Урок в 11 класі "Поняття про синтетичні волокна".

Тема: Поняття про синтетичні волокна

Мета: - повторити класифікацію волокон; вивчити і порівняти технологію

                  добування і властивості капрону і лавсану; ознайомитись із картою міст              

                  України, що посідають провідне місце у виробництві синтетичних із

                  волокон і тканин; вивчити галузі застосування синтетичних волокон,

                   ознайомитись зразками виробів; проводити хімічний експеримент,

                  дослідити продукти згорання деяких волокон, порівняти їх;

- розвивати пізнавальний інтерес, вміння порівнювати, аналізувати,       

  встановлювати причинно - наслідкові зв’язки між складом, будовою,     

                   властивостями і застосуванням  волокон, самостійно працювати з

  додатковою літературою, творчо мислити, практичні вміння і навички; 

- сприяти формуванню світогляду учнів (пізнанню світу, розумінню

                   взаємозв’язку теорії і практики) , виховувати інтерес до предмету.

 

Тип уроку – засвоєння нових знань, урок – проект

 

Структура уроку

1. Організаційний етап
2. Актуалізація опорних знань

На сьогоднішньому уроці ми будемо вивчати тему, яка відіграє важливу роль в житті людини і всього суспільства. Але перед цим пригадайте деякі важливі питання, які потрібні для вивчення цієї теми.

Усне опитування:

• Що в промисловості називають текстильними волокнами? (Відповідь - В промисловості текстильними волокнами називають довгі, гнучкі ниткоподібні тіла з дуже малим діаметром. Із них виготовляють тканини та різні вироби).
• Які основні види волокон вам відомі? Наведіть приклади. (в цей час на екрані – класифікаційна схема з учительської презентації,додаток 1). (Відповідь - За походженням волокна поділяють на натуральні та хімічні. Натуральні волокна одержують з бавовни, льону, шовку, шерсті. Вони поділяються на волокна рослинного і тваринного походження. Хімічні волокна можуть бути штучними і синтетичними).
• Чим відрізняються штучні волокна від синтетичних? (Відповідь - Штучні волокна виробляють хімічним шляхом із натуральних полімерів. Це віскозний шовк, ацетатний шовк і т. д.).
• Якщо штучні волокна виготовляють із целюлози, то при їх спалюванні який запах буде відчуватись? (Відчуватиметься запах паленого паперу).
• Як практично відрізнити бавовну від шерсті або шовку? (За запахом, що буде відчуватись при їхньому спалюванні).

 

3. Мотивація навчання. Повідомлення теми і мети уроку

 

Потреби людства не можна задовольнити лише використанням виробів із натуральних волокон, тому існують волокна, що створюють із штучної сировини, тобто такої, якої немає в природі. Такі волокна називаються синтетичними. (На екрані – слайд із темою уроку).

Тема сьогоднішнього уроку: Поняття про синтетичні волокна.

Урок складатиметься із двох основних частин. (На екрані – слайд презентації, додаток 1).

Перша частина – теоретична. Учні були розподілені на 3 групи-відділи, кожна з яких одержала за 2 тижні до уроку певне завдання і працювала над ним, створюючи при цьому свої презентації.

Друга частина уроку – експериментально-дослідницька. Ми будемо виконувати лабораторну роботу  «Ознайомлення зі зразками природних, штучних і синтетичних волокон. Відношення синтетичних волокон до розчинів кислот і лугів».

Сьогодні на уроці ми (на екрані – наступний слайд, додаток 1):

• Вивчимо і порівняємо технологію добування і властивості капрону і лавсану (з цим нас ознайомить технологічний відділ);
• Ознайомимось із картою міст України, що посідають провідне місце у виробництві синтетичних волокон і тканин і динамікою їх виробництва (про це доповість аналітичний відділ);
• Вивчимо галузі застосування синтетичних волокон, ознайомимось із зразками виробів на основі капрону і лавсану (це дослідження було доручено дизайн-маркетинговому відділу);
• Будемо досліджувати продукти згорання деяких волокон, порівнювати їх, вчитись відрізняти одне від одного за продуктами згорання, встановлюючи при цьому наявність відповідних функціональних груп.

