ГАУ ДПО «Саратовский областной институт развития образования»

«ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ НА УРОКАХ ХИМИИ»

Автор работы:

Усанкина Наталья Алексеевна,

учитель химии

МБОУ СОШ с. Большие Озерки,

Балтайского района, Саратовской области

2021 – 2022 г.г.

          СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Что такое «функциональная грамотность»?

1.1. Функциональная грамотность обучающегося в современной школе

2. Проект ФГОС – 2022

3. Естественно-научная грамотность в разрезе международных иссследований PISA

4. Проектная и исследовательская деятельность – всесторонняя реализация требований ФГОС

4.1. Результаты работы по методической теме «Проектная деятельность на уроках химии и во внеурочное время». Формируемые умения

4.2. Результаты работы по методической теме «Проектная деятельность на уроках химии и во внеурочное время». Статистика

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

С середины XX века проблема развития функциональной грамотности приобрела глобальный характер и связано это с тем, что функциональная грамотность является социально-экономическим явлением, связанным с благосостоянием населения и государства в целом.

Приоритетной целью российского образования  становится формирование функциональной  грамотности в системе общего образования (повышение позиций Российской Федерации в 2021 году по естественнонаучной грамотности  не ниже 30 места!)

Указом Президента России от 7 мая 2018 года правительству РФ поручено обеспечить глобальную  конкурентоспособность российского образования,  вхождение Российской Федерации в число 10 ведущих  стран мира по качеству общего образования.

В нормативных образовательных документах государственного значения формирование функциональной грамотности позиционируется как одна из главных и ведущих задач компетентностно-ориентированного обучения.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Что такое «функциональная грамотность»?

Наиболее распространенное в отечественной педагогике определение функциональной грамотности дал советский и российский лингвист и психолог Алексей Алексеевич Леонтьев: «Функциональная грамотность – это способность человека использовать приобретаемые в течение жизни знания для решения широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений». (Образовательная система «Школа 2100», Педагогика здравого смысла/ под ред. А.А. Леонтьева, М.:Баласс, 2003, стр. 35)

Еще в IV веке до нашей эры древнегреческий философ Аристипп, ученик и друг Сократа, говорил о том, что «детей надо учить тому, что пригодится им, когда они вырастут».

Сегодня общество и экономика делают запрос на таких специалистов, которые хотят и могут осваивать новые знания, применять их к новым обстоятельствам и решать возникающие проблемы, то есть существует запрос на функционально грамотных специалистов.

Функциональная грамотность сегодня стала важнейшим индикатором общественного благополучия, а функциональная грамотность школьников – важным показателем качества образования.

Требования к освоению элементов предметного содержания по-прежнему остаются в фокусе, но чисто академических знаний уже недостаточно. Сегодня акцент переносится на умения применять эти знания.

1.1. Функциональная грамотность обучающегося в современной школе характеризуется:

готовностью успешно взаимодействовать с изменяющимся окружающим миром, использовать свои способности для его преобразования;

возможностью решать различные (в том числе нестандартные) учебные и жизненные задачи, самостоятельно конструировать алгоритмы осуществления основных видов деятельности;

способностью строить социальные отношения в соответствии с нравственно-этическими ценностями социума, правилами партнерства и сотрудничества;

элементарным уровнем рефлексивных качеств, обеспечивающих стремление к дальнейшему образованию, самообразованию и духовному развитию; к прогнозированию своего будущего.

2. Проект ФГОС – 2022

Ориентация образования на новое содержание функциональной грамотности обеспечит уточнение его приоритетных целей, интеграцию предметных и метапредметных результатов в соответствии с ФГОС.

В соответствии с Приказом Министерства просвещения Российской Федерации от 31.05.2021 №287 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования» (зарегистрирован 05.07.2021 №641101) был утвержден новый ФГОС и было установлено, что прием на обучение по ФГОС, утвержденным приказом МО и науки РФ от 17.12.2010 №1897, прекращается 1 сентября 2022 г.

В ФГОС – 2022, кроме прочих изменений по сравнению с действующим стандартом было введено понятие «функциональная грамотность»

Новый проект ФГОС ООО заявляет функциональную грамотность в составе государственных гарантий качества основного общего образования (п. 3 проекта). Школа должна обеспечить при реализации ООП формирование функциональной грамотности, в том числе школьники должны овладеть компетенциями, которые помогут им в дальнейшем получить образование и ориентироваться в мире профессий.

