Конспект урока "Полиэтилен" 10 класс
план-конспект урока по химии (10 класс)

Тема урока: Полиэтилен

Цель урока: обобщить сведения о строении, свойствах, получении и применении полиэтилена; продолжить формирование умения соотносить строение веществ, их свойства и применение на примере наиболее часто используемых полимеров.

Задачи урока:

образовательные: познакомить со свойствами  и применением полиэтилена, обобщить знания                    о высокомолекулярных соединениях; познакомить с экологическими проблемами, связанными                    с производством и использованием полиэтилена и других полимеров.

развивающие: продолжить формирование умений сравнивать, анализировать, делать выводы, устанавливать причинно – следственные связи, развивать интерес к химии;

воспитательные: развитие чувства ответственности за порученное дело, прививать навыки коллективной работы и товарищеской взаимопомощи.

Оборудование и реактивы: компьютер, презентация по теме урока, образцы полиэтилена, химический стакан на 100 мл,  растворы NaOH, H2SO4, KMnO4 .

Тип урока: комбинированный

Ход урока:

1. Организационный момент.

Приветствие учащихся. Проверка готовности к уроку.

2. Актуализация знаний.

Полимеризация – последовательное присоединение молекул непредельных соединений друг к другу с образованием высокомолекулярного продукта.

Полимер – высокомолекулярное вещество, молекулы которого состоят из повторяющихся или сходных фрагментов, соединенных между собой химическими связями (Xn).

Мономер – низкомолекулярное соединение, из которого получается цепь.

Структурное звено – группы атомов, многократно повторяющиеся в молекуле полимера (n).

На концах молекулы полимера расположены какие-то другие группы, зависящие от того, с помощью каких катализаторов получен полимер. Масса концевых групп относительно массы всей молекулы полимера ничтожна, эти группы практически не влияют на свойства вещества, и в формуле полимера их не указывают.

При полимеризации молекулы могут соединяться между собой регулярно: «голова к хвосту» и «голова к голове», или нерегулярно, случайным образом.

Степень полимеризации – число структурных звеньев (n) в молекуле полимера.

Не все молекулы полимера имеют одинаковую длину и одинаковую массу, поэтому обычно говорят о среднем значении n и средней молярной массе полимера. Для разных полимеров степень полимеризации варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч, а молярная масса – от нескольких тысяч до миллионов г/моль.

3. Изучение нового материала.

(слайд 1) Тема нашего урока – Полиэтилен.

(слайд 2) Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году.

Полиэтилен и полипропилен

ПЭ и ПП легко плавятся, обладают химическими свойствами алканов. Они ни в чем не растворяются, поэтому их нельзя склеить никаким клеем. Чтобы соединить куски этих материалов, их сплавляют.

ПЭ и ПП используют как упаковочные материалы, из них готовят трубы, детали машин, изоляцию и т. д.

(слайд 3) ПЭ и ПП образуются из этилена и пропена при высоком давлении. ПЭ и ПП низкого давления, полученные с использованием катализаторов, имеют упорядоченную структуру (слайд 4).

 Их молекулы не содержат боковых ответвлений, а у ПП к тому же они регулярны. Кроме того, у них значительно выше средняя степень полимеризации (слайд 5).

Тефлон

Тефлон (политетрафторэтилен) – инертный и термостойкий полимер.

Из него делают детали приборов для химической промышленности, протезы для хирургии. В домашнем хозяйстве популярна посуда с тефлоновым покрытием.

 Производные полиэтилена

ПАН используется для изготовления искусственных волокон (в том числе искусственного меха), акриловых красок, накладных ногтей, пластиковой сантехники и т. п.

Поливинилхлорид       

ПВХ используют для производства разнообразных емкостей, водопроводных труб, линолеума, «виниловых» моющихся обоев и т. д.

При горении ПВХ и ПАН образуются такие ядовитые газы, как хлороводород HCl, фосген СOCl2, циановодород HCN и дициан (CN)2.

Полистирол

Нерегулярным макромолекулам ПС, содержащим объемные заместители, трудно упаковаться в упорядоченные кристаллические структуры, поэтому ПС хрупок, легко плавится, растворим во многих органических растворителях.

Из ПС делают коробочки для компакт-дисков, корпуса для шариковых ручек, детские игрушки, бытовую одноразовую посуду и т. д.

4. Лабораторная работа. Изучение свойств полиэтилена.

Цель: ознакомление со свойствами полиэтилена.

1. Прозрачность.

Положите кусочек полиэтиленовой плёнки на страницу учебника.

 Хорошо ли виден текст? Поднимите плёнку на расстояние 1 см от текста.

 Лучше или хуже виден текст? Сделайте вывод о прозрачности полиэтилена.

 Где можно использовать это свойство?

2. Водонепроницаемость.

Положите кусочек полиэтиленовой плёнки на поверхность воды в стакане.

Тонет ли полиэтилен? В полиэтиленовый пакет налейте воды. Пропускает ли полиэтилен воду?

3. Гибкость.

Скрутите полоску полиэтилена в трубочку. Согните полоску несколько раз, затем разверните. Наблюдается ли деформация. Хорошей ли гибкостью обладает полиэтилен?

4. Растяжение.

Измерьте длину полоски. Возьмите полоску полиэтилена за края и потяните.

Происходит ли деформация? Потяните полоску до её разрыва. Сохраняется ли деформация после снятия нагрузки? Измерьте длину полоски после разрыва.

