen är klar så vill man förstås ha minsta möjliga mängd av flockningsmedel kvar i lösningen.

Natriumkarbonat eller soda

Natriumkarbonat kallas också soda, en gammal benämning som kommer från det arabiska ordet sawwada. Sodan har använts länge och förr tillverkades det hemma genom lakning av vedaska eller av växter, för att användas vid tvätt. Det tillverkas på syntetisk väg från kalciumkarbonat och natriumklorid. Ämnet, som är ett gråvitt pulver, löser sig ganska bra i vatten och ger en basisk lösning. Vid vattenrening används natriumkarbonaten för att höja pH.

Fördjupning

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.

Aluminium

Allmänt och historia

Grundämne Massprocent
Syre (O) 49,4 %
Kisel (Si) 16,3 %
Aluminium (Al) 7,5 %
Järn (Fe) 4,7 %

Aluminium är den vanligaste metallen i jordskorpan, och det tredje vanligaste grundämnet. Trots att metallen är vanlig har man inte använt den så länge. Järn, som är mindre vanlig har ju använts sedan forntiden.

Först 1825 lyckades dansken Örsted renframställa aluminium. Det var länge en dyr och exklusiv metall. Mot slutet av 1800-talet började man framställa aluminium elektrokemiskt (på liknande sätt som idag), och så småningom blev aluminium en användbar vardagsmetall. Metoden är dock mycket energikrävande, varför man bör återvinna aluminiummetall av miljöskäl. Aluminium framställs ur ett aluminiummineral, bauxit, som fått namn efter Les Baux i södra Frankrike. Bauxiten består av AlO(OH).

Egenskaper

Aluminium är en mycket användbar metall, den har låg densitet, den är mjuk och lätt att forma. Den har hög elektrisk ledningsförmåga och den kan lödas och svetsas. För att öka hållfastheten legeras den ofta med små mängder av andra metaller, t.ex. mangan, zink eller magnesium. Aluminium är dessutom beständig mot korrosion. Syret i luften bildar ett oxidskikt på metallytan. Det är 1·10-8 m tjockt, men är så tätt att det skyddar bra mot korrosion.

Användning

De goda egenskaperna gör aluminium mycket användbar.

Mijöaspekter

Aluminium är en metall som kräver stora energimängder för att framställas. Men energiåtgången vid återanvändning (omsmältning) är betydligt mindre, bara 5 % av det totala energibehovet för processen. Aluminium har många bra egenskaper som gör den användbar och hållbar. Dessutom är den lätt, vilket ger energivinster t.ex. vid konstruktioner och transporter. Anodisering av aluminium ger ytterligare fördelar som ökar användningsområdet och livslängden. T.ex ett ökat korrosionsskydd, bättre motstånd mot slitage, ett attraktivt utseende.

Jämfört med andra ytbehandlingsmetoder har anodisering mindre miljöpåverkan, under förutsättning att spillvatten från processen och färgningen tas om hand och renas. En anodiserad aluminiumbit som blir liggande i naturen har inte någon påverkan på omgivningen. Om insamling och omsmältning av aluminium fungerar bra, så är anodiserad aluminium ett material som är både miljövänligt och resursbevarande.

Framställning av aluminium

Bauxitmineralet AlO(OH) överförs till aluminiumoxid Al2O3,(smältpunkt 2050 °C). Aluminiumoxiden löses i en smälta av kryolit, Na3AlF6. Där sker en smältelektrolys med kolstavar som anod och ugnsbotten som katod (även den av kol).

vid katoden (reduktion): Al3+ + 3 e- Al
vid anoden (oxidation): 2 O2- + C(s) CO2(g) + 4 e-
Totalreaktion: 2 Al2O3 4Al + CO2

Genom denna elektrolys får man en aluminiumhalt på 99,5 %.

Framställning av alumiunium genom elektrolys i Hall-Héroult-processen
Bild: © Svante Åberg

Processen är mycket energikrävande och för att framställa ett kg aluminium behövs 14 kWh elenergi. I Sverige produceras aluminium enbart i Sundsvall, och den industrin använder elenergi motsvarande 1,2 % av Sveriges elkonsumtion.

