Розробка уроку хімії

УРОК ХІМІЇ                             

для учнів 10 класу

Тема. Узагальнення знань про полімерні матеріали

Мета: узагальнити знання учнів про полімерні матеріали: пластмаси, гуму, волокна, їхні властивості, застосування; розвивати науковий світогляд, уявлення про світ речей навколо нас; виховувати дбайливість, уважність, екологічну культуру.

Обладнання: вироби з різних видів тканин, пластмас.

Тип уроку: узагальнення та поглиблення знань

Хід уроку

1. Організаційний етап

2. Узагальнення знаннь про полімерні матеріали

 «Мозковий штурм»

Учитель

• Які волокна відносяться до натуральних?

Натуральні – волокна виготовленні з рослинних чи тваринних організмів: льон, бавовна, шовк, вовна ( демонструє рушник з льону, футболку з бавовни, шарф, рукавички з шовку та вовни). Є волокна й мінерального походження – азбест. З нього виготовляють вогнетривку тканину, шифер, теплоізолятори. Натуральні волокна рослинного походження містять природний полімер – целюлозу.

• Дати характеристику штучним волокнам:

Штучні – волокна виготовлені з природної сировини, яку хімічним способом перетворили на волокно. Мають властивості гігроскопічності, приємні на дотик, не електризуються, добре перуться, але мнуться, швидко зношуються. Приклади: віскоза (блуза, сорочка, хустки), ацетатне волокно (штори, сукні, купальники). Для одержання першого штучного волокна бавовну обробили нітратною кислотою. В такий спосіб утворилась нітроцелюлоза, що під час розчинення в спирту з ефіром давала сироподібну рідину. З цієї рідини вдавалось витягнути нитки.

• Які волокна добувають шляхом полімеризації чи поліконденсації з хімічних сполук?

Синтетичні – волокна виготовлені шляхом полімеризації чи поліконденсації з хімічних сполук. Вони мають властивості: міцні, не змочуються водою, тривалі у використанні, часто не мнуться, але погано пропускають повітря, електризуються, не витримують високих температур. Приклади виробів: шарфи, блузи,панчохи, шкарпетки, тюлі, навіть хутра. Блуза зі 100% - вої  бавовни буде м’ятися і служити не дуже довго, але вбирає вологу, в ній не буде жарко, у ній ви матимете гарний вигляд.  Тканина з 100% - вий поліаміду гарна, наприклад капрон, не мнеться, швидко сохне, але не пропускає повітря. У ній дуже жарко у спекоту, холодно в прохолодну погоду. В поєднанні волокна мають більше переваг: віскоза й еластан, віскоза й бавовна, лавсан й вовна. Виробництво синтетичних волокон розвивається швидкими темпами, ніж виробництво штучних волокон. Це пояснюється доступністю вихідної сировини та швидким розвитком сировинної бази, меншою трудоємністю виробничих процесів, а головне, різноманітністю та високою  якістю волокон.              

• Які пластичні маси найпоширеніші в Україні?

Поліетилен, полівінілхлорид, фторопласт, полістирол. Їх добувають простими методами і з дешевої сировини – з вуглеводів, природного газу, газів нафтопереробки тощо.

• Хто засновник основ хімії високомолекулярних матеріалів?

Теоретичні основи нового розділу хімічної науки уперше дав О.М. Бутлеров, який в 1870 р. відкрив явище полімеризації ізобутану.

Що таке гума?(Демонстрація: гумові чоботи,  рукавички, килимок для взуття, камери для велосипедів, канцелярські гумки) 

Каучук – основа гумових виробів. З натурального каучуку (сік рослини Гевея) бразильці  робили м’ячі.  Каучуки  – полімери рослинного але синтетичного походження. Характерні особливості: висока еластичність, здатність відновлювати свою форму після деформації, водо непроникні, зносостійкі, мають ізоляційні властивості. Натуральний каучук утворений із цис-поліізопрену. Легший за воду. Розчинний у органічних розчинниках, здатний приєднувати водень, галогени, галогеноводні. Під час нагрівання перетворюється на мономер. Окислюється киснем повітря, нестійкі до температур. Для стійкості обробляється розведеними кислотами.

Синтетичний каучук одержують штучним шляхом із бутадієну, ізопрену, стиролу. Під час нагрівання теж розкладається. Є основою для виробництва гуми. Першим добув С.А. Лебедєв у 1932 р.

Гуму виготовляють шляхом нагрівання каучуку з сіркою, барвниками (вулканізація). Утворюється міцніший,еластичніший, стійкіший до змін температур матеріал (При наявності 40% сірки – ебоніт).

• Чи можна сказати, що пластмасова продукція безпечна для здоров’я людини?

