Syftet med denna studie är att synliggöra hur undervisning i det naturvetenskapliga ämnet kemi kan bidra till att utveckla yngre elevers handlingskompetens för hållbar utveckling. De frågeställningar som låg till grund för studien var: På vilket sätt utvecklas elevernas handlingskompetens i samband med undervisning för hållbar utveckling? samt Vilka känslor uttrycker eleverna i samband med undervisning för hållbar utveckling? För att svara på detta har jag planerat och genomfört en lektionsserie i ämnet kemi samt utfört intervjuer med elever i årskurs två. Arbetssättet storyline har använts som verktyg för undervisningen och det sociokulturella lärandeperspektivet har utgjort en guidande princip för studien. Elevernas utveckling analyserades med hjälp av för- och efterintervjuer samt observationer.   Resultatet visade att elevernas handlingsförmåga utvecklades från individuella och reaktiva handlingar till kollektiva och förebyggande handlingar. Resultatet visade även att elevernas känslor förändrades under studiens gång och hade en inverkan på deras handlingar.

Supercritical fluid chromatography (SFC) is an expanding chromatographic technique that is part of the evolving field of green chemistry due to its short run times and use of non-toxic solvents in combination with recycled CO2. The use of a suitable column is essential for separation science in general and there is a wide variety of SFC compatible columns available on the market. In collaboration with the AstraZeneca Gothenburg Separation Science Laboratory (SSL), an investigation of 25 stationary phases in combination with four different mobile phases was conducted in order to evaluate interactions between the mobile phase, stationary phase and analytes. The aim was to find a new column set, able to operate with a wide range of molecules at both analytical and preparative scale. The 36 compounds analysed were chosen to represent the chemical space suitable for current and foreseen compounds of interest within AstraZeneca. Furthermore, to mitigate the risk of degradation of sensitive compounds in basic conditions, different combinations of basic stationary phases and neutral mobile phases were investigated.The study was performed using a Waters Acquity UPC2 system equipped with a photodiode array (PDA) detector and a single quadrupole detector (SQD). The data was gathered by Empower 3 and analysed using statistical methods to evaluate corelations and orthogonality with the help of Python. Visualisations were produced using Pandas, XLstat and SIMCA.The results evaluated retention time, symmetry factor, distribution of retention times of compounds over the columns, and DMSO retention. The results showed that MeOH and the basic additive NH3 included in the mobile phase composition provided the shortest retention times, best peak symmetry and distribution of compounds. It was concluded that Kromasil 2EP, Kromasil Diol, DC Pak PBT, and Kromasil NH2 columns represent a diverse set for the intended chemical space. They all also operate with good results without additive, for the compounds used. / Superkritisk vätskekromatografi (SFC) är en växande kromatografisk teknik som tack vare sina snabba analyser, användandet av icke toxiska lösningsmedel, samt återvinningsbar CO2 utgör en del av den allt mer populära “gröna” kemin. Det finns en mängd kolonner utvecklade för SFC på marknaden, och att använda rätt sorts stationär fas är en viktig del för separationen av olika ämnen. I samarbete med Separation Science Laboratory på AstraZeneca i Göteborg, har 25 olika stationära faser i kombination med fyra mobila faser studerats för att analysera interaktionerna mellan faserna och analyterna. Målet är att hitta en uppsättning av kolonner som kan användas vid upprening av substanser med en stor variation av kemiska egenskaper/deskriptorer. För den här studien har 36 molekyler som representerar den kemiska rymd som AstraZeneca jobbar i använts. För att minimera risken av nedbrytning av känsliga molekyler i basiska miljöer, är även basiska kolonner med neutrala mobilfaser inkluderade. Under studien användes SFC systemet Acquity UPC2, utrustad med en Diode array detektor, en Single quadrapole detektor samt Empower 3 för insamling av data. Den statistiska analysen utfördes i Python och visualiseringen gjordes med hjälp av Pandas, Xlstat och Simca.Resultaten utvärderades med avseende på retentionstid, symmetrifaktorn, fördelningen av substanser över kolonnerna och retention av DMSO. Resultaten visade att MeOH med NH3 som additiv i mobilfasen gav kortast retentionstid, bäst symmetri och bredast fördelning av substanser. Slutsatserna var att kolonnerna Kromasil 2EP, Kromasil Diol, DC Pak PBT, and Kromasil NH2 tillsammans representerar den diversa uppsättning av kolonner som passar den kemiska rymnd som användes i studien. Samtliga kolonner kan även köras med goda resultat i neutrala mobila faser, med de betingelser som använts.

