Открытый урок "«Представления о пластмассах и эластомерах. Каучуки: натуральный и синтетический. Резина и эбонит»."
план-конспект урока

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

«КЕРЧЕНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Методическая разработка

открытого урока

 по химии

Тема программы: «Этиленовые и диеновые углеводороды. Основные понятия химии высокомолекулярных соединений (на примере продуктов полимеризации алкенов, алкадиенов и их галогенопроизводных)»

Тема урока:  «Представления о пластмассах и эластомерах. Каучуки: натуральный и синтетический. Резина и эбонит»

Составила:

преподаватель

первой категории                                                         Д.С. Мамедеминова

Рассмотрено:

На заседании цикловой

методической комиссии

протокол № 3 от 3.11.2015 г.      

Председатель цикловой

методической комиссии                                                И.В. Павловская

2015 г.

Содержание методической разработки

1. Введение (характеристика темы).
2. Мотивация темы.
3. Ожидаемые результаты.
4. Ход урока.
5. Приложения.
6. Литература.

Введение

Содержание темы базируется на знаниях,  полученных учащимися на предыдущих уроках органической химии.

На изучение темы «Этиленовые и диеновые углеводороды. Основные понятия химии высокомолекулярных соединений (на примере продуктов полимеризации алкенов,  алкадиенов и их галогенопроизводных)» отводится в рабочей программе 5 часов, в том числе на тему «Представления о пластмассах и эластомерах. Каучуки: натуральный и синтетический. Резина и эбонит» - 1 час.

Изучение этой темы позволит сформировать  у учащихся ключевые компетентности, необходимые для социализации, творческой самореализации личности, понимания естественнонаучной картины мира на основе усвоения материала о полимерах, их разновидностях, покажет роль химии в решении проблем народного хозяйства  и обеспечении потребностей человека, выработает экологический стиль мышления и поведения и воспитание гражданина демократического общества.

Знания   химии на качественно новом уровне раскрываются  за счет изучения химии высокомолекулярных соединений. Эта тема позволит учащимся  осознать и усвоить знания в такой логической последовательности: состав, строение молекул полимеров, в частности каучуков натурального и синтетического, способы получения, физические и химические свойства каучуков, применение, классификация каучуков.

Цели данной методической разработки:

1. Раскрыть методику применения технических средств на уроке.
2. Показать творческий подход в изложении нового материала.
3. Показать применение нетрадиционных форм работы на уроке.

Мотивация темы

Наш век можно смело назвать веком полимеров, так как они повсюду. Знать о высокомолекулярных веществах, о том, где они применяются и как правильно с ними обращаться,  необходимо, так как эта информация может пригодиться в  жизни практически, кому-то придется столкнуться с ними более тесно в повседневной жизни, в работе.   Тема урока поможет расширить кругозор об удивительном многообразном  мире химических веществ и вообще сделает учащихся более эрудированными, образованными.

Ожидаемые результаты

Результатом  данного урока должно стать не только знание химической природы каучука, но и развитие личности учащихся, их готовности и способности к самообразованию, к целенаправленной познавательной деятельности. Включение в урок истории отечественной науки и промышленности должно способствовать формированию ценностно-смысловых установок, отражающих личностные и гражданские позиции.

План урока

Материально-методическое оснащение урока:

Техническое обеспечение:  компьютер, мультимедийный проектор, экран.

Оборудование для экспериментов:  

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, таблица растворимости, штатив с пробирками,  химические стаканы, стеклянные палочки.

Реактивы: раствор перманганата калия, бензин, этиловый спирт, кусочки синтетического каучука, резины, резиновый клей, коллекция «Каучуки».

Дидактический материал – раздаточный материал: карточки - инструкции к лабораторным опытам, текст для каждой группы,  видеослайды презентации,  таблицы.

Методы обучения, используемые на уроке:

- словесные

- наглядные

- практические

- информационно-поисковый

- проблемный

- исследовательский.

Тема урока: «Основные понятия химии высокомолекулярных соединений (на примере продуктов полимеризации алкенов, алкадиенов и их галогенопроизводных)». Представления о пластмассах и эластомерах.

