Конспект урока "Силикатная промышленность"
план-конспект урока по химии (9 класс)

УЭ №1

Рассказ «Заглянем в прошлое» (Слайд №3,4)

Цель: Вводный контроль

Силикатная промышленность – это промышленность, занимающаяся переработкой природных соединений кремния. К ней относится производство стекла, цемента и керамики.

Истоки силикатной промышленности лежат в глубокой древности. Уже первые орудия древние люди  около 800-900 тыс. лет до н.э. изготавливали из кремня – плотного природного образования, состоящего из халцедона, кварца и опала.

Информация учителя с просмотром слайда

УЭ №

Изучение новой темы: Стекло (Слайд № 5,6,7)

Цель: Изучение состава стекла, повторить химические свойства оксидов

Стекло – твердый силикатный материал, основным свойством которого являются прозрачность и химическая стойкость. Стекло получают варкой шихты (сырьевой смеси, состоящей из песка, соды и извести) в специальных стекловаренных печах.

Задание: Закончить уравнения основных химических  реакций, происходящие при плавке этой смеси:

Na2CO3 + SiO3 = Na2SiO3 + CO2

CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2

и, наконец:

Na2SiO3 + CaSiO3 + 6SiO2 = Na2O • CaO • 6SiO2 + 2CO2.

Прежде чем изготавливать из расплавленной прозрачной массы изделия, ей дают немного остыть. Дело в том, что стекло имеет ценное свойство – оно не сразу переходит из жидкого состояния в твердое, а делается сначала вязким. В этом состоянии стекло можно выдувать, вытягивать или обрабатывать прессованием.

В стекло часто вводят добавки, которые улучшают и изменяют свойства обычного стекла. Введение в стекло плавикового шпата делает его непрозрачным. Сильно «заглушенное» стекло (белого цвета) используют для изготовления светильников.

Добавки кобальта окрашивает стекло в синий цвет, марганца – в фиолетовый, оксида хрома (III) – в изумрудно-зеленый. Добавки оксидов кальция. бария, магния повышают механическую прочность стекла. Стекла с добавками оксида свинца используются для защиты от рентгеновского излучения.

Заменой соды на карбонат калия, а карбоната кальция на оксид свинца получают хрусталь.

Кварцевое стекло, которое представляет собой почти чистый кремнезем, переносит резкое колебание температуры.

Кусочки разноцветного стекла используются для изготовления мозаичных панно и витражей.

Информация учителя с просмотром слайда

Актуализация знаний учащихся по химическим свойствам оксидов

УЭ №3

           Изучение новой темы: Цемент (Сайд №8,9,10,11)

Цель: Изучение производства цемента, его свойств, виды цемента, применение. Повторение ключевых терминов процесса гидролиза, растворения, кристаллизации.

Демонстрация: Образец цемента, приготовление раствора цемента, в перспективе его схватывающие свойства.

Цемент – широко применяемый строительный материал, вяжущие свойства которого используются для скрепления между собой твердых веществ. В промышленности получают спеканием глины и известняка. Цемент представляет собой зеленовато-серый порошок. Его вяжущие свойства обусловлены способностью цементных материалов взаимодействовать с водой и песком и при этом затвердевать. Образуя плотную камневидную структуру. При схватывании цемента происходят сложные процессы: гидролиз минералов с образованием гидросиликатов, гидроалюминатов, гидролиз, образование коллоидных растворов и их кристаллизация.

Ответить на вопросы:

1. Что такое гидролиз?

2. Что такое раствор? Виды растворов по разным классификациям.

3.Что такое кристаллы, кристаллизация, кристаллические решетки? Виды кристаллических решеток.

Демонстрация: Цемент в виде порошка растворить в необходимом количестве воды, приготовив раствор до необходимой консистенции. Ткань пропитать раствором и поместить на любой продолговатый сосуд. Оставить до высыхания и затвердевания цементного раствора.

Строительство любого масштаба не может обойтись без цемента. Цемент используется для связывания строительных деталей при получении массивных строительных блоков, плит, труб и кирпича. Цемент является основой для бетона, шлакобетона, железобетона.

Шлакобетон получают при добавлении к цементу гравия и щебня, введением в бетон каркаса из железных стержней получают железобетон, от этого прочность бетона возрастает.

В настоящее время главным видом цемента является портландский цемент, который получают сильным прокаливанием смеси известняка и глины. В природе мощные залежи такого цемента находятся на Черноморском побережье Кавказа  - от Новороссийска до Сочи. Глина и известняк находятся в таком состоянии, который требуется для изготовления портланд-цемента. Из портланд-цемента возводят постройки в сырых местах и во влажном климате, портовые и мостовые сооружения, преграды от притока воды к нефтяным скважинам и минеральным источникам.

Задание: заполнить таблицу «Виды цемента»

Информация учителя с просмотром слайда

Актуализация знаний учащихся

Самостоятельная работа репродуктивного характера

УЭ №4

Объяснение новой темы: Керамика (Слайд №12-21)

Цель: Изучение производства керамики, классификация керамики, применение 

Демонстрация: Керамическая плитка, предметы фарфоровой и фаянсовой посуды

Керамика – материалы, полученные спеканием глин с различными минеральными добавками. Кирпич, фарфор, фаянс, кафель, облицовочная плитка, черепица, изоляторы для ЛЭП, древнегреческая амфора, дренажные трубы и т.д.