Выделены следующие компоненты функциональной грамотности: интегративные (читательская, коммуникативная, информационная, социальная грамотность) и предметные (языковая, литературная, математическая, естественнонаучная, общекультурная, финансовая, правовая, здорового образа жизни), описано содержание каждого компонента.

3. Естественно-научная грамотность в разрезе международных иссследований PISA

Уровень качества жизни, образованности социума и его готовность к инновациям во многом зависит от уровня естественно-научной грамотности граждан.

Естественно-научно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, относящихся к естественным наукам.

Это требует следующих компетентностей:

научно объяснять явления,

оценивать и планировать научные исследования,

научно интерпретировать данные и доказательства,

делать соответствующие выводы.

По результатам иссследований PISA российские школьники пока еще слабо справляются с заданиями:

содержащими большой объем как текстовой информации, так и информации в виде таблиц, диаграмм, графиков, рисунков, схем;

составленными на материале из разных предметных областей, где надо интегрировать разные знания и использовать общеучебные умения, самостоятельно определять способ действий или информацию, необходимые для постановки и решения проблемы;

требующими привлечения дополнительной информации или, напротив, содержащие избыточную информацию и «лишние данные»;

комплексными и структурированными, состоящими из нескольких взаимосвязанных вопросов.

В PISA существует 3 общих группы заданий:

«Как узнать?»;

«Попробуй объяснить»;

«Сделай вывод».

Соответственно, эффективно больше внимания и времени уделять заданиям, мотивирующим учащихся не столько запоминать и действовать по образцу, сколько мыслить критически, анализировать, сравнивать, экспериментировать.

Следует как можно чаще организовывать такие виды деятельности учащихся, как:

объяснение своих идей;

применение естественно-научных знаний для решения проблем, взятых из жизни;

выполнение лабораторных опытов и практических работ;

планирование исследования в ходе эксперимента;

формулирование выводов на основе проведенных экспериментов, лабораторных или практических работ;

планирование своих собственных исследований или экспериментов;

проведение обсуждений или дискуссий.

4. Всесторонней реализацией требований ФГОС была и остается проектная и исследовательская деятельность.

 В целом проектную деятельность можно рассматривать как один из немногих видов школьной работы, позволяющих преобразовывать академические знания в реальный жизненный и даже житейский опыт учащихся.

«Один произведенный опыт намного дороже тысячи теорий, которые так и остались мыслями». М.В. Ломоносов

Проект «Ацетилен» (Приложение 1.), реализованный обучающимся 11 класса:

по способу организации деятельности учащихся - индивидуальный;

по продолжительности – краткосрочный;

по доминирующему виду деятельности – исследовательский;

по предметно-содержательной области проектирования – межпредметный.

Тема была предложена обучающемуся из-за легкости и простоты воспроизведения промышленного способа получения продукта без каких-либо созданных условий, из-за распространенного применения  аппарата на ацетилене (газовой горелки), эксплуатацию которого учащиеся могли свободно наблюдать в процессе своей жизни. Простота реакции и узнаваемость оборудования  помогают привлечь учащихся к проектной деятельности, демонстрируют тесную связь изучаемой науки с жизнью.

4.1. Результаты работы по методической теме

Проектная деятельность формирует умения:

Естественнонаучные:

1.Использовать естественнонаучные знания для решения реальных жизненных

задач.

2.Актуализировать знания, использовать их для принятия решения.

3.Использовать школьные знания для объяснения и прогнозирования явлений окружающего мира.

4.Представлять естественнонаучную информацию в контексте решаемой задачи.

5.Умение объяснять (прогнозировать) природные и техногенные явления на основе    

разных моделей.

6. Использовать исследовательский метод (сбор, систематизация и анализ фактов,

выдвижение гипотез, планирование и проведение эксперимента, анализ полученных  результатов, формулировка заключения, выводов) в нестандартных ситуациях.

Информационные:

1.Находить точную информацию в однородных, однотипных текстах.

2.Находить точную информацию в составных, разнотипных текстах.