Каучуки: натуральный и синтетический. Резина и эбонит.

Цели урока:

Методическая: формирование предметных компетенций учащихся на уроках химии путем инновационного подхода.

Образовательные: обобщить изученный материал о полимерах, закрепить основные понятия химии ВМС (полимер, мономер, структурное звено, степень полимеризации, термопласты и реактопласты);  рассмотреть реакции получения полимеров и области применения пластмасс и каучуков, продолжить знакомство с высокомолекулярными соединениями на примере каучуков, ознакомить  учащихся с составом,  строением  и  свойствами  натурального и синтетического каучука, дать понятие каучука со стереорегулярным строением. Раскрыть взаимосвязи строения и свойств вещества на примере различных видов каучука. Показать  сущность  процесса вулканизации  каучука, рассмотреть  области  применения  каучука.

Развивающие: формирование навыка комплексного использования межпредметных знаний; умения актуализировать полученные ранее знания.

Воспитательные: воспитание культуры общения, организованности, учебной дисциплины, формирование навыка безопасного обращения с полимерными материалами. Воспитание патриотических чувств учащихся, гордости за достижения отечественной науки и производства.

Для этого необходимо решить несколько задач:

Предметные. Через исследовательскую деятельность установить строение натурального каучука, причинно-следственные связи между строением и свойствами каучука и резины.

Метапредметные.

- познавательные: развивать навыки использования основных интеллектуальных операций: формулирование гипотез, анализ и синтез, сравнение, обобщение, систематизация, выявление причинно-следственных связей, поиск аналогов; умения генерировать идеи и определять средства, необходимые для их реализации.          

- коммуникативные: совершенствовать умения продуктивно общаться, поддерживать диалог, взаимодействовать в процессе совместной деятельности; развивать навыки использования средства информационных и коммуникационных технологий, работы с источниками информации.

-   регулятивные: совершенствовать  умения контроля и коррекции собственных действий; самостоятельного оценивания правильности своих действий.

Тип урока: Комбинированный с использованием инновационных педагогических технологий и методов обучения.

В течение урока были использованы следующие методы обучения:

1) информационно-рецептивный (рассказ, беседа).

2) проблемно-поисковый (это определение состава и свойств каучуков).

3) практический (выполнение химического опыта).

4) метод проектов.

Формы работы:  работа в группах, эксперимент - лабораторный опыт, работа с текстом.

Элементы инновационных технологий, применяемых на уроке:

Компьютерные технологии (презентация), работа в группах, тесты, проектные технологии.

Интеграция: география, биология,  литература.

Ход урока:

I. Организационный  момент.

II. Актуализация опорных знаний.

На прошлых уроках мы изучили основные понятия химии высокомолекулярных соединений, также рассмотрели классификацию полимеров, начали их изучение с  пластмасс.

 Найти соответствие между понятием и определением: 1-Д, 2-А, 3-Г, 4-К, 5-Ж, 6-З, 7-И, 8-Е, 9-В, 10-Ё, 11-Б.

III.   Мотивация  темы.

 Эвристическая беседа. Вступительное слово преподавателя с последующим обсуждением.

Основные сферы потребления полимеров:

• Упаковка – 40%
• Строительство – 21%
• Автомобилестроение – 8%
• Электроника – 5%

 Некоторые студенты получили в качестве самостоятельной работы мини исследование - проект на тему «Пластмассы. Вредна ли пластиковая упаковка пищевых продуктов и пластиковая тара?» Представление проекта.

Наш век можно назвать  веком полимеров.  “...В перспективе знание общих свойств и специфических особенностей полимеров, в первую очередь синтетических, будет желательно для всякого образованного человека...”.

К 2020 году, согласно прогнозу ЮНЕСКО, полимеров будет производиться даже больше, чем металлов, и их выпуск наряду с электроникой станет ведущей отраслью мировой экономики. 

…чем больше химикатов потребляет человек, тем больше он разрушает организм. Если нет симптомов отравления, это не значит, что вещество безопасно. Токсины могут накапливаться годами, подтачивая здоровье. Даже небольшое их количество ядовито, если воздействует долгое время.

