Конспект уроку "Поняття про полімери на прикладі поліетилену"

Конспект уроку

9 клас  Хімія

Тема. Поняття про полімери на прикладі поліетилену

Мета: - ознайомити учнів із загальними поняттями хімії високомолекулярних сполук на прикладі поліетилену, розглянути властивості та застосування поліетилену;

• розвивати вміння досліджувати, спостерігати, робити висновки;
• виховувати екологічну культуру та бережливе ставлення до природи.

Тип уроку: засвоєння нових знань

Обладнання та реактиви: вироби із поліетилену, розчини натрій гідроксиду та хлоридної кислоти, спиртівка, пінцет, штатив із пробірками, чорна скринька, інструкції до лабораторної роботи, моделі молекул поліетилену, поліетиленові пакети, жувальна гумка.

Епіграф: «Широко простягає хімія руки свої у справи людські…»

М.В. Ломоносов

 

Хід уроку

І. Актуалізація знань

1. Дати визначення поняття «ізомери».

2. Як називаються насичені вуглеводні за систематичною номенклатурою?

(алкани)

3. Дати визначення поняття «гомологи»

4. Як називається п'ятий представник алканів? (пентан)

5. Скільки атомів карбону містить у своєму складі гексан? (6)

6. Із якими представниками ненасичених вуглеводнів ви вже знайомі?

(етилен та ацетилен)

7. Яка загальна формула алкенів? (С_пН_2п)

8. Загальна формула алкінів. (С_пН_2п-2)

9. Які реакції характерні для ненасичених вуглеводнів? (приєднання)

ІІ Мотивація навчальної діяльності

Ще на світанку народження наукової хімії Ломоносов писав: «Широко простягає хімія руки свої у справи людські…».

 Хімії належить одне з перших місць у науково-технічному прогресі. З повітря й води, вугілля й нафти, горючих газів і деревини хіміки створюють такі речовини й матеріали, яких немає у природі.

 А ось одна група матеріалів, створених людиною, дійсно, дивовижна. Про них можна сказати так:

Они прочны, как сталь, легки, как алюминий,

                            Коррозия вовек им не страшна.

                            Им нипочем ни снег, ни дождь, ни иней,

                            Не повредит их даже кислота.

                            Тепло хранят, почти как древесина.

                            Не разрушаются грибками ни на грамм.

Термопластичны, термостойки и мобильны,

Ведь повсеместны в применении тут и там.

 Що ж  це за матеріали? Такими речовинами є пластмаси, в основі яких полімерні матеріали. Що ж таке полімери? Сьогодні ми розглянемо на прикладі поліетилену.

ІІІ Вивчення нового матеріалу

1. Розповідь учителя

В реакцію приєднання молекули етилену можуть вступати не тільки із іншими речовинами, а і сполучатися між собою, утворюючи одну велику молекулу – макромолекулу. Ця реакція відбувається при нагріванні, наявності тиску та каталізатора.

Розглянемо як відбувається цей процес.

Якщо етилен нагріти до 150-200^оС і піддати високому тиску, його молекули почнуть сполучатися одна з одною у великі молекули. Сполучення молекул відбувається за рахунок розриву в кожній з них подвійних зв'язхків з утворенням одинарних і вивільненням двох одиниць валентності. Молекули поліетилену мають лінійну структуру.

На дошці:

СН₂=СН₂ + СН₂=СН₂ + СН₂=СН₂ + … ---- --СН₂—СН₂-- + --СН₂—СН₂-- + --СН₂—СН₂--…----  --СН₂—СН₂—СН₂—СН₂—СН₂—СН₂--…

Реакція полімеризації – це реакція сполучення однакових молекул в одну макромолекулу.

Цю реакцію можна записати у скороченому вигляді

пСН₂=СН₂ ---- (--СН₂—СН₂--)_п

мономер           структурна ланка

Полімери зовсім небезпідставно називають велетнями органічного світу. Адже, порівняно з іншими органічними сполуками, їхня молекулярна масса величезна – від десятків тисяч до мільйонів. Молекули полімерів побудовані з численних елементарних структурних ланок – залишків молекул низькомолекулярних сполук. Такі низькомолекулярні сполуки називають мономерами. Утворення полімеру шляхом послідовного сполучення молекул мономера наз. Полімеризацією.

2. Робота з підручником та зошитом.

Учні дають визначення поняттям та записують їх у зошити.

Реакція полімеризації – це реакція сполучення однакових молекул в одну молекулу.

Мономер – вихідна речовина, взята для проведення реакції полімеризації.

Структурна ланка – ланка, на яку перетворився мономер і яка багаторазово повторюється.

Ступінь полімеризації – певна кількість молекул мономера, що сполучені між собою. Позначається літерою п.

Чи можна визначити ступінь полімеризації?

Щоб визначити ступінь полімеризації потрібно молкулярну масу полімера поділити на молекулярну массу мономера

п=М(полімеру):М(мономера)

3. Конструювання молекули поліетилену із моделей молекул етилену

 

4.Лабораторний дослід

Повторимо правила техніки безпеки

Інструкція до виконання

1. Роздивіться видані вам вироби з поліетилену. Якого вони кольору, які на дотик?
2. Роздивіться поліетиленову плівку. Чи прозора вона? Спробуйте її розтягнути, зім'яти, подряпати скляною паличкою.
3. У пробірку з водою додайте декілька гранул поліетилену та спостерігайте, легший чи важчий поліетилен за воду, чи розчиняється полетилен у воді.

Висновок. Поліетилен легший за воду, безбарвний, прозорий, на дотик трохи жирний, у воді не розчиняється.

4. Демонстрація. Відношення поліетилену до нагрівання

1. Учитель обережно нагріває скляну паличку і торкається нею поліетиленової плівки.
2. Спалює шматочок поліетиленової плівки у полум'ї.

Висновок. Поліетилен легко розм'якшується при нагріванні, плавиться і утворює краплі. Горить синюватим полум'ям.

5. Демонстрація. Чи реагує поліетилен із розчином лугу та кислоти

1. У пробірку із розчином кислоти учитель додає гранули поліетилену.
2. У другу пробірку, де міститься луг, також поміщає поліетилен.

Висновок. Взаємодії речовин у двох пробірках не відбувається.

6. Повідомлення учнів.

Перший учень. Фізичні властивості поліетилену.

 Поліетилен – тверда речовина білого кольору, що легко забарвлюється в різні кольори, не тоне у воді. На дотик поліетилен ніби масний, нагадує твердий парафін. Плавиться поліетилен у межах 102 – 105⁰С або 125 – 137⁰С, залежно від способу одержання. Поліетилен – доволі міцний матеріал. Плівку з поліетилену можна зігнути, зім'яти, але важко розірвати. Поліетилен не проводить електричного струму, є газо- та водонепроникним. Він стійкий до дії кислот, лугів, бромної води, розчину калій перманганату, але за 80⁰С розчиняється в органічних розчинниках. Важливою властивістю цього полімеру є здатність витримувати низькі температури (до – 70⁰С). Неотруйний.

 Під впливом теплоти й сонячного проміння на повітрі поліетилен поступово окислюється (старіє).

 Залежно від ступеня полімеризації поліетилен має різні властивості. Якщо п дорівнює 20, то поліетилен є рідиною із мастильними властивостями. Якщо п дорівнює 1500 – 2000, то поліетилен твердий, але гнучкий та пластичний. Якщо п дорівнює 5 – 6 тисячам, то поліетилен стає дуже твердим.

Другий учень. Застосування поліетилену.

Поліетилен широко використовують майже в усіх галузях народного господарства. Це виготовлення деталей апаратів, що працюють у агресивному середовищі, тари для зберігання хімічно агресивних рідин, виготовлення посуду, дитячих іграшок та водогінних труб, антикорозійного покриття. З цього матеріалу виготовляють пакувальні плівки для харчових продуктів, плівки для теплиць. Часто поліетилен застосовується як ізоляційний матеріал для провідників. Із нього виготовляють рибальські сітки, тканини, меблеві чохли, брезенти тощо.

 Поліетилен широко застосовують у сільському господарстві.

 Використання поліетиленової плівки для гідроізоляції водоймищ забезпечує істотне зниження втрат вологи, яку запасають. Укриття плівкою сінажу, силосу, грубих кормів забезпечує краще збереження навіть у несприятливих умовах. Але головна галузь використання плівкових полімерних матеріалів у сільському господарстві – будівництво і експлуатація плівкових теплиць, бо поліетилен найкраще з усіх полімерів пропускає світло.

ІV. Узагальнення та систематизація знань

1. Гра «Чорна скринька»

А) Цей продукт уперше для продажу був виготовлений у 1869р. американським винахідником Томасом Адамсом із соку тропічного дерева. Новий виріб настільки смакував американцям, що став частиною їхнього життя. Основу його становить полімер, до якого додають пластифікатори та речовину, що робить його менш липким. Цей продукт полюбляє і частина учнів школи, від чого інколи страждають шкільні меблі, підлога та одяг.

(Жувальна гумка)

Б) Цей предмет добре знайомий із повсякденного життя. Виявилося, що він є однією із причин вимирання велетенських черепах, основною їжею яких є медузи. З'ясувалося, що черепахи помилково вважають ці предмети медузами і ковтають їх. Так, під час розтину однієї із загиблих істот в її шлунку знайшли аж 15 таких виробів. Що це за предмет?

(Поліетиленовий пакет)

2. Екологічна хвилинка

Хоч наше життя без полімерів важко уявити, але більшість із них дуже стійкі до впливу навколишнього середовища. Можуть зберігатися у грунті більше 200 років. У світі щорічно випускається 4 трильйони поліетиленових пакетів. Вони вбивають мільйон птахів, 100 тисяч морських ссавців, велику кількість риб. Необхідно на міждержавному рівні вирішувати цю проблему. Японські хіміки уже розробили  спосіб переробки поліетилену на бензин та гас. Екологи України розробили проект – заборонити виробляти та використовувати поліетиленові пакети, у супермаркетах поліетиленові пакети замінити на паперові.

Учитель.

Отже, майбутнє залежить від людини. Поліетилен, який так широко використовується, при недбалому використанні забруднює природу. Тому його необхідно піддавати вторинній переробці, оскільки він належить до групи термопластичних полімерів.

 

3. Гра «Підказка»

(На полиці вироби із полімерів. Один учень показує виріб із словами підказки, інший, не дивлячись на виріб, відгадує, про що йде мова)

1. Цей виріб призначений для ін'єкцій. (шприц)
2. Нею закривають банки. (кришка)
3. Ця гра закінчується матом. (шахи)
4. Нею закривають пляшку. (пробка)
5. У ній зберігають газовану воду. (пляшка)
6. В ньому носять речі: книги, продукти, одяг. (пакет)
7. Нею пишуть.(ручка)
8. У ньому висаджують кімнатні рослини. (горщик)

4. Задача

Визначте відносну молекулярну масу поліетилену, якщо ступінь полімеризації дорівнює 1000.

5. Бесіда

1.Чому синтетичні полімери називають «безсмертними мешканцями» Землі?

2. Чи можна використовувати посуд, виготовлений з поліетилену, для нагрівання та кип'ятіння речовин?

3. Чому не варто носити плаття з поліетилену?

V. Підсумки,  домашнє завдання.

Опрацювати

Творче завдання «Перетворення пластикової пляшки»