Урок "Поняття про полімери на прикладі поліетилену. Застосування поліетилену."

Тема: Поняття про полімери на прикладі поліетилену. Застосування поліетилену.

Мета: формувати компетентності: ключові (вміння вчитися -  вміння здійснювати вибір навчально-пізнавального завдання з урахуванням  рівня навченості й научуваності; добирати відповідні знання  й способи діяльності  для виконання завдання; вміння працювати з хімічним обладнання, спостерігати, аналізувати, робити висновки  до лабораторних дослідів;  здійснювати самоконтроль і само оцінювання; інформаційні -  вміння осмислювати й використовувати інформацію з різних джерел (мовлення вчителя, однокласників,  зміст комп’ютерних презентацій, підручника);  комунікативні – вміння вільно висловлюватися, оптимально використовувати власні знання й сприйняту на уроці інформацію  для результативної комунікації;  соціальні – вміння продуктивно співпрацювати  з однокласниками, вчителем;  предметні (сформувати поняття про полімери, розглянути особливості будови  і властивості полімерів на прикладі  поліетилену; ознайомити учнів з новим типом хімічної реакції  - реакції полімеризації, розвивати вміння складати рівняння реакцій на прикладі реакції полімеризації; з’ясувати галузі  застосування поліетилену  як пластмаси; розглянути екологічні проблеми пов’язані з використанням поліетилену); розвивати психічні процеси: мовлення, увагу, спостережливість, слухове зосередження на інформації, креативне та логічне мислення, вміння аналізувати та узагальнювати; виховувати бережливе ставлення до оточуючого середовища, культуру поведінки учнів.

Обладнання: вироби із поліетилену; натрій гідроксид, хлоридна кислота, розчин калій перманганату, спиртівка, сірники, пінцет, штатив із пробірками; торбинка.

Тип уроку:  урок  розвитку компетентностей (урок – дослідження)

Хід уроку

І. Організаційний момент

Я хочу, щоб ви за дверима залишили все погане: поганий настрій, напруження, незібраність. Посміхнулися один одному, як оцей смайлик, і з гарним настроєм розпочнемо урок.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань

Робота  в парі

Виконуючи завдання  в парі учні почергово перебувають в ролі  «учителя» і «учня».

Учень, який відповідає  на запитання, тобто перебуває в ролі «учня», здійснює відповідний запис у ІІІ колонку таблиці . Далі вони обмінюються завданнями . Здійснюється взаємоперевірка  правильності виконаних завдань  за слайдом комп’ютерної  презентації  або записом на дошці. Учень, який виконує роль «учителя», нотує у четвертій колонці за допомогою умовних позначень  своє ставлення до письмових міркувань «учня». У разі потреби фіксує власну обізнаність  з цього питання. (Додаток 1)

Завдання для роботи в парі

№з/п	Зміст запитання	Відповіді учнів	Позначки учня, який виконує роль «учителя»
	Яку хімію називають органічною?
	Які класи органічних сполук ви знаєте?
	Яка загальна формула алканів?
	Яка загальна формула алкенів?
	Яка загальна формула алкінів?
	Які зв’язки утворюються між атомами Карбону в молекулах алкенів?
	Назвіть формулу етилену.
	Які типи реакцій характерні для алкенів?

Умовні позначення:

«!» - вірна відповідь на запитання;

«-» - неправильна відповідь на запитання;

«?» - сумніваюсь.

 

ІІІ. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності

Метод «Дивуй»

Багато людей старшого покоління пам’ятають історію родини Ликових, яка з релігійних мотивів пішла від людей в глуху тайгу. Проживши там майже півстоліття, вони повернулись у цивілізацію. Але найбільшою несподіванкою для них був не літак та радіоприймач. А здогадайтесь що? Із слів господаря: «О, Господи, люди вигадали скло, що мнеться?»

Що мав на увазі чоловік?