В масштабах планеты «пластиковая чума» представляет более серьезную опасность для морских животных и птиц, чем загрязнение моря нефтью или химическими веществами.

Пластик вошел в нашу жизнь всего-то лет 30 назад. Сейчас растет первое по-настоящему «пластиковое» поколение, тогда как для выводов о влиянии пластика на организм нужно наблюдать как минимум за пятью поколениями.  Поэтому чем больше вы будете знать о полимерах, тем лучше.

IV. Постановка учебной задачи.

Вспомните,  на прошлом уроке я у вас спросила, что общего между крахмалом, цветком, мехом и полиэтиленовым пакетом. Какой был ответ?

У меня есть для вас еще один вопрос: Что общего между картошкой и галошей? (ответ должны дать в процессе изучения темы или в конце урока, будьте внимательны).

 Каждый день при встрече мы здороваемся, т.е. желаем друг другу здоровья. А как сохранить здоровье в городе, где дождь и мокрый снег обычное явление? Самый простой способ озвучил известный профессор Преображенский – носите галоши.

 Вы можете возразить, что галоши – это вчерашний день и сейчас созданы новые материалы для обуви. А знаете ли вы, что с 90-х годов интерес к галошам возрождается.  И сегодня я хотела бы поговорить с вами о веществе, из которого изготовлены галоши. А для этого надо изучить еще один вид полимеров, а именно каучуки  и при этом … «не сесть в галошу». Возражения есть?

Тогда приступаем.
         Сообщение темы, задач урока.

V. Совместное исследование проблемы.

И начнем с истории материала.

Выступление обучающегося с сообщением.

Сообщения включает историю и технологию получения природного каучука.

Каучук существует столько лет, сколько сама природа. Окаменелые остатки   каучуконосных деревьев, которые были найдены, имеют возраст около трех миллионов лет. Каучук на языке индейцев означает «слезы дерева». Каучуковые шары из сырой резины найдены среди руин цивилизаций  инков и майя в Центральной и  Южной Америке, возраст этих шаров не менее 900 лет.

Природный каучук стал известен  в Европе еще в конце 15 в. Первыми из европейцев его увидели участники второго  путешествия Христофора Колумба  в Америке. Тогда они узнали, что индейцы  получают «слезы дерева» из  млечного сока тропического  растения гевея и используют его  для изготовления обуви, мячей,  небьющейся посуды.  Первое знакомство европейцев с натуральным  каучуком произошло пять веков назад. Много лет испанцы пытались повторить водонепроницаемые вещи (обувь, одежду, головные уборы) индейцев.  Но все попытки были неудачными. В Англии британский химик и изобретатель Чарльз Макинтош предложил класть  тонкий слой каучука между двумя слоями ткани и из этого материала  шить водонепроницаемые плащи. Непромокаемый плащ из прорезиненной  ткани до сих пор носит его имя. Но эти плащи зимой становились твердыми от холода, а летом расползались от жары.  В США вещи из каучука стали популярными в 1830-х годах, резиновые бутылки и обувь, сделанные южноамериканскими индейцами, продавались в больших количествах.

Промышленное значение имеют латексные деревья, которые не только накапливают каучук в большом количестве, но и легко его отдают; из них наиважнейшее — гевея бразильская, дающая по разным оценкам от 90 до 96% мирового производства натурального каучука.

Сырой каучук из других растительных источников обычно засорён примесями смол, которые должны быть удалены. Такие сырые каучуки  содержат гуттаперчу — продукт некоторых тропических деревьев семейства сапотовых.

Каучуконосы лучше всего произрастают не далее 10° от экватора на север и юг. Поэтому эта полоса шириной 1300 километров по обе  стороны от экватора известна как «каучуковый пояс». Здесь каучук добывается и поступает для продажи во все страны мира.

Дальнейшее изучение темы идет в группах. Работа в группах. Каждая группа получает задание.

 Группа №1.  Строение натурального каучука.  

Ваша  задача, ознакомиться  с натуральным каучуком  и  определить, что является мономером, установить элементарное звено, строение макромолекулы, какая  конфигурация  характерна  для  натурального  каучука и  как  она  влияет  на  свойства  каучука.