Eftersom aluminium är en så lätt metall gör man stora energivinster genom att använda den, jämfört med andra tyngre metaller, t.ex. järn. Dessutom är den mycket lätt att återanvända. För omsmältning krävs bara 5 % av den energi som behövs till framställningen. Det är därför viktigt att insamlingen av t.ex. burkar fungerar bra.

Protolys av hydratiserade metalljoner

När salter löser sig i vatten bildas hydratiserade komplex med vatten. Det gäller både den positiva metalljonen och den negativa ickemetalljonen, men det är metalljonens komplex som reagerar som en syra. Den positiva laddningen hos metalljonen får vattenmolekylerna i hydratiseringsskalet att avge vätejoner. Det hydratiserade komplexet fungerar därför som en syra. Ju högre positiv laddning metalljonen har, desto starkare syra blir komplexet.

I hydratiseringsskalet kring en natriumjon vänder vattenmolekylerna det negativa syret mot den positiva jonen.
Bild: CC Taxman

Attraktion och repulsion i hydratiseringsskalet

Syret i vattenmolekylen är starkt elektronegativt. Syret får ett elektronöverskott av ett tätare elektronmoln och blir negativt laddat. Vätatomerna i vattenmolekylen får på motsvarande ett elektronunderskott och blir positivt laddade. Vattenmolekylen som helhet är neutral, men den är en stark dipol.

Metalljonens positiva laddning attraherar syret i vattenmolekylerna i lösningen. Det leder till att jonen binder upp ett skal av vattenmolekyler som vänder sitt syre mot jonen.

Samtidigt som jonen drar till sig vattnet, så finns en repulsion till de positiva väteatomerna i vattenmolekylen. Det ökar chansen att vattnet ska släppa ifrån sig en vätejon (proton) till den omgivande vattenlösningen. det hydratiserade metallkomplexet fungerar alltså som en syra.

Flervärda metalljoner attraherar vattenmolekylerna starkare än envärda joner. Exempelvis binder aluminiumjoner (Al3+), tvåvärda eller trevärda järnjoner (Fe2+, Fe3+) vattnet mycket hårdare till sig än natriumjonen Na+.

Protolysen

Protolysjämvikten med hydratiserade trevärda järnjoner ser ut så här:
protolyssteg 1: [Fe(H2O)6]3+ + H2O ⇄ [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H3O+

Denna sura reaktion är faktiskt så stark att pH sjunker till cirka 1.5 i en vattenlösning av järn(III)joner, t.ex. om man löser saltet järn(III)klorid (FeCl3) i vatten. Protolysen kan fortsätta i ytterligare steg enligt reaktionerna
protolyssteg 2: [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ ⇄ [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O+
protolyssteg 3: [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O+ ⇄ [Fe(H2O)3(OH)3] + H3O+

Komplex med nettoladdningen noll blir svårlösligt

I det tredje protolyssteget bildas ett oladdat komplex. Frånvaron av laddning gör att lösligheten i vatten blir mycket låg. Vatten är ju ett starkt polärt lösningsmedel som löser laddade eller polära ämnen bra, men inte oladdade partiklar.

Jämviktsläget kan påverkas av tillsats av andra sura eller basiska ämnen. Om man tillsätter ett basiskt ämne såsom natriumhydroxid (NaOH), så höjs pH. Det leder till att det hydratiserade metallkomplexet lättare avger vätejoner så att det oladdade komplexet i protolyssteg 3 bildas. Då ser man också att det blir fällning av det olösliga komplexet.

Jämvikt

Jämvikt bygger på att en reaktion sker i framriktningen och tillbakariktningen samtidigt och att reaktionshastigheterna är lika stora. Det innebär att det totalt sett inte sker någon förändring, trots att reaktionerna hela tiden pågår. Man säger att jämvikten är dynamisk därför att det är en pågående process.

Med reaktionsformel så ser jämvikten mellan ämne A och ämne B ut på följande sätt:

A ⇄ B

En liknelse för att förklara jämvikten

Föreställ dig att en hink med vatten står under kranen som är öppen. Men det finns ett hål i hinkens botten där vatten rinner ut. De reaktioner vi tittar på är tillförsel av vatten till hinken (framriktningen) och bortförsel av vatten från hinken (tillbakariktningen).

