Натураль һәм синтетик каучуклар
план-конспект урока по химии (10 класс)

Дәреснең темасы: “Натураль һәм синтетик каучуклар.”

Дәреснең максатлары: Диен углеводородлары турындагы белемнәргә таянып,      натураль каучукның табылу тарихы, составы, төзелеше һәм үзлекләре белән таныштыру.

Каучукның туган иле-Бразилия белән танышу.

Каучукның төзелеше һәм үзлекләре арасындагы бәйләнешне ачыклау.

С.М.Лебедев һәм аның синтетик каучукны табу методы белән таныштыру.

Каучукны вулканлаштыру үзенчәлекләре, резина ясалу процессын  аңлату.

Каучук һәм резинаның үзлекләрен чагыштыру , нәтиҗә ясау.

Республикада каучук җитештерү һәм аны куллану.

Дәрестә милли-төбәк компонентларын кулланып, экологик тәрбия бирү.

Дәреснең төре: интеграль дәрес

Дәреснең тибы: яңа материалны өйрәнү

Дәреснең планы:

1.Дөньяның 7 могҗизасы  һәм ... тагын берәү.

2.Могҗизаның тарихы.

3.”Сез беләсезме?” дигән рубрика.

4.Химик могҗиза.

5.Аның белән төрдәш матдәләрнең төзелеше.

6.Үзлеге . Шул матдәләрне табу.

7.С.В.Лебедев һәм аның синтетик каучукны табу методы.

8.Түбән Кама “Нефтехим” акционерлык җәмгыяте һәм “Алтын Меркурий”.

1.    Дәрес “Бразилиягә сәяхәт “ рәвешендә алып барыла.

Укытучының кереш сүзе:

Гасырлар буе кешелекне гаҗәпләндергән дөньяның  җиде  могҗизасы булуы безгә риваятьләр буенча таныш.Алар түбәндәгеләр:

1.Мисыр пирамидасы

2.Вавилондагы асылмалы бакчалар

3.Эфес шәһәрендәге Артемида храмы

4. Олимпиядәге Зевс статуясы

5.Галикарнас Мавзолее( Кече Азия)

6.Радосс утравындагы Колосс.

7.Фарос утравындагы мәрмәр маяк ( Александрия маягы)

Еллар узган саен могҗизалар тагын да арта,аларның барысын да санап та бетереп булмый.Табигать могҗизасы дип сезгә балачактан таныш булган матдәне дә әйтергә мөмкин. Бу –каучук. Каучукның Европада танылу тарихы Христофор Колумб белән бәйле. Әйдәгез аның Американы ачу тарихын искә төшереп китик әле.

2. Каучукның табылу тарихы: “Колумб һәм башка танылган диңгезчеләрнең моряклары урта гасырларда ерак илләргә исәпсез байлык, алтын һәм кыйммәтле ташлар эзләргә киткәннәр. Христофор Колумб җирнең шарсыман булуын һәм Европадан көнбатышка таба йөзгәндә Азиягә килеп  чыгу мөмкинлеген белгән. Ул өч кораб белән юлга кузгала. 1492 елның 12 октябрендә алар Америка ярларына килеп чыгалар. Ләкин Колумб бу җирне Америка дип түгел, ә Һиндстан дип уйлый.””

 “Аларның табышлары арасында Европага китерелгән чын каучук үрнәкләре дә булган.Бразилиягә сәяхәт – европалылар өчен яңа дәвер – каучук табылу дәверен ачты. Каучук сүзе “као”- агач, “чоу”- агу, елау – агачның күз яшьләре дигән мәгънәне белдерүче сүзләрдән ясалган.

Амозонка бассейны тирәсендә яшәүче индеецлар резина аяк киемнәрен европалылырга караганда элегрәк кия башлаганнар, чөнки Амазонка һәм  Ориноко ярлары буйлап җәелгән урманнар каучук табыла торган агачларга бик бай булган. Бу нинди агач?

1.Орхидея.  2.Гевея.  3.Кызыл агач

Җавап: Гевея

Бразилия иленең исеме каян килеп чыккан?