3.Находить достоверные сведения в разных типах информационных источников:

графиках, диаграммах, картах, схемах, таблицах.

4.Синтезировать и сопоставлять информацию разнотипных источников, делать выводы, заключения и обобщения.

5.Использовать разные типы выявления информации: ознакомительный, поисковый, ориентировочный, формулировать информационно и доказательно насыщенное суждение, заключение, выводы.

Общеучебные:

1.Решать задачу с привлечением дополнительной информации, личного опыта.

2.Решать задачу на основе межпредметного подхода с использованием комплексных

подходов.

3.Удерживать взаимосвязь отдельных заданий задачи, использовать полученную

информацию в одном задании для решения другого.

4.Переформулировать, дополнить условие задачи на основе реконструкции замысла

и  цели автора.

5.Использовать обоснованные приближения, упрощающие подходы,

нетрадиционные            способы решения задачи.

6.Уметь давать развернутый ответ на вопрос в свободной форме.

7.Уметь на основе точной информации из текста давать качественную

интерпретацию       (делать выводы, заключение, обобщение, сравнение и др.).

8.Уметь работать с составными текстами (сопоставлять, сравнивать информацию,

соединять их в общую и т.п.).

9.Уметь работать с разными типами текстов: бытовыми, научно-популярными,

публицистическими и др.

10.Уметь переходить (переводить) от одного вида текста к другому (от схемы

к словесному описанию и, наоборот, от словесного описания к таблице и, наоборот, от карты к словесному описанию, таблице, схеме, диаграмме и, наоборот.

11.Уметь выделять неявную, скрытую дополнительную необходимую информацию

из вопроса к поставленной задаче.

4.2. Работа по методической теме «Проектная деятельность на уроках химии и во внеурочное время» по плану школьного методического объединения учителей естественно-математического цикла  завершилась на данном этапе  следующими результатами, представленными в таблице.

Вывод:

1.Доля обучающихся, выбравших на ГИА предмет «Химия», в нашей школе выше аналогичной на районном и областном уровне;

2. Доля обучающихся, выбравших на ГИА предмет «Химия», в нашей школе имеет тенденцию к возрастанию. В «нулевых» позициях – выпускные классы полностью составляли мальчики. Выбирают на ГИА предмет «Химия» девочки для поступления в высшие медицинские учебные заведения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Формирование функциональной грамотности школьника – это задача, которую не может решить отдельно взятый учитель, для достижения хороших результатов должны работать школьные команды руководителей и учителей.

В вопросе формирования функциональной грамотности следует выделить два главных направления.

Первое – это ежедневная работа учителя в рамках учебного процесса.

Процесс формирования функциональной грамотности не может быть набором отдельных уроков или набором отдельных заданий, этот процесс логично и системно должен быть «вшит» в учебную программу как обязательная составляющая.

Второе – это дополнительное и предпрофессиональное образование школьников.

По школьным учебникам осваивается основной понятийный аппарат, законы природы, алгоритмы применения этих законов в модельных (учебных) ситуациях. Но параллельно в мире происходит развитие технологий, конвергенция наук, появляются новые материалы, новые устройства, приборы, гаджеты, возникают новые вызовы. И все это - сферы для применения учебных знаний во внеучебных ситуациях. Здесь обучающимся должны помогать ресурсы дополнительного образования, доступность которого необходимо обеспечить всем детям, независимо от места их проживания.

В рамках реализации Национального проекта «Образование» (Федеральный проект «Современная школа») в нашей школе в 2021 году открылся центр образования естественно-научной и технологической направленностей «Точка роста», который оснащен современным учебным оборудованием для обучения предметам «Физика», «Химия», «Биология» и в которые поставлено новое оборудование для изучения естественно-научных предметов, цифровые лаборатории, компьютерная техника. Центр «Точка роста» создан с целью развития у обучающихся естественно-научной, математической, информационной грамотности, формирования критического и креативного мышления, для практической отработки учебного материала.

