Разработка урока по химии в 10 классе "Каучук"
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Муниципальное  бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №2 г.Турана

Разработка урока по химии

«Каучук»

10 класс

Составитель:

Донгак-оол Чодураа Кан-ооловна,

  учитель химии и биологии

                                                     Туран-2012

Тема урока: Каучук

Девиз:«Служение человечеству - благодарная роль химии.»

Цель урока:

    Обобщение и систематизация знаний об углеводородах, ознакомление учащихся со свойствами натурального каучука его составом и строением, вулканизацией, отличием свойств каучука и резины. Ознакомление со свойствами, значением и  решении экологических проблем при производстве синтетических каучуков.  

Задачи:

- Образовательные:

1. Актуализировать знания учащихся об  углеводородах.

2. Показать зависимость свойств органических веществ от их строения.

3. Рассмотреть вопросы истории создания и развития производства синтетического каучука, значение русских и советских ученых в разработке основных технологии производства синтетического каучука.

3. Продолжить формирования практических умений с химическими реактивами и оборудованием.

- Развивающие:

1. Продолжить формирование умение устанавливать взаимосвязь между составом, строением и свойствами веществами.

2. Способствовать развитию прогностических умений исследовательских навыков при работе с литературой, выполнением исследовательских опытов.

3. Возбудить интерес к изучению науки.

- Воспитательные:

1. Воспитывать бережное отношение к окружающей среде и совершенствовать навыки самостоятельной и коллективной работы.

2. Формировать умение работать с коллективом у каждого учащегося считаться с мнением всей группы.

Тип урока: урок изучения нового материала с элементами исследования.

Форма урока: групповая работа.

Вид урока: проблемно-исследовательский.

Оформление: главная доска, интерактивная доска, стенд о технике безопасности при работе в химической лаборатории, таблица

Оборудование к уроку: учебники, рабочие тетради, демонстрационный учебный диск, системный блок, клавиатура, проектор, экран.

Для исследований: пробирки, химические стаканы, стеклянные палочки, образцы натурального каучука и резины, бромная вода, р-р КМпО4, бензол, щтативы, пинцеты,заранее подготовленные 2 стакана с каучуком и резиной в бензоле, тигельные щипцы, спиртовки, спички, асбестовые сетки, штатив для пробирок, образцы синтетических каучуков.

Раздаточный материал: дидактические карточки(ламинированные),  фломастеры, инструкционные карточки, информационные листы со сведениями о синтетических каучуках, , дифференцированные карточки-задания.

План урока:

- Вводная часть(установочная)

1.Организационный момент

2.Постановка задач урока

3.Миниопрос

-Основная часть.

1. История открытия каучука

2. Строение каучука (проведение эксперимента).

3. Вулканизация каучука.

4. Сравнение свойств каучука и резины (проведение опытов).

5. Синтетические каучуки и их применение.

Закрепление

Защита мини-исследовательских проектов.

А.Эволюция автомобильных шин.

Б. Эволюция обуви.

В.Экологические проблемы производства каучуков.            

 Ознакомление с домашним заданием.

       Провести инструктаж по технике безопасности при работе с нагревательными приборами, взрывоопасными веществами.

Ход урока:

Учащиеся рассаживаются группами(всего 4 группы ) по периметру класса.

Учитель: Друзья! Приятна встреча с вами!

                Полна надежды я и веры,

                Что вместе мы не заскучаем

                Урока тема «Каучук»

-Мы изучаем  соединения класса алкадиенов. Сегодня на уроке ознакомимся со свойствами натурального каучука его составом и строением, вулканизацией, отличием свойств каучука и резины. для этого выполним лабораторную работу, изучим свойства, значение синтетических каучуков и проблемы связанные с их производством.

Мини-опрос: 1. группа- написать транс-форму бутадиенового каучука;

                       2. группа- написать цис-форму бутадиенового каучука;

                       3. группа- написать уравнение реакции полимеризации бутадиена-1,3;

     Переход к новой теме(показ слайдов):

   У островов Гаити во время своего путешествия (1493) испанский адмирал Христофор Колумб увидел туземцев, игравших большим плотным мячом. Хотя это казалось невероятным, но, ударяясь о землю, мяч довольно высоко подскакивал. Колумб привёз несколько кусков удивительного вещества (каучука)на родину, но в те времена он никого не заинтересовал.

    Каучуковый латекс представляет собой эмульсию микроскопических капелек каучука в разбавленном водном растворе белков, жиров, углеводов, солей и других веществ. Индейцы майя называли деревья, дающие латекс, «плачущими»- так возникло слово «каучук» («каа»- «дерево», «о-чу»- «плачущее»). Это название было заимствовано европейскими химиками.

    Сейчас мы выполняем лабораторную работу № 1,2 (инструкционные карточки  на столах).

