Урок на тему "Сучасні силікатні матеріали"

Викладач Бердичівського

професійного будівельного ліцею:

Кобилинська Ольга Василівна, 

викладач хімії , спеціаліст вищої категорії, «старший викладач» 

Тема уроку: «Cучасні силікатні матеріали».

Мета уроку:

• навчальна -  ознайомитися із силікатними породами, мінералами та найважливішими будівельними матеріалами, які виробляє на їх основі силікатна промисловість;
• виховна – виховувати культуру спілкування; уміння аргументувати свою відповідь;
• розвивальна – прищеплювати любов до обраної професії.

Базові поняття й терміни уроку: силіцій, силікати, породи та мінерали, польові шпати, глини, слюди, азбести, скло, кераміка, цемент, бетон.

Технічні засоби навчання:мультимедійний проектор, комп’ютер

Обладнання і матеріали: колекції мінералів, термінологічні словники, таблиця Менделєєва, презентації учнів, натуральні зразки, лабораторне обладнання для дослідів,  опорні конспекти.

Тип уроку: інтегрований (хімія, матеріалознавство).

                                            Хід уроку :

1. Організаційний етап.

Створення психологічного настрою й налаштування на співпрацю.

Викладач хімії : Вітаю вас із ще одним чудовим днем. Ви , звичайно можете заперечити: день похмурий, на вулиці – зима. Тому поясню : ми хочемо, щоб цей день зробив  чудесним ваш і наш настрій, наша спільна продуктивна робота!

     Створення емоційного настрою.

     Викладач  матеріалознавства:

      Давайте один одному всміхнемось.

      Із усмішкою натхнення зачерпнемо,

      Із настроєм почнемо працювати,

      І перешкоди будь – які долати!

        Отже, учні сподіваймося, що успіх у наших руках.

      Пропонуємо дивізом нашого уроку взяти вислів академіка М.С.Семенова .

                                                                       Усі ми поєднуємо з хімічною наукою

                                                                            дальший прогрес у пізнанні світу,

                                                                                що нас оточує.

                                                                       І не може бути в наші дні спеціаліста ,

                                                                     який би міг обійтися без знань хімії

Викладач матеріалознавства: Сьогодні ми проведемо незвичайний урок , адже поєднаємо на ньому знання з двох, здавалось би абсолютно різних дисциплін – хімії та матеріалознавства.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів

Викладач хімії. Повторимо попередньо вивчене з хімії.

   1. Охарактеризуйте елемент Si з позиції розташування його в Періодичній системі Д.І. Менделєєва.

     (Учень біля Періодичної системи).

Елемент:  Si.

Порядковий номер: 14.

Номер періоду: 3.

Номер групи: IV.

Ar 28.

2. Назвіть формулу силікатної кислоти. Як називають солі силікатної кислоти?

(Учень  відповідає біля дошки).

      Силікатна кислота ( H2SiO3).

      Солі: силікати ( Na2SiO3, K2SiO3…).

    3. Що таке гірська порода?  Що таке мінерал?

          Учень . Гірська порода – сукупність декількох різних за складом мінералів.

       Мінерал – хімічно індивідуальна речовина , що утворюється в земній корі природним шляхом.

ІІІ Повідомлення теми і мети уроку

Викладач матеріалознавства. Тема нашого уроку : «Будівельні матеріали». Мета уроку: Ми з вами ознайомимося із силікатними породами та мінералами, а також з найважливішими будівельними матеріалами, які виробляє на їх основі силікатна промисловість.

ІV  Робота над засвоєнням знань

Викладач хімії. Силікати Калію, Натрію, Кальцію, Магнію, Алюмінію і Феруму складають основну частину гірських порід і твердих продуктів їх вивітрювання.

    Основними силікатними гірськими породами та мінералами , що їх складають , є граніт, гнейс, базальт, порфір.

   Найважливішими силікатними мінералами є: польові шпати , глини, слюди, азбести, топази, гранати, смарагди.

   Польові шпати ( староукраїнська назва – польовики). Складають понад 60% маси всіх мінералів земної кори.

  Калієвий польовий шпат( ортоклаз) має склад: K(AlSi3O8) або K2O×Al2O3 ×6SiO2.

   Викладач матеріалознавства. Глини – водомісткі мінерали, що утворюються вивітрюванням польових шпатів. Багато про ці матеріали відомо з курсу матеріалознавства.