 

4.       Вивчення нової теми

 

Виступи відділів. Показ презентацій

1. Виступ аналітичного відділу. Аналіз розвитку і розміщення підприємств по виробництву синтетичних волокон (додаток 2)

 

        2. Виступ технологічного відділу. Порівняльна характеристика властивостей і технологій виробництва капрону і лавсану(додаток 3)

 

Синтетичні волокна виготовляють із синтетичних смол. Прикладом синтетичних волокон можуть слугувати капрон, найлон, нітрон, лавсан, енант і т. д. В даний час наша промисловість виробляє близько 60% капронового волокна від загальної кількості синтетичних волокон.

Капрон

Синтетичне волокно капрон одержують поліконденсацією є-амінокапронової кислоти за схемою:

nNH₂ – (CH₂)₅ – COOH        ( - NH – (CH₂)₅ – CO - )n + H₂O

                                                     капронова смола

Макромолекули капрону мають лінійну структуру. Молекулярна маса макромолекул становить 16 – 22 тис.

Полімер – смола. Для добування волокон її плавлять, пропускають через фільєри. Струмені полімеру охолоджуються потоком холодного повітря і перетворюються у волокнинки, під час скручування яких утворюються нитки.

Макромолекула капрону містить так звану амідну групу  - СО – NH - . Волокна, що містять таку групу, називаються поліамідними. Таким чином, капрон – представник поліамідних волокон.

Капрон  не мнеться при деформаціях, не поглинає воду, не гниє у вологому стані, не псується міллю. Стійкий до стирання, міцний, негорючий, морозо- і хімічно стійкий матеріал. Капронове волокно більш стійке до стирання, ніж усі натуральні волокна. Висока міцність капрону обумовлена утворенням численних водневих зв’язків між його макромолекулами в результаті взаємодії груп  - NH – та  - СО -. Але капрон має також істотні недоліки – його молекули гідролізуються під дією кислот в місцях амідних зв’язків, за температури 215 ⁰ С він плавиться.

Лавсан

Лавсан – поліефірне волокно ( містить у своєму складі складноестерну групу СООН. За своїм складом лавсан – складний естер терефталевої кислоти і етиленгліколю. Етиленгліколь вивчався раніше – це двохатомний спирт НО – СН₂ – СН₂ – ОН.

Під час поліконденсації цього складного естеру утворюється високомолекулярна речовина – лавсан:

( - СО – С₆Н₄ – СОО – СН₂ – СН₂ – О - )n

Промисловий процес добування лавсану подібний до процесу добування капрону.

 

3. Виступ дизайн-маркетингового відділу (додаток 4)

 

Капрон

Вироби з капрону (і в поєднанні з капроном) широко використовуються в побуті. Це ошатні блузи, шарфи, шкарпетки, штучне хутро, килимові вироби, оббивні вироби тощо.

Капрон не псується міллю, стійкий до стирання, міцний. Він не вбирає вологи, тому не втрачає міцності у вологому стані. При нагріванні міцність його знижується, а при 215^оС плавиться. Ось чому не можна прасувати речі з капрону гарячою праскою.

Капронові нитки вже давно замінили металеві скріпки і шовкову нитку при операціях. З особливо міцного капрону виробляють кордову тканину, яка є каркасом для авто-  та авіа покришок, деталі машин, шестерні, вкладиші для підшипників і приладів. Таким чином, капрон використовується і як синтетичне волокно, і як пластична маса.

 

 

Лавсан

Лавсан використовують у вигляді ниток у суміші з іншими волокнами, оскільки він не гігроскопічний. Вироби з нього широко відомі. Це тканини для виготовлення різних видів одягу, трикотажні вироби, тюль, оббивні матеріали тощо. Лавсан надає міцності, зносостійкості, інші волокна – гігроскопічності. Тканини з лавсану не мнуться, що підвищує на них попит – його добавляють до вовни для виготовлення високоякісних тканин, трикотажу.

Завдяки високій міцності, з лавсану виготовляють вироби технічного призначення -  транспортерні стрічки, ремені, паруси, канати, пожежні рукави тощо.

Порівняно висока термостійкість лавсану дає можливість використовувати вироби з нього в досить широких інтервалах температур (від -70^оС до 170^оС).