Vatten utanför hinken motsvarar A i jämvikten ovan, och vatten inuti hinken motsvarar B. Vi kan då skriva jämvikten med ord på följande sätt:

vatten utanför hinken (A) ⇄ vatten inuti hinken (B)

Vi öppnar kranen

Innan vi öppnar kranen, så är hinken tom, men så snart vi öppnar kranen börjar hinken fyllas med vatten. I början är vattennivån låg och det rinner inte ut vatten genom hålet lika snabbt som vatten fylls på från kranen. Det innebär att vattennivån i hinken ökar. Jämvikten har inte ännu ställt in sig.


Vid det högre vattenflödet från kranen till hinken (höger bild), så stabiliseras vattenytan på en högre nivå.
Bild: Svante Åberg

Men ju högre vattennivån blir, desto snabbare rinner vatten ut genom hålet. Till slut rinner vatten ut lika snabbt som det fylls på.

Detta tillstånd får man vid en bestämd vattennivå i hinken som svarar mot ett visst tryck hos vattnet. Denna nivå är jämviktsnivån.

Trots att vi har pågående reaktion i framriktningen (A → B) och samtidigt i tillbakariktningen (A ← B), så är vattennivån stabil. Detta stabila tillstånd, trots pågående reaktioner, kallas dynamisk jämvikt.

Vi ändrar flödet

Om vi sedan skulle ändra kranen så att det tillförs vatten snabbare eller långsammare, så skulle vattennivån i hinken börja förändras igen. Så småningom skulle en ny jämvikt ställa in sig på en annan vattennivå.

Ett högt flöde från kranen ger en hög jämviktsnivå i hinken, ett lågt flöde ger en låg jämviktsnivå.

Exempel på jämvikter

Esterjämvikten

Man kan tillverka väldoftande luktämnen genom att låta alkohol och syra reagera med varandra så att ester och vatten bildas.

alkohol + syra → ester + vatten

Från början finns ingen ester och inget vatten, bara alkohol och syra. Reaktionen sker därför bara åt höger. Men när det väl har bildats en del ester och vatten, så börjar det ske en reaktion åt andra hållet så att alkohol och syra återbildas. Men tillbakareaktionen är långsam i början eftersom det finns så lite ester och vatten som kan reagera.

alkohol + syra ← ester + vatten (långsam i början)

Med tiden bildas det alltmera ester och vatten, vilket gör att tillbakareaktionen blir snabbare. Samtidigt minskar mängden alkohol och vatten, vilket gör att framåtreaktionen blir långsammare. Till slut är tillbakareaktionen lika snabb som framåtreaktionen. Då har dynamisk jämvikt ställt in sig.

alkohol + syra ⇄ ester + vatten

Löslighetsjämvikt

Salter är lösliga i vatten, men bara upp till en viss gräns. När saltlösningen blivit mättad, så är systemet i jämvikt. Exempel på ett salt är natriumklorid, det vill säga vanligt koksalt.

NaCl(s) ⇄ Na+ + Cl

En sak som är speciell i detta fall är att koncentrationen av salt i fast form är konstant, oberoende av hur mycket fast salt vi har. Det innebär att reaktionen i framriktningen alltid är lika snabb.

Däremot varierar koncentrationen av natriumjoner och kloridjoner. I början finns inga natrium- och kloridjoner i lösning. Då sker bara reaktionen i framriktningen.

Men ju mer natrium- och kloridjoner som går i lösning, desto snabbare blir tillbakareaktionen. Till slut faller koksalt ut lika snabbt som det går i lösning. Då har vi fått dynamisk jämvikt.

Jämviktsläget

Massverkans lag

Massverkans lag anger att när ämnen reagerar med varandra, så är reaktionshastigheten proportionell mot koncentrationen av de partiklar som reagerar. Det är en statistisk effekt som kommer av att en kemisk reaktion bara kommer till stånd om de reagerande partiklarna kolliderar. Om koncentrationen av partiklar är hög, så blir det många kollisioner per sekund. Då är det också fler partiklar som reagerar varje sekund – reaktionshastigheten blir hög.