Дополнительная общеразвивающая программа по предмету «Химия» представлена двумя курсами «Химический практикум» для учащихся 8-9 классов и «Химия в жизни человека» для учащихся 10-11 классов. Основной формой учебной деятельности является химический эксперимент, проводимый в виде лабораторных, практических работ и демонстраций, как на хорошо известном оборудовании, так и датчиками цифровых лабораторий. Анализируя результаты проведенных опытов, учащиеся убеждаются в том, что те или иные теоретические представления соответствуют или противоречат реальности. Только осуществляя химический эксперимент можно проверить достоверность прогнозов, сделанных на основе теории. В процессе экспериментальной работы учащиеся приобретают опыт познания реальности, являющийся важным этапом формирования у них убеждений, которые, в свою очередь, составляют основу научного мировоззрения. На основе полученных экспериментальных данных обучаемые смогут самостоятельно делать выводы, обобщать результаты, выявлять закономерности, что однозначно будет способствовать повышению мотивации обучения школьников. Так как практически любой химический эксперимент может стать основой для проекта, то в представленных программах проектной деятельности отведена значительная часть учебного плана.  

«Единственная достойная помощь — это освобождение от нужды в дальнейшей помощи»

Нисаргадатта Махарадж

Таким образом, можно уверенно говорить о выполнении основной функции учителя на современном уроке как организатора, управляющего процессом познания, сопровождающего процесс обучения, создающего условия и образовательную среду для каждого ребёнка. Ведь, по словам Конфуция: “Самое прекрасное зрелище на свете – это вид ребёнка, уверенно идущего по жизненной дороге после того, как вы показали ему путь”.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Вебинар «Что такое «функциональная грамотность»?» Яндекс.Учебник  Ведущий - Г.С. Ковалева

https://www.youtube.com/watch?v=60nRwGDOE20

2. Вебинар «Функциональная грамотность: вызовы и эффективные практики» Ведущий - О.Б.Логинова

https://www.youtube.com/watch?v=IZbnUaZ0Raw

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1.

Отдел образования  администрации Балтайского муниципального района

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение –  

средняя общеобразовательная школа с. Большие Озерки

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Ацетилен

Автор:

Хрулева Мария Владимировна

учащаяся 11 класса

МБОУ СОШ с. Большие Озерки

Руководитель:

Усанкина Наталья Алексеевна

учитель химии

МБОУ СОШ с. Б-Озерки

Адрес ОУ:

412632, Саратовская обл.,

Балтайский р-он, с. Большие Озерки,

ул. Пионерская, д.8

2021-2022 г.г.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Изготовление шаростержневых моделей и моделей Стюарта-Бриглеба ацетилена

1.1. Виды изомерии, характерные для алкинов

1.2. Почему алкинам не свойственна геометрическая изомерия?

2. Физические свойства ацетилена

2.1. Физических свойств ацетилена

2.2.Краткий обзор правил техники безопасности при обращении с ацетиленом в быту

3. Получение ацетилена

3.1. Получение ацетилена в промышленности

3.2. Получение ацетилена в промышленности и в лаборатории

3. 2.1. Правила ТБ при выполнении этой работы

3.2.2. Практическая часть проекта

    4. Химические свойства ацетилена. Качественные реакции

4.1.  Реакция горения

4.2. Реакции присоединения

4.3. Реакции полимеризации

5. Применение ацетилена

5.1. Ацетиленовые горелки для резки и сварки металлов

5.2. Лампа-карбидка

5.3. Ацетилен – сырье для получения других углеводородов

6. Почему этилен не используют в автогене? Сравнение термохимических свойств этилена и ацетилена

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЯ

«Знания только тогда знания, когда они приобретаются усилиями своей мысли, а не одной лишь памятью». Л.Н.Толстой

ВВЕДЕНИЕ

Это вещество представляет собой химическое соединение, ненасыщенный углеводород, принадлежащий к классу алкинов. Газ без цвета и запаха, обладает слабым наркотическим действием. Между атомами углерода действует прочная тройная связь.

В 1895 году французом Ле Шателье было обнаружено, что при сгорании этого газа  в кислороде получается пламя очень высоких температур. Название его в переводе означает «уксусное дерево». Впоследствии это открытие легло в основу главного промышленного применения этого газа – сварка и резка тугоплавких металлов.

Интересный факт: в естественном состоянии этот газ встречается  на других планетах Солнечной системы. Согласно современным данным, это вещество обнаружено, например, на таких планетах, как Нептун и Уран.