Абсолютно нешкідливих пластмас немає. У природі вони розкладаються сотні років. Виробів з пластмас стільки, що важко уявити. Пластмаси – матеріали на основі полімерів, що зберігають надану форму після нагрівання і подальшого охолодження. Пластмаси містять різні добавки: розмелене дерево, крейду, сажу, графіт, волокна. Якщо під час нагрівання полімер розкладається з виділенням газу, то застиглий полімер матиме вигляд піни (пінопласт). Полімер – основа пластмаси.

Виступ учнів      «Чи знаєте ви що..?»

- Поліетилен можна зберігати в грунті близько 200 років.

- 1 м3 поролону може увібрати з водної поверхні до 700 м3 нафти.

- Швейцарські хіміки Кюн і Тюркауч створили полімерну плівку, яка здатна під дією лугу розтягуватися, а під дією кислоти скорочуватися. Якщо з тієї плівки створити м’яз завтовшки 1 см, то він підніме вантаж масою 100 кг.

- У перекладі з мови індіанців слово «каучук» означає «сльози дерева».

- Індіанці опускали ноги в сік гевеї, потім деякий час тримали над димом. Так винайшли перші чоботи, аналогічні гумовим.

- Якщо дрібні обрізки лінолеуму засипати в тару з-під масляної фарби, залити ацетоном, герметично закрити, то через півдоби можна отримати універсальний клей.

- Літери РЕ, РР, РS на пластиковій тарі вказують на назву полімеру, з якого виготовлено виріб (поліетилен, поліпропілен, полістирол).

Учитель

• Які полімери використовують для виробництва синтетичних волокон?

Відомо багато природних і особливо багато синтетичних полімерів. Але не всі можна використовувати для виробництва волокна. Для цього потрібно полімери з молекулами великих розмірів, що мають ниткоподібну форму. Кріс цього, полімери повинні розчинятись в доступних розчинниках або плавитись, не розкладаючись. До таких полімерів належать: капрон, анід, лавсан, нітрон тощо.

• Звідки походять назви синтетичних волокон?

Назви синтетичних волокон розкривають їх хімічний склад або місце винайдення. Назва «капрон» свідчить про зв’язок з амідом амінокапронової кислоти. Енант – від аміноенантової кислоти, «хлорин» і «нітрон» доводять, що до складу входять хлор і нітроген. Лавсан дістав назву від перших літер назви лабораторії, де він був винайдений.

• Яке значення має синтетичне волокно?

Синтетичні волокна мають цінні властивості. Вони міцніші за натуральні, не гниють, не пліснявіють, не втрачають міцності при тривалому використанні, стійкі проти дії кислот, лугів, високої температури. Виробництво значно дешевше, ніж натурального. У синтетичних волокон не тільки полімери, а й мономери (тобто вихідна сировина) добуті штучно з нафти, газу, вугілля. Наприклад, капрон дуже міцний. З нього виготовляють троси, канати. Волокно з капрону міцніше від алюмінієвої дротини в 3,5 рази, від мідної – в 1,5 рази. Його міцність дорівнює міцності залізної дротини такого ж діаметру. Одна нитка з енанту завтовшки 1 мм витримує вагу людини і набагато міцніша за стальну дротину такого ж діаметру. Для виготовлення брезенту, палаток вигідніше використовувати нітрон, що не боїться ультрафіолета. Нітрон і лавсан використовується для пошиття одягу та для технічних виробів.

• Яке волокно міцніше за капрон?

Анід, або нейлон 6-6, добувають поліконденсацією. Мономер добувають з адипінової кислоти і гексаметилендіаміну у вигляді каламутної маси, подібної до слонової кості. Амід за властивостями нагадує капрон, але міцніший, еластичніший. Нитка діаметром 1 мм може витримати вагу дорослої людини, а діаметром 1 см – цілий вагон. Тонка мотузка з анідних ниток міцніша за стальні троси, але еластичніша і легша, не гниє і не стирається. З аніду роблять буксирні канати, канати для транспортерів. Міцний папір з аніду використовують для важливих документів, морських і військових карт, щоб були вологотривкими і не зіпсувались від сонячних променів.

• З яких волокон можна виготовити штучний каракуль?

Його виробляють з капрону, нітрону, лавсану. Він мало відрізняється від натурального. Шуба в 14 разів дешевша, вага її значно менша. Один квадратний метр замінює 6 шкурок натурального.

• Яка вовна краща за натуральну?

За зовнішнім виглядом нітрон нагадує натуральну вовну, через що й називається синтетичною вовною. Самі вироби з нітрону нагадують вироби з найкращих сортів козячої і овечої вовни (ангорської) або лебедячого пуху. Але нітрон вигідно відрізняється. Він пружний, еластичніший, значно легший. Вироби не треба прасувати – не мнуться, плями з тканини легко знімаються мильною водою. Сорочку можна прати кілька разів – вона не втрачає початкового вигляду. Волокно термостійке, не деформується з підвищенням температури. Стійке проти дії кислот, лугів, плісняви, не просочується маслом.  З нітрону виготовляють одяг, гардини, паруси, канати, ватин, килими. Костюми з домішками 50% нітрону менше мнуться.

