Полімери-основа пластмас.

Урок 41, 42

Тема уроку: Полімери – основи пластмас. Основа пластмас.

Мета: сформувати в учнів знання про загальні поняття хімії високомолекулярних сполук на прикладі поліетилену; дати  уявлення про властивості  та застосування поліетилену

Завдання:             

• навчальні:  ознайомитися з поняттями «полімери», «мономери», «структурна ланка», реакцією полімеризації та  особливостями їх утворення;
• виховні: виховувати екологічне мислення, формувати науковий світогляд учнів;
• розвивальні:  розвивати вміння й навички учнів працювати з інтерактивним матеріалом, логічно мислити, спостерігати, робити висновки та узагальнення

Основні поняття й терміни: полімери, мономери, реакція полімеризації, елементарна структурна ланка, ступінь полімеризації.

Обладнання та матеріали: зразки із поліетилену у 3Д форматі, схеми, додатковий відео- матеріал, картки.

Методи проведення:

• інтерактивні опрацювання навичок, опитування, бесіди .

Тип уроку: засвоєння нових знань.

ПЛАН УРОКУ

I.Організаційний етап ……………………………………………………………3 хв.

II. Мотивація навчальної діяльності……………………………………………..2 хв.

III. Стимулювання навчальної діяльності ………………………………………2 хв.

IV. Актуалізація опорних знань………………………………………………… 2 хв.

V. Пояснення нового матеріалу……………………………………………........25 хв.

VI. Закріплення нового матеріалу……………………………………………….5 хв.

VII. Підбиття підсумків уроку та повідомлення домашнього завдання……..…6 хв.

Хід уроку

1.                Організаційний етап.

Привітання, відмічання відсутніх. Приготувались до роботи.

Доброго дня, діти! Ми з вами сьогодні вивчимо нову тему. Увага на екран!

2.            Мотивація навчальної діяльності.

Тема сьогоднішнього уроку на екрані в презентації, а хто може мені сформувати мету та завдання? (учні пропонують свої варіанти). Добре, все вірно!

III.  Стимулювання навчальної діяльності.

Поліетилен належить до світу полімерів. Цей світ надзвичайно різноманітний та дивовижний. Подивіться скільки різноманітних виробів можна виготовити з поліетилену. Я демонструю вироби із поліетилену.

Сьогодні на уроці ми дізнаємося ще більше про поліетилен  та світ полімерів.

Полімери (від грец. полі – багато, мерос– частина) – природні і синтетичні сполуки, молекули яких складаються з великої кількості однакових або різних за будовою атомних угрупувань, що багаторазово повторюються, сполучених між собою хімічними або координаційними зв’язками в довгі лінійні або розгалужені ланцюги. Оскільки молекула полімеру має великі розміри та високу молекулярну масу (М > 5000 – 10000), то молекулу прийнято називати макромолекулою, а самі полімери – високомолекулярними сполуками (ВМС). Однак не усі речовини з високою молекулярною масою відносяться до полімерів, а лише ті які мають ланцюгову будову.

Складова ланка, елементарна ланка – група атомів, за допомогою яких можна описати будову полімеру.

Ланками ланцюга можуть бути як окремі атоми, так і групи атомів (наприклад, полімерна сірка  ̶ S ̶  S ̶  S ̶  і поліетилен  ̶ CH₂  ̶ CH₂  ̶ CH₂  ̶ CH₂ ̶  ).

Ступінь полімеризації (n) – число ланок, що повторюються в ланцюзі. Вона визначає молекулярну масу полімеру (М)

M =m n

де m – молекулярна маса ланки.

Макромолекула – молекула полімеру, яка складається з елементарних ланок, що багаторазово повторюються.

Мономери – вихідні речовини для синтезу полімерів, їх молекулярна маса не більше 500.

Мономерна ланка – елементарна ланка мономеру, якщо під час синтезу він повністю входить до складу цієї ланки, наприклад:

Особливості властивостей полімерів:

 1) Полімери не підкоряються закону сталості складу.

2) Полімери здатні до волокно й плівкоутворення завдяки витягнутій формі макромолекул.

3) Полімери мають велику міцність.

4) Полімери мають велику в’язкість через наявність 2 структурних елементів: макромолекули в цілому і її частин (сегментів).

5) Для полімерів відсутній газоподібний агрегатний стан, тому що вони розкладаються не досягаючи температури кипіння.

6) Полімери – полідисперсні, є макромолекули з різним ступенем полімеризації 7) Полімерам характерна анізотропія властивостей (властивості в повздовжньому й перпендикулярному напрямку – різні). 8) Набухання передує розчиненню полімерів.

 9) Для еластомерів характерні великі зворотні деформації, що дуже перевищують пружну деформацію низькомолекулярних речовин.

3.         Актуалізація опорних знань.

Щоб наша робота була продуктивною та ефективною дайте відповіді на поставлені запитання:

•                   Пригадайте, які типи реакцій характерні для насичених вуглеводнів? (горіння, розкладу, заміщення)
•                   Із якими представниками ненасичених вуглеводнів ви вже знайомі? (етилен та ацетилен)
•                   Які реакції характерні для цих представників?
•                   Чи існують у вільному стані в природі ці речовини?

(ні, бо вони легко вступають в реакцію приєднання)

Екологічна хвилинка

Утилізація полімерних матеріалів і пластмас — одна з найактуальніших проблем сьогодення. Адже навіть якісні речі, якими користується людина, з часом стають непридатними.

Є різні методи утилізації, проте насамперед важливо: 1) скорочувати обсяги використання пластмас у різних виробничих процесах; 2) застосовувати ефективні методи їх утилізації; 3) використовувати вироби з пластмас як сировину для вторинної переробки; 4) переробляти пластмаси на паливо.

Малоефективний метод — захоронення пластмасових відходів. Адже такі захоронення займають площі, які можуть використовуватися для господарських потреб. Оскільки розкладання полімерних матеріалів у природних умовах відбувається впродовж 150 років, то ці землі довгий час залишаються незадіяними.

Особливо небезпечним є відкрите спалювання пластмас. Спалювання в сміттєспалювальних печах також негативно впливає на навколишнє середовище, тому що з газоподібними викидами в атмосферу потрапляють діоксини. Побічним продуктом згоряння пластмас може бути ціанідна кислота, яка у великих кількостях є смертельною отрутою. Тож важливе значення має використання газо- й пилоочисних споруд. Ефективна також система сухої та вологої очистки в рукавних фільтрах. До того ж позитивний момент — використання тепла.

Нині головною проблемою людства є проблема гармонійного збалансованого розв'язання екологічного, енерго- й ресурсозбереження. Ідея комплексного збереження природних ресурсів була підтримана міжнародною спільнотою на Стокгольмській конференції ООН з проблем навколишнього середовища. Це такий підхід до життя, коли інтереси суспільства спрямовуються на задоволення потреб не лише нинішнього населення планети Земля, а й наступних поколінь.

4.         Закріплення нового матеріалу.

1.               Обчисліть ступінь полимерізації, якщо середня молекулярна маса його становить: І варіант а) 19600; б)16520

Дано:    Розв’язок

(С₂Н₄)   Формула поліетилену (С₂Н₄), n – ступінь полімеризації

   Mr (С₂Н₄) n =(2●Ar(C)+4 ●Ar(H)) ● n=(2 ●12 +4●1) ● n=28 n

 n – ?   Складаємо алгебраїчне рівняння і розв’язуємо його

   а) 28 n=19600  б) 28 n=16520

   n=19600 : 28   n=16520:28

   n=700    n=590

2.  Назвіть полімери, які є основою пластмас, і наведіть їхні формули.

VII. повідомлення домашнього завдання.

Д/З Опрацювати  § 32. За матеріалами з інтернету підготуйте коротке повідомлення, ПРОЕКТ: Полімер, який називають органічним склом, і сфери його застосування

Список використаних джерел:

1.               Мельник Л.І. Хімія і фізика полімерів: Навч. посібник – Київ: НТУУ ”КПІ” 2016. – 161 с
2.               Курта С.А., Курганський В.С. Хімія і технологія високомолекулярних сполук: Навч. посібник – Івано - Франківськ: Видавництво «Плай» ЦІТ Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника, 2010. – 291 с.
3.               Фізико-хімія полімерів : підруч. / Л. Д. Масленнікова, С. В. Іванов, Ф. Г. Фабуляк, З. В. Грушак. – К. : Вид-во Нац. авіац. ун-ту «НАУ–друк», 2009. – 312 с.
4.               Попель П. П. Хімія (рівень стандарту) : підруч. для 10 кл. закладів загальної середньої освіти / П. П. Попель, Л. С. Крикля. — Київ : ВЦ «Академія», 2018. — 256 с. : іл.
5.               Технологічні основи перероблення полімерних матеріалів [Електронний ресурс] / І. О. Мікульонок. 2-ге вид., переробл. та доповн. ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові дані (1 файл: 7,21 Мбайт). – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 292 с. – Бібліогр.: с. 287–288.
6.               В.А., Дейкун І.М. Хімія рослинних полімерів/ Навч. Посіб. За редакцією В.А. Барбаша. – Київ: «Каравела», 2018. – 440 с.