I en jämvikt sker reaktion både i framriktningen (åt höger) och i tillbakariktningen (åt vänster). Jämviktsläget beror på reaktionshastigheten åt höger i jämförelse med den åt vänster. Jämvikt fås när hastigheten åt höger och åt vänster är lika. Det betyder att lika mycket bildas som det som förbrukas. Nettoförändringen blir noll.

Man har så kallad dynamisk jämvikt. Ordet dynamisk anger att reaktionerna hela tiden pågår. Men i och med att inga nettoförändringar sker, så har man jämvikt.

Sannolikheten för kemisk reaktion vid en kollision

Det är emellertid inte varje kollision som leder till kemisk reaktion. Kemisk reaktion innebär att bindningar bryts i den gamla partikeln och nya skapas som ger ett nytt ämne. Men oftast studsar partiklarna bort från varandra utan att reagera. Om partiklarna inte är rätt orienterade i förhållande till varandra vid kollisionen, så sker ingen kemisk reaktion.

Aktiveringsenergin måste övervinnas för att reaktion ska ske

Inte heller sker någon reaktion om kollisionsenergin är för liten. Rörelseenergin i kollisionen måste övervinna den energitröskel det innebär att bryta de gamla bindningarna. Inte förrän dessa är brutna kan nya bildas. Denna energitröskel benämns aktiveringsenergi.

När energinivåerna skiljer, så påverkar det jämviktsläget

Om ämnena på ena sidan i reaktionsformeln är energirikare än ämnena på andra sidan, så är energitröskeln olika stor för reaktionen åt höger respektive åt vänster. (Figur som visar ett sådant exempel ska infogas här.)

När framåt- och bakåtreaktionen sker olika lätt, så påverkar det jämviktsläget. Om till exempel framåtreaktionen är kraftigt exoterm, så är energitröskeln i framriktningen låg och en stor andel av kollisionerna leder till reaktion. Men då blir samtidigt energitröskeln för reaktion i bakåtriktningen hög. Det krävs en hög koncentration av partiklar i högerledet av jämviktsreaktionen för att reaktionshastigheten åt vänster ska bli lika hög som den åt höger. En starkt exoterm jämvikt brukar därför vara starkt förskjuten åt höger.

Jämviktskonstanten är ett mått på jämviktsläget

För att få ett mått på jämviktslägen behöver man få en siffra på hur den aktuella kemiska reaktionen ställer in sig. Värdet hos jämviktskonstanten K återspeglar jämviktsläget. Ju större konstanten är, desto mer förskjuten åt höger är jämvikten. Exempel på en jämvikt som är väldigt starkt förskjuten åt höger är reaktionen mellan vätgas och syrgas då vatten bildas:

2 H2 + O2 ⇄ 2 H2O, K = 3,2·1081 M–1

En jämviktskonstant som är nära noll tyder på en jämvikts som är starkt förskjuten åt vänster. Exempel på en jämvikt som är starkt förskjuten åt vänster är vattnets autoprotolys:

2 H2O ⇄ H+ + OH, K = 1,0·10–14 M2 (lösningsmedlet vatten enhetslöst)

Exempel på en jämvikt som inte är så starkt förskjuten åt någotdera hållet är esterjämvikten:

alkohol + syra ⇄ ester + vatten, K ≈ 4

Le Chateliers princip

Henri Le Chatelier var en fransk kemist under senare delen av 1800-talet. Han arbetade som gruvingenjör i franska statens tjänst och blev så småningom professor, därefter ledamot i både Franska vetenskapsakademin och utländsk ledamot i svenska Vetenskapsakademien. Bland annat genomförde han studier över kemisk jämvikt. Han kom då fram till den princip som bär hans namn:

Om ett kemiskt system, där jämvikt råder, påverkas av en förändring i koncentration, temperatur eller totaltryck, kommer jämvikten att ändras så att förändringen motverkas.

