Синтетичні високомолекулярні речовини. Полімери - основа пластмас.

Тема: Синтетичні високомолекулярні речовини. Полімери – основа пластмас.

Предмет: Хімія

Цільова група: 10 клас

Тривалість: 45 хвилин

Укладач: Купіч Лілія Анатоліївна, вчитель хімії, директор ЗОШ І-ІІІ ст. с.Піддубці

Мета:

- формувати систему знань про фізичні та хімічні властивості синтетичних високомолекулярних речовин, а також про добування, застосування і переробку цих речовин;

- розвивати вміння і навички аналізувати вплив полімерних матеріалів на здоров’я людини і довкілля, звернути увагу на проблеми утилізації полімерів і пластмас в контексті сталого розвитку;

- формувати ключові компетентності суспільства, ініціативності, комунікабельності та підприємливості; розвивати лідерські якості.

Операційні цілі (завдання)

Після закінчення уроку учень:

• Знає

• Методи синтезу полімерів;
• Властивості термопластичних, термореактивних полімерів;
• Галузі застосування найпоширеніших полімерів;
• Екологічні проблеми, пов’язані із застосуванням полімерів та шляхи їх розв’язання;

• Розуміє

• Причини багатоманітності органічних речовин;
• Причинно-наслідкові зв’язки між складом, будовою, властивостями та застосуванням полімерів;

• Вміє

• Складати молекулярні і структурні формули мономерів і полімерів;
• Висловити судження про значення полімерів у суспільному господарстві та побуті;
• Дотримуватися правил експлуатації виробів із синтетичних матеріалів;
• Використовувати інформацію з додаткових джерел;

• Може

• Бути відповідальним у прийнятті особистих рішень;
• Прогнозувати майбутні результати;
• Працювати в групі, команді;
• Шукати оптимальні шляхи вирішення проблеми;
• Проявляти ініціативність, підприємливість, лідерські та ораторські якості.

Методи і техніки

• Робота з різними джерелами інформації;
• Робота в групах, парна, індивідуальна;
• Лабораторний експеримент;
• Метод критичного читання;
• Проблемне навчання;
• Дидактична гра;
• Розповідь учителя.

Обладнання

1. Колекція виробів з полімерів;
2. Роздатковий матеріал;
3. Чорна скриня із поліетиленовими пакетиками та жувальною гумкою;
4. Смайлики для виявлення настрою;
5. Реактиви: розчини HNO₃, KOH, KMnO₄, штатив з пробірками.

Тип уроку: формування компетентностей.

Інформаційний ресурс: посилання на сайт https//courses.prometheus.org.ua

Допоміжні матеріали:

Додаток 1 Кросворд

Додаток 2 Лабораторна робота

Додаток 3 Таблиця «Властивості полімерів»

Структура діяльності

1. Вступна частина
   1. Привітайтеся з учнями, запропонуйте учням посміхнутися один одному і обмінятися компліментом з сусідом по парті.
   2. Оголосіть девіз уроку, а саме вислів Я. Коменського: «Вважай нещасним той день або той час, у який ти не засвоїв нічого нового і нічого не додав до своєї освіти».
   3. Побажайте учням відчуття щастя і задоволення від майбутньої співпраці.
2. Основна частина
   1. Актуалізація опорних знань.

Учитель.  Закінчіть схему «Реакція полімеризації».

                     (робота біля дошки.)

Позначте у схемі мономер, полімер. Ступінь полімеризації, структурну ланку, реакцію полімеризації:

_nCH₂=CH₂ → (- CH₂ - CH₂-)_n.

 Гра «Термінологічний ланцюжок».

Учитель ставить перше запитання, наприклад: «Що таке полімер?». Учень дає відповідь і формулює своє запитання до іншого учня.

2. Мотивація навчальної діяльності. (4 хв).

Учні розгадують кросворд «Полімери» (див. додаток 1).

(Робота в парах із наступною взаємоперевіркою результатів).

Учитель. 

• Які запитання викликали труднощі?
• Назвіть ключове слово.
• Сформулюйте запитання до нього.

На сьогоднішньому уроці ми продовжимо знайомитись із полімерами та пластмасами на їх основі; з’ясуємо  характерні властивості полімерів і галузі їх застосування.