В состав всех этих материалов входит глина. Глина – смесь каолина со многими другими веществами. Очень чистая глина – каолин – Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O используется для производства фарфора. Для производства кирпичей используют глину, содержащую много железа, именно оно придает кирпичам красную окраску.

Особенности глины.

Глины, приближающиеся по составу к каолиниту назыают каолинами. Каолин обычно белоснежный.

Влажная глина мягка и пластична: ей легко можно придать любую форму. После высушивания глина становится твердой и сохраняет принятую форму, но от воды снова размягчается. Еще в древности было замечено, что если глину обжечь при высокой температуре, то получится материал, который не способный размягчаться в воде. Вначале мастер придает нужную форму изделию, затем его отжигают в печи. Т.о. изготовление керамических изделий включает себя три стадии: формовка   сушка  обжиг.

В древнем мире керамические изделия были распространены по всей территории Земли.

1.Благодаря экономичности производства, высоким физико-химическим и художественным качествам, керамические материалы широко используются как строительные и декоративные. Это кирпич, пустотелые блоки для стен, перегородок, перекрытий, облицовочные плитки, изразец, терракотовые детали в архитектуре, канализационные и дренажные трубы.

2. Огнеупорная керамика используется в производстве металлов, цемента, стекла, для кладки высокотемпературных печей, их внутренней поверхности.

3. Химически стойкие керамики замещают или защищают металлы в производстве, связанном с агрессивными средами, например, в химической промышленности.

4. Тонкая керамика включает в себя изделия из фарфора и фаянса. К ним относится бытовая и химическая посуда, художественные изделия, изоляторы различных типов.

Принципы производства многообразны и в общих чертах сводятся к:

1) обработке сырья

2) приготовления керамической массы

3) формированию и сушке массы

4) обжигу

5) отделке изделия

Кирпич

Красный глиняный кирпич изготавливают из замешанной с водой глины с последующим окраска получается, если обжиг кирпича ведут при избытке воздуха.

В настоящее время в формированием, сушкой и обжигом. Плохо высушенный сырец при обжиге неизбежно ведет к образованию трещин. Красная окраска кирпича обусловлена наличием в глине оксида Fe2O3. Эта строительстве широко используется пустотелый кирпич. Не теряя свои теплоизоляционные свойства, такой кирпич позволяет уменьшать массу жилого здания примерно на 25-40%.

Силикатный кирпич. Сырьем для силикатного кирпича служит известь и кварцевый песок. Химическая сущность процесса твердения силикатного кирпича иная, чем при твердении связующего материала на основе извести и песка. При высокой температуре значительно ускоряется образование силиката кальция, образование которого обеспечивает связку между зернами песка, а следовательно,, прочность и долговечность кирпича.

Силикатный кирпич имеет светло-серы цвет, иногда его окрашивают. Водопоглощение силикатного кирпича довольно высокое, но не должно превышать 16%.Вседствие высокого водопоглощения по сравнению с красным кирпичом он обладает наименьшей морозостойкостью. Его нельзя применять для фундаментов, подвергающихся воздействию грунтовых вод, , а также для кладки печей, так как он не выдерживает длительного воздействия высоких температур.

Фарфор – это керамический материал, состоящий из каолина, обычной глины, кварца и полевого шпата. Этот материал характеризуют такие свойства, как белый цвет, отсутствие пористости, высокая прозрачность, химическая и термическая стойкость. Для посудного фарфора ценится просвечиваемость. Высокой белизной обладает фарфор изготовленный только на основе каолина без добавки обычной глины.

Родиной фарфора считается Китай, где он был известен в 220 году до н.э. В Европу его везли по Великому шелковому пути здесь он стал предметом роскоши. Впервые изготовил настоящий европейский фарфор мейсенский алхимик И. Беттгер в 1720 году. И до сих пор эта марка фарфора считается наиболее качественной.

Фаянс – керамический материал, отличающийся от фарфора гораздо большим содержанием глины (до 85%) и характеризующийся высокой пористостью и водопоглощением (до 20%). Температура обжига фаянса значительно ниже, чем температура обжига фарфора.

Чрепок фаянса порист и непрозрачен, черепок фарфора – плотен, звонок и просвечивает. Для приготовления фарфора применяют более чистые глины. Технология производства фаянса и фарфоровых изделий почти одинаковы. Глину отмучивают от крупных частиц, смешивают с мелкозернистым кварцем, полевым шпатом и др. веществами, из полученной массы изготавливают изделия, которые затем подвергаются обжигу.

Изделия из обожженной глины пористы и пропускают воду. Поэтому вода в глиняном кувшине всегда прохладнее, чем в стеклянной. Ее молекулы просачиваются наружу и испаряются с поверхности кувшина, охлаждая его.

Задание: Заполнить таблицу «Классификация и применение керамики»

Лекция учителя с просмотром слайда

Преобразовать текстовую информацию в табличную

УЭ №4

      Изучение новой темы: Обобщение по теме (Слайд №22)

      Цель: Закрепление знаний по теме

Тестовое задание, групповая проверка

УЭ №5

     Домашнее задание:

1.Знать классификацию продукции силикатной промышленности

      2. Рассчитать массовую долю оксида кальция в стекле