Den kemiska jämvikten gör alltså motstånd mot förändringar, men kompenserar inte helt för den yttre påverkan som systemet utsatts för. Om till exempel etanol ingår som ett reagerande ämne i en jämvikt, och vi tillsätter mera etanol, så kommer reaktionen efter störningen av förbruka etanol. Men det blir inte riktigt hela tillsatsen av etanol som förbrukas, utan halten etanol i blandningen kommer faktiskt att vara lite högre sedan den nya jämvikten har ställt in sig.

Exempel på tillämpning av Le Chateliers princip

Estrar är väldoftande ämnen som kan framställas genom att låta alkohol och syra reagera med varandra så att ester och vatten bildas.

alkohol + syra ⇄ ester + vatten

Esterjämvikten är inte så starkt förskjuten åt höger. För att driva jämvikten hårdare åt höger kan man ta bort vatten som bildats. Det kan ske genom att man tillsätter torkmedel av till exempel vattenfri natriumsulfat. Natriumsulfatet binder upp vattnet så att det inte längre är tillgängligt i esterjämvikten.

Det vatten som tas bort ersätts, enligt Le Chateliers princip, genom att reaktionen går åt höger. Det innebär att ester bildas, samtidigt som alkohol och syra förbrukas. Det nya vatten som bildas tas också upp av torkmedlet, så reaktionen kan fortsätta ytterligare åt höger så att ännu mer ester bildas.

Estrar är opolära ämnen som är olösliga i vatten. Estern flyter därför som ett skikt ovan på vattenlösningen. Däremot är alkoholen och syran vattenlöslig. När man är nöjd med reaktionen, så kan skiktet av ester på ytan dekanteras av och man får ester i ganska ren form.

Exempel med bildning av ammoniak ur kvävgas och vätgas

Ett exempel är reaktionen när kvävgas reagerar med vätgas till ammoniakgas i den så kallade Haberprocessen:

N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) + 92 kJ

Detta är en jämvikt mellan ämnen i gasform där vi har 4 delar gas i vänsterledet och 2 delar gas i högerledet. Reaktionen åt höger halverar antalet mol gas, vilket ger minskat gastryck om volymen hålls konstant. Reaktionen åt höger är exoterm, vilket innebär att inneboende energi hos ämnena avges och ombildas till värme.

Vi ska nu tillämpa Le Chateliers princip på denna jämvikt med några olika fall. Utgångspunkten är att systemet är i jämvikt. Därefter rubbar jämvikten på något sätt. Sedan förutsäger åt vilket håll reaktionen kommer att ske.

Tillförsel av kvävgas eller vätgas

I reaktionsformeln finns kvävgas och vätgas i vänsterledet. Om vi pumpar in mer kvävgas eller vätgas, så blir det "för mycket" kvävgas/vätgas i vänster led i förhållande till jämviktsläget. Reaktionen kommer att gå åt höger så att kvävgas och vätgas förbrukas. Det leder till att det bildas ammoniak. Dessutom avges värme, vilket gör att temperaturen höjs i systemet.

Tillförsel av ammoniak

Om vi pumpar in ammoniak blir det "för mycket" ammoniak i högerledet. Reaktionen sker då åt vänster så att mängden ammoniak minskar och det bildas mera kvävgas och vätgas. Reaktionen är endoterm, det vill säga den förbrukar energi. Därför sjunker temperaturen.

Bortförsel av ammoniak

Om vi på något sätt kan ta bort ammoniak från reaktionsblandningen, till exempel med en reaktion som binder upp ammoniakgas så att den inte kan delta i jämvikten längre, så blir det "för lite" ammoniak i högerledet. Det leder till att reaktion sker åt höger för att ersätta ammoniak som försvunnit. Kvävgas och vätgas förbrukas så att mängden av dem minskar. Reaktionen åt höger är exoterm, vilket leder till att temperaturen ökar.

Vi värmer reaktionsblandningen

Genom att värma reaktionsblandningen kan vi öka dess temperatur. Enligt Le Chateliers princip reagerar då systemet för att motverka temperaturökningen. Reaktionen sker då i endoterm riktning, det vill säga åt vänster. Det medför att ammoniak förbrukas och det bildas kvävgas och vätgas.