3. Засвоєння нових знань (22 хв.).
   1.        Властивості полімерів.

Робота в групах (по 4-5 осіб).

Лабораторна робота.(19 хв.).

Ознайомлення зі зразками виробів із поліетилену та інших пластмас.

Учні виконують першу частину роботи за інструктивною карткою (див. додаток 2).

Ознайомлення із фізичними та хімічними властивостями полімерів.

Учні в групах отримують завдання за варіантами. Виконати це завдання потрібно скориставшись матеріалами Інтернету за допомогою власних смартфонів.

Завдання:

1. Вивчіть:

а) формулу;

б) добування;

в) властивості;

г) застосування полімеру.

2. Складіть стислий конспект.

Варіант 1. (1 група)  Поліпропілен.

Контрольне запитання: порівняйте будову та властивості поліетилену і поліпропілену.

Варіант 2. (2 група) Полівінілхлорид (поліхлорвініл).

Контрольне запитання: як на практиці переконатися, що саме це зразок полівінілхлориду?

Варіант3.(3 група) Політетрафлуоретилен (тефлон).

Контрольне запитання: чому тефлон широко застосовується як у техніці, так і в медицині?

2.        Робота в експертних групах. (7 хв).

Після завершення роботи в  групах учитель обирає експертів за допомогою різнокольорових карток, де кожен із учнів стає експертом із певної теми. Члени експертної групи заслуховують представників груп, аналізують та систематизують матеріал. Учні мають донести інформацію до всіх членів експертної групи якісно, аргументовано, у повному обсязі.

Завдання:

1. Заповніть таблицю 1 (див. додаток 3). «Властивості полімерів». Для поліпропілену, полівінілхлориду, політетрафлуоретилену.
2. Дайте відповіді на контрольні запитання, які отримала кожна група учнів від експертів.
   3.        Обговорення результатів роботи в групах. (4 хв)

Бесіда за контрольними запитаннями.

4.        Фейк-клуб (2 хв).

Учитель ставить учням запитання, на які потрібно дати однозначну відповідь: так чи ні.

 Чи вірите ви, що …

• …поліетилен може зберігатися в ґрунті  близько 100 років?

( Ні до 200 років).

• …1 м³ поролону може увібрати з водної поверхні до 700 м³ нафти і нафтопродуктів? 

(Так).

• … існує полімер. Який здатен розтягуватись і скорочуватись як людський м’яз?

(Так. Швейцарські хіміки Кюн і Тюркауч створили полімерну плівку, яка здатна під дією лугу розтягуватися. А під дією кислоти скорочуватися. Якщо з цієї плівки створити м’яз товщтною 1 см, то він підніме вантаж масою 100 кг).

• …у перекладі з мови індіанців слово «каучук» означає «сік дерева»)

(Так , «кау» - дерево, «учу» - плакати, текти.)

• …перші чоботи, аналоги гумових, винайшли європейці?

(Ні. Винайшли індіанці. Ноги опускали в сік гевеї, потім деякий час тримали над димом. Так повторювали кілька разів).

• …якщо дрібні обрізки лінолеуму засипати в тару з-під масляної фарби, залити ацетоном і герметично закрити, то через півдоби можна отримати універсальний клей?

(Так.)

Рефлексія. Запропонуйте учням поаплодувати собі тихо, голосніше, і дуже голосно.

4. Закріплення та узагальнення знань. (11 хв).
   1.        Властивості поліетилену високого і низького тиску. (3 хв).

Робота в групах  із підручником. Користуючись матеріалами підручника з’ясуйте:

•        Який, на вашу думку, вид поліетилену низького чи високого тиску буде міцніший? Чому?

(поліетилен низького тиску. Тому що він має впорядковану структуру).

•        Із якого поліетилену виготовляють господарські пакети, що здатні витримувати вагу 15 кг, 25 кг?

(Пакети, що витримують вагу до 3 кг. Виготовляють з поліетилену високого тиску, а міцніші – з поліетилену низького тиску).

2.        Робота з набором полімерних виробів. (3 хв).

Виконання другої частини лабораторної роботи. Робота в групах за інструктивною картою (див. додаток 2).

Очікувані відповіді на  запитання з карти:

• Літери PE, PP, PS означають назву полімеру, з якого виготовлено виріб. Відповідно: поліетилен, поліпропілен, полістирол.
• Графічні зображення (стрілки)  відповідають способу переробки сировини:

Учитель.  Більшість полімерів стійкі до впливу навколишнього середовища. Природа не в змозі переробити тисячі тон полімерних відходів та сміття. На державному рівні розроблена програма утилізації та переробки вторинної сировини. Станом на 2017 рік в Україні працює 39 підприємств, що переробляють заготовлені вторинні полімери та 19 компаній, що переробляють заготовлену ПЕТ пляшку (https//courses.prometheus.org.ua).

3.        Гра «Чорна скриня» (3 хв).

 У скрині знаходяться предмети. Учням пропонується відгадати їх за певними характеристиками.

•        Цей предмет добре знайомий вам 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 черепахи в її шлунку знайшли аж 15 таких виробів. Що це за предмет?

(Поліетиленовий пакет).

•        Цей продукт уперше для продажу був виготовлений у 1869 році 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 нашої школи, від чого інколи страждають шкільні меблі та підлога.

(Жувальна гумка).

3. Підсумкова частина

3.1. Підбиття підсумків уроку

Які властивості полімерів визначають їх широке застосування в сучасній техніці? (Стійкість до дії агресивного середовища, низька собівартість).

Рефлексія

Чи змінилися ваші уявлення про полімери?

Що було найцікавішим на уроці?

Що далось найважче?

3.2.Згадайте девіз уроку. Наголосіть, що ми разом на уроці подолали тернистий шлях, і досягли нових знань. Від цього почуваємо себе щасливими і наш день не пройшов даремно.

3.3.Озвучте учням домашнє завдання та надайте інструкцію до його виконання.

Інструкція:

•         Уважно прочитайте § 30, 31, 32 підручника «Хімія. 10 клас» П.П. Попель, Л.С. Крикля;
•         Виконайте творче завдання «Перетворення пластикової пляшки». Запропонуйте шляхи нетрадиційного використання пляшок, способів їх переробки;
•         Результати роботи надайте в будь якій формі: презентація, розповідь, плакат, художній твір.

Рефлексія. Запропонуйте учням визначити один зі смайликів, який відображає їх теперішній настрій. За бажанням учні можуть висловити коментарі або пояснити свій вибір.

Додаток 1

Кросворд

Розгадайте кросворд. Поставте запитання до слова, що знаходиться у виділених клітинках.

1. Назва вуглеводню за міжнародною номенклатурою, що є мономером для добування полімеру складу (-СН₂ – СН₂-)_n. (Етен).
2. Група пористих пластмас. (Пінопласти).
3. До якого типу реакцій належить реакція полімеризації? (Сполучення).
4. Геометрична форма молекули полімеру, за якою структурні ланки сполучені в довгі нерозгалужені ланцюги. (Лінійна).
5. Низькомолекулярна речовина, з якої добувають полімер. (Мономер).
6. Одна з позитивних властивостей полімерів. (Легкість).
7. «Частинка» грецькою мовою. (Мерос).
8. Полімер, із якого виготовлені обгортки для зошитів. (Поліетилен).

Додаток 2

Лабораторна робота

Ознайомлення зі зразками виробів із поліетилену та інших пластмас.

І частина

1. Розгляньте видані вам зразки поліетиленової плівки, ізоляційного покриття для електропроводів, різноманітні ємкості для миючих та косметичних засобів.
2. Випробуйте матеріал на дотик, на пластичність, на міцність. Шматочок поліетилену нагрійте  над полум’ям спиртівки, змініть його форму, охолодіть. Повторіть цей дослід. Про що він свідчить?
3. Покладіть шматочки поліетилену в пробірки з розчинами кислоти, лугу, калій перманганату. Чи взаємодіє поліетилен із цими речовинами?
4. Заповніть таблицю 1 «Властивості полімерів» для поліетилену.
5. Зробіть висновок про пластичні властивості та хімічну активність поліетилену.

ІІ частина

1. Розгляньте полімерні вироби. Спробуйте за зовнішніми ознаками визначити вироби з поліетилену і поліпропілену.
2. Розгляньте позначення на нижній частині упаковок. Що, на вашу думку, вони означають?

Додаток 3

Таблиця «Властивості полімерів»