Урок з хімії для учнів 10 класу з теми "Синтетичні високомолекулярні речовини. Каучук, гума. Синтетичні волокна"

Тема уроку: «Синтетичні високомолекулярні речовини. Каучук, гума. Синтетичні волокна»

Урок відповідає програмі для 10 класу рівня стандарт (наказ № 1407 від 23.10.2017 р.)

Вчитель: Левченко Людмила Василівна, Бердянська ЗОШ І-ІІІ ст. № 9

Цілі:

формування ключових компетентностей:

· основні компетентності у природничих науках і технологіях;

· екологічна грамотність і здорове життя;

· уміння вчитися впродовж життя;

формування предметних компетентностей:

· формувати знання учнів про синтетичні високомолекулярні речовини, каучуки і гуму та сфери їх використання;

· розвивати екологічне мислення;

· виховувати інтерес до вивчення хімії.

Обладнання: роздавальний матеріал, мультимедійний проектор, комп’ютер, зразки каучуків і гуми.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Форми роботи: пояснення вчителя, бесіда, проблемне навчання, прийоми «Асоціації», «Фішбоун», «Хмари слів», «Творча лабораторія», парна, групова та індивідуальна робота.

Міжпредметні зв’язки: інтеграція з біологією, екологією, англійською мовою.

Наскрізні змістові лінії:   Здоров’я і безпека. Екологічна безпека і сталий розвиток. Громадянська відповідальність.

Хід уроку

I. Організаційний момент

II. Мотиваційний момент. Оголошення теми й мети уроку

На слайді зображена інфографіка на англійській мові, вчитель пропонує перекласти інформацію, та сформулювати тему та мету уроку

Яка країна найбільше забруднює океан пластиком? Міжнародна дослідницька група екологічних учених вказує, що Китай (8,8 млн тонн на рік) та Індонезія є найпопулярнішими джерелами пластику, що потрапляють у Світовий океан, що становить більше третини пластикових пляшок, мішків вимитих у море.

https://fakty.ictv.ua/ua/svit/20171213-yaka-krayina-najbilshe-zabrudnyuye-okean-plastykom-infografika/

Учні формулюють тему та мету уроку.

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

Прийом «Асоціації»

Учні говорять асоціації до поняття «Високомолекулярні речовини». Відповіді оформлюються на дошці.

ІV. Мотивація навчальної діяльності

Потреби людини в різних матеріалах постійно зростають, але ресурси природних матеріалів на планеті обмежені. Отже, органічні сполуки мають дуже широкий спектр застосування, але найбільш важливе їх значення у створенні нових матеріалів.

Проблема: Які нові матеріали дають можливість створити органічні сполуки? Якими особливими властивостями вони володіють?

V. Викладення нового матеріалу (пояснення вчителя + бесіда)

Каучуки

Каучуки — це еластичні матеріали, з яких методом вулканізації (нагріванням із сіркою) дістають гуму. Каучуки бувають природними та синтетичними.

Натуральний (природний) каучук за хімічним складом є високомолекулярним ненасиченим вуглеводнем складу, де n становить від 1000 до 3000. Натуральний каучук — полімер ізопрену

Його одержують із молочного соку каучуконосних рослин, головним чином із гевеї (Бразилія). Бразилія — батьківщина каучуку.

Синтетичні каучуки дістали досить широке застосування. Номенклатура гумових виробів на основі синтетичного каучуку налічує близько 50 000 назв. Найбільше синтетичних каучуків використовує шинна промисловість, машинобудівна (виготовлення деталей для автомобілів, тракторів та інших машин). Широко використовують синтетичні каучуки для виробництва технічних виробів, гумового взуття, прогумованих тканин, побутових гумових виробів, медичних товарів та ін. В електротехніці використовують каучуки для ізоляції проводів і оболонок кабелів. Рідкі каучуки застосовують для виготовлення клеїв, антикорозійних матеріалів, як зв’язуючу речовину для виготовлення твердого ракетного палива.

Гума

Гума — це вулканізований сіркою каучук. Суть вулканізації полягає в тому, що атоми Сульфуру приєднуються до лінійних (ниткоподібних) молекул каучуку за місцем подвійних зв’язків і неначе зшивають ці молекули одну з одною. У результаті вулканізації липкий і неміцний каучук перетворюється на пружну й еластичну гуму. Гума міцніша за каучук і стійкіша до змін температури.