Можете ли вы по формуле сделать вывод о принадлежности каучука к непредельным соединениям. Проведите лабораторный опыт, подтверждающий непредельность каучука.

 Молекулярная формула его выглядит как (С5Н8)n 

Качественный анализ показывает, что каучук состоит из двух элементов — углерода и водорода, то есть, относится  к  классу  углеводородов.  Изучение  свойств каучука  показало, что  при  температуре  без  доступа  воздуха  он  разлагается  с  образованием  маслянистого  вещества – 2-метилбутадиен-1,3 или изопрен. А при полимеризации  изопрена  получается изопреновый  каучук.  На  основании  этих  данных  был  сделан  вывод, что  молекулы  натурального  каучука  состоят  из  остатков  изопрена:     СН2 = С – СН = СН2

                                                                                    СН3

Процесс  полимеризации  изопрена  можно  выразить  схемой:

при полимеризации изопрена раскрываются обе его двойные связи, а в элементарном звене полимера двойная связь возникает на новом месте — между атомами углерода 2 и 3.

       Рассмотрев  реакцию  полимеризации  каучука,  мы  видим, что  макромолекулы  каучука  имеют  линейную  структуру. Кроме  того,  обратим  внимание  на строение  элементарного звена  полимера, в  составе  которого  сохраняются   двойные связи и  это так же  накладывает  свой  отпечаток  на  их  свойства.

Лабораторный опыт.

К раствору перманганата калия в бензине  добавляют 1 мл резинового клея. Исчезновение окраски свидетельствует о непредельности каучука.

Дело  в  том, что  содержащая  двойные  связи  полимерная  цепь может  иметь  две  различные  пространственные  конфигурации – цис и транс. Молекулы натурального каучука имеют  ЦИС-форму,  которая  способствует  естественному  скручиванию  их  в  клубок,  что  и  обуславливает  высокую  эластичность   каучука.        

                   - Н2С               СН2 -

                             \            /

                              С  =  С

                             /            \

                       СН3               Н

Таким образом, натуральный каучук – непредельный стереорегулярный полимер состава (С5Н8)n  со средней  молекулярной массой 15000- 500000. Натуральный каучук – это  цис-полиизопрен.

Группа 2. Свойства каучуков.

Проанализируйте текст. Выберите и запишите в тетрадь те, которые могут иметь значение при использовании природного каучука в качестве материала, в том числе и для галош. Чем же можно объяснить эластичность каучука?  Объясните, почему изделия из натурального каучука не могли удовлетворить потребителя и что можно сделать для решения этой проблем. Проведите лабораторный опыт.

Лабораторный опыт. Свойства каучука.

В три пробирки налейте по 3 мл воды, этилового спирта и бензина. В каждую пробирку опустите по кусочку каучука. Пробирки закройте пробками. Необходимо оставить их на некоторое время. Наблюдают результат- каучук образовал вязкую жидкость в бензине, а в воде и спирте нет изменений.

Важнейшие  свойства  каучука – эластичность, т.е.  способность  растягиваться  и  сжиматься  под  действием  внешней  нагрузки, а  затем  восстанавливать  прежнюю  форму после  снятия  нагрузки. При действии даже малых усилий   обладает обратимой деформацией растяжения до 1000%, а у обычных твёрдых  тел  эта величина не превышает 1%.   Имеет низкую водо- и газопроницаемость. Но  свойством  эластичности  натуральный  каучук  обладает  в  узком  интервале  температур.  При  температуре  40о  он  становится  мягким  и  липким, а  при  холоде – хрупким  и  твердым. Стойкость  к  износу. Он не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей. Набухая и затем растворяясь в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других) и их производных, каучук образует коллоидные растворы, широко используемые в технике. Кроме  того  он  хороший  электроизолятор.

Чем же можно объяснить эластичность каучука?  Макромолекулы каучука в пространстве располагаются подобно нитям в клубке. При растяжении «клубок» разматывается – происходит увеличение линейных размеров каучука, а после снятия нагрузки – молекулы возвращаются в исходное состояние в результате внутреннего теплового движения звеньев. Если приложить очень большую силу к тонкому образцу каучука, то макромолекулы будут не только вытягиваться в одном направлении, но и сдвигаться относительно друг друга. Образец каучука разорвется.