The interfacial structuring of three non-halogenated ionic liquids was examined at the air-liquid interface for both dry and humid condition by analysis of X-ray reflectometry data using a slab model approach. The aim was to investigate the effect of humidity on the air-liquid interface. Pure ionic liquids as well as solutions of 5% w/w and 20% w/w in propylene carbonate were examined. Three different cations were used, a phosphonium cation ([P6,6,6,14]+) and two dialkylimidazolium cations ([C6C1Im]+ and [C10C1Im]+). The anion was bis(mandelato)borate ([BMB]-), which is a non-commercial anion that has been shown to exhibit excellent tribological properties. The results reveal that the presence of ambient water has an impact on the interfacial structure and the layering of all pure ionic liquids, as well as most cases of ionic liquid solutions. Exposure to humidity had the largest response in the case of all pure and diluted solutions of [C6C1Im][BMB], for which a more pronounced layering was observed. The [P6,6,6,14][BMB] solutions did not exhibit any significant changes when exposed to ambient water, with the 20% w/w solution proving to be the most stable. / Gränsskiktsstrukturen hos tre olika icke-halogenerade jonvätskor undersöktes vid luft-vätskegränsskiktet för både torra och fuktiga förhållanden genom analys av data från en röntgen reflektometer med en “slab model approach”. Målet var att undersöka effekten av luftfuktighet på luft-vätskagränsskiktet. Rena jonvätskor såväl som lösningar av 5 och 20 vikt-% utspädda i propylenkarbonat undersöktes. Tre olika katjoner användes, en fosforkatjon ([P6,6,6,14]+) samt två dialkylimidazoliumkatjoner ([C6C1Im]+ och [C10C1Im]+). Anjonen var bis(madelato)borat ([BMB]-), vilket är en icke-kommersiell anjon som har visat bra tribologiska egenskaper. Resultatet visar att närvaron av omgivande vatten har en påverkan på gränsskiktsstrukturen samt skiktning hos alla rena jonvätskor och de flesta utspädda lösningar. Exponering för fuktighet hade den största inverkan på alla rena och utspädda lösningar av [C6C1Im][BMB], för vilka en mer distinkt skiktning kunde observeras. [P6,6,6,14][BMB] lösningar uppvisade inga signifikanta ändringar vid exponering till fuktig luft, där den lösning med 20 vikt-% visade sig vara mest stabil.

Gasformig koldioxid kan absorberas i en ammoniaklösning och bilda salt. De möjliga produkterna är ammoniumvätekarbonat (NH4HCO3), ammoniumkarbamat (NH2COONH4) och ammoniumkarbonat ((NH4)2CO3). Ammoniak är gasformigt i rumstemperatur. För att förhindra avdunstning av ammoniak undersöktes det i den här rapporten om nedkylning av reaktionslösningen eller ett oljelager ovanför skulle kunna förhindra detta och därmed tillåta saltbildning i lösningen. Dessutom skulle absorptionen genomföras utan både oljelager och nedkylt förhållande för att bestämma vad som var mest effektivt för att ge ett så högt utbyte som möjligt. För bestämning av de bildade salternas sammansättning användes XRD som analysmetod.  Resultatet från experimentet visade att salterna bildades i gasfasen och inget salt erhölls från vätskefasen. Orsaken till det är inte fastslagen, men tros bero på parametrar som salternas löslighet, lösningens pH, flödeshastighet på koldioxiden som gynnar ammoniakens avdunstning samt temperaturen. Utbytet från de olika försöksuppställningarna blev lågt i samtliga experiment, som högst erhölls relativt utbyte på 1,5%. Experimentet som gav högst relativt utbyte var försök vid 15% ammoniakkoncentration och koldioxidflöde på 181 ml CO2/min. Vid detta försök gjordes inga åtgärder för att förhindra ammoniakavdunstning från lösningen. Av de proverna som analyserades med XRD erhölls endast den önskade produkten med säkerhet i ett av proverna (isbad, 15 % NH3, 181 ml CO2/min). För att bestämma optimala reaktionsbetingelser krävs vidare studier.

