Holdet 3g KEA (2025/26) - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2025/26
Institution Rungsted Gymnasium
Fag og niveau Kemi A
Lærer(e) Hans Christian Westtoft
Hold 2025 KEA (3g KEA)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 1. Naturstoffer og stofidentifikation
Titel 2 2. Orbitaler og spektroskopi
Titel 3 2a. Uorganisk kemi og komplekskemi
Titel 4 3. Termodynamik og ligevægt
Titel 5 4. Fra aminosyrer til peptider
Titel 6 5. Reaktionskinetik og enzymer
Titel 7 6. Denaturering, emulsioner og fedtstoffer

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 1. Naturstoffer og stofidentifikation

Elementaranalyse, empirisk formel og molekylformel.

Navngivning af organiske molekyler med fokus på hvordan man navngiver ud fra længste kæder og sætter sidegrupper med dobbelt- eller trippelbindinger på.

Log D og adskillelse af stoffer ved at ændre pH-værdi af opløsning samt hvordan Bjerrumdiagrammer kan beskrive fordelingen af syreform og baseform for stoffer der indeholder carboxylsyrer (og phenoler) samt aminer.

Gaschromatografi (GC) er en metode til at adskille stoffer ud fra kogepunkter og polaritet.

Kvalitative klassiske kemiske tests til at undersøge hvilke funktionelle grupper et stof indeholder : 2,4-DNP, (Bradys test) Fehling/Tollens, addition med bromvand, pH-måling, drejning af planpolariset lys.

Eksperimentelt:
E1. Bjerrumdiagram for BTB
E2. Organisk identifikation vha. kvalitative kemiske tests
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 2. Orbitaler og spektroskopi

Først går vi fra at genbesøge Bohrs atommodel, herefter skal vi se at de otte elektroner i 2. elektronskal ikke har den samme energi udover for hydrogen. To af elektroner er i 2s orbitalen, mens de 6 andre er i 2p orbitaler.

Først introduceres IR spektroskopi som metode til at identificere hvilke funktionelle grupper der er i et organisk molekyle og herefter NMR spektroskopi for at kunne sætte carbonkæden sammen ud fra antal ækvivalente hydrogenkerner, koblingsmønstre og kemisk skift. Hvor den første metode bygger på vibrationer dvs. bindinger kan strækkes og bøjes ved at absorbere infrarød stråling. Hvilke bølgetal som er proportionalt med energien og angives i reciprok cm (1/cm) foræller noget om hvilke bindinger og hvor mange af den type bindinger der er i et molekyle og anvendes især til at undersøge funktionelle grupper og om der er aromatisk ringe eller dobbeltbindinger mellem carbonatomer. Man skal være opmærksom på påvirkningen fra hydrogenbindinger og overtoner.
H-NMR bygger den anden på en kvantemekanisk størrelse kaldet spin forklarer hvorfor der kan være to elektroner i en orbital og man taler om spin op og spin ned. Det laveste energi opnås hvis alle elektroner eksempelvis i 2p- eller 3d-orbitalen har samme spinretning.
Når atomer laver bindinger deler de en molekylorbital og det skyldes at der er et overlap mellem to orbitaler eksempelvis mellem en s- og en p-orbital og denne kombination kaldes for en molekylorbital. I sp2 hybridisering er der en ledig p-orbital som kan lave en ikke rotationssymmetrisk pi-binding med et andet carbon, oxygen eller nitrogen. Derfor er en
dobbeltbinding ikke dobbelt så stærk som to enkeltbindinger.
Delokaliserede elektronssystemer forklares nu ud fra disse ledige p-orbitaler som kan lave en pi-elektronsky i eksempelvis benzen, mens også i konjugerede dobbeltbindinger.

Eksperimentelt:
E3. Isolering og karakterisering af eugenol fra nelliker
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 2a. Uorganisk kemi og komplekskemi

Vi kigger på d-orbitaler med fokus på undergruppemetaller og dannelse af ioner samt kompleksdannelse som optakt til besøg på SDU.

Projekt: koordinationsforbindelser og komplekser med øvelsen https://www.sdu.dk/da/samarbejde/undervisningstilbud/findtilbud/tilbud/uorganiske-salte

Eleverne laver i par en poster med identifikation af kationer og anioner i salte vha. et rutediagram med fokus på opløselighed, fældningsreaktioner, redoxreaktioner, kompleksdannelse og flammefarver.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 3. Termodynamik og ligevægt

Emnet starter med at tage udgangspunktet i termodynamikkens 1. hovedsætning om, at man kun kan ændre energien af et system ved et arbejde (A) eller varme (Q) og fortegnet på A og Q beskriver om der udføres et arbejde på systemet eller systemet udfører et arbejde på omgivelserne. Man skal beskrive sit system nøje, når man arbejder med termodynamik. Systemet kan være lukket, åbent, varmeisoleret og isoleret.
Det er vigtigt at når temperaturen aftager ved en kemisk reaktion, så skal man tænke sig at systemet modtager varme, så temperaturen kommer tilbage og derfor er den reaktion varmeoptagende dvs. endoterm.
Den første af de tre termodynamiske funktioner er entalpien beskriver den tilførte varme ved konstant tryk.
Den kan beregnes for reaktioner (og processer) ud fra standardentalpier ved 298 K og nulpunktet er defineret for rene grundstoffer i deres mest stabile tilstand ved 298 K.
Hess' lov viser at entalpien (og senere de andre to funktioner) er tilstandsfunktioner og kun afhænger af start- og sluttilstand og derfor kan man dele sin reaktion op i delreaktioner for at gøre beregningerne mulige.
Entropien beskriver hvor stor orden der er i et kemisk system og der ses især på gasmolekyler og iongitre som eksempler på stoffer der har høj og lav entropi. Nulpunktet for entropien er for et rent krystallinsk stof
er 0 ved det absolutte nulpunkt (0 K).
Entropitilvæksten for reaktioner (og processer) kan beregnes ud fra standardentropier og det viser sig at tilvæksten i entropi såvel som for entalpi er tilnærmelsesvis uafhængig af temperaturen for kemiske reaktioner.
Gibbs energien introduceres for at kunne regne hvornår der er ligevægt i systemet som G = H - TS og når tilvæksten i Gibbs energi (ikke standard Gibbs energi) er nul, så er systemet i ligevægt. Standard Gibbs energien kan beregnes ud fra tabelopslag ved 298 K eller ud fra standardentalpien og standardentropi ved alle temperaturer.
van't Hoffs ligning kobler termodynamik og ligevægtskonstanten, så ligevægtskonstanten kan bestemmes ved forskellige temperaturer ud fra termodynamiske data.
Ligevægtsreaktioner uddybes fra B niveau, så gasser nu regnes i enheden bar, mens stoffer opløst i vand regnes i enheden mol/L.

Eksperimentelt:
E4. Simulering af kuldepose og selvopvarmende kop
E5. Hess' lov
E6. Redoxreaktioner og termodynamik
E7. van't Hoffs ligning ud fra opløselighed af kaliumnitrat
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 15 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 4. Fra aminosyrer til peptider

Forløbet undervises som et projekt for at være en optakt til SRP.
Eleverne undersøger hvor aminosyrerne er opbygget og kigger på inddelingen i polær/upolær sidegruppe og basisk/sur sidegruppe.
At aminosyrerne findes på mindst tre former syreform, amfoionform, baseform, men at hvis der er en basisk eller sur sidegruppe, så vil der være en form mere.
Proteinernes primære struktur med N- og C-terminal og peptidbinding, den sekundære struktur styret af hydrogenbindinger mellem C=O og N-H, alfahelixer, betafoldeblade, proteiners tertiære struktur som skyldes sidegruppers intermolekylære kræfter eller ionbindinger eller svovlbroer og den kvartenære struktur.
Eleverne skal ved titrering og TLC identificere aminosyrer .

Eksperimentelt:
E8. Titrering og TLC af aminosyrer
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 5. Reaktionskinetik og enzymer

Forløbet tager udgangspunkt i det mere beskrivende forløb om reaktionshastighed i 2g og nu vises det at man kan undersøge en reaktion hvis der dannes gas, et stof har en farve (evt. absorption i UV området) eller måling af pH.
Men forløbet følger op på forløbet med aminosyrer og proteiner ved at kigge på enzymers struktur, cofaktor, virkemåde og virkning.
Michaelis-Menten modellen udvikles som en simplificeret model for enzymkinetik ved at lave nogle antagelser. Størrelserne Michaelis-Menten konstanten og den maksimal hastighed introduceres.
En vigtig pointe er at der er forskel på hastighedsudtrykket v = ... der beskriver hvor hurtigten reaktion forløber  ved nogle koncentrationer og så funktionsudtrykket [A] = ... der beskriver hvordan koncentrationen ændrer sig. En reaktion vil i de fleste tilfælde være 0., 1. eller 2. ordens, hvor reaktionshastigheden er uafhængig af koncentrationen i det første tilfælde, vokser lineært i det andet og vokser som en parabel i det tredje. Hastighedskonstantan k beskriver hvor hurtigt stoffet omdannes og har forskellige enheder i de tre tilfælde.
Man kan enten nøjes med at lave et eksperiment hvor man måler i lang tid eller en række eksperimenter hvor man ændrer forsøgsbetingelser systematisk og måler initialhastigheden. Vi undersøger begge metoder for affarvning af krystalviolet.
Funktionsudtrykkene kan bestemmes ud fra hastighedsudtrykket vha. integralregning, men da der også er en elev uden Mat A, så er det også vist at man kan gøre prøve og vise at udtrykket passer.
Når man indtager eksempelvis lægemidler vil der gå lidt tid inden lægemidlet er optaget i blodet og derfor opnås en maksimale koncentration efterfulgt af en første ordens nedbrydning.
Begrebet aktiveringsenergi og energibarriere introduceres og undersøges eksperimentelt.
Elementarreaktioner som er uni-, bi- eller termolekylære giver mulighed for at undersøge
reaktionsmekanisme, hvor det hastighedsbestemmende trin er centralt for hastighedsudtrykket.
For katalysatorer kigges på heterogen katalysatorer og reaktioner på en overflade.
Nukleofile substisutionsreaktioner introduceres med begreber som nucleofil reagens og udgående gruppe, og forskellen mellem SN1 og SN2 undersøges.
Enzymet katalases omdannelse af substratet hydrogenperoxid undersøges eksperimentelt og eleverne udvælger en faktor som de selv undersøger, men først skal fornuftige reaktionsbetingelser og opstilling af eksperiment undersøges.

Eksperimentelt:
E9. Affarvning af krystalviolet (måling både med initialhastighedsmetoden og ud fra absorbans som funktion af tiden)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 6. Denaturering, emulsioner og fedtstoffer

Det sidste forløb samler op på hvordan man kan påvirke proteiner og de intermolekylære kræfter der holder dem sammen.
Det leder frem til begrebet emulsion hvor velvalgte molekyler kan holde sammen på en blanding af hydrofobe og hydrofile stoffer ved enten at lave en vand-i-olie emulsion eller olie-i-vand emulsion.

Eksperimentelt:
E9. Denaturering af albumin i æggehvid
E10. Emulsioner i praksis mayonaise og hollandaise
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer