polimerx - Всероссийский фестиваль педагогического

Профессиональный конкурс работников образования
ВСЕРОССИЙСКИЙ ИНТЕРНЕТ – КОНКУРС
ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА
(2012-2013 учебный год).
---------------------------------------------------------------------------------------------------------Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Безрукавская средняя общеобразовательная школа»
Рубцовского района, Алтайского края.
Номинация конкурса: Педагогические идеи и технологии:
среднее образование.
Открытый урок в 10 классе.
Тема урока
«Полимеры».
Автор:
Пивкина Татьяна Максимовна,
учитель химии и биологии
МБОУ « Безрукавская СОШ»
Место выполнения работы:
с.Безрукавка ,ул.В.К.Арнольда,33.
Рубцовский район
Алтайский край.
83855779316
Безрукавка . 2013.
1
Тема урока : Полимеры.
Цель урока:
Сформировать у учащихся представление о высокомолекулярных соединениях.
Задачи урока:
1.Повторить основные понятия химии полимеров.
2.Отметить разницу между реакциями полимеризации и поликонденсации.
3.Изучить общую классификацию полимеров.
4.На основе межпредметных связей химии с биологией, физикой и географией
показать значение полимеров в строении и функционировании живой и неживой
природы.
Оборудование:
Коллекции пластмасс, волокон и изделий из них, модели органических молекул:
шаростержневые, объемные. Презентация о С.В. Лебедеве.
Эпиграф урока : « Ничего невозможно сделать без великих людей».
(французский генерал Де Голль).
Учитель: Друзья! Приятна встреча с вами!
Полна надежды я и веры,
Что вместе мы не заскучаем.
Урока тема - « Полимеры».
Ролевая игра: « Знакомство цивилизованного мира с каучуком»
Учитель: 1493 год.
Через Атлантику идет
Вторая экспедиция
Колумб опять её ведет
Безбрежными границами.
Входят « мореплаватели» во главе с Колумбом.
Колумб: Америка! Америка!
Приплыли на Гаити.
Входят «индейцы», играя с маленьким резиновым мячиком.
Бегут индейцы к берегу
И европейцы видят:
Они играют с шариком,
И шарик этот скачет.
Любого — млад иль старенький — такое озадачит.
«Мореплаватели» расспрашивают «индейцев» об этом скачущем предмете, а те, в
свою очередь, показывают жестами как получают такой шарик. Один из
2
«индейцев» изображает дерево гевею, второй показывает, как его надрезают и
собирают млечный сок ( латекс), а третий объясняет, что это « као-о-чу» - « слезы
дерева». «Европейцы» произносят слово по своему « каучук». Получив в подарок
от «индейцев» шарик, они « возвращаются» в Европу — садятся на свои места.
( Учитель с мячиком в руках подходит к каждой группе учащихся, и ребята
выражают свою реакцию на этот чудесный новый предмет).
«Дети»- восхищаются, удивляются, спрашивают, из чего он сделан, просят
«родителей» купить его.
«Родители»- интересуются его свойствами и ценой.
«Торговцы»- соображают, как организовать поставки, и, собираясь приступить к
торговле такими шариками, интересуются, можно ли их найти, где то ближе чем в
Америке.
«Ученые»- заинтересованы удивительными свойствами материала, из которого
состоит шарик, ставят перед собой задачу — изучить свойства, состав и строение
его молекул. У них возникает мысль о получении подобного вещества
искусственным путем.
История открытия резины.
В Парижскую академию наук образцы каучука и описание способа его получения
из млечного сока гевеи доставил из Южной Америки французский инженер Ф.
