Orgaaninen tarkoittaa eloperäistä ja alunperin kaikki elollisesta luonnosta peräisin olevat yhdisteet luokiteltiin orgaanisiksi yhdisteiksi.

Transkriptio

1 Orgaaninen kemia

2 Orgaaninen tarkoittaa eloperäistä ja alunperin kaikki elollisesta luonnosta peräisin olevat yhdisteet luokiteltiin orgaanisiksi yhdisteiksi. Nykyään orgaanisia yhdisteitä osataan valmistaa myös keinotekoisesti eli synteettisesti. Orgaaninen kemia on hiiliyhdisteiden kemiaa. Orgaanisissa yhdisteissä on hiilen lisäksi yleensä vetyä ja usein myös happea ja/tai typpeä. Kaikki hiiliyhdisteet eivät kuitenkaan kuulu orgaanisiin yhdisteisiin. Näitä ovat esim. hiilidioksidi CO 2, hiilimonoksidi CO, hiilihappo H 2 CO 3 ja hiilihapon suolat eli karbonaatit sekä jotkin hiilen ja rikin yhdisteet.

3 Orgaanisille yhdisteille tyypillisiä ominaisuuksia eivät kestä kuumennusta (syttyvät herkästi palamaan) palamisreaktiossa muodostuu hiilidioksidia CO 2 ja yleensä myös vettä H 2 O voimakas haju (esim. vaniljan, kalan ja etikan hajun aiheuttaa tietyt orgaaniset yhdisteet) hyviä liuottimia (esim. alkoholi) huonosti veteen liukenevia eivät johda sähköä (koska ovat yleensä molekyyliyhdisteitä)

4 Hiiliatomi muodostaa neljä sidosta Hiiliatomilla on kuusi protonia ja kuusi elektronia, joista neljä elektronia on sen uloimmalla kuorella. Jokainen hiiliatomi voi muodostaa sidoksen jakamalla neljä yhteistä elektroniparia toisten atomien kanssa.

5 Hiilivedyt Hiilivedyt ovat hiilen ja vedyn yhdisteitä. Luonnossa hiilivetyjä on esimerkiksi maakaasussa ja maaöljyssä. Hiilivetyjä käytetään lähinnä polttoaineena, mutta myös liuottimena sekä raaka-aineena esim. muovien valmistuksessa. Hiilivedyt voivat olla huoneenlämpötilassa kaasuja, nesteitä tai kiinteitä aineita.

6 Hiilivetyjä ei saa päästää luontoon. Pienikin määrä saastuttaa maaperän ja pohjaveden. Hiilivetyjä sisältävät tärpätti-, öljy- ja polttoainejätteet pitää viedä ongelmajätteiden keräyspisteeseen.

7 Alkaanit Alkaaneissa on vain yksinkertaisia sidoksia. Yksinkertaisin hiilivety on metaani CH4. Metaania muodostuu, kun eloperäinen aines hajoaa hapettomissa olosuhteissa eli mätänee. Alkaanin nimen lopussa on pääte -aani. Hiilivetyjen nimen alkuosa määräytyy rakenneosan hiiliatomien lukumäärän mukaan.

8

9 Alkeenit Alkeenien molekyyleissä on hiiliatomien välinen kaksoissidos. Kun kahdella hiiliatomilla on neljä yhteistä elektronia eli kaksi yhteistä elektroniparia, hiiliatomien välillä on kaksoissidos. eteeni Alkeenien nimen loppuosana on pääte -eeni.

10

11 Eteeni on yksinkertaisin alkeeni. Eteeni on erityisesti muovien raaka-aine. Siitä valmistetaan polyeteeniä, joka on maailman käytetyintä muovia. Polyeteenistä valmistetaan muun muassa muovikasseja ja kertakäyttöastioita. Eteeni on myös kasvihormoni. Sillä voidaan kypsyttää raakoina kuljetettavat hedelmät.

12 Alkyynit Alkyynin tunnistaa kolmoissidoksesta. Kun kahden hiiliatomin välillä on yhteensä kuusi yhteistä elektronia eli kolme elektroniparia, kyseessä on kolmoissidos. propyyni Alkyynien nimen loppuosana on pääte -yyni.