Группа 3.  Вулканизация  каучука. Резина.

 Прочитайте текст и сделайте вывод относительно того, как удалось устранить некоторые недостатки натурального каучука. Изучите историю изобретения резины. Сравните строение макромолекул каучука и резины и их свойства.

Выдвижение идеи – т.к. каучук содержит двойные связи, он должен быть химически активен, а значит можно попробовать его химически модифицировать.

С химической модификации натурального каучука, которая состоялась в средине 19 века, начинается эра резиновой промышленности. Американский изобретатель Чарльз Гудьир с 1834 г. упорно пытался «спасти» каучук. Но только в 1839 г. ему повезло. В этом году он обнаружил, что нагревание каучука с серой устраняет его неблагоприятные свойства. Он положил на печь кусок покрытой каучуком ткани, на которую был нанесён слой серы. Через некоторое время  Гудьир обнаружил кожеподобный материал — резину. Этот процесс был назван вулканизацией. Открытие резины привело к широкому её применению: к 1919 году было предложено уже более 40 000 различных изделий из резины.

Вулканизация – это процесс  нагревания   каучука с небольшим количеством серы. Этот процесс назван в честь Вулкана, древнеримского бога огня. Следовательно, процесс идет при нагревании. Мы уже отметили непредельный характер каучука, что свидетельствует о том, что для него должны быть характерны реакции присоединения. Макромолекулы натурального каучука, построенные линейно, под действием серы подвергаются   «сшивке» за  счет  того,  что  атомы  серы  присоединяются  к  молекулам  каучука  по  месту  разрыва  некоторых  двойных  связей и  как  бы  сшивают  их  дисульфидными  мостиками. В результате образуется резина, имеющая трёхмерную пространственную  структуру, более прочная и  твёрдая, чем невулканизованный  каучук.

Преподаватель: У меня в руке – материал полученный вулканизацией каучука – эбонит. Похоже это на резину? (Резина – эластичная, а эбонит – нет.) Почему? Дело в количестве серы, для каучука – 5%, для эбонита – 40%.  При увеличении количества серы продукт вулканизации приобретает сетчатую структуру и полностью теряет эластичность. Эбонит является хорошим диэлектриком, из него изготавливают детали электрической арматуры (показ образцов каучука и эбонита).

Лабораторный опыт. Свойства резины.

В три пробирки налейте по 3 мл воды, этилового спирта и бензина. В каждую пробирку опустите по кусочку резины. Пробирки закройте пробками. Необходимо оставить их на некоторое время. Наблюдают результат – кусочки резины слегка набухли в бензине, но не изменили своей формы, а в воде и спирте нет изменений.

ВОПРОС: В чем различия в свойствах каучука и резины? Чем  объясняются    различия  в  свойствах  резины  и  каучука?                    

Различие по свойствам:

- каучук растворим в неполярных растворителях, резина нерастворима;

- резина имеет разветвленную структуру и менее эластична, чем каучук, но обладает значительно большей прочностью.

- каучук легко размягчается при нагревании, при охлаждении становится хрупким, резина сохраняет эластичность в широком интервале температур.

Обобщение знаний о натуральном каучуке.

• Натуральный каучук – это
• Сырье -
• Мономер-
• Химическая формула –
• Особое свойство –
• Резина отличается от каучука –
• Вулканизация –

Группа 4. Синтетический  каучук.    

Ознакомьтесь с текстом «Синтетический каучук» и ответьте:  В  чем  суть  работы  С.В. Лебедева?  Из  какого  вещества (мономера) был  изготовлен  первый  синтетический  каучук?  Каково его строение? Почему синтетический каучук  уступал  по  свойствам  натуральному  каучуку? Как была решена эта проблема?