Фрейсине. Из необычного эластичного материала стали изготавливать игрушки,
ластики для стирание карандашных записей, детали одежды, водоотталкивающие
пропитки для обуви. Были попытки покрывать каучуком колеса повозок для
бесшумной и мягкой езды, однако такое покрытие быстро истиралось о дорогу. В
начале XIX английский изобретатель Ч. Макинтош нашел каучуку новое
применение. Два слоя материи он промазывал раствором каучука в органическом
растворителе и склеивал между собой. Из полученного водонепроницаемого
материала Ч. Макинтош шил плащи, позже названные его именем. В 1823 году он
получил патент на свое изобретение. Но если макинтоши были достаточно хороши
для туманной Англии, не отличающейся резкими колебаниями температур, то в
Европе они успехом не пользовались. На солнце пропитанная каучуком ткань
становилось липкой. На морозе каучуковая пропитка теряла эластичность,
становилось хрупкой и ломкой. Тем не менее, необычные свойства каучука
заставляли ученых искать способы устранение его недостатков при сохранении
эластичности и водостойкости. Сделать это удалось американскому изобретателю
Ч. Гудьиру (1800-1860). В 1834 году его заинтересовали изделия из каучука.
Стремясь улучшить его термостойкость, он начал добавлять в эластичный
материал различные вещества. Оказалось, что оксиды кальция и магния придают
каучуковым изделиям несколько большую устойчивость к высокой температуре.
Из полученного материала, названного гумэластиком, Ч. Гудьир начал
изготавливать обувь, однако долговечность также оставляла желать лучшего: на
морозе она растрескивалась и приходила в негодность. Молодой изобретатель не
падал духом и продолжал эксперименты. В 1839 году он приобрел патент
Хейварда, который во избежание слипания каучуковых лепешек пересыпал их
3
порошком серы. Однажды такая лепешка случайно упала на горячую печь. В то
время каучук был достаточно дорог, поэтому Чарльз Гудьир, спасая образец,
схватил начавшуюся плавиться лепешку и, чтобы не обжечься, перебрасывал ее с
руки на руку. После охлаждения каучука Чарльз с удивлением заметил, что
поверхность материала приобрела новые свойства: она перестала липнуть, стала
более прочной, причем сохраняла эластичность при низкой температуре. В
последствие новый материал получил название - резина. Еще долгих 5 лет
изобретатель посветил совершенствованию технологического процесса
превращение каучука в резину. Наконец 15 июня 1844г. он получил патент на свое
изобретение. Другой ученый Т. Гэнкон предложил назвать процесс превращения
каучука в резину вулканизацией по имени древнеримского бога огня Вулкана.
(Читают ученики)
Колумбом привезенный каучук
Как ценный экспонат попал в музей,
Где очень долго пролежал без цели...
Спустя примерно три столетия вдруг
Французы отправляют экспедицию,
Чтоб изучить бразильскую провинцию.
Один из членов группы – Кондамин Индейцев бытом занялся серьезно.
Затем в своем отчете скрупулезно
Он применение каучука осветил.
Пропитывают им корзины, ткани,
Чтоб защитить от влаги проникания;
Борта и днища лодок покрывают,
Чем службу их надолго продлевают.
А вот, пожалуйста, еще два чуда:
Из каучука делают сосуды
И, смазав латексом макет ноги,
Индейцы делают галоши, сапоги.
В Европе бум: охвачена сенсацией,
В восторг приходит вся цивилизация!
А из Америки пластинки « слез» гевеи
Везут торговцы, чтоб продать скорее.
Лепите, что хотите, покупатели!
И появляются уже предприниматели.
Мячи, подтяжки и подвязочки,
плащи, бутылочки и баночки,
Среди изделий сапоги, галоши...
Увы и ах! Му Got! Моn Dieus! О, Боже!
4
В жару все липнет или растекается,
А в холод трескается и ломается.
Честь каучука спас совсем случайно
Торговец из Америки — Гудьир.
Обычной серой посыпал он специально
Свои пластиночки и как-то уронил
Одну из них в огонь. Он испугался,
Схватил кусочек, гнул его и мялГораздо лучше тот по свойствам оказался
И - чудо!- даже липнуть перестал
Так изобрел Гудьир вулканизацию,
Чем вызвал в мире новую сенсацию.
Ученые корпели над составом
И над строением молекул каучука.
Достойны многие из них великой славы
За то, что двинули вперед науку.
В двадцатом веке синтез полимеров
достиг невероятнейших успехов!
Учитель: В Советском Союзе первый получил синтетический каучук академик
С.В. Лебедев, под его руководством был построен и работал первый завод
синтетического каучука.
Лебедев Сергей Васильевич (1874-1934).
Советский химик, академик. Получил первый синтетический каучук в 1932 году.
Натуральный каучук содержится в млечном соке некоторых растений. Больше
всего его получают из дерева гевеи, родиной которой является Бразилия. В
Советском Союзе были засеяны огромные площади природными каучуконосами одуванчиками коксагыз и таусагыз, млечный сок которых шел на получение
каучука. Так как выход млечного сока был незначителен, такой каучук стоил
баснословно дорого. Из первых килограммов продукции, полученной на опытном
заводе, была изготовлена шина. Её поставили на автомобиль, на котором ездил
Сергей Васильевич, и она ему верой и правдой прослужила 16 тыс. км. пробега.
Основные научные исследования Лебедева С.В. посвящены полимеризации,
изомеризации, гидрогенизации непредельных углеводородов.
Основные понятия химии полимеров.
Высокомолекулярные соединения (полимеры) это соединения, обладающие
молекулярной массой более 5000.
Мономеры - исходные вещества для синтеза полимеров. Низкомолекулярное
вещество, из которого синтезируют полимер, называется мономером.
5
Повторяющая группа атомов, которая обычно является остовом мономера,
называется структурным звеном полимера. Число звеньев в цепи полимера
называются степенью полимеризации.
Реакция полимеризации - это химический процесс соединения множества
исходных молекул низкомолекулярного вещества (мономера) в крупные молекулы
(макромолекулы) полимера.
Реакция поликонденсации — это процесс образования полимера, который
сопровождается выделением побочного низкомолекулярного продукта ( чаще
всего воды).
Работа с моделями органических молекул: шаростержневыми, объемными:
Учитель:
Жили - были маленькие Этиленчики (CH2= CH2). Летали они в воздухе и никого не
трогали. Но были они слабые и беззащитные, и почти каждый мог их обидеть и
разрушить. Стали думать Этиленчики, как им жить дальше. Куда ни глянь, всюду
опасность подстерегает. Решили Этиленчики пойти к старому дедушке катализатору. Был он старый и мудрый и всегда всем советом помогал. Пришли к
нему Этиленчики и спросили, как им жить дальше. Рассказал он им, как
обезопасить свою жизнь. Послушав его совет, Этиленчики дружно взялись за руки
и получилась из них большая цепь. При этом образовали они сильный и прочный
Полиэтилен. И с тех пор никто больше не мог пристать к ним или обидеть. Стали
они жить — поживать и добра наживать.
(1 и 2 группа учеников собирают полиэтилен).
CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2
(CH2- CH2)n- CH2-CH2-CH2-CH2
(3 и 4 группы учеников собирают бутадиеновый каучук).
CH2=CH-CH=CH2+CH2=CH-CH=CH2
 (CH2-CH=CH-CH2)n-CH2-CH=CH-CH2
Заполнение таблицы, работа с коллекциями.
Название
полимера
Формула
мономера
Формула
полимера
Основные
характеристики
Применение
полиэтилен
CH2=CH2
-CH2-CH2-
Горюч,устойчив по
отношению к
реагентам,
термопластичный,
твердый, немного
жирный на ощупь
Упаковочные
пленки,
бутылки,
оболочки
кабелей.
Поливинилхло CH2=CH2
рид
CI
-CH2-CH2CI
Термопластичный,
устойчив к действию
кислот и щелочей
Трубы,
искусственная
кожа,хозяйстве
6
нные сумки.
Политетрафтор CF2=CF2
этилен
-CF2-CF2-
Термопластичный,
твердый,имеет
повышенную
прочность
Тефлоновые
покрытия
посуды,электр
оизоляция.
Полипропилен CH2=CH
CH3
-CH2-CHCH3
Термопластичный,
твердый,имеет
повышенную
прочность
Детали машин,
трубы
Полистирол
-CH2-CHC6H5
Термопластичный,
обладает высокими
диэлектрическими
свойствами.
Химически стойкий
по отношению к
кислотам и щелочам.
Мензурки,
корпуса
телевизоров,
игрушки.
CH2=CH
C6H5
Экологические аспекты использования полимеров.
Учитель:
Большинство синтетических полимеров химически инертны, устойчивы к
воздействию окружающей среды. В связи с этим отходы полимерных материалов
накапливаются в угрожающей прогрессии, прежде всего-это упаковочная тара
(банки, коробки, пакеты, бутылки и т. д.) Полимерный мусор, кроме суши,
попадает и в акватории портов и побережий, водоемов курортных зон и даже
открытых морей, куда его уносят течения. Описаны случаи гибели тюленей в
следствии удушения полиэтиленовыми пакетами, плавающими в воде, которые
животные принимали, по-видимому, за медуз- свой излюбленный корм.
Вопросы ученикам:
Что делать? Какие возможные пути решения проблем, связанные с полимерным
мусором?
Краткое резюме обсуждения:
Химия - неотъемлемая составная часть процесса развития цивилизации. Без
современной химической науки и химического производства человек не может
полноценно существовать на земле. И проблемы, возникающие в связи с новыми
для природы материалами, тоже должен решать человек, используя свои знания.
Полимерные материалы по химическому составу содержат в основном биогенные
элементы, и потому есть надежда, что рано или поздно микроорганизмыредуценты адаптируются к ним и станут их разрушать. Но и человек стремится
помочь бактериям. Сейчас создают такие полимеры, которые разрушаются
7
микробиологическим путем. При совместной полимеризации оксида углерода (II)
с этиленом и хлор винилом получают полимеры - « времянки»: они
характеризуются прочностью, эластичностью, теплостойкостью и в то же время
быстро рассыпаются в порошок под действием ультрафиолетового облучения.
Немаловажно, что при этом утилизируется вредный для здоровья угарный газ.
Однако такие полимеры значительно дороже обычного полиэтилена. Очевидно,
необходимо наряду с созданием разрушающихся полимеров разрабатывать новые
технологии их переработки. Сжигание полимерного мусора вредно для
окружающей среды. Дело в том, что продукты сгорания могут быть очень
опасными загрязнителями. Развитие химии полимеров не может быть
остановлено. Замечательные, пророческие слова сказал Джулио Натт, в 1957 году:
« Химик, собирающийся построить гигантскую молекулу, находится в таком же
положении, как и архитектор, проектирующий здание. В его распоряжении
имеется ряд строительных блоков определенных форм и размеров, и он должен
соединить их вместе в структуру, которая будет служить определенной цели.
Химия полимеров в настоящие время становится все более привлекательной
областью исследований; в последние несколько лет открыты новые пути
соединения блоков вместе- открытия, которые сулят получение большого
количества материалов, прежде никогда не существовавших на Земле».
Итог урока:
Двадцатый век стал веком полимеров
От «слез» гевеи, давшей каучук,
Пошли молекулы невиданных размеров
Благодаря древнейшей из наук,
Да, это химия. Её заслуга в том,
Что сегодня украшает быт.
Игрушки из пластмассы и посуда,
Тефлон, и оргстекло, и карболит.
Одежда, обувь, мебель... Посмотрите:
Нас полимеров окружает рать!
И в технике они, и в медицине
Незаменимыми сумели стать.
Шуршат в пути автомобилей шины,
Искусственное сердце бьется в тактволокна, смолы, пластики, резины
на службе человечества стоят!
Домашние задание: п. 21-22 зад.1-4
Приготовить сообщение на тему:
«Роль полимеров в моей будущей профессии»
«Пластмассы — современные конструкционные материалы»
«Роль полимеров в современном автомобилестроении»
8
Полимеры (ВМС)
Классификация по происхождению.
Природные
-каучук
(-CH2-CH=C-CH2-)n
)n
CH3
-крахмал, целлюлоза
(C6H10O5)n
-белки
-нуклеиновые кислоты.
искусственные
- ацетатное волокно
[C6H7O2(O-COCH3)3]n
синтетические
- каучуки:
(-CH2-CH=CH-CH2-
бутадиеновый
каучук.
целлулоид (пластмасса)
-волокна:
[С6H7O2(ONO2)x (OH)y]n
капрон
лавсан
-пластмассы
(-СH2-СH2-)n
полиэтилен
(-СH2-СH-)n
CH3
полипропилен
фенол формальдегидная
смола.
9