Згідно із загальноприйнятою класифікацією, гумотехнічна галузь промисловості випускає такі види гуми:

· загального призначення (температура експлуатації Q = -50...+150 °С — шини автомобільні, взуття, ремені, амортизатори);

· термостійкі (температура експлуатації більше 150 °С — шини літаків, деталі ракет, електродвигунів);

· маслостійкі (для деталей, які працюють з дотиком до бензину, гасу, нафти та нафтопродуктів);

· хімічностійкі (для деталей, які працюють з дотиком до лугів, кислот, солей);

· газонаповнені (для теплоізоляційних деталей);

· радіостійкі (рентгенгума);

· діелектричні (ізоляція кабелю, захисні килимки, рукавиці, чоботи).

Той чи інший вид гуми отримують, в основному, за рахунок відповідних інгредієнтів, а також за рахунок технологічних особливостей.

Технологія виготовлення гуми складається з чотирьох стадій:

· різання каучуку на шматки і приготування інгредієнтів (подрібнення, просіювання, сортування, зважування);

· приготування гумової суміші в герметичних гумозмішувачах і на каландрах (валках);

· формування (на валках для листової гуми або в пресформах для штучних виробів);

· вулканізація — завершальна і дуже відповідальна операція, яка може відбуватися в пресах, котлах і автоклавах за температури 130-160 °С і тиску 18-20 МПа, але може відбуватись і за тиску 3-6 МПа. Існує також вулканізація з використанням високочастотних коливань та радіації. Якість гуми про цьому покращується, але цей спосіб занадто дорогий.

Під час вулканізації сірка з’єднується з молекулами каучуку, зшиваючи їх у тримірну структуру, яка називається гумою. Саме під час вулканізації гума набуває основної якості — можливості подовжуватись.

Використання каучуку, гуми.

Робота в парах із роздавальним  матеріалом - хмарами слів. ( Знайти 10 пунктів використання каучуку та гуми) https://wordart.com/create

Слова в хмарі-штучна шкіра, резервуар, протези, упаковка, плівка, посуд, лінолеум, крани, труби, матеріал для будівництва.

VІ. Закріплення вивченого матеріалу

1. Прийом «Творча лабораторія»

Демонстрація № 13. Зразки пластмас, каучуків, гуми

Під час демонстрацій учні розглядають матеріали та описують їх.

2. Визначте ступінь полімеризації поліетилену, відносна молекулярна маса якого складає 145 600.

3. Обчисліть масу поліпропену, якщо на його одержання витрачено 84 т пропену, а ступінь полімеризації становить 450.

VІІ. Підбиття підсумків уроку

VІІІ. Домашнє завдання

Підготувати навчальні проекти на теми:

№ 24 «Синтетичні волокна: їхнє значення, застосування у побуті й промисловості».

№ 25 «Рециклінг як єдиний цивілізований спосіб утилізації твердих побутових відходів».

№ 26 «Переробка побутових відходів в Україні та розвинених країнах світу».

№ 27 «Перспективи одержання і застосування полімерів із наперед заданими властивостями».

№ 28 «Дослідження маркування виробів із полімерних матеріалів і пластмас».

№ 29 «Виготовлення виробів із пластикових пляшок».

МАТЕРІАЛИ ДО УРОКУ

Полівінілхлорид — [-CH₂ - CHCl-]_n

Термопластичний. Під час нагрівання розм’якшується. Горить невеликим полум’ям, створюючи чорну тендітну кульку. Під час горіння відчувається гострий запах. Досить міцний, має гарні діелектричні властивості. Обмежено розчинний у кетонах, естерах, хлорованих вуглеводнів. Стійкий до дії вологи, кислот, лугів, розчинів солей, промислових газів, бензину, гасу, жирів, спиртів. Стійкий до окиснення й практично негорючий, має невисоку теплостійкість. Застосовується для виробництва штучної шкіри, плащів, клейонки, труб, ізоляційного матеріалу для електричних проводів, будматеріалів.

Поліетилен (етиленопласт) — [-CH₂ - CH₂-]_n

Поліетилен за кімнатної температури не розчиняється в жодному розчиннику. Зовні схожий на парафін, але значно твердіший. Поліетилен легкий, не набрякає у воді й порівняно з іншими пластмасами добрий діелектрик та високоеластичний. Застосовують його для виготовлення плівки для парників, теплиць та різних галантерейних виробів — сумок, кошиків, скатертин тощо.