В  течение  долгого  времени  использовали только натуральный  каучук, которым  располагают немногие  страны.  Одно дерево бразильской гевеи в среднем, до недавнего времени, было способно  давать  лишь 2-3 кг каучука в год; годовая производительность одного гектара гевеи до Второй Мировой войны составляла 300—400 кг технического каучука. Такие объёмы натурального каучука не удовлетворяли растущие потребности промышленности. Поэтому возникла необходимость получить синтетический каучук. Пионерами  в организации промышленного  производства  синтетического  каучука  была  наша  страна.

 Современная, всё развивающаяся и усложняющаяся техника требует каучуки хорошие и разные; каучуки, которые не растворялись бы в маслах и бензине, выдерживали высокую и низкую температуру, были бы стойки к действию окислителей и различных агрессивных  сред.

 Необходимость создания  сырьевой базы резиновой  промышленности  независимо  от  импорта побудила  ВДНХ в 1926 году  объявить  конкурс на лучший  способ  получения синтетического  каучука. Условия конкурса  были  жесткие. Кроме  описания  способа  получения  и  представления 2 кг синтетического  каучука, требовалась разработанная  схема заводского  производства. В  результате  многолетней  напряженной  работы  профессору  Военно-медицинской  академии  в  Ленинграде  Сергею  Васильевичу  Лебедеву  удалось  разработать  синтетический  способ  получения  каучука, и  с  1932  г.  Советский  Союз  был  первой  в  мире страной,  организовавшей  крупное  производство  каучука. 22 машины с резиновыми покрышками из отечественного синтетического каучука преодолели 6 тыс.км в автопробеге Москва - пустыня Каракум - Москва. И ни у одной из них не возникло проблем с покрышками! При въезде в столицу москвичи чуть ли не на руках несли эти тяжелые грузовые автомашины марки ЗИС-5. В 1932 г. В г. Ярославле был пущен первый в мире завод по производству дивиилового каучука. Вскоре такие же заводы начали работать в Воронеже, Казани, Ефрелове.

Завод синтетического каучука им. Кирова был введен в строй в октябре 1936 г. Завод СК им. Кирова строился с большими трудностями, на нем устанавливалось оборудование почти исключительно отечественного производства. В период Великой Отечественной войны завод некоторое время оставался практически единственным поставщиком каучука.        

 В едином контексте с заводом СК им. Кирова в 1942 г. В Казани организуется производство резинотехнических изделий, в котором синтетический каучук превращается в различные виды резины. Только через несколько лет такие заводы начали строить в Германии, а в годы Второй мировой войны в США.

В  разработке  синтеза  каучука  Лебедев  пошел  по  пути  подражания  природе. Поскольку  натуральный  каучук – полимер  диенового  углеводорода, то Лебедев воспользовался  более  простым  и  доступным  углеводородом – бутадиеном-1,3. Бутадиен получался  для  этой  цели  из  этилового  спирта (а большую часть   этилового спирта в то время получали из крахмала, который получали из зерна или картофеля, древесины).

Полимеризация бутадиена -1,3 в бутадиеновый каучук.

Тем не менее, синтетическому каучуку никак не удавалось достичь качества натурального полимера. Причину этого удалось разгадать только в 40 г.г. Дело в том, что в синтетическом каучуке элементарные звенья с цис-, трансконфигурацией расположены хаотически. Кроме того, полимеризация протекает не только как 1,4, но и как 1,2 – присоединение, в результате чего образуется нестереорегулярный полимер с разветвленной структурой:

Цисполибутадиен (дивиниловый)

Трансполибутадиен (бутадиеновый)

Оказалось, что природный полимер имеет цис расположение заместителей при двойной связи. Это стереорегулярный полимер. Впервые получить цис-бутадиеновый каучук стереорегулярного строения удалось в 1957 году группе Советских ученых под руководством академика Б.А.Долгоплоска и члена Академии наук А.А. Короткова благодаря применению катализаторов Циглера-Натта. По износоустойчивости и эластичности этот полимер превосходил натуральный и получил название дивиниловый. С использованием этого же катализатора был синтезирован аналог натурального каучука -  цис-изопреновый каучук.

Макромолекулы современных каучуков имеют стереорегулярное строение, т.е. структурные звенья и функциональные группы расположены в пространстве в определенном порядке. Цис-форма более эластична, т.к. легко скручивается в клубок. Трансформа менее эластична, т.к. макромолекулы более вытянуты.

Группа 5. Ознакомьтесь с другими видами каучуков. Рассмотрите их  классификацию и области применения.

В 1940 году получен хлоропреновый каучук.

Некоторые синтетические каучуки представляют собой сополимеры, т.е. когда мономерами являются разные молекулы. Например, бутадиен-стирольный каучук:

Классификация каучуков по областям применения

VI. Закрепление изученного материала и первичная проверка знаний.

Выполнить задание. Подобрать характерные выражения для натурального каучука (А) и синтетического каучука (Б).

 1. Мономером является бутадиен-1,3;

 2. Получен С.В. Лебедевым в 1932 году;

3. Получают реакцией полимеризации;

4. Мономером является 2-метилбутадиен - 1,3 (изопрен);

5. Синтетический полимер;

6. В дальнейшем подвергается вулканизации;

7. Используется для изготовления бензо- и маслостойкой резины

 8. Молекула полимера имеет двойные связи;

9. Используется для изготовления шин;

10. Эластичный полимер;

11. Мономером является стирол и бутадиен-1,3;

12. Полимер стереорегулярного строения, цисизопреновый каучук.

13. Полимер нестереорегулярного строения

14. Получают из млечного сока гевеи- латекса.

А - 3,4,6,8,9,12,14.

Б – 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13

VII.  Рефлексия

 У вас есть возможность оценить, насколько нужным для вас оказался этот  урок.

VIII.  Домашнее задание: 

1. Подумайте над следующей информацией. Несмотря на то, что на смену натуральному каучуку пришли синтетические, в последнее время наблюдается увеличение объемов производства природного полимера. Как это можно объяснить?
2. стр. 105-108 учебника (О.С.Габриелян, Химия для профессий и специальностей естественнонаучного профиля).

Приложения:

Опорный конспект

Основные понятия химии высокомолекулярных соединений 

на примере продуктов полимеризации алкенов, алкадиенов и их

галогенпроизводных.

СТРОЕНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ ЦЕПИ.

Полимеры (высокомолекулярные соединения) – это вещества с очень высокой относительной молекулярной массой, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся структурных фрагментов.

Мономеры (низкомолекулярные соединения) – это вещества, из которых получают полимеры.

Элементарное (структурное) звено - повторяющиеся фрагменты полимерной цепи.

Степень полимеризации (n) – число элементарных звеньев в полимерной цепи.

СРЕРЕОРЕГУЛЯРНЫЙ ПОЛИМЕР – если каждое элементарное звено полимерной молекулы имеет одинаковое пространственное строение. Имеют более ценные практические свойства, их получение является важной научной и технической задачей.

НЕСТЕРЕОРЕГУЛЯРНЫЙ ПОЛИМЕР - если каждое элементарное звено полимерной молекулы имеет разное пространственное строение.

В зависимости от строения цепи полимеры подразделяют на линейные, разветвленные и сетчатые (сшитые).

•  В линейных полимерах - структурные звенья соединены в длинные цепи последовательно одно за другим. Линейные полимеры, а иногда и разветвленные, способны образовывать нитевидные волокна и пленки; они эластичны, имеют относительно невысокие температуры плавления, иногда растворяются в различных растворителях. Например, ПОЛИЭТИЛЕН, ПОЛИПРОПИЛЕН.

• В разветвленных полимерах имеются боковые цепи. Например, НАТУРАЛЬНЫЙ КАУЧУК. КРАХМАЛ.

• В сетчатых полимерах отдельные углеродные цепи соединены поперечными связями, и вещество представляет собой как бы единую гигантскую молекулу. Например, РЕЗИНА, ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ.

СПОСОБЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ:

1). ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ – реакция образования высокомолекулярных соединений путем последовательного присоединения молекул мономера к растущей цепи, при этом не выделяются никакие побочные вещества.

Например, полимеризация этилена осуществляется следующим образом:

n CH2=CH2   →   (–CH2–CH2–)n

или   СH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 + ...  →  

→ -CH2–CH2- + -CH2–CH2- + -CH2–CH2- + ...  →   (–СН2–СH2–)n

Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

Пример. Схема сополимеризации этилена с пропиленом:

2). ПОЛИКОНДЕНСАЦИЯ – процесс образования полимера, сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов (вода, галогеноводороды, аммиак).

СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ:

ТЕРМОПЛАСТИЧНОСТЬ – свойство тел изменять форму в нагретом состоянии и сохранять её после охлаждения.

ТЕРМОПЛАСТЫ – термопластичные  полимеры, которые после формования изделия сохраняют способность к повторной переработке. Наиболее распространены термопласты на основе полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола. 

РЕАКТОПЛАСТЫ – термореактивные полимеры, которые после нагревания теряют свою пластичность, становятся твердыми и последующей обработке уже не поддаются. Наиболее распространены реактопласты на основе феноло-формальдегидных, полиэфирных, эпоксидных и карбамидных смол. Содержат обычно большие количества наполнителя - стекловолокна, сажи, мела и др.

Представление о пластмассах и эластомерах.

1. Полиэтилен высокого и низкого давления, его свойства и применение.     Катализаторы Циглера–Натта.

2. Полипропилен, его применение и свойства.

3. Галогенсодержащие полимеры: тефлон, поливинилхлорид.

Пластмассы – материалы, основой которых являются  синтетические или природные высокомолекулярные органические вещества – полимеры.

Пластмассы - это материалы, полученные на основе полимеров, способные приобретать заданную форму при изготовлении изделия и сохранять ее в процессе эксплуатации.

Пластмассы состоят из нескольких компонентов: связующего вещества, наполнителя, пластификатора и др. Обязательным компонентом является связующее вещество. Такие простые пластмассы, как полиэтилен, вообще состоят из одного связующего вещества.

Наполнителями служат твердые материалы органического и неорганического происхождения. Они придают пластмассам прочность, твердость, теплостойкость, а также некоторые специальные свойства, например антифрикционные или, наоборот, фрикционные. Кроме того, наполнители снимают усадку при прессовании.

Пластификаторы представляют собой нелетучие жидкости с низкой температурой замерзания. Растворяясь в полимере, пластификаторы повышают его способность к пластической деформации. Их вводят для расширения температурной области высокоэластического состояния, снижения жесткости пластмасс и температуры хрупкости.

В качестве пластификатора применяют сложные эфиры, низкомолекулярные полимеры и др. Пластификаторы должны оставаться стабильными в условиях эксплуатации. Их наличие улучшает морозостойкость и огнестойкость пластмасс.

В состав пластмасс могут также входить стабилизаторы, отвердители, красители и другие вещества.

Стабилизаторы вводят в пластмассы для повышения долговечности. Светостабилизаторы предотвращают фотоокисление, а антиокислители – термоокислительные реакции.

Отвердители изменяют структуру полимеров, влияя на свойства пластмасс. Чаще используют отвердители, ускоряющие полимеризацию. К ним относятся оксиды некоторых металлов, уротропин и др.

Специальные химические добавки вводят с различными целями; например, сильные органические яды – фунгициды – для предохранения пластмасс от плесени и поедания насекомыми в условиях тропиков.

Смазывающие вещества (стеарин, олеиновая кислота) применяют для предотвращения прилипания пластмассы к оборудованию при производстве и эксплуатации изделий.

Красители и пигменты придают желаемую окраску пластмассам.

Каучуки натуральный и синтетические. Сополимеры (бутадиенстирольный каучук). Вулканизация каучука, резина и эбонит.

Литература для подготовки урока:

1.  Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие. – М.: Народное образование, 1998
2. Кузнецова Л.Е., Проектирование урока с позиций требований стандартов нового поколения http://www.ufa-edu.ru/
3. Габриелян О.С., Попкова Т.Н., Карцова А.А. Органическая химия: Методическое пособие. 10 класс. – М.: Просвещение, 2005
4. Цветков Л.Л. Эксперимент по органической химии: Методика и техника / Пособие для учителей. —  М.: Школьная Пресса, 2000. — 192 с.
5. Габриелян О.С., Ватлина Л.П. Химический эксперимент по органической химии. 10 класс. – М.: Дрофа, 2005.