Сучасні силікатні матеріали

Тема : Сучасні силікатні матеріали

Мета : формування компетентностей

ключових: спілкування державною мовою, уміння вчитися в продовж життя, інформаційно цифрова, соціальна та громадська компетентність .

предметних: ознайомити зі складом і властивостями силікатної кислоти й силікатів; з’ясувати сфери їх використання, істотні відмінності від інших кислот за фізичними й хімічними властивостями; ознайомити із силікатами як найважливішими будівельними матеріалами, що виробляє силікатна промисловість, — склом, цементом, керамікою; охарактеризувати можливості використання цих матеріалів; проаналізувати можливість виробництва нових будівельних матеріалів; закріпити знання про хімічні й фізичні властивості речовин; ознайомити з якісною реакцією на силікати

ТЕРМІНИ ТА БАЗОВІ ПОНЯТТЯ УРОКУ: глина, скло,  кераміка, силікатна штукатурка, силікатна фарба , цемент, фарфор, фаянс.

Обладнання : віртуальна дошка Linoit, відео фрагменти, тести на сайті «На урок »,  LearningApps.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу

Методи навчання: практичні, словесні, комунікативно-творчі, проблемо-пошукові, ілюстративно-наочні.

Міжпредметні зв’язки: матеріалознавство, технологія лицювальних робіт, математика, іноземна мова.

Хід уроку

І Організаційний момент

ІІ Мотивація навчальної діяльності учнів

Ви пам’ятаєте, що хімія це наука яка  вивчає  речовини та їхнє перетворення. Речовина, про яку ми сьогодні будемо говорити одна з найбільш поширеніших в сучасній архітектурі та в сучасному дизайні.

Якщо цей матеріал  вилучити з нашого життя  ми не зможемо  користуватися склянками, керамічним та порцеляновим посудом. Зникли б кришталеві вази, люстри, і навіть  кімнатні рослини не було б в що висадити.

Розсипалися б будинки, будівлі, мости. Така фантастична картина показує, як багато в нашому житті займають силікатні матеріали.

Оголошення теми і мети уроку

Тема «Сучасні силікатні матеріали»

Завдання уроку : Розглянемо, що ж собою являють силікатні матеріали, якими ми так широко користуємося. Силікатну промисловість складають виробництво скла, кераміки, будівельних матеріалів. Найважливіші матеріали силікатної промисловості, сировина та  застосування - ось основні питання нашого уроку

Сьогодні ми працюємо з інтерактивною дошкою

http://surl.li/sjjr

ІІІ Актуалізація опорних знань

Та для початку виконаємо тести на сайті «На урок» у формі ЗНО «Силіцій та його сполуки»

https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=9170507

IV Вивчення нового матеріалу

Ви як майбутні штукатури лицювальники- плиточники дуже часто зустрічаєтесь зі сполуками Силіцію в своїй роботі

Сировиною для силікатної промисловості служать природні сполуки Силіцію: кремнезем (SiO₂) і алюмосилікати. Силікати широко поширені на нашій планеті, складають 75% маси земної кори. Це приблизно 1 / 3 всіх відомих мінералів. Кремнезем SiO₂, зазвичай у вигляді кварцового піску або меленого кварцу, є основною сировиною для виробництва скла та кераміки. Для отримання високоякісного скла  кварц очищають фізичним і хімічним шляхом.

Скло - це вікна і дзеркала, покриття теплиць і парників, з яких до нас на стіл цілий рік потрапляють овочі і фрукти, скло - це декоративні вітражі і вітрини магазинів. Що говорити, ми оточені предметами зі скла.

Сировиною для виробництва звичайного скла служить чистий кварцовий пісок, сода і вапняк. Ці речовини ретельно перемішують і піддають сильному нагріванню.

 З наукової точки зору, скло - надзвичайно в'язка переохолоджена рідина. І ми зараз в цьому переконаємося, провівши хімічний експеримент.

Запитання до здобувачів освіти : Яке скло Тверде чи рідке?