Җавап: Азия урманнарында үзагачында кызыл төстәге матдә булган агач табылган.Ул матдә “Паул- бразил” дип аталган.Илнең исеме шуннан килеп чыккан.Бу илне “яшел алтын” һәм “яшел җимешләр “ җире дип йөртәләр.Мәйданы һәм халык саны ягыннан ул Көньяк Америкада иң зурысы.”Яшел алтын” Африкадагы кофе агачы.”Алтын җимешләр”не монда үсүче какао агачы бирә.Бу нинди ил?

1.Аргентина.  2.Боливия.  3.Бразилия.

(Җавап: Бразилия)

Бразилиягә характеристика:

“Брази́лия Федерати́в Респу́бликасы  – Көньяк Америкада урнашкан дәүләтләр арасында өслек мәйданы һәм халык саны буенча беренче урында торучы дәүләт. Кыйтганың көнчыгыш һәм үзәк өлешләрен алып тора. Башкаласы – Бразилиа шәһәре. Илнең төньгында Амазония үзәнлеге урнашкан. Төньякта ул Гвиана яссы таулыгының төньяк өлешенең калкулыклы тигезлегенә күчә. Калган территория исә тулысынча диярлек Бразилия яссы таулыгында урнашкан.

Бразилиянең икътисадында төп урынны казылма байлыклар -         чыгару, автомобиль һәм самолет төзелеше кебек тармаклар тәшкил итә.  Анда шулай ук авыл хуҗалыгы нык үсеш алган. Ул шикәр камышы, кофе, соя, кукуруз, апельсин, дөге, банан, бодай, ит һәм сөт җитештерү буенча специальләшкән.”

Әлеге илгә үзенчәлекле табигать хас. Әйдәгез аның табигатенә характеристика биреп үтик әле.

Монда иң зур урман массивы – Амазонка джунглие ягъни сельва урнашкан. Ул илнең 60% алып тора.  Бразилия агач ресурслары буенча дөньяда беренче урында. Әлеге мәңге яшел дымлы экваториаль урманнарда 4000 төр кыйммәтле агач үсә. Үсемлекләр һәм хайваннар дөньясы Африка һәм Азия урманнарыннан күпкә баерак. Шуларның берсе –данлыклы Гевея агачы.

Каучукны беренче булып кем ачкан ?

Җавап: Анд сөзәклеге буйлап сәяхәт иткәндә беренчеләрдән булып каучукны Шарль де Кондамин тапкан.

Каучук табигатьнең үзе белән бер яшьтә.Ташка әйләнгән каучук агачларының яше 3 миллион ел тирәсе.Каучук индеецлар телендә “агачның күз яшьләре” дип атала.Үзәк һәм Көньяк Америкадагы инк һәм майя цивилизацияләренең җимерекләре арасында каучук шарлары табыла.Аларның яше 900 ел.

 3    “Сез беләсезме? Дигән рубрика

Христофор Колумб каучуктан ясалган тупны испан королевасы Изабелла Кастильскаяга бүләк итә..Бу уенчык озак вакыт күңел ачу өчен хезмәт иткән.Тупның нәрсәдән ясалуы Испания галимнәрен кызыксындырмаган. Гадәти булмаган материалдан ясалган әйберләр күрү кешеләр өчен бик сәер тоелган.

Португалия моряклары үзләренең корольләренә каучук сеңдерелгән  кием алып кайтканнар.Киемгә су сипкәч, ул чыланмаган.

Испания халыклары озак еллар буе индеецларның су үткәрми торган киемнәрен тегәргә тырышып карыйлар, ләкин уңышсыз килеп чыга.Англия уйлап табучысы ,британиянең бөек химигы Чарлз Макинтош ике тукыма арасына каучук сылап, шул материалдан су үткәрми торган плащлар тегәргә тәкъдим итә.Әлеге плащлар хәзерге көндә дә галим исемен йөртә.Ләкин бу плащлар кышкы салкыннарда ката, ә җәйге эсседә җеби торган була.