Рукавиці, светри м’які і теплі. Шуба з нітрону важить кілька грамів. Нітрон використовують для виготовлення спецодягу сталеварів, нафтовиків, шоферів, хіміків, що працюють з розжареними деталями, мазутом, маслом, кислотами, лугами.

Виступи учнів

 Існує тканина знищує міль і не змочується водою

Лавсан, або терилен – поліефірне волокно. За зовнішнім виглядом нагадує шерсть. Запрасовані складки на костюмах з лавсану не розходяться, форма не змінюється від дощу. Краплі води скочуються. Тканини з лавсану міцні, пружні, стійкі проти дії високих температур. Вони в 3 рази міцніші, в 3 рази дешевші за шерстяні. З лавсанових тканин виготовляють пальта, костюми, купальники, спортивні костюми, паруси.

Нитки, якими користуються в хірургії

Колись використовували натуральний шовк. Тепер винайдено штучні й синтетичні волокна,  що перевищують натуральні за якостями. Шовк для накладання швів у хірургії – це ацетатний шовк, тонкий та еластичний. За хімічним складом – це ацетилцелюлоза. Нитки з полівінілового спирту перевищують за якістю всі інші. Якщо таку нитку занурити у воду, вона швидко розчиняється, а якщо до нитки підвісити тягар, вона втрачає здатність розчинятися. Завдяки цій властивості набряклі після операції тканини розтягують нитку і не дають їй можливість розтягуватись. Коли набряк спадає, нитки розсмоктуються без шкоди для хворого.

Існують волокна, з яких виготовляють лікувальну білизну

Хлорин, виготовляють його з в’язкого розчину хлорин перхлорвінілової смоли. Якщо виготовлену з цього волокна білизну використовують хворі на ревматизм, радикуліт, подагру, то болі в суглобах зменшуються. Це пояснюється утворенням невеликих електростатичних зарядів, що заспокоюють болі. Крім цього хлоринова білизна тепліша, добре пропускає водяну пару. Але виварювати, прасувати хлоринову білизну не можна. Хлоринову білизну лікарі рекомендують спортсменам, лижникам, туристам.

Учитель

• Як довести, що виріб зроблено з синтетичного волокна?

В полум’ї лавсан загоряється повільно, горить з кіптявою і утворює тверду блискучу кульку. Нітрон загоряється легко, горить швидко і утворює темну м’яку кульку. Хлорин загоряється, утворюючи тверду кульку з виділенням запаху дусту. З віддаленням від полум’я тканина гасне. Капрон при температурі 243С плавиться, утворюється тверда блискуча кулька.

• Яка тканина не буде горіти?

Просочена силікатним клеєм (натрій силікатом).

• Як можна відремонтувати одяг за допомогою клею?

Клеєм БФ-6 можна відремонтувати порваний одяг. Для цього досить намастити невеликий клаптик тканини клеєм, накласти його на розірване місце й акуратно

- Відгадате що міститься у «Чорній скриньці»

1. Цей предмет добре знайомий вам із повсякденного життя. Але він є однією з причин вимирання велетенських черепах, основною їжею яких є медузи.

Черепахи помилково вважають їх медузами й ковтають ці предмети. Під час розтину однієї із загиблих істот в її шлунку знайшли аж 15 таких виробів. Що це за предмет? (поліетиленовий пакет)

2. Цей предмет вперше було виготовлено американським винахідником Томасом Адамсом із соку тропічного дерева. Новий виріб настільки смакував американцям, що став частиною їхнього життя. Основу становить полімер, до якого додають пластифікатори та речовини, що роблять його менш липким.

Цей предмет полюбляють і частина учнів, від чого інколи страждають меблі та підлога (жувальна гумка).

Вправа «Полімер»

Відгадати кросворд

1. Волокно, утворене з амінокислот, які зв’язані поліпептидними зв’язками.

(поліамідне)

2. Волокно, що за властивостями подібне до гуми. З нього виготовляють плащі,

   спортивні костюми. (поліуретан)

3. Волокно, стійке до дії мікроорганізмів, молі, цвілі. З нього роблять кровоносні судини, хірургічні нитки, та модний матеріал суконь бабусь - кримплен.(поліефірне)

4. Пластмаси, з яких виготовляють тепличні плівки. Має маркування РЕ. (Поліетилен)

5. Пластмаса, яка легко спалахує з виділенням токсичних речовин; має піновий різновид, маркування РS. (полістирол)

6. Пластмаси, з яких виготовляють лінолеум, клейонку, штучну шкіру. (полівінілхлорид)

7. Пластмаса, яку називають органічним склом. (поліметилакрилат)

4. Підбиття підсумків. Виставлення оцінок.

5. Домашнє завдання: Підготуватись до підсумкового уроку з теми