Поліакрилати, або акрилопласти (органічне скло, плексиглас) — дуже поширена прозора пластмаса, з якої виготовляють найрізноманітніші вироби — посуд, чорнильниці, ручки, скло для годинників, шибки для ілюмінаторів літаків тощо. Вона не б’ється і пропускає 73 % ультрафіолетового проміння, якого звичайне скло зовсім не пропускає. Недоліком є те, що ця пластмаса недостатньо тверда; на ній швидко утворюються подряпини. Органічне скло добре обробляти різальним інструментом, шліфувати і полірувати. Його можна фарбувати в різні кольори органічними барвниками. Плексиглас під час нагрівання розм’якає, а в полум’ї загоряється.

Полістирол (етилопласт) — [-CH(C₆H₅)-CH₂-]_n

Полістирол — безбарвна, досить тверда пластична пластмаса, яка деформується вже за температури 70-90 °С. Вона досить стійка проти дії вологи і мінеральних кислот, проте від їдких лугів руйнується, а в бензені розчиняється. Її добре обробляти інструментом, можна фарбувати. Це одна з найпоширеніших пластмас, з якої виробляють найрізноманітніші вироби — галантерейні товари, посуд, що імітує кришталь, деталі радіоапаратури тощо. У разі внесення в полум’я пальника полістирол горить, виділяючи ефірний запах, а коли його погасити і доторкнутися до нього, то тягнутимуться нитки.

Поліамід (амідопласт) у чистому вигляді безбарвний, але добре фарбується в різні кольори. З нього виготовляють волокно (капрон, нейлон для панчіх і тканини, а останнім часом також виготовляють водяні крани, шестірні, втулки тощо). Під час горіння капрон виділяє запах горілих овочів. Тканини з капрону не можна прасувати гарячою праскою, бо за температури 215 °С він плавиться.

Целулоїд, ацетилцелюлоза — матеріал для виготовлення галантерейних виробів, іграшок та інших. Целулоїд — легкозаймистий. Ацетилцелюлоза на відміну від нього малозаймиста, а пластмаса — целон, яку виготовляють з неї, у полум’ї не займається, через що її часто називають негорючим целулоїдом. Целулоїдні пластмаси під час тертя об шерсть виділяють запах камфори.

Фторопласт — зовні схожий на парафін. Має високу хімічну стійкість, що перевищує стійкість золота і платини. Фторопласт не горить, а лише плавиться.

Поліпропілен — [-CH₂ - CH(CH₃)-]_n

Термопластичний. Має властивості високої ударної міцності, високої стійкості до багаторазових вигинів, низьку паропроникність і газопроникність; гарний діелектрик, погано проводить тепло, не розчиняється в органічних розчинниках, стійкий до впливу киплячої води й лугів, але темніє й руйнується під дією HNO₃, H₂SO₄ і хромової суміші. Має низьку термостійкість і світлостійкість. Із пропілену виготовляють волокна й плівки, що зберігають гнучкість за 100-1300 °С, пінопласт, деталі машин, профільовані вироби, труби, різну арматури, контейнери, побутові вироби та ін.

Текстоліт — електроізоляційний конструкційний матеріал, який застосовується для виробництва підшипників ковзання, шестерень та інших деталей, а також в електро- і радіотехніці. Являє собою шаруватий пластик на основі тканини з волокон і полімерного сполучного речовини (наприклад, епоксидної смоли). Текстоліт на основі склотканини називається склотекстолітом, або склопластиком.

Вініпласт — жорстка термопластична непрозора, що не містить пластифікатори, пластична маса на основі полівінілхлориду та перхлорвінілової смоли. Містить також термо- і світлостабілізатори, антиоксиданти, що запобігають руйнуванню матеріалу під час переробки та експлуатації, змащувальні речовини (полегшують його обробку та переробку), пігменти або барвники (для одержання кольорових виробів).

Гетинакс — шаруватий пластик на основі паперу й синтетичних смол. Іноді гетинакс фольгують червоно-мідною електролітичною фольгою, облицьовують бавовняними, скляними або азбестовими тканинами, армують металевою сіткою. Залежно від призначення гетинаксу випускають декількох марок. Гетинакс має високу механічну міцність, гарні електроізоляційні властивості. Гетинакс застосовують як електроізоляційний матеріал для тривалої роботи за температур від -65 до +105 °С; для виробництва панелей, кришок, втулок, шестірень, шайб та ін., а також у меблевому виробництві. З фольгованого гетинаксу виготовляють друковані схеми.