 

5. Виконання лабораторного досліду

 

Учні мають інструктивні листи для виконання роботи, а також таблиці «Розпізнавання волокон». Вони ознайомлюються з їхнім змістом.

 

Інструктаж з правил техніки безпеки

 

Пояснення до роботи. Кожна з трьох груп досліджує одне волокно. Потім представники груп по черзі доповідають про результати досліду, і всі вносять результати у відповідні графи таблиці.

 

Лабораторний дослід

Тема: Ознайомлення зі зразками природних, штучних і синтетичних волокон. Відношення синтетичних волокон до розчинів кислот і лугів.

Мета: роздивитись видані зразки волокон, встановити особливості зовнішнього вигляду, характер горіння, користуючись таблицею, дослідити властивості виданих зразків волокон, навчитись розпізнавати синтетичні волокна капрон і лавсан, вивчити дію розчинів сульфатної кислоти і Натрій гідроксиду на капрон і лавсан.

Обладнання і реактиви: штатив з пробірками, пробіркотримач, спиртівка, зразки волокон, тигельні щипці, підставка, чашка з піском, розчини сульфатної кислоти і Натрій гідроксиду.

 

Техніка безпеки

1. Дуже небезпечна робота з концентрованими кислотами і лугами. Беріть малі кількості реактивів, не проливайте їх.
2. При попаданні кислоти або лугу на шкіру промити уражене місце великою кількістю проточної води, потім 2% розчином питної соди (при влученні кислоти) або 1 – 2% розчином оцтової кислоти (при влученні лугу).
3. Нагрівання проводьте обережно, уникаючи перегріву стінок над рідиною, розбризкування рідини.
4. Вам буде потрібно спалювати і нагрівати речовини у відкритому полум’ї. Спалюючи волокна, тримайте їх тигельними щипцями.
5. Підставляйте під речовину, що горить, чашку з піском.

 

Перш ніж розпочати виконання роботи, ознайомтеся з властивостями волокон (за таблицею).

Розпізнавання волокон починають з їх спалювання. При цьому просліджують, з якою швидкістю відбувається горіння, досліджують запах продуктів розкладу, властивості залишку, який утворюється після згорання. Потім перевіряють дію на волокна кислот та лугів.

Результати досліджень порівнюють з даними, наведеними в таблиці.

Хід роботи

  1. Роздивіться зовнішній вигляд виданих волокон. Тигельними щипцями внесіть зразок волокна в полум’я спиртівки. Прослідіть, з якою швидкістю відбувається горіння, дослідіть запах продуктів розкладу, властивості залишку, який утворюється після згорання. Результати занесіть у таблицю.

 

Назва волокна	Зовнішній вигляд	Проба на горіння

 

2. Випробуйте волокна капрон і лавсан на розчинність у кислотах і лугах. Для цього у кожну з пробірок опустіть волокно. Прокип’ятіть. Спробуйте скляною паличкою, чи зруйнувалося волокно.

 

Волокно	Вплив на волокно лугу та кислоти
	Розбавлений розчин Натрій гідроксиду	Концентрований розчин Натрій гідроксиду	Розбавлена сульфатна кислота	Концентрована сульфатна кислота
Капрон
Лавсан

 

Висновок. У ході лабораторного досліду ми вивчили ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ .

 

VII. Підсумки

 

• Які синтетичні волокна ми вивчили?
• Яке практичне значення в житті людини відіграють синтетичні волокна? Наведіть приклади.
• За якою ознакою капрон належить до поліамідних волокон, а лавсан – до поліестерних?

 

        VIII. Домашнє завдання

                П. 37, с. 139- вч, конспект-вчити, завд. в зошиті:

 До 7 балів: Волокно енант одержують шляхом поліконденсації аміногептанової кислоти. Визначте її будову, напишіть рівняння поліконденсації.

 Від 8 балів: Волокно найлон одержують із продукту поліконденсації гексаметиленлиаміну (H₂N – (CH₂)₆ – NH₂) і адіпінової кислоти (HOOC – (CH₂)₄ – COOH). Складіть рівняння реакції. До якої групи волокон воно належить?

 

            Виставлення оцінок. Вручення подяк за активну участь у створенні проекту, активній підготовці до уроку.