Вывод: Обесцвечивание бромной воды при приливании к продуктам разложения природного каучука, доказывает непредельный характер соединений. Экспериментально доказано, что

это изопрен, или 2-метилбутадиен-1,3. Следовательно, макромолекулы натурального каучука являются продуктами полимеризации молекул изопрена ( показ слайдов). Молекула природного каучука представлена цис-формой. Такое строение молекул придаёт НК эластичность, способность растягиваться и сжиматься под действием внешней силы, а затем восстанавливать прежнюю форму и стойкость к износу. Ценным его свойством является также водо- и газонепроницаемость.

     (ист.информация) . Из европейцев одним из первых нашёл применение каучуку английский химик Джозеф Пристли в 1770г. Так появилась всем известная стиральная резинка- ластик.

В Англии Ч. Макинтош предложил класть тонкий слой каучука между двумя слоями ткани и из этого материала шить водонепроницаемые пальто. Но пальто зимой становились твёрдыми от холода. А летом расползались от жары.

      Американский изобретатель Чарльз Гудьир с1834г. упорно пытался «спасти» каучук. Только в 1839г. ему повезло, когда он в один прекрасный день по недосмотру не оставил в горячей печи смесь каучука, серы и оксида цинка. Клейкость исчезла, а каучук приобрёл эластичность и стойкость, не зависящие от температуры. Он получил кожеподобный материал- резину. Поскольку огонь и сера (главные факторы отверждения каучука) являются атрибутами римского бога огня Вулкана, этот процесс превращения каучука в резину назвали вулканизацией.(показ слайдов процесса вулканизации каучука).

- А теперь мы сравним физические свойства натурального каучука и резины. Выполняем лабораторные опыты № 3,4,5. Результаты опытов заносим в таблицу:

Проблемный вопрос: Как объяснить различные свойства каучука и резины?(каучук имеет линейную стереорегулярную структуру, в результате вулканизации образовавшаяся резина приобретает трёхмерную структуру).

   Со времени открытия резины начался быстрый рост его промышленного применения. Наибольшее его количество стала вскоре потреблять автомобильная помышленность, на втором месте стояла электротехническая промышленность и производство резинотехнических изделий.

   В годы индустриализации перед нашей страной встал вопрос об обеспечении растущей промышленности и нужд обороны отечественным каучуком.

      В 1928г. русский химик  Сергей Васильевич Лебедев получил синтетический каучук полимеризацией бутадиена-1,3 на натриевом катализаторе.

   - А теперь познакомимся с различными видами синтетических каучуков и их применением.(слайд).

Закрепление. Защита мини- исследовательских проектов. (выступление учащихся)

         1 группа.Эволюция автомобильных шин.

         2 группа. Эволюция обуви.

         3 группа.Экологические проблемы производства каучуков.

      Домашнее задание(дифференцированное):

3 уровень( трудный)-получить СКД из этилена

2 уровень(средний)-получить СКИ из пентана;

1 уровень(лёгкий)-получить СКД из бутана

                                                  Инструкционная карточка

                                      Лабораторный опыт№1

Тема опыта: Непредельность характера каучука.

Цель опыта: Доказать опытным путём, что каучук- непредельный углеводород.

Выполнение работы:

Палочкой перенести в пробирку немного раствора каучука(раствор каучука в бензоле) и туда прилить 1 мл бромной воды, энергично взболтать а затем подкисленного раствора перманганата калия (КМпО4).

Задание:Что наблюдаете? Сделайте вывод.

                                      Лабораторный опыт №2

Тема опыта: Разложение натурального каучука.

Цель опыта: Выяснить строение продукта разложения каучука.

Выполнение работы:

Небольшой кусочек натурального каучука поместите в пробирку и закройте пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки поместите в другую пробирку и нагрейте пробирку с каучуком. К продуктам разложения каучука прилейте подкисленного раствора перманганата калия. Немного встряхните.

Задание:1.Какой характер продукта разложения каучука?

2.К какому классу углеводородов относится это вещество?

                           Лабораторный опыт№3

Тема опыта: Эластичность каучука и резины.

Цель опыта: Сравнить эластичность каучука и резины.

Выполнение работы:

Тонкую полоску каучука и такой же длины полоску резины слегка растяните и измерьте их длину.

Задание:Обратите внимание, полностью ли  возвращаются  образцы в прежнее положение. Выясните, у какого материала эластичность выше.

                          Лабораторный опыт№4

Тема опыта: Растворимость каучука и резины в органических растворителях.

Цель опыта: Изучить растворимость каучука и резины в органических растворителях.

Выполнение работы:

Полоску каучука поместите в пробирку с бензином. То же самое сделайте с резиной. Ввиду длительности опыта оставьте его до следующего урока и обратитесь сразу к результатам аналогичного, ранее заготовленного опыта.

Задание: Какова растворимость каучука и резины в органических растворителях?

                      Лабораторный опыт №5

Тема опыта: Отношение каучука и резины к нагреванию.

Цель опыта: Сравните отношение каучука и резины к действию высоких температур. Выполнение работы:

В кипящую воду поместите на 5 минут тонкие полоски каучука и резины. Вынув тигельными щипцами полоску каучука, быстро растяните её. То же проделайте  с полоской резины.