Учитель демонструє, заздалегідь підготовлений поліетиленовий пакет

Слово вчителя

Поліетилен належить до світу полімерів. Цей світ надзвичайно різноманітний та дивовижний. Подивіться скільки різноманітних виробів можна виготовити з поліетилену.

Перед вами на столі знаходяться  пакет,  частина водопровідної труби,  кришка для скляної банки. Як на вашу думку, що спільного між ними?

Учитель демонструє вироби із поліетилену.

Висловлюють власні думки щодо поставленого питання . Підведення  підсумку  та повідомлення, що всі ці предмети виготовлені із поліетилену.

Мотивування учнів до вивчення хімії.

 

ІV. Повідомлення теми і мети  уроку

1. Озвучення теми уроку

Про що ви хотіли  б дізнатися  на сьогоднішньому уроці?

2. Інформування про мету співпраці:  на уроці ми повинні  розглянути особливості будови  і властивості полімерів на прикладі  поліетилену; ознайомитися з новим типом хімічної реакції  - реакції полімеризації, навчитися  писати рівняння  реакції полімеризації; з’ясувати галузі  застосування поліетилену  як пластмаси; розглянути екологічні проблеми пов’язані з використанням поліетилену)

3. Ознайомлення з планом вивчення теми:

1.                Склад і будова поліетилену;
2.                Властивості поліетилену;
3.                Застосування поліетилену

 

V. Вивчення нового матеріалу

Вступне  слово  вчителя :

Робота  на будь-якому  підприємстві  чи  в  науково-дослідницькому інституті складається  з  успішної  роботи  окремих  відділів . Ми  підемо  тим  же  шля-хом . Наше  завдання – дослідити  унікальний  комплекс  властивостей  поліетилену . Клас  було завчасно об’єднано  в  групи .

1. Склад і будова поліетилену

Тому сьогодні ми вивчаємо поліетилен. Що це за речовина. Які елементи входять до складу цієї речовини, яку будову вона має? Відповіді на ці запитання нам дадуть учні І групи.

Презентація результатів  участі учнів І групи в навчальному проекті.

- Послухайте презентацію результатів пректної діяльності учнів І групи.

- За розповіддю учнів занотуйте короткий конспект.

- Підготуйтесь до виконання рівневих завдань з данного питання.

Вікі-стаття

Результат діяльності учнів І групи в навчальному проекті «Склад і будова поліетилену»

Полімеризація – це процес послідовного сполучення молекул  низькомолекулярної речовини  з утворенням високомолекулярної.

Рівняння полімеризації:

n CH₂= CH₂ (-CH₂ - CH₂-)_n

         ^{етилен   поліетилен}

n CH₂= CH₂ (-CH₂ - CH₂-)_n             ступінь полімеризації

        мономер  структурна ланка

 

                                            полімер

Мономер – вихідна низькомолекулярна речовина

Полімер – це високомолекулярна речовина, що утворюється в результаті реакції полімеризації

Структурна ланка (елементарна, мономерна ланка) – фрагмент (група атомів), що багаторазово повторюється в молекулі полімеру

Ступінь полімеризації  (n) – число, яке показує, скільки молекул мономеру вступило в реакцію.

Ступінь полімеризації (n) в молекулі поліетилену може коливатися в певних межах:

n = 20 – рідина, має властивості мастил;

n= 1500-2000 – тверда, пластична, гнучка;

n = 5000-6000 – тверда, міцна

Тому заведено говорити про середню відносно молекулярну масу поліетилену.

З грецької «polys-» - численний, великий,  більший за норму. Тому полімери зовсім небезпідставно називають велетнями органічного світу. Адже, порівняно з іншими органічними сполуками, їхня молекулярна маса величезна - від десятків тисяч до мільйонів. Молекули полімерів побудовані з численних елементарних структурних ланок - залишків молекул низькомолекулярних сполук. Такі низькомолекулярні сполуки називають мономерами - від грецького «mono-» - один. Утворення полімеру шляхом послідовного сполучення молекул мономера називають полімеризацією.