13

14 Yksinkertaisin alkyyni on etyyni. Etyyni on huoneenlämpötilassa räjähdysherkkä kaasu. Sitä säilytetäänkin sekoitettuna toiseen orgaaniseen aineeseen eli asetoniin. Tämän vuoksi etyyniä kutsutaan myös asetyleeniksi. Kun etyyni palaa, vapautuu runsaasti energiaa ja siksi liekki on hyvin kuuma. Asetyleeniä käytetään hitsauskaasuna, sillä sen liekin lämpötila on riittävän kuuma sulattamaan metallia.

15 Hiilivedyt jaetaan tyydyttyneisiin ja tyydyttämättömiin Alkaanit eivät sisällä kaksoissidoksia. Niitä kutsutaan siksi tyydyttyneiksi hiilivedyiksi. Alkeeneja ja alkyynejä, joilla on hiiliatomien välillä kaksois- tai kolmoissidos, kutsutaan tyydyttämättömiksi hiilivedyiksi. Tyydyttämättömät hiilivedyt reagoivat herkemmin kuin tyydyttyneet hiilivedyt.

16 Alkoholit Alkoholit sisältävät hydroksyyliryhmän -OH. Alkoholien nimessä on oli-pääte. Alkoholien nimen alku kertoo samalla tavalla kuin hiilivedyissä hiilten lukumäärän.

17 Metanoli Metanoli on erittäin myrkyllinen alkoholi. Jo pieni määrä metanolia juotuna tai hengitettynä aiheuttaa sokeuden tai voi tappaa. Metanolia kutsutaan puuspriiksi, koska sitä muodostuu puun kuivatislauksessa. Metanolia käytetään liuottimena, muovien ja liimojen valmistuksessa sekä polttoaineena mm. moottorilennokeissa ja kiihdytysautoissa.

18 Etanoli Alkoholijuomissa on etanolia. Etanoli on myös myrkyllinen, kuten useimmat alkoholit. Etanoli vaikuttaa keskushermoston toimintaan. Etanolia valmistetaan käymisreaktion avulla sokeripitoisista aineista esim. viinirypäleistä. Käymisreaktiossa sokerimolekyylit hajoavat hiivan vaikutuksesta etanoliksi ja hiilidioksidiksi. Käymisreaktiossa muodostuu noin 14-prosenttista alkoholiliuosta. Tätä väkevämpää alkoholia saadaan valmistettua tislaamalla mietoja alkoholijuomia. Etanolia käytetään myös liuottimena. Siihen liukenevat veden lisäksi mm. rasvat ja bensiini. Etanoli on tärkeä raaka-aine teollisuudessa. Sitä käytetään kosmetiikan tuotteissa (hiuslakoissa, parfyymeissa ja deodoranteissa) sekä lääkkeissä, tuulilasinpesunesteenä ja uusiutuvana polttoaineena. Kun alkoholista halutaan juomakelvotonta se denaturoidaan. Siihen lisätään tällöin aineita, jotka tekevät siitä myrkyllistä, pahanhajuista ja pahanmakuista. Usein se myös värjätään.

19 Yksi- ja moniarvoiset alkoholit Alkoholit jaetaan yksiarvoisiin ja moniarvoisiin alkoholeihin. Yksiarvoisissa alkoholeissa on yksi hydroksyyliryhmä (=OH-ryhmä). Metanoli ja etanoli ovat yksiarvoisia alkoholeja. Moniarvoisissa alkoholeissa on useita hydroksyyli-ryhmiä (=OH-ryhmiä). Moniarvoisia alkoholeja ovat esim. glykoli, glyseroli, ksylitoli ja sorbitoli.

20

21 Karboksyylihapot Karboksyylihappoja on luonnossa. Sitruuna, puolukka, viinimarjat sekä monet muut marjat ja hedelmät maistuvat happamilta sisältämiensä karboksyylihappojen takia. Karboksyylihapoissa on yksi tai usempi karboksyyliryhmä -COOH. Karboksyylihappojen nimissä on happo-pääte.

22

23 Metaanihappo eli muurahaishappo Nokkosen pistos ja muurahaisen purema polttelevat ja kirvelevät, koska ne sisältävät metaanihappoa eli muurahaishappoa. Se on väritön, pistävän hajuinen ja syövyttävä neste. Muurahaishappoa käytetään rehun säilöntäaineena, desinfiointiaineena sekä paperin ja tekstiilin värjäyksessä.