  Учням було дано випереджальне завдання підготувати презентацію про глини та їх види (додаток №1)

Викладач матеріалознавства. Основними технологічними властивостями глини є : пластичність, усадка, вогнетривкість.  Зараз, ми проведемо

лабораторний дослід, де побачимо основні властивості глини. Процес вивітрювання гірської породи складається з механічного та хімічного руйнування.  Механічне руйнування проходить у результаті дії атмосферних впливів. А як проходить хімічне руйнування?

Викладач хімії. Хімічне руйнування проходить у результаті дії різних реагентів, наприклад, води і вуглекислоти на польовий шпат, коли утворюється мінерал каолініт.

     В Україні найбільш цінні в господарського відношенні глини є в межах Українського щита (Вінницька, Дніпропетровська, Запорізька, Черкаська, Кіровоградська, Хмельницька область) та у Північно – Західному Донбасі.

     Глина містить багато силікатів Al i Mn з Fe ,K,Na і органічних речовин.

     Склад глини: мінерали(каолініт, монтморилоніт та гідрослюда).

    Головні хімічні компоненти: SiO₂(30-70%), Al2O3( 10-40%), Н2O(5-10%), крім того, присутні Fe2O3 , TiO, CaO, MgO, K2O, Na2O, CO2 та інші.

 Викладач матеріалознавства. Найбільш чисті глини – це глини, які складаються переважно з каолініту.

  (На столі перед учнями лежать термінологічні словники (додаток №2).

   Каолін – це біла глина.  Каолін – це цінна сировина для виготовлення фарфорових і фаянсових виробів. Домішки визначають колір глини.

Робота з опорним конспектом (додаток №5).

  Викладач матеріалознавства. (звертаючись до учнів). Які ж глини бувають в залежності від температури випалу?

Учень. Вогнетривкі, температура випалу яких 1580ºС ; тугоплавкі (1350-1580ºС); легкоплавкі(1100 -1200ºС); шпариста кераміка( звичайна цегла, клінкер, шамот..).

 Кам’яна кераміка ( кухонні раковини, каналізаційна труби, метласька плитка).

Учень. Одні з найдавніших керамічних виробів належать трипільській культурі. Це посуд, дитячі іграшки, речі релігійного культу. У IV тисячолітті до н.е. древні єгиптяни вже знали мистецтво виготовлення полив, а в кінці того самого тисячоліття шумери винайшли гончарний круг. Керамічне мистецтво країн древнього Сходу було тісно пов’язано з оздобленням архітектури . З давньої Ассирії й Персії виробництво поливних керамічних виробів поступово перейшло в Єгипет, а звідти – у Грецію. Всім відомі розписні грецькі вази з сюжетними композиціями.

Викладач матеріалознавства. Ми зрозуміли , що дуже важливо дотримуватись технологічної послідовності виготовлення будівельних виробів. До силікатної продукції відноситься силікатна цегла ( демонстрація зразків).

 Випереджаюче завдання. Презентація «Силікатна цегла»(додаток №3).

 Учень. Основною сировиною для виготовлення силікатної цегли є чистий кварцовий пісок (92-95%), повітряне вапно( 5-8%) і близько 7 % вода.  

Викладач матеріалознавства. Уточнюю, що повітряне вапно – це вапно, яке найбільш поширене в у будівництві ( дивіться професійний словник).

  Які властивості має силікатна цегла?

 Учень. Розмір силікатної цегли 250×120×65 мм, марки 75,100,150; водопоглинання 8 -16%; Мрз 15 циклів.

Викладач хімії. Склад силікатної цегли можна описати формулою: CaSiO3. Сировиною для її виготовлення є вапно Ca(OH)2 та кварцовий пісок SiO2.

Викладач матеріалознавства. Про який би в’яжучий ми не говорили, а цемент був, є і залишається «хлібом» будівельників. Так як для людини важливий хліб у житті, так будівельники не можуть  будувати без цементу. Близько 27 видів цементу є на будівельному ринку.

  Викладач хімії. Цемент ( «цементум» лат.  битий камінь) – це білий порошок кальцій алюмосилікату. Його склад: CaO, Al2O3, SiO₂,Fe2O3 ( слайд).

 А тепер вашій увазі пропонується відеоролик «Технологія виготовлення цементу».

   Випереджальне завдання. Презентація «Портландцемент» (додаток №4).

   Лабораторний дослід. «Властивості цементу».

Викладач матеріалознавства. А що ви можете доповнити про застосування цементу?

   Метод : «Мозковий штурм». 

Учень. На основі портландцементу виготовляють сухі суміші для плитки, з додаванням клейових речовин та спеціальних добавок за рахунок яких, ці суміші мають таку прекрасну адгезію (дивіться словник).

Учень. Цемент є важливим складовим при приготування бетонів. Саме від марки цементу залежить марка і якість бетону.

Викладач матеріалознавства. Сьогодні ми почули широке застосування природних будівельних матеріалів, які тісно пов’язані з хімією. Знання з яких предметів ми ще використали на уроці?

   (Учні по черзі встають і називають: технологію, історію, охорону праці, виробниче навчання).

   Підводячи підсумки уроку, ми напишемо технічний диктант. Кожна правильна відповідь дорівнює 1 балу. На диктант витрачається 10-12 хвилин, і всі присутні учні матимуть оцінки за урок.

V. Закріплення знань учнів

                                      Технічний диктант

1.Агломерат сукупність  декількох різних за складом мінералів. (Гірська порода).

2.Хімічно індивідуальна речовина, що утворюється в земній корі природним шляхом. (Мінерали).

3. Природний заповнювач для розчинів. (Пісок).

4.Матеріали, які одержують механічною переробкою та обробкою гірських порід, не змінюючи їхньої природної структури та властивостей. (Природні матеріали).

5.Найважливіші силікатні мінерали. (Польові шпати, глини, слюди, азбести).

6.На які групи поділяються глини за вогнетривкістю? (Легкоплавкі,тугоплавкі).

7.Яку роль відіграє глина в розчинах? (В’яжуче).

8.Білий або сірий порошок алюмосилікату, який при зволоженні хімічно зв’язує воду й твердне в кам’яну масу. (Цемент).

9. Водомісткі мінерали, що утворюються при вивітрюванні польових шпатів. (Глина).

10. Найважливіший недолік природного каменю. (Нестандартні розміри, об’ємна вага).

11. Яку роль відіграє гравій при приготуванні бетону? (Заповнювач).

12. Назвати однойменний природний матеріал, температура випалу якого 170ºС. (Гіпс),

   Тепер просимо обмінятися зошитами  для перевірки завдань.

   Після висвітлювання відповідей  на екрані,  виставляються оцінки.

VI. Оголошення домашнього завдання

Домашнє завдання.

Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + …

  CaCO3 + SiO2 = … + CO2

Na2SiO3 +CaSiO3 +4SiO2 = Na2O×CaO…

VІІ. Підведення підсумків

Викладач матеріалознавства. Протягом уроку, використовуючи МПЗ (міжпредметний зв’язок), ми ознайомилися і вивчили саме ті матеріали, які належать до силікатних матеріалів.

Викладач хімії.            

                                          Ну от і все, урок завершився.

                                          І час настав вам далі йти.

                                          Та знань багаж у вас лишився,

                                           Його  вас прошу берегти.

                                           Ви бережіть багаж, цей учні

                                           В житті багато треба знать.

                                           Знань за плечима не носити –

                                           Я прошу всіх це пам’ятать.

Викладач матеріалознавства. Дякую всім за можливість довести і переконати усіх нас у важливості міжпредметних зв’язків для будівельників. 

 Рефлексія (фронтальне опитування). За методом « незакінченого речення»

• На уроці я дізнався …
• Найбільш захоплюючим було…
• Знання, які я одержав сьогодні потрібні мені …

                                Використана      література

1. Олійник І.В. «Нестандартні уроки з біології та хімії» : Посібник для вчителя – Тернопіль 2005.

2. Ярошенко О.Г. Хімія: «Підручник для 10 класу загальноосвітніх навчальних закладів ( рівень стандарту, академ.рівень) К.: Грамота , 2010.

3.Журнал «Профтехосвіта № 4», квітень 2012.

4. Інтернет – ресурси: 1. http://uk.wikipedia. org 2. https:// www. google. Сom/ua/

5. Підручник «Матеріалознавство для будівельників» П.В. Кривенко.

6. Навчальний посібник – конспект «Матеріалознавство для штукатурів, облицювальників, мозаїчників і малярів» В.І.Кошаман Кам’янець – Подільський 2005 .