Поліетилен може бути виготовлений, як за температури високого так і низького тиску. Поліетилен низького тиску має більш впорядковану структуру.

Запитання учителя

Подумайте, будь-ласка, чи можна визначити ступінь полімеризації? Що потрібно для цього знати

(Щоб визначити ступінь полімеризації потрібно:

Молекулярну масу полімера поділити на молекулярну масу мономера.

n = Mr (полімеру): Mr(мономера))

 

 VІ. Первинна перевірка знань

Самостійна робота з текстом. (Додаток 2)

Самостійний вибір варіанта завдання  та його виконання. Учні, які виконали завдання першими, з  дозволу вчителя записують розв’язок на дошці.

- Оберіть один із запропонованих варіантів виконання завдання

І варіант виконання завдання

Полімерний матеріал тефлон, що використовується для виготовлення посуду з антипригарними властивостями, виробляють із мономеру тетрафторетену. Складіть рівняння полімеризації тетрафторетену. Вкажіть мономер, полімер, ступінь полімеризації, полімерну ланку.

ІІ варіант  виконання завдання

Напишіть рівняння полімеризації пропену. Вкажіть мономер, полімер, ступінь полімеризації, полімерну ланку.

ІІІ варіант виконання завдання

Скориставшись словами для довідки, підпишіть основні компоненти реакції полімеризації хлорвінілу:

n CH₂= CHCl (-CH₂ - CHCl-)_n

Слова для довідки: мономер, полімер, ступінь полімеризації, структурна ланка, хлорвініл, поліхлорвініл.

V. Вивчення нового матеріалу

2. Властивості поліетилену

Поліетилен – матеріал, який широко почали використовувати люди. В яких галузях промисловості використовують поліетилен? Які переваги й недоліки має цей полімер? Щоб дати відповіді на ці запитання. Потрібно знати властивості поліетилену. Тож послухаємо учнів ІІ групи.

Презентація результатів  участі учнів ІІ групи в навчальному проекті.

- Послухайте презентацію результатів пректної діяльності учнів ІІ групи.

- За розповіддю учнів запишіть короткий конспект в своїх зошитах.

- Підготуйтесь до демонстраційного досліду.

Вікі-стаття

Результат діяльності учнів ІІ групи в навчальному проекті

«Властивості  поліетилену»

Ознака	Фізичні властивості поліетилену
Агрегатний стан	Тверда речовина
Колір	Білого кольору, легко забарвлюється
На дотик	Масний на дотик (нагадує твердий парафін)
Міцність	Міцний (важко розірвати)
Розчинність у воді	Нерозчинний у воді
Температура плавлення	Легкоплавкий
Пластичність	Термопластичний
Електропровідність	Діелектрик
Характер горіння	Горить блакитним полум’ям
Дія кислот, основ, окисників	Стійкий до дії кислот, лугів, окисників (виняток НNО3 конц.  роз’їдає поліетилен)

 

 Демонстрація дослідів для підтвердження фізичних і хімічних властивостей поліетилену:

1.                Відношення поліетилену до нагрівання;
2.                Виткання нитки із розм’якшеного в полум’ї поліетилену;
3.                Горіння поліетилену;
4.                Відношення поліетилену до розчинів кислот, лугів, перманганату калію.

 

Демонстраційний дослід

Тема: Ознайомлення зі зразками виробів із поліетилену

Мета: ознайомитися із властивостями полімерних матеріалів на прикладі      поліетилену.

Обладнання і реактиви: поліетилен, пробірки,склянка з водою, сірники, металічна голка, розчини хлоридної кислоти НCl, натрій гідроксиду NaOH, калій перманганату КМпО₄.