На спутнике Титан, что обращается вокруг Сатурна, обнаружены громадные запасы этого газа и водорода. Теоретически, инопланетные организмы могут использовать углеводороды в жидком состоянии в качестве питательных веществ. Был выполнен расчет количества соединений ацетилена и водорода на поверхности Титана. Низкие температуры на поверхности спутника (-150 — (- 180°C)) приводят к тому, что по его поверхности текут метановые реки и собираются в ацетиленовых водоемах. Концентрация углеводородов признана достаточной для существования на Титане жизни, однако ни один из космических аппаратов, что приземлялись на его поверхность, признаки таковой не зафиксировал.

На Земле этот газ в естественном виде существовать практически не может из-за наличия кислорода, сильнейшего окислителя, который разрушает углеводородные связи в молекуле этого вещества. Он хранится в специальных баллонах.

Заинтересовались? Это ацетилен.

Объектом изучения моей работы является ацетилен,  предметом – свойства ацетилена, обуславливающие его широкое промышленное применение.

Цель работы: получение ацетилена.

Задачи:  

изучение строения молекулы ацетилена;

установление зависимости между строением ацетилена и его свойствами;

изучение условий получения ацетилена; воспроизведение химического процесса получения ацетилена в лабораторных условиях;

применение ацетилена; демонстрация тесной связи между химией и жизнью;

Методы, используемые при выполнении проекта:

изучение литературы по данной теме;

воспроизведение химического процесса получения ацетилена в лабораторных условиях;

наблюдение за результатами химических процессов на каждом этапе, фотографирование с последующим описанием;

объяснение и обобщение результатов проведенных опытов.

Гипотеза: получение горючего газа, имеющего широкое техническое применение, в лабораторных условиях.

            ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

            1. Изготовление шаростержневых моделей и моделей Стюарта-Бриглеба ацетилена. (Приложение 1.  (Фото 1., Фото 2.))

1.1. Виды изомерии, характерные для алкинов

Для алкинов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения кратной связи (Приложение 1. (Фото 3., Фото 4)), межклассовая изомерия (Приложение 1. Фото 5.)).

1.2. Почему алкинам не свойственна геометрическая изомерия?

Геометрическая изомерия у алкенов предполагает разное положение заместителей углеводорода относительно плоскости кратной связи: когда одинаковые - по одну сторону от плоскости кратной связи (цис-изомерия) и, когда одинаковые, – по разные стороны плоскости кратной связи (транс-изомерия). (Приложение 1.(Фото 6.)) Таким образом, должно быть четыре заместителя атома углерода. Но, так как кратная связь алкинов занимает три валентности из четырех каждого из двух соседних атомов углерода, между которыми она находится, то четвертой связи не с чем составлять комбинации, она -  единственная. (Приложение 1. (Фото 3., Фото 4))

2. Физические свойства ацетилена

2.1. Физические свойства ацетилена

В обычных условиях ацетилен не воспринимается человеческим глазом. Чистый ацетилен не имеет запаха. Специфический запах придают содержащие в нем примеси. Ацетилен по плотности меньше атмосферного воздуха.

Согласно термическим свойствам плавление ацетилена происходит при температуре -80,6°C, а кипение при -83,8 °C.

Умеренно растворяется в воде. Хорошо растворяется многими другими органическими соединениями, например, ацетоном. Очень неустойчив термодинамически: при температуре свыше 320°C способен самовоспламеняться, в случае нагревания до 500°С взрывается.

2.2. Краткий обзор правил техники безопасности при обращении с ацетиленом в быту.

Первое, что нужно знать, задумываясь о безопасности работы с этим газом, – смеси ацетилена с кислородом способны взрываться. Причем в очень широком диапазоне концентраций: от 2,3% до 80,7% ацетилена (по объему). Кроме того, и это тоже важно, данное соединение относится к газам, способным гореть даже в бескислородной среде. Смеси ацетилена с воздухом взрывоопасны.

К тому же ацетилен обладает пусть слабым, но выраженным токсическим действием. Он оказывает на организм человека целый ряд негативных побочных эффектов. У надышавшегося таким газом могут возникнуть все признаки интоксикации организма: головокружение, шум в ушах, тошнота, рвота и даже потеря сознания. К тому же он обладает и наркотическим действием.