Задание: Результаты опытов внесите в таблицу. Сделайте общий вывод.

                             Виды синтетических каучуков.

1. Бутадиеновый каучук (СКД)

(дивиниловый)

(-СН2-СН= СН-СН2-) М= 200-300 тыс 1,4 цис структуры по износоустойчивости морозостойкости и эластичности превосходит природный каучук. В производстве шин, трубки для изоляции кабелей резинотехнических изделий.

2. Бутадиен - стирольный каучук (СКС)

(-СН2-СН= СН-СН2-СН-СН2-)

                                     |

                                    С6Н5

Газопроницаемость, повышенной морозоустойчивостью, но недостаточной жароустойчивостью. Производство лент для транспортеров автокамер.

2. Изопреновый каучук (СКИ)

(-СН2- С=СН-СН2-)

             |

            СН3

По эластичности и износоустойчивости близок к натуральному каучуку. Производство шин рассчитанных на большие нагрузки( вездеходы, грузовые автомашины, самолеты, гоночные машины).

4. Хлорпреновый каучук (наирит, неопрен )

(-СН2-С= СН-СН2-)п

            |

           Сl

Вулканизируют оксидами цинка и магния. Резины обладают масло, бензо-тепло и износостойкостью. Не горючи и устойчивы к кислотам и щелочам. В производстве кабелей, трубопроводов для перекачки бензина, нефти, изоляции.

1. Бутадиен – нитрильный каучук (СКН).

 (-СH2-CH=CH-CH2-CH2-CH-)n

                                            |                              

                                                CN

Получают полимеризацией дивинила и акронитрила и серой. В качестве наполнителя используют сажу. Изделия отличаются масло-, бензо-, тепло-, износостойкостью применяется в машиностроении.

                                    Информационный лист.

1.У островов Гаити во время своего путешествия (1493) испанский адмирал Христофор Колумб увидел туземцев, игравших большим плотным мячом. Хотя это казалось невероятным, но, ударяясь о землю, мяч довольно высоко подскакивал. Колумб привёз несколько кусков удивительного вещества (каучука)на родину, но в те времена он никого не заинтересовал.

2.Некоторые растения Южной Америки и Восточной Азии, такие как бразильская гевея, гваюлла, кок-сагыз другие обладают замечательным свойством: многократное подрезание коры позволяет собирать и накапливать большое количество латекса. Каучуковый латекс представляет собой эмульсию микроскопических капелек каучука в разбавленном водном растворе белков, жиров, углеводов, солей и других веществ. Индейцы майя называли деревья, дающие латекс, «плачущими»- так возникло слово «каучук» («каа»- «дерево», «о-чу»- «плачущее»). Это название было заимствовано европейскими химиками.

3. Из европейцев одним из первых нашёл применение каучуку английский химик Джозеф Пристли в 1770г. Так появилась всем известная стиральная резинка- ластик.

4. В Англии Ч. Макинтош предложил класть тонкий слой каучука между двумя слоями ткани и из этого материала шить водонепроницаемые пальто. Но пальто зимой становились твёрдыми от холода. А летом расползались от жары.

5. Американский изобретатель Чарльз Гудьир с1834г. упорно пытался «спасти» каучук. Только в 1839г. ему повезло, когда он в один прекрасный день по недосмотру не оставил в горячей печи смесь каучука, серы и оксида цинка. Клейкость исчезла, а каучук приобрёл эластичность и стойкость, не зависящие от температуры. Он получил кожеподобный материал- резину. Поскольку огонь и сера (главные факторы отверждения каучука) являются атрибутами римского бога огня Вулкана, этот процесс превращения каучука в резину назвали вулканизацией.

6. В 1928г. русский химик  Сергей Васильевич Лебедев получил синтетический каучук полимеризацией бутадиена-1,3 на натриевом катализаторе.

7. Известно, что колесо в виде деревянного диска появилось более пяти тысяч лет назад. В продолжении многих веков роль шин для колеса выполнял металлический обруч, насаженный на обруч.В 1739г. обруч-шина стала резиновой, в виде монолитного кольца, обтягивающего колёса конных экипажей. В1846г. Р.Томпсон получил патент на прародительницу пневматической шины («воздушного колеса»).

В 2003 году на мировой рынок автомобильных шин была представлена новая покрышка. В состав материалов, из которых она изготовлена, входит полимер, созданный на основе кукурузной муки. Новые шины отличаются пониженной шумностью, повышают экономию топлива и более экологичны, чем сделанные на основе каучука. Таким образом, эволюция автомобильных шин, как и много лет назад продолжается.

8. Датой изобретения современной жевательной резинки считается 28 декабря 1869 года, когда Уильямом Ф. Семплом из штата Огайо был получен патент на изобретение жевательной резинки, то есть определённой комбинации каучука с другими веществами, пригодными для жевания.