 Правила техніки безпеки

Перед виконанням роботи повторіть правила техніки безпеки

  Виконання роботи

Інструкція

1.                Розгляньте видані вам зразки поліетилену. Опишіть його зовнішній вигляд.
2.                Випробуйте зразок на дотик. Що відчуваєте?
3.                Спробуйте розтягти, розірвати, зім’яти поліетиленову плівку. Що ви можете сказати при міцність поліетилену?
4.                Занурте шматочок плівки у воду. Що спостерігаєте?

5    Шматочки поліетиленової плівки помістіть у пробірки з розчинами хлоридної кислоти НCl, натрій гідроксиду NaOH, калій перманганату КМпО₄. Чи взаємодіє поліетилен з цими речовинами?

6.  Обережно підпаліть шматочок поліетилену. Якщо полімер горить, зверніть увагу на колір полум’я.

7.  Загасіть полум’я, спробуйте за допомогою стальної голки із розплаву витягти нитку. Чи можна назвати поліетилен термопластичним?

8.  Із поліетилену роблять кожухи дротів. Як ви вважаєте, яку властивість поліетилену застосовують в даному випадку?

9. Чи можна назвати поліетилен токсичною речовиною?

Зробіть висновки щодо досліджених властивостей поліетилену.

 

3. Застосування поліетилену 

Знаючи властивості поліетилену, можна описати галузі  його застосування. Тож послухаємо учнів ІІІ групи і з’ясуємо де застосовується поліетилен»

Презентація результатів  участі учнів ІІІ групи в навчальному проекті.

- Послухайте презентацію результатів пректної діяльності учнів ІІІ групи.

- Заповніть  таблицю опираючись на розповідь учнів

Вікі-стаття

Результат діяльності учнів ІІІ групи в навчальному проекті

«Застосування поліетилену»

Застосування  поліетилену	Властивості поліетилену
Для ізоляції проводів	Не проводить електричний струм
Для виробництва плівок для теплиць, пакувальний матеріал	Не пропускає гази і воду, але пропускають світло і ультрафіолетове проміння
Виготовлення труб , деталей технічної апаратури	Хімічна стійкість
Виготовлення предметів побутового призначення (фляги, кухлі, пакети)	Легкість, не токсичність
Виготовлення броні, корпусів для лодок	Міцність

 

Стратегія «Мозковий штурм»

- Що таке пластмаса?

- Пластмаси все більше  витісняють  в техніці і побуті  метали і деревину. Чим це можна пояснити? Добре це чи погано? 

- Як утилізувати пластмаси?

Учні висловлюють свої міркування і заповнюють таблицю «Пластмаси: за і проти». (Додаток 3)

Пластмаси: за і проти

Перевага пластмас	Недоліки пластмас
легкі; хімічно стійкі; низька теплопровідність; можливість забарвлювання; високі оптичні якості.	низька  термостійкість; горючість; крихкість; пластмаси дуже важко розкладаються під дією світла і бактерій.

 

VІІ. Узагальнення й систематизація знань.

1. Бесіда

1. Чому  синтетичні полімери називають «безсмертними мешканцями»      Землі?

Для них немає  редуцентів, тому вони майже не входять до кругообігу речовин?

2. Ми всі знаємо, що є поліетиленові пакети, які витримують вагу 3 та 15 кг. Які з них виготовлені при низькому тиску, а які при високому? Пакети, що витримують 15 кг. виготовлені при низькому тиску, мають більш впорядковану структуру.

3. Скажіть чи можна використовувати посуд, виготовлений з поліетилену для нагрівання та кип’ятіння речовин?

(Ні. Поліетилен – термопластичний, під час нагрівання розм’якшується)

4. Чому не варто носити плаття з поліетилену?

(Одяг повинен добре пропускати та всмоктувати вологу, а поліетилен   водонепроникний, віл легко плавиться та горить, погано проводить тепло)

 

2. Гра «Цікавинки із  торбинки»

Із слів учителя,  учням потрібно відгадати, які предмети  містяться  у торбинці.