24 Etaanihappo eli etikkahappo Etaanihappo eli etikkahappo on tärkeä kemianteollisuuden raaka-aine. Sekin on väritön, pistävän hajuinen ja syövyttävä neste. Sitä käytetään muovien, tekokuitujen, hajusteiden, painovärien ja lääkkeiden valmistukseen. Laimentamatonta, vedetöntä etikkahappoa kutsutaan jääetikaksi, sillä se voi muuttua kiinteäksi jo 16 C:ssa. Etikka on laimeaa etikkahapon vesiliuosta.

25 Oksaalihappo Oksaalihappo on moniarvoinen karboksyylihappo. Siinä on kaksi karboksyyliryhmää. Oksaalihappoa on esimerkiksi raparperissa, pinaatissa, punajuurissa ja parsassa. Suolaheinä ja ketunleipä sisältävät myös oksaalihappoa. Oksaalihappo reagoi elimistössä kalsiumin kanssa ja voi aiheuttaa haittaa luustolle sekä johtaa munuais- ja virtsakiviin. Siksi raparperin kanssa tulisi aina syödä jotakin maitotuotetta. Oksaalihappoa käytetään ruosteen poistoon, sekä valkaisu- ja puhdistusaineena.

26 Rasvat Rasvoissa on paljon kemiallista energiaa. Rasvat kuuluvat ravintoaineisiin. Rasvat,. valkuaisaineet ja hiilihydraatit ovat energiaravintoaineita. Rasvat muodostuvat glyserolista ja rasvahapoista. Rasvahapot ovat yleensä pitkäketjuisia karboksyylihappoja eli niissä monta hiiliatomia peräkkäin ja hiiliketjun päässä -COOH-ryhmä.

27 Rasvat ovat estereitä. Ne muodostuvat happojen ja alkoholien reaktiossa.

28 Tyydyttyneet ja tyydyttymättömät rasvat Rasvat jaetaan tyydyttyneisiin ja tyydyttämättömiin rasvoihin. Tyydyttyneissä rasvoissa hiiliatomien välillä on vain yksinkertaisia sidoksia. Yleensä eläinrasvat ovat tyydyttyneitä. Tyydyttyneet rasvat ovat huoneenlämpötilassa kiinteitä. Tyydyttämättömissä rasvoissa on yksi tai useampi kaksoissidos hiiliatomien välillä. Yleensä kasvirasvat ovat tyydyttämättömiä. Tyydyttämättömät rasvat ovat huoneenlämmössä nestemäisiä.

29 Rasvat elimistössä Elimistön rasvat ovat energian lähteitä kuljettavat vitamiineja suojaavat sisäelimiä toimivat lämmöneristeinä.

30 Rasvojen härskiintyminen Rasvat härskiintyvät eli pilaantuvat helposti. Pilaantumisessa rasvahappo-osa irtoaa glyserolimolekyylistä.

31 Hiilihydraatit Hiilihydraatit muodostuvat hiili-, vety- ja happiatomeista. Hiilihydraatit jaetaan kolmeen ryhmään: 1. yksinkertaiset sokerit eli monosakkaridit esim. glukoosi eli rypälesokeri, fruktoosi eli hedelmäsokeri. Yhteyttämisessä muodostuu glukoosia. 2. yhdistetyt sokerit eli disakkaridit esim. tavallinen sokeri eli sakkaroosi eli ruokosokeri on muodostunut glukoosista ja fruktoosista. Myös laktoosi eli maitosokeri on yhdistetty sokeri. 3. polysakkaridit esim. tärkkelys ja selluloosa

32 Valkuaisaineet eli proteiinit Valkuaisaineet eli proteiinit ovat pitkäketjuisia yhdisteitä, jotka koostuvat aminohapoista. Aminohapoissa on -COOH-ryhmä ja -NH 2 -ryhmät. Yksi proteiini koostuu vähintään sadasta aminohappomolekyylistä, mutta siinä voi olla kymmeniä tuhansia aminohappomolekyylejä. Esim. veren hemoglobiini on proteiini.

33 Valkuaisaineen kolmiulotteinen rakenne vaurioituu herkästi esim. kuumennettaessa tai ravisteltaessa. Myös hapot, emäkset, alkoholit ja raskasmetallit voivat vaurioittaa proteiineja. Näin tapahtuu esim. kananmunaa keitettäessä, maidon hapantuessa ja juoksettuessa, Hyvin korkea kuume ja voimakas alkoholin käyttö voivat aiheuttaa ihmisen proteiineissa pysyviä muutoksia, jotka voivat johtaa kuolemaan.