Ökning av trycket genom att minska volymen

Detta är en gasjämvikt, vilket innebär att systemet är känsligt för ändringar i volymen. Gaskoncentrationen ökar när vi komprimerar gasen genom att minska volymen.

Detta leder till en ökning av gastrycket. Systemet reagerar genom att motverka tryckökningen. Eftersom det är 4 delar gas i vänsterledet, men bara 2 delar gas i högerledet, så leder en reaktion åt höger till att gastrycket minskar. Minskningen av volymen gör därför att kvävgas och vätgas förbrukas och ammoniak bildas. Samtidigt är reaktionen åt höger exoterm, vilket gör att temperaturen ökar.

Minskning av trycket genom att öka volymen

Detta är motsatsen till föregående fall. När volymen ökar, så minskar gastrycket. Systemet motverkar tryckminskningen genom att reaktionen sker åt vänster så att antalet mol gas ökar. Reaktionen åt vänster är endoterm, vilket ger sänkt temperatur.

Den nya jämvikten som ställer in sig

Även om systemet motverkar den rubbning av systemet som vi orsakade, så kan systemet inte fullt ut kompensera för den påverkan som vi orsakade.

Om vi till exempel pumpar in extra kvävgas, så sker reaktionen åt höger så att kvävgas förbrukas. Men koncentrationen kvävgas, sedan den nya jämvikten ställt in sig, kommer inte att återgå helt till den koncentration som rådde vid den ursprungliga jämvikten, utan det blir kvar en rest av den påverkan som vi skapade. Därför är koncentrationen av kvävgas aningen högre i den nya jämvikten.

Detta kompenseras av att koncentrationen av vätgas är något lägre i den nya jämvikten än i den ursprungliga. På motsvarande sätt blir koncentrationen av ammoniak något högre i den nya jämvikten, än i den ursprungliga.

Inverkan av trycket

Det som styr jämvikten, vad gäller de ingående ämnena, är ämnenas koncentrationer. Jämviktens läge har att göra med reaktionshastigheten åt höger i jämförelse med reaktionshastigheten åt vänster. Eftersom kemisk reaktion sker i samband med att partiklar kolliderar, så är hastigheten koncentrationsberoende. Högre koncentration, ger högre hastighet.

Det är bara gaser som påverkas av trycket. Det beror på att gaser komprimeras av ett högre tryck, men vätskor och fasta ämnen är nästan inte alls komprimerbara. Därför är effekten av tryck på jämvikten bara något som man behöver ta hänsyn till när man har gaser i systemet.

Exempelvis påverkas inte jämvikten mellan fast och löst natriumklorid av trycket.

NaCl(s) ⇄ Na+(aq) + Cl(aq)

NaCl(s) är ett fast ämne vars volym inte ändras märkbart vid ändrat tryck. Natriumjonerna och kloridjonerna i vattenlösning påverkas inte heller eftersom vattenvolymen inte påverkas av trycket, i varje fall inte så länge som vattnet är i vätskeform.

Fysikaliska reaktioner

Le Chateliers princip är utformad för kemiska jämvikter. Principen fungerar dock i princip även för fysikaliska förändringar, till exempel övergångar mellan olika aggregationsformer.

För fysikaliska förändringar blir dock bilden rätt komplicerad när man behöver ta hänsyn till att mekaniskt arbete utförs, till exempel när gaser expanderar. Även temperaturförändringar vid adiabatisk expansion eller kompression inverkar. Då är vi inne på termodynamik, vilket vi inte tar upp närmare just nu.

Litteratur

  1. Grundkurs i kemisk fällning, Kemira Kemwater
    http://www.kemira.com/water_treatment_Sweden/svenska/
    Kemisk_fallning/Grundkurs_kemisk_fallning/ (2006-11-03)
  2. Vatten, Shenet
    http://www.shenet.se/ravaror/vatten.html (2006-11-03)
  3. Informationsbrev 23: Rening och flockning i reningsverk - demo eller lab, Kemilärarnas resurscentrum (KRC)
    http://www.krc.su.se/web/infobrev/filer/23_GyKomGr.doc (2006-11-03)
  4. Kemiskafferiet modul 4: Om svårlösliga salter och principer för att rena vatten, Thomas Krigsman, Bodil Nilsson, Ebba Wahlström, KRC och Skolverket
    http://www.skolutveckling.se/notnavet/kemi/kemiskafferiet/modul%204/Modul%204%20Kemiteori%20Sv%E5rl%F6sliga%20salter%20vattenrening.pdf (2006-11-03)
  5. Main page, Wikipedia
    http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page (2006-11-03)
    • Stokes'_law
      http://en.wikipedia.org/wiki/Stokes'_law (2007-05-11)
    • Water
      http://en.wikipedia.org/wiki/Water (2006-11-03)
    • Water treatment
      http://en.wikipedia.org/wiki/Water_treatment (2006-11-03)
    • Water purification
      http://en.wikipedia.org/wiki/Water_purification (2006-11-03)
    • Flocculation
      http://en.wikipedia.org/wiki/Flocculation (2006-11-03)
    • Aluminium sulfate
      http://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_sulfate (2006-12-06)
    • Aluminium hydroxide
      http://en.wikipedia.org/wiki/Aluminium_hydroxide (2007-05-14)
    • Alum
      http://en.wikipedia.org/wiki/Alum (2007-05-14)
    • Sodium carbonate
      http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_carbonate (2007-05-14)
    • Sodium carbonate
      http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_carbonate (2007-05-14)
    • Calcium carbonate
      http://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_carbonate (2007-05-14)
  6. Aluminium Sulfate, Chemical Land21
    http://www.chemicalland21.com/industrialchem/inorganic/ALUMINIUM%20SULFATE.htm (2006-12-06)
  7. Electrocoagulation: Unravelling and synthesising the mechanisms behind a water treatment process, Peter Kevin Holt, University of Sydney
    http://ses.library.usyd.edu.au/bitstream/2123/624/1/adt-NU20051110.12064402whole.pdf (2007-05-14)
  8. Accessing the Rhizotoxicity of Aluminate, Thomas B. Kinraide
    http://www.plantphysiol.org/cgi/reprint/93/4/1620.pdf (2007-05-14)
  9. Protolysis of an Aluminium Salt, Experiments on the Web
    http://www.cci.ethz.ch/experiments/protol_Al_sal/en/vertiefung/1.html (2007-05-14)
  10. CHEM 301 - Aqueous Environmental Chemistry, Malaspina University College
    http://web.mala.bc.ca/krogh/chem301/solutions%20assign%203%202004.pdf (2007-05-14)
  11. Alternativa fällningskemikalier, Daniel Persson
    http://www3.ima.kth.se/ImaExt/Upload/Dokument/examensarbete%20daniel%20persson%20slutverision1.doc (2007-05-14)
  12. Kommunal vatten- och avloppsrening, Skövde kommun, Stadskvarns avloppsreningsverk
    http://www.his.se/upload/10761/VATTENRENINGSTEKNIK.doc (2007-05-14)

Fler experiment


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?
Kristallvatten i kopparsulfat
Lödtenn 60
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
Mät CMC med hjälp av droppstorleken
När 1 plus 1 inte är 2
Permanenta håret
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

kemiska metoder
Att göra bly
Att vara kemisk detektiv
Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat
Blev disken ren?
Bränna papper
Elektrofores av grön hushållsfärg
Framkalla fingeravtryck med jodånga
Framkalla fotopapper
Framställ låglaktosmjölk
Förtenning
Gör hårt vatten mjukt
Identifiera plasten
Indikatorpärlor
Innehåller koksaltet jod?
Kemi med zinkjodid, del 2: Återbilda grundämnena elektrokemiskt
Matoljans viskositet och omättade fettsyror
Mät CMC med hjälp av droppstorleken
Syrehalten i luft
Testa C-vitamin i maten
Tillverka en ytspänningsvåg
Tillverka fotopapper
Tvätta i hårt vatten
Vad innehåller mjölk?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel

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
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
Permanenta håret
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