Sammanfattning på svenska: Målet med projektet var att utveckla ett system av disperserade bindemedel för non-wovenindustrin som inte förutsätter omfattande förändringar i befintliga processer. Bindemedlet ska vara biobaserat, bionedbrytbart och endast bestå av byggstenar som är matkontaktsgodkända av FDA och BFR. Ett disperserat system möjliggör en hög torrhalt tillsammans med en låg viskositet som i kombination med stor anpassningsbarhet kan konkurrera med fossila bindemedel på marknaden. Denna studie behandlar användande och modifiering av vattenlösliga biopolymerer för utveckling av ett disperserat system med förmågan att binda samman fibrer i ett non-wovenmaterial. Flertal analytiska metoder och observationer används, som Fourier transform infraröd spektroskopi (FTIR), laddningsdensitet, viskositet och optisk mikroskopi, för att mäta framgången av konceptet. Olika modifieringar och ympningsstrategier användes under projektet och deras inverkan på biopolymerer diskuteras. / The aim of the project was to develop a dispersed binder as a drop-in solution for non-woven industry. The binder should be bio-based, biodegradable and consist only of FDA and BFR food contact approved components. A dispersed system enables the binder to have a high solid content while having a low viscosity. This feature, in combination with a binder with tunable properties, can be a competitive alternative for the fossil-based binders in the market.  This study focuses on the use and modification of biopolymers with binding capacity to form a dispersed system from water-soluble biopolymers. The success of the reaction was evaluated by using a multitude of analytical methods and observation, such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), charge distribution and viscosity measurements. Several modification strategies and grafting agents were used and their impact on the biopolymer is discussed.

This thesis is about sustainability within chemistry, the so-called, green chemistry. With this work  I seek to combine green chemistry with sustainable  development  and find methods for teaching green chemistry in a laboratory environement.  I have designed  and tested two labs with ingredients of green  chemistry and sustainable development in my study. I wanted to determine if my design model  leads to conception for the students. The students have through forms and interviews declared their perspective on the education and their conception. In a laboratory environment the pros of a laboratory way of work should be recognized. Pre- and post-work puts the lab in a context. The students understand the concepts better if they are allowed to test their knowledge in a discussion. The teachers role in the discussion should be to lift the level of the discussion by controlling the conversation and in a constructiveway contribute to making the discussion move forward whenever necessary. / Denna uppsats behandar hållbarhet inom kemi, den så kallade gröna kemin. Med arbetet söker jag förena grön kemi med hållbar utveckling och hitta metoder för att undervisa grön kemi i en laborativ miljö. I undersökningen har jag designat och testat två laborationer med inslag av grön kemi och hållbar utveckling. Jag ville undersöka om undervisningsmodellen leder till en begreppsutveckling hos studenter och elever. Studenterna/eleverna har genom enkäter och intervjuer uttalat sig om dels sina egna kunskaper och dels om undervisningens inslag och dess bidrag till deras begreppsutveckling. I ett laborativt sammanhang bör fördelarna med ett laborativt arbetssätt utnyttjas. Förarbete och efterarbete ger laborationen ett sammanhang. Studenten/eleven förstår begreppen bättre om de får testa sina kunskaper i en diskussion. Lärarens roll i diskussionen bör vara att lyfta diskussionsnivån genom att styra samtalet och på ett konstruktivt sätt bidra till att föra diskussionen framåt när det är nödvändigt.