3. Натураль каучукның төзелеше һәм үзлекләре

Укытучы каучукның гаҗәеп үзлекләренә игътибар иттерә.Табигать могҗизасы булса да , озак вакытлар каучук бик аз гына кулланылган.Хәтта 1830 елда да бөтен дөньяда нибары 25 тонна каучук файдаланылган.Ә хәзер 1 автомобиль ясау өчен генә дә 150 кг каучук кирәк. Һәр самолетка уртача 600 кг, ә эре хәрби корабльне җиһазлау өчен 70 тоннага кадәр каучук сарыф ителә.Промышленностьта 50 мең төрле резина әйбер җитештерелә.

Табигатьттә каучукның бер генә төре ясала, ул да бик аз күләмдә. Иң күп каучук алып була дип саналган гевея агачы бер көнгә нибары 160 грамм каучук бирә. Димәк , 100 мең тонна каучук табу өчен 27 миллион агачны эшкәртергә кирәк.Бу шаккатыргыч факт.

Укытучы балаларга каучук үрнәкләре коллекциясен өләшә һәм игътибар белән карарга тәкъдим итә.Табигый каучукның составы һәм төзелеше, аның углерод һәм водородтан торуы ачыклана.

Каучукны  һава кертмичә җылытканда , ул майсыман матдә-изопрен барлыкка китереп таркала. Ә изопрен полимерлашканда каучук барлыкка килә.Инглиз химигы Майкл Фарадей 1826 елда ук каучук составын

( с5н8) .n икәнлеген әйткән.

nСН2=С- СН=СН2  → -CН2-С=СН-СН2-   n  

           СН3                              СН3                  изопрен каучук

Натураль каучук макромолекулаларындагы  барлык элементар берәмлекләрнең метилен төркемнәре –СН2- икеле бәйләнештән бер якта урнашкан.Молекула төзелешенең мондый үзенчәлеге натураль каучукка чыдамлык һәм эластиклык- тышкы йөкләнеш тәэсирендә сузылу һәм кыскару, ә йөкләнешне алганнан соң үз формасын кайтара алу сәләте бирә.

Ләкин натураль каучук кыска температура интервалында гына эластик.40 тан югары температурада ул йомшак һәм ябышучан, ә салкында – уалучан һәм каты.

4.Каучукны вулканлаштыру.Резина  табу

Натураль каучукның сыйфатларын яхшырту өчен аны вулканлаштыралар.Моның өчен аны күкерт һәм башка катнашмалар( корым, акбур, буяу ) белән бергә җылыталар.Вулканлаштыру процессында күкерт атомнары каучук молекуласындагы кайбер икеле бәйләнеш өзелгән урыннарга кушылалар һәм молекулаларны бер-берсе белән дисульфид күперчекләр аша”тегәләр”.каучук вулканлашу продукты булып резина тора.Ул каучуктан ныграк, ышкылуга һәм температура үзгәрүгә чыдамрак, шулай ук органик эреткечләр тәэсиренә дә тотрыклы.

5.Синтетик каучук синтезлау

Озак вакытлар буе кайбер илләрдә генә табыла торган натураль каучукны кулланганнар. XX гасыр башында сәнәгать җитештерүе, автомобиль төзү киң колач алу белән каучукка да ихтыяҗ арта.Бу галимнәр алдына әлеге матдәне синтезлау мәсьәләсен куя.Каучукны синтетик юл белән табу ысулы академик С.В.Лебедев тарафыннан тәкъдим ителә.Мондый каучук нигездә 1932 елдан бирле җитештерелә.

2( СН3-СН2 –ОН) t кат  СН2=СН- СН=СН2  + Н2 +2Н2О

nСН2=СН- СН=СН2  → ( -CН2-СН=СН-СН2-)n  дивинил каучук

nСН2=С- СН=СН2  → -CН2-С=СН-СН2-   n  

           СН3                              СН3                  изопрен каучук

nСН2=С- СН=СН2  → -CН2-С=СН-СН2-   n  

           СL                              СL                  хлоропрен каучук

Балалар реакция тигезләмәләрен дәфтәрләренә язалар.

