Урок хімії та екології "Органічні речовини як основа сучасних матеріалів. Пластмаси. "

Тема. Органічні речовини як основа сучасних матеріалів.

           Пластмаси. Лабораторний дослід № 4 «Ознайомлення зі

           разками пластмас»

Мета: ознайомити учнів з пластмасами, способами їх добування,

            видами, застосуванням та властивостями їх, як сучасних

            органічних матеріалів;

            розвивати навички самостійної роботи з підручником; в

             групах та індивідуально при виконанні лабораторних

            дослідів;

            виховувати бережне ставлення до матеріалів та обладнання;

            бережне ставлення до природи.

Тип уроку: інтегрований

Базові поняття: пластмаси, матеріал, полімеризація, поліконденсація, маркування. 

ХІД УРОКУ

І. Організаційний момент

Налаштування емоційного стану учнів та готовності їх до роботи.

ІІ. Актуалізація опорних знань

Бесіда

1. Що таке речовина, матеріал, тіло? (речовина – це що є основою матеріала, матеріал – це речовини, які використовуються для виготовлення тіла, тіло – об’єкт, який має форму, розміри і виготовлений з матеріалу).
2. Які матеріали відомі вам з дитинства? Що з них виготовляють? (скло, папір, пластилін, пінопласт, тканини, пластмаси)
3. Які матеріали із перелічених вам є сучасними, широко використовуються людиною? (пластмаси: пінопласт, утеплювачі, панелі, пластикові вікна і двері, ламінат, посуд)
4. Що таке мономер, полімер? Які полімери природного походження ви знаєте? (крохмаль, целюлоза, білки, нуклеїнові кислоти)

ІІ.І Мотивація навчальної діяльності

Повідомлення теми і мати уроку.

На сьогоднішньому уроці учні дізнаються про нові матеріали на основі пластмас. Про їх застосування в побуті та особливості їх використання, щоб це було безпечно для життя та навколишнього середовища.

Урок проходить у незвичному форматі. Клас поділено на 2 групи: І група – хіміки, ІІ – екологи.

ІV. Вивчення нового матеріалу

Урок проводиться під девізом.

«…досягнення в галузі органічного

синтезу, напевно, більш ніж успіхи

в будь – якій іншій царині органічної

                                                           хімії дозволяють судити про стан  

могутності цієї науки».

Р. Вудворд

1. Назвати матеріали природного походження. Б

2. Назвати матеріали штучно створені людиною. Х

Відеоролик штучні і природні матеріали.

Давайте зараз з’ясуємо що спільного між ними?

• Учні дають відповідь на це запитання опрацьовуючи §12 с.73- 74. (1-2 хв)

• Що є основою для виготовлення матеріалу? (природні чи синтетичні високомолекулярних сполук.)
• Яку сировину  використовують для їх виготовлення  (переважно продукти нафтохімії).
• Що виготовляють з цієї сировини? (посуд, меблі, ізоляційні матеріали,деталі до техніки, одяг.)
• Які властивості вони мають ( добре горять, або не горять зовсім, добре розтягуються ,або міцні і крихкі,можуть виділяти шкідливі речовини при нагріванні.)

  Отже, ми можемо сформулювати що таке пластмаси 

Пластмаси – матеріали, виготовлені на основі полімерів і здатні внаслідок впливу нагрівання і тиску набувати певної форми і зберігати її після охолодження або тверднення.

Добування пластмас

Визначимо групи на які можна розподілити пластмаси

Пластмаси

на основі синтетичних                               на основі біосировини

 високомолекулярних сполук

                                         штучні матеріали

   Пластмаси на основі біосировини -  мають унікальні властивості. Такі пластмаси розкладаються в природному середовищі і не чинять негативного впливу на довкілля.  Виготовлені вони на основі природних полімерів. Їх виготовляють з модифікованого крохмалю, целюлози, хітозану ( який виділяють з панцирів крабів, креветок). 

    Штучні матеріали – виготовляють при обробці природних полімерів. До них додають пластифікатори, наповнювачі, барвники і цим самим задають певних властивостей.

   Синтетичні сполуки – це продукти синтезу на основі вуглеводневої сировини. Виготовлення їх іде на основі переробки: нафти, газу, вугілля.

Спрогнозуйте котра група матеріалів найбільш небезпечна для екології. Чому? 

Залежно від того , як на пластмаси впливає нагрівання , їх ділять на дві великі групи:термопластичні і термореактивні.  До термопластичних пластмас відносяться такі пластмаси, які від нагрівання і підвищення тиску не зазнають істотних хімічних змін. Вони стають лише пластичними або текучими, а від охолодження знову тверднуть, набуваючи попередніх властивостей. До цієї групи відносять поліетилен, поліпропілен, полівінілхлорид, полістирол, поліаміди… Для них можлива ре циклізація – повторна переробка без втрати властивостей.

   До термореактивних пластмас належать полімери, які від нагрівання змінюють  свої фізико – хімічні властивості, зокрема втрачають здатність плавитися і розчинятися в органічних розчинниках. Це зумовлено тим, що відбуваються хімічні реакції між макромолекулами і утворюється просторова структура полімеру. До цієї групи пластмасі відносять фенол формальдегідні, сечовино формальдегідні, епоксидні, поліефірні, та деякі інші види смол.

   Маркування.  Що відомо учням про маркування виробів з пластмас?  

Презентація хіміків

Ми побачили велику різноманітність різних видів пластмас. З них виготовляють різні речі, які людина використовує в повсякденному житті. (увага на виставку). А який вплив їх на довкілля?

Презентація екологів

Лабораторний дослід № 4

«Ознайомлення зі зразками пластмас»

Робота з бланками

Висновок: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Підсумок уроку. Перегляд ролика.

Виставлення оцінок

   Властивості поліетилену. Поліетилен – тверда, роговидна речовина молочно – білого, а іноді жовтувато білого кольору. За зовнішнім виглядом і на дотик нагадує парафін. У звичайних умовах він досить стійкий проти дії кислот ( за винятком нітратної кислоти), лугів і органічних розчинників. Поліетилен стійкий проти дії низьких температур газо – і водонепроникний, має добрі електроізоляційні властивості.

   Під впливом тепла і сонячного проміння на повітрі поступово окислюється ( старіє), внаслідок чого погіршуються його фізико – механічні властивості.

  Використання поліетилену.  Випускають у гранулах і у вигляді плівок. Виготовляють вироби шляхом штампування, пресування, лиття під тиском і дуття.

  Широко використовується як ізоляційний матеріал при виготовленні різних деталей радіотехнічної апаратури, для ізоляції електричних кабелів, особливо для високочастотних ліній і тих, які прокладають під землею і водою. З поліетилену виробляють вентилі, клапани,крани для хімічних апаратів, хімічний посуд ля зберігання мінеральних кислот і лугів. Особливо широко використовують для виробництва водопровідних, каналізаційних та інших видів труб, які значно легші за металеві, стійкі проти корозії і не лопають при замерзанні в них води. Виготовляють значну кількість кухонного осуду: миски, хлібниці, глечики, відра…

   Газонепроникну плівку поліетилену широко використовують як чудовий пакувальний матеріал для харчових продуктів і галантерейних виробів. Її також широко використовують у сільському господарстві для покриття оранжерей, теплиць і парників. 

   Полімери галогенопохідних вуглеводнів

   Полівінілхлорид. Вихідним продуктом для синтезу полівінілхлориду є вінілхлорид СН₂ = СНСl. За нормальних умов вінілхлорид – це безбарвний. Він має специфічний ефірний запах і проявляє наркотичну дію.

   Основну масу полівінілхлориду випускають у вигляді білого аморфного порошку.

   Полівінілхлорид належить до групи термопластичних смол і є основою у виробництві двох видів пластмас – вініпласту і пластикату.

   Плівки використовують як антикорозійний і електроізоляційний матеріал, а також для упаковки різних продуктів і матеріалів. Виготовляють: різні комунікації, вироби, деталі, труби для транспортування агресивних речовин та порівняно у високих температурах. Ним замінюють скло, кераміку, дерево, сталь.

  Недоліками вінілпласту є його невисока теплоємність, крихкість при низьких температурах і зниження механічних властивостей при тривалому використанні.

Полімери ароматичних сполук

   Полістирол. Для синтезу полістиролу використовують стирол(вініл бензол) Це легко рухома, прозора рідина з температурою кипіння 146⁰С. Основною сировиною для їх добування є етилбензен.

Полістирол – тверда , прозора, склоподібна речовина. Макромолекули мають лінійну будову.

   Полістирол стійкий проти дії кислот ( за винятком нітратної) і лугів, вологостійкий. Розчиняється в ефірах, кетонах і ароматичних вуглеводнях, але не розчиняється у спиртах і насичених вуглеводнях.  Особливою цінністю є його добрі діелектричні властивості.

   Основним споживачем полістиролу є електротехнічна промисловість. З нього виготовляють ізоляційну плівку, хімічного  посуду, деталей для холодильників, радіоапаратури, оптичних виробів та багатьох виробів широкого вжитку. Упаковка харчових продуктів, фармацевтичних препаратів. У будівництві використовують пінопласти як теплоізоляційний матеріал.

   Недоліки полістиролу є відносно висока крихкість, горючість і низька стійкість проти нагрівання.