Наконец, уместно напомнить (особенно людям, которые сталкиваются с химическими соединениями лишь эпизодически и не помнят многих тонкостей): при длительном соприкосновении ацетилена с медью и серебром образуются ацетилениды соответствующих металлов. Такие соединения представляют на практике реальную опасность, т.к. они взрываются при повышении температуры и даже при ударе. Поэтому для хранения ацетилена категорически нельзя использовать материалы, содержащие медь. Все это предопределяет необходимость проявлять особую осторожность при хранении и доставке ацетилена. И приобретать его, конечно, можно только у профессиональных компаний, способных дать безоговорочные гарантии безопасности как соответствия оборудования, в первую очередь баллонов, так и их заполнения в соответствии со всеми существующими правилами.

Важная технологическая особенность здесь состоит еще и в том, что при сжатии ацетилен разлагается со взрывом. Однако его взрывоопасность уменьшается при разбавлении некоторыми другими веществами. Поэтому ацетилен хранят в баллонах, заполненных, например, активированным углем, пропитанным ацетоном, в котором ацетилен растворяется под давлением в больших количествах.

Струя ацетилена, выпущенная на открытый воздух, может загореться от малейшей искры, в том числе от разряда статического электричества с пальца руки.

 «Физические свойства ацетилена».

3. Получение ацетилена

3.1. Получение ацетилена в промышленности:

1. Высокотемпературный крекинг метана (при t = 1500⁰ С):

     2CH4 → СH≡CH +3H2.

2. Дегидрирование алканов и алкенов:

      CH3-CH3 → СH≡CH +2H2;

      CH2= CH2 → СH≡CH + H2.

3.2. Получение ацетилена в промышленности и в лаборатории:

     Гидролиз карбида кальция:

     CaC2 +2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑  

3. 2.1. Правила ТБ при выполнении этой работы  

       1. Учащиеся обязаны изучить содержание и порядок проведения лабораторного опыта или практического занятия, а также безопасные приемы его выполнения;

       6. Проверить исправность оборудования, приборов, целостность лабораторной посуды;

       8. Подготовленный к работе прибор, установку показать учителю;

       9. Запрещается самостоятельно проводить любые опыты, не предусмотренные данной работой;

       11. Обо всех неполадках в работе оборудования необходимо ставить в известность учителя, устранять самостоятельно неисправности запрещается;

       20. Проветрить помещение и тщательно вымыть руки с мылом.

3.2.2. Практическая часть проекта

Алгоритм выполнения работы:

Получение ацетилена:

1. Прибор для получения газов укрепить в штативе

2. Пинцетом поместить небольшой кусочек карбида кальция в пробирку

3. Добавить 1 мл воды (Приложение 1. Фото 7.)) Бурное выделение газа (Приложение 1. Фото 8.))

Определение ацетилена:

4. К концу газоотводной трубки поднести зажженную спичку, отметить характер пламени (Приложение 1. Фото 9.))

5. Конец газоотводной трубки поместить поочередно в раствор перманганата калия (Приложение 1. Фото 10.)). Обесцвечивание раствора (Приложение 1. Фото 11.))

Результат практической части проекта:

4. Химические свойства ацетилена. Качественные реакции

4.1.  Реакция горения

2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O + Q

4.2. Реакции присоединения

1.Галогенирование:

СН ≡ СН + Вr2 → ВrСН = СНВr;

сначала бром присоединяется по месту одной π-связи и образуется 1,2-дибромэтен;

ВrСН=СНВr + Вг2 → Вr2СН– СНВr2;

затем присоединяется вторая молекула брома по второй π-связи, продуктом реакции является 1,1,2,2-тетрабромэтан.

Качественная реакция на обнаружение ацетилена

2.Гидрогалогенирование:

при присоединении хлороводорода по одной из π-связей образуется газообразное вещество хлорэтен (хлорвинил). Катализатором данной реакции является хлорид ртути.