Спробуємо нагріти скляну паличку і для цього нам буде потрібно спиртівка, сірники. Згадайте, що відбувається з бурулькою при нагріванні, вона перетворюється в воду. Переходить з твердого в рідкий стан. Можна витягнути, нагріту скляну паличку в тонку нитку і отримати тканину. Скло - це речовина в особливому стані - аморфному (Який не має форми). Тому в старовинних будинках, де шибки не змінювалися сотню років, можна побачити, що вони товщі в нижній частині і тонше у верхній. Такі обпливли скла є чудовою ілюстрацією до твердження, що скло це рідина, а не тверде тіло.

Відео

В свою чергу скло  крихке і дуже тверде. Спробуйте подряпати цвяхом поверхню скла. Тільки склоріз, з нанесеним шаром алмаза здатний подряпати скло.

Натрій силікат- рідке скло парадокс, створений руками людини!

Демонстрація досліду «Силікатні водорості»

Види скла: 

•Віконне скло. Формула: Na₂O * CaO * 6SiO₂

• Тугоплавке скло. Формула: K₂O * CaO * 6SiO₂

• Кришталеве скло. Сировина: поташ (K₂CO₃), оксид свинцю (PbO), пісок(SiO₂).

Застосовується в оптиці для виготовлення лінз і призм. Також з нього виготовляють кришталевий посуд. Кольорове скло.

Відео «Львівські склодуви»

Отже, скло аморфна речовина, яка не має форми.

Наступне питання яке розглянемо – кераміка.

Слово "кераміка" грецького походження. Воно перекладається як "мистецтво глини".

Глина - осадова порода, продукт вивітрювання польового шпату. Глина складається з дрібних кристалів, які формують мінерал каолініт і алюмосилікат. Його склад: Al₂O₃ * 2SiO₂ * 2H₂O. Глина застосовується для виробництва кераміки і цементу.

У виробництві скла і кераміки використовують польовий шпат - ортоклаз:

K₂O * Al₂O₃ * 6SiO₂.

Як приємно з м'якою слухняною глини виліпити фігурку, висушити на сонечку і стати володарем оригінальної іграшки. Глина має особливу здатність розшаровуватись. При опусканні глини в воду її молекули легко впроваджуються між слабо зв'язаними пакетами шарів. Відбувається набухання глини. Вона стає пластичною, а при висиханні твердою. Твердість можна підвищити термічною обробкою. З давніх часів людство використовує пластичність глини в гончарній справі.

У стародавньому Китаї був знайдений спосіб отримання фарфору, з якого виготовляють прекрасний фарфоровий посуд.

Фарфор відрізняється незвичайним білим кольором і настільки тонкостінні його чашки, що вони навіть просвічуються. Фарфор отримують з білої глини, додаючи кварцовий пісок і польовий шпат. При 900 градусах обпалюють і покривають глазур’ю тонкий шар скла.

Фарфор - прекрасний матеріал для виготовлення посуду, художніх виробів.

З  каоліну  Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O в якому більше домішків виробляють фаянс. Він не є таким білим як фарфор, але він володіє іншими корисними властивостями. У виробі з фаянсу під шаром глазурі він пористий та грубий. Сіро-білого, кремового або світло коричневого кольору. Внаслідок цього на нього добре лягає глазур і всілякі різнокольорові поливи. З фаянсу виготовляють грубу кераміку: труби, вироби сантехніки,  плитку для підлоги, черепицю, цеглу, а також вази.

Один з найголовніших елементів будівельних матеріалів – цемент.

Сучасному цементу не більше двох сотень років. З давніх часів людина зводить споруди з каменів. Щоб споруди були більш міцними, камені необхідно було чимось скріплювати. Для цього використовували глину, вапно та гіпс. Багато знаменитих пам'ятників стародавнього світу, що збереглися до наших днів, побудовані із застосуванням цих матеріалів.

Цемент по латині означає "роздроблений камінь". Тонко подрібнений порошок, змішаний з водою, утворює пластичну масу, яка потім перетворюється в твердий камінь.

Хімічний склад цементу включає в себе три найголовніших мінерали -кальцій окид, алюміній оксид, сіліцій оксид і різні другорядні добавки(62-76 % СаО, 20-24 % SiO₂, 4-7 % Al₂O₃, незначну кількість Fe₂O₃ та MgO). Суміш обпалюють, зневоднюють, піддають розкладанню і розмелюють до порошку.

Процес затвердіння ґрунтується на утворенні хімічних сполук між вапном, кремнеземом, глиноземом і водою.

Оскільки до складу кристалічної решітки цементного каменю входять молекули води, вода лише сприяє затвердінню цементу. Тому в силу свого хімічного складу, цемент здатний тверднути навіть у водному середовищі.

Основним будівельним матеріалом є цемент, бетон і залізобетон

1. Бетон - суміш щебеню і піску з цементом.

2. Шлакобетон - змішування цементу з шлаком.

3. Залізобетон - в цемент закладають каркас залізних стрижнів.

4. Пластбетон - цемент і органічні полімери.

5. Шифер - цемент з азбестом

Цемент основний матеріал при будівництві надземних, підземних і гідротехнічних споруд: будинки, заводські корпуси і греблі.

Відео «Технології виробництва цементу»

У сучасному будівництві при виконанні штукатурних робіт використовують силікатні штукатурку та фарби!

З кожним роком підвищуються вимоги до архітектурної виразності будівель і їх художньо – декоративного оформлення. Декоративні штукатурки і високоякісне пофарбування надають будинкам і приміщенням завершеності, підкреслюють їх архітектурно-художню виразність, покращують санітарно-технічні умови експлуатації приміщень, позитивно впливають на емоційний стан людини.

Силікатна штукатурка – це декоративна штукатурка для внутрішнього та зовнішнього застосування. Завдяки своїй високій еластичності та стійкості до забруднень це ідеальне декоративне покриття для термоізоляційних фасадів.

Силікатна штукатурка продається у вигляді готового розчину та має широку палітру різноманітних відтінків. Ви легко зможете підібрати колір та тон, який Вам сподобається.

Силікатна штукатурка має такі характеристики:

• стійкість до забруднень;
• паропроникність – завдяки цій якості Ваш дім буде захищений від надмірної вологості, появи грибків та плісняви;
• стійкість до механічних пошкоджень, подряпин, розтріскування;
• висока стійкість до несприятливих погодних умов;
• поверхня не притягує пил;
• не горить;
• не деформується;
• не має запаху;
• поверхню силікатної штукатурки можна легко та швидко очищувати.

У сучасному будівництві широко застосовуються високоякісні силікатні фарби, створені на основі рідкого скла з додаванням етилсилікатів, які завдяки своїм властивостям ідеально підходять для виконання фасадних робіт і фарбування стін всередині приміщення. В деяких випадках в їх складі присутні особливі полімерні речовини – кремнійорганічні смоли, які надають додаткову міцність матеріалу.

Для надання того чи іншого відтінку додаються спеціальні пігменти, отримані з металів і мають порошкоподібну форму. Алюмінієві і цинкові пігменти надають ще й виражені антикорозійні властивості. Потрібну густоту фарба на основі рідкого скла і етилсилікати набуває допомогою додавання слюди, тальку, крейди і деяких інших подібних наповнювачів.

Роль етилсилікатів у складі даного виду фарби така, що він сприяє утворенню тонкої та в’язкої плівки, яка характеризується високою механічною міцністю і вогнетривкістю. Більшість виробників застосовують етилсилікат натрію, відомий як ГКЖ-10. В результаті лакофарбовий матеріал здатний протягом довгого часу зберігати свої первинні властивості. У будь-якому випадку, кількість застосовуваного етилсилікату має становити рівно 10% від загальної маси рідкого скла, яке знаходиться в основі.

ІV.Закріплення вивченого матеріалу

Заповнення таблиці

V Узагальнення матеріалу

Перейти за посиланням  та виконати  вправи

https://learningapps.org/display?v=px0c3260321

https://learningapps.org/display?v=pf9pahzfk21

VІ Домашнє завдання:

1. Опрацювати матеріал за посиланням  http://surl.li/sjjr
2. Створити інтелектуальну карту

Інтелектуальна карта це схематичне зображення вивченого матеріалу

Інструкція до інтелектуальної карти:

Головне правило: «НІЯКИХ ПРАВИЛ». Максимально вільно висловлюйте свої ідеї.