Учитель зачитує:

1. Цей предмет добре знайомий 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 із загиблих істот в її шлунку знайшли аж 15 таких виробів. Що це за предмет? (Поліетиленовий пакет.)

2. Цей продукт уперше для продажу був виготовлений у 1869 р. американським  винахідником Томасом Адамсом із соку тропічного дерева. Новий виріб настільки смакував американцям, що став частиною їхнього життя. Основу його становить полімер. Цей продукт полюбляє частина учнів нашої школи, від чого інколи  страждають шкільні меблі та підлога. (Жувальна гумка.)

3. Верхня частина, що закриває посудину, коробку або рухому частину    пеналу. Колекціонування цих предметів називається «філолідія». (Поліетиленова кришка.)

 4. Вона була винайдена у 1957р. двома американськими інженерами, як  новий матеріал для шпалер, які зручно було б чистити. Це нетканий матеріал, що виготовляється з поліетилену високого тиску. Вона відмінно захищає упаковані в неї вироби від ударів, трясіння та інших механічних впливів,  має високі теплоізоляційні та звукоізоляційні властивості. Багатьма людьми вона використовується для задоволення тактильних відчуттів, заспокоєння нервової системи. Є однією із видів розваг у сучасних офісах.  (Повітряно-бульбашкова плівка )

 

3.  Гра «Чи вірити ви, що…»

1.                Вівці  носять синтетичні шуби, виготовлені із поліетилену

Овеча шерсть потрібна господарю чиста, а мити та чистити її після стрижки дуже складно. Тому, щоб захистити шерсть від забруднень вівчарі винайшли попону із поліетиленової тканини із гумовими застібками. Вівця росте, росте її шерсть, яка розпирає попону, а та в свою чергу – резинові застібки, тому такий одяг завжди шитий по мірці

2.                Існують жіночі панчохи, упаковані в аерозольні балончики.? (Так)
3.                Існує полімер, який здатний розтягуватися  та скорочуватися як людський м’яз? (Так. Швейцарські хіміки створили такий полімер, якщо на його основі створити м’яз товщиною 1 см., то  він підніме вантаж масою 100 кг.)

Екологічна хвилинка

Хоча наше життя без  полімерів і важко уявити, але  більшість із них дуже стійкі до впливу навколишнього середовища. Можуть зберігатися у ґрунті більше 200 р. У світі щорічно випускається 4 трильйони поліетиленових пакетів у рік. Вони вбивають 1млн.птахів, 100 тисяч морських ссавців безмежно велику кількість косяків риб. Необхідно на державному рівні вирішувати цю проблему. Хоча японські хіміки уже розробили спосіб переробки поліетилену на бензин та гас.

 

4. Хімічний диктант

Уважно прослухайте визначення. Вкажіть про що йде мова.   Слово-відповідь запишіть в зошит. (Додаток 4)

Взаємоперевірка  правильності виконання завдання здійснюється шляхом зіставлення записів  в зошиті із записами  на  наступному комп’ютерному слайді.

Хімічний диктант

1.                Процес послідовного сполучення молекул  низькомолекулярної речовини  з утворенням високомолекулярної називається  …. (полімеризація)
2.                Вихідна низькомолекулярна речовина -  … (мономер)
3.                Високомолекулярна речовина, що утворюється в результаті реакції полімеризації - …. (полімер)
4.                Фрагмент (група атомів), що багаторазово повторюється в молекулі полімеру - … Структурна ланка (елементарна, мономерна ланка)
5.                Число, яке показує, скільки молекул мономеру вступило в реакцію- … (Ступінь полімеризації)

 

5.  Тестове завдання  «Встановіть відповідність»

Встановіть відповідність між  галузями використання поліетилену та його властивостями. (Додаток  5)

Тестове завдання  «Встановіть відповідність»

Галузі використання поліетилену 1. Кожухи дротів; 2. Одноразовий посуд; 3. Каністри для хімічних реактивів; 4. Плівки для теплиць і пакувального матеріалу. 5. Виготовлення броні

Властивості поліетилену А. Не проводить електричний струм Б. Не пропускає гази і воду, але пропускають світло і ультрафіолетове проміння В. Хімічна стійкість Г. Легкість, не токсичність Д. Міцність

 

Відповіді: 1-А, 2-Г, 3-В, 4-Б, 5- Д.

VІІІ. Підведення підсумків уроку

Інтерактивна  вправа  « Мікрофон»

У кожного з нас на уроці були певні здобутки та труднощі. Скажіть:

1) Що  на  уроці  зацікавило ?

2) Що  було  новим ?

3) Де  ви  зможете  застосувати  отримані  знання ?

4) Які  побажання  стосовно  уроку ?

* Оцінка  роботи  учнів  на  уроці

 

VІІ. Домашнє завдання

1.                Опрацювати §      .
2.                Впр.      ст.    .
3.                Підготувати проекти:

•                    Природні та супутні гази
•                    Склад і фізичні властивості нафти
•                    Нафтопродукти та їх застосування
•                    Детонаційна стійкість бензину. Октанове число
•                    Види вугілля, його запаси на території України

 

Додаток 1

Завдання для роботи в парі

№з/п	Зміст запитання	Відповіді учнів	Позначки учня, який виконує роль «учителя»
	Яку хімію називають органічною?
	Які класи органічних сполук ви знаєте?
	Яка загальна формула алканів?
	Яка загальна формула алкенів?
	Яка загальна формула алкінів?
	Які зв’язки утворюються між атомами Карбону в молекулах алкенів?
	Назвіть формулу етилену.
	Які типи реакцій характерні для алкенів?

Умовні позначення:

«!» - вірна відповідь на запитання;

«-» - неправильна відповідь на запитання;

«?» - сумніваюсь.

                                                                                                                                        Додаток  2

Оберіть один із запропонованих варіантів виконання завдання

І варіант виконання завдання

Полімерний матеріал тефлон, що використовується для виготовлення посуду з антипригарними властивостями, виробляють із мономеру тетрафторетену. Складіть рівняння полімеризації тетрафторетену. Вкажіть мономер, полімер, ступінь полімеризації, полімерну ланку.

ІІ варіант  виконання завдання

Напишіть рівняння полімеризації пропену. Вкажіть мономер, полімер, ступінь полімеризації, полімерну ланку.

ІІІ варіант виконання завдання

Скориставшись словами для довідки, підпишіть основні компоненти реакції полімеризації хлорвінілу:

n CH₂= CHCl (-CH₂ - CHCl-)_n

Слова для довідки: мономер, полімер, ступінь полімеризації, структурна ланка, хлорвініл, поліхлорвініл.

Додаток 3

Пластмаси: за і проти

Перевага пластмас	Недоліки пластмас

Додаток 4

Хімічний диктант

1. Процес послідовного сполучення молекул  низькомолекулярної речовини  з утворенням високомолекулярної називається  ….

2. Вихідна низькомолекулярна речовина -  …

3. Високомолекулярна речовина, що утворюється в результаті реакції полімеризації - …

4. Фрагмент (група атомів), що багаторазово повторюється в молекулі полімеру - …

5. Число, яке показує, скільки молекул мономеру вступило в реакцію- …

 

Додаток  5

Тестове завдання  «Встановіть відповідність»

Галузі використання поліетилену 1. Кожухи дротів; 2. Одноразовий посуд; 3. Каністри для хімічних реактивів; 4. Плівки для теплиць і пакувального матеріалу. 5. Виготовлення броні

Властивості поліетилену А. Не проводить електричний струм Б. Не пропускає гази і воду, але пропускають світло і ультрафіолетове проміння В. Хімічна стійкість Г. Легкість, не токсичність Д. Міцність

 

1	2	3	4	5