Безнең илдә гевея агачы үсмәгәнлектән ,каучукны читтән кертергә мәҗбүр идек.Бутадиенны ясалма рәвештә табу зарурлыгы туды..Каучукны синтезлаганда Лебедев табигатькә якын юл белән бара..Табигый каучук диен углеводороды полимеры булганга, ясалма каучук табу өчен  академик Лебедев диен углеводородының иң гадиеннән  һәм мөмкин саналганыннан – бутадиеннан файдаланган, шулай итеп каучукны яңа төр чималдан җитештерү мөмкинлеге туа.

6.Синтетик  каучукларның үзлекләре

Каучукның үзлекләре мономер төзелешенә бәйле.

                                  Каучук төрләре

Изопрен                          бутадиен каучук                      хлоропрен

Эластик, ышкылуга        су-,газ-үткәрми,                     бензин-, май-,җылыга

чыдам                                  тузуга чыдам                               чыдам

7.Республикада синтетик  каучук җитештерү

Татарстанда Европадагы иң эре Түбән Кама “Нефтехим” акционерлык җәмгыяте бар.Аңа 1967 елда нигез салынган.Ул югары сыйфатлы продукция җитештерүче һәм ышанычлы сәүдә партнеры буларак дөньяга танылды. Япония, Польша, Германия,Кытайга экспортлана торган каучукка сорау зур. Чит ил партнерларының елдан-ел артуы Түбән Кама химикларының югары сыйфатлы продукция җитештерүе турында сөйли. .  «Нижнекамскнефтехим»  галобутил каучук җитештерү буенча дөньяда өченче, Россиядә беренче урынга чыкты.  Аннары таблица ярдәмендә түбәндәге мәгълүматлар бирелә.

1.1970 елның мартында изопрен-мономер комплексы эксплуатациягә тапшырыла,ә шул ук елның 8 октябрендә полиизопрен каучукның беренче брикеты табыла.

2. 1973 елның 30 декабрендә бутанны ике стадияле дегидрирлау методы белән дивинил җитештерү объектлары эшли башлый.

8.Каучукны куллану

 Кремнийорганик каучуклар электр үткәргечләренең тышчалары,кабельләр,медицинада -кан салу трубкалары, протезлар( мәсәлән йөрәкнең ясалма клапаннары) һ.б җитештерүдә, сыек  кремнийорганик каучуклар –герметиклар.Төрле ярыкларны  томалау өчен пеналар (гөбек), монтаж клейлары җитештерүдә кулланыла.

Бутадиен- стирол каучук  ышкылуга иң чыдамлысы,шуңа күрә аларны автомобиль шиннары,конвейер ленталары,резина аяк киемнәре җитештерүдә кулланалар.

Уйланыгыз!

Синтетик каучук җитештерү- XX гасырның бөек казанышы.Ләкин, башка казанышлар кебек, каучук җитештерүнеңдә файдалы якларыннан тыш,тискәре йогынтысы да бар.Дөньяда көн саен 100 млн.автопокрышкалар яраксызга әйләнә. Табигый шартларда 100 ел буена таркала, ә яндырганда агулы газлар бүленеп чыга.Кешелек дөньясы алдына бу кирәксез продукцияне эшкәртү бурычы килеп баса. Нәкъ менә шуның белән Теләче муниципаль районында төзелгән “Кряж” сәнәгать паркы шөгыльләнә. Әлеге парк 2012 елның 1 нче сентябрендә ачылды. Анда тузган автомобиль шиннарын һәм башка резина эшләнмәләрен эшкәртеп резина вагыннан тавыш үткәрми торган йомшак түшәлмәләр ясала.

Ныгыту өлеше:

• Табигый каучук үзлекләренә  якын булсын өчен изопрен каучук нинди төзелешкә ия булырга тиеш?
• Каучукның эластиклыгын нинди төзелеш үзенчәлеге билгели?

• Ни өчен каучук һәм резина төрле үзлекккә ия?
• Синтетик каучук мономерларының структур формулаларын язарга.

Йомгаклау:

Җир –безнең туган йортыбыз.Елга, күлләргә ага торган пычрак, җиргә сибелгән сабынлы су. Сез урманда калдырган чүп-чар безнең гомуми- йортыбыз булган табигатьне пычрата.Тирә-юньнең матурлыгы безнең үзебездән тора.Безнең өчен кадерле булган йортны-табигатьне саклыйк, аның байлыгын арттырыйк