Оцените примерно во сколько раз растягивается полиэтилен.

5.Плавление.

Поместите полиэтилен на стекло и подержите над пламенем спиртовки.

Плавится ли полиэтилен? Вынесите стекло из пламени и остудите. Затвердевает ли полиэтилен? Снова нагрейте полиэтилен. Способен ли полимер расплавляться повторно? Переходит ли полимер в газообразное состояние?

6. Взаимодействие с кислотами.

Опустите полоску полиэтилена в раствор кислоты.  Что наблюдаете?

7. Взаимодействие со щелочами.

Опустите полоску полиэтилена в раствор щёлочи.  Что наблюдаете?

8. Взаимодействие с сильными окислителями.

Опустите полоску полиэтилена в раствор перманганата калия. Что наблюдаете?

Сделайте вывод о химической активности полиэтилена.

Анализ результатов

 (слайд 6) Полиэтилен обладает следующими свойствами:

1. Прозрачен.
2. Легче воды, водонепроницаем.
3. Обладает гибкостью, плохой эластичностью.
4. Растягивается примерно в 3 раза; механически прочен.
5. Термопластичен.
6. Химически стоек (слайд 7).

Кроме этого:

7. Пропускает УФ-лучи.
8. Не проводит электрический ток.
9. Не растворяется в органических растворителях.

Объяснение результатов.

n СН2= СН2 → (─СН2─ СН2─)n

В результате реакции полимеризации изменилось строение вещества, длина молекул, вид связи между атомами углерода, следовательно, изменились свойства вещества

Применение полиэтилена

(слайд 8) Достаточно крупными потребителями полиэтилена в России являются компании, производящие товары бытового назначения, канцтовары, игрушки.

(слайд 9) Трубы напорные, изготавливаемые из полиэтилена низкого давления, предназначены для трубопроводов, транспортирующих воду (в том числе для хозяйственного и питьевого водоснабжения) (слайд 10).

(слайд 11) Выдувное формование используют для изготовления бутылок и других емкостей или пленок.

(слайд 12) Полиэтилен низкого давления используется
для изготовления разнообразного упаковочного материала, заменителей стеклянной тары, пакетов для пищевых продуктов и одежды и многих других изделий.

 (слайд 13) Полиэтилен высокой плотности используется для изготовления более жестких изделий, например формочек для получения льда в домашних холодильниках или решетчатых корзин для перевозки молочных бутылок.

(слайд 14) Вспененный полиэтилен нового поколения, дублированный алюминиевой фольгой применяется для тепло-гидро-звукоизоляции полов, потолков, стен, воздуховодов, бань и саун.

Почему полиэтилен называют бессмертным?

Может ли ваш завод по производству изделий из полиэтилена нанести вред человеку и окружающей среде?

Предложите способы уменьшения  вредного воздействия производства.

 В настоящее время для очистки окружающей природной среды от пластмассовых отходов активно разрабатываются два основных подхода:

- захоронение (хранение отходов на свалках);

- утилизация.

Захоронение пластмассовых отходов – это бомба замедленного действия и перекладывание сегодняшних проблем на плечи будущих поколений.

Более щадящим приемом является утилизация, которую можно разделить на:

- сжигание;

- переработку.

Спасёт ли планету сжигание пластикового мусора?

В атмосферу выделяются крайне ядовитые вещества, практически не выводящиеся из организма, усугубляется парниковый эффект, который грозит климатическими катаклизмами: из-за потепления воздуха и воды в мировом океане тают ледники, образуются смерчи, тайфуны, наводнения.

Что же делать?

Ответ  лишь один: не закапывать, не сжигать, а перерабатывать!

Причём в переработку идут  все возможные изделия из пластмасс: пластиковые бутылки и канистры, скотч, пластиковые сетки, искусственные покрытия и многие другие виды отходов из плёнки и пластика. На специальных заводах они сортируются,  перерабатываются и превращаются в исходное сырьё. И  снова приносят пользу людям.

Существует ли замена полиэтилену?

Многие страны мира отказываются от упаковки, произведенной из неразлагающегося полиэтилена (слайд 15).

От неразлагающегося полиэтилена отказались Китай, Сингапур, Тайвань, Бангладеш, Австралия. Италия и Франция приняли запрет на использование неразлагающегося полиэтилена с 2011 года.

Одним из направлений в химии полимеров, является создание полимеров, способных разлагаться в природе или биоразлагаемых полимеров. Ведутся работы по разработке методов вторичного использования традиционных полимеров. Но для этого нужно научиться их правильно собирать. Несмотря на все усилия, в природе еще много изделий из полимеров, которые её загрязняют.

5. Закрепление.

Составление синквейна по теме «Полиэтилен».

6. Рефлексия.

Прочитайте предложения в первом столбце и подчеркните слово из второго столбца, которым вам хотелось бы закончить предложение.

                  1.На уроке я работал                         хорошо / плохо

                  2.Своей работой на уроке я             доволен / не доволен

                  3.Урок для меня показался              коротким / длинным

  4. Урок для меня был                        интересным/скучным

  5.За урок я                                          не устал / устал

  6.Мое настроение                              стало лучше / стало хуже

                 7.Тема урока была мне                       понятна / непонятна

  8.Задания для меня были                   лёгкими/трудными

7. Домашнее задание.

§ 4, упр.6, 7.