3. Гидрирование в присутствии катализатора (платины, никеля):

4. Гидратация (присоединение воды) происходит в присутствии катализатора Hg2+ в кислой среде (реакция М.Г. Кучерова). При этом ацетилен образует ацетальдегид, а его гомологи – соответствующие кетоны:

4.3. Реакции полимеризации

Тримеризация:

3С2Н2 →  С6Н6 (При t = 600оС в присутствии активированного угля)

5. Применение ацетилена 

5.1. Ацетиленовые горелки для резки и сварки металлов

Тройная внутримолекулярная связь ацетилена обуславливает очень высокую удельную теплоту сгорания при разрыве этой связи. Пламя может достигать температуры 3200°С, что обуславливает важнейшее промышленное применение ацетилена – высокотемпературная сварка. Ацетилен используется при автогенной сварке и резке металлов. Для этих целей требуется два баллона с разными газами: кислородом и ацетиленом. Газы подаются в специальную горелку, где во время сгорания ацетилена в кислороде достигается температура порядка 3000°С, что позволяет работать даже с тугоплавкими металлами и сталью.

2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O + Q

Пламя ацетиленовой горелки можно видеть под водой, что довольно легко объяснимо. Все углеводороды сгорают с выделением тепла и образуют углекислый газ и воду. Когда ацетилен сгорает, то образуется настолько высокая температура, что вода вокруг испаряется и получается пузырь. Именно в этом пузыре внутри водной среды можно наблюдать пламя ацетиленовой горелки и его не тушит вода.

5.2. Лампа-карбидка

Карбид кальция когда-то произвел революцию в освещении в Европе позапрошлого столетия. В конце XIX века значительной популярностью пользовались ацетиленовые светильники, в которых источником ацетилена как раз служил дешевый карбид кальция. Их устанавливали на железнодорожном и водном транспорте, применяли для освещения улиц и больших помещений. С появлением электрических источников освещения карбидовые лампы использовать перестали, так как они небезопасны в применении. Сейчас они выпускаются небольшими партиями в качестве походного снаряжения. Всем походникам-туристам такая лампа знакома под названием «карбидка».  

5.3. Ацетилен – сырье для получения других углеводородов соединение, имеющее большую реакционную способность, химически достаточно активен и является сырьем для полутора сотен других углеводородов.

Из него синтезируют уксусную кислоту, этиловый спирт, растворители,

пластмассы, многие знакомые нам в быту химические вещества, например, поливинилхлорид (ПВХ, он же PVC), который используется в электроизоляции, в качестве искусственной кожи в текстильной промышленности (что породило целую молодежную субкультуру), для производства грампластинок, рекламных баннеров и т.д. Всем известный клей ПВА (поливинилацетат) тоже получают из ацетилена. Каучук, ароматические углеводороды, а также используют в производстве взрывчатых ацетиленидов. Это соли ацетилена, получаемые при взаимодействии с некоторыми тяжелыми металлами. Полученные соединения обладают высокой химической неустойчивостью и при малейших внешних воздействиях (при ударе или трении) разлагаются с мощным взрывом. Ацетилениды серебра, меди и ртути используются в промышленном производстве взрывчатки. Также очень сильным взрывчатым свойством характеризуется ацетиленид золота.

 Ацетилен в смеси с аммиаком используется в работе ракетных двигателей.

Применение ацетилена

6. Почему этилен не используют в автогене? Сравнение термохимических свойств этилена и ацетилена

 Автогенная сварка (толковый словарь русского языка М.И. Ожегова)  - это сварка и резка металла с использованием высокой температуры сгорания смеси горючи газов (ацетилена, водорода и т.д.)  с кислородом.

Сравним  процентное содержание углерода в одной молекуле этилена и в одной молекуле ацетилена соответственно.

w (C) = Ar(C)/M(C2H4) = 12/28 = 0,4286        или 42,86%            

w (C) = Ar(C)/M(C2H2) = 12/26 = 0,4615        или 46,15%

       1 моль вещества содержит 6 х 1023 молекул. Углерода по массе в каждой молекуле этилена меньше, чем в каждой  молекуле ацетилена, а общая разница масс углерода в этих газах, взятых в одинаковых количествах, объясняет высокую удельную теплоту сгорания ацетилена, что является причиной использования последнего в газовых горелках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение предмета «Химия» становится интереснее, если химическую реакцию, уравнение которой написано на доске, в тетради, я могу воспроизвести в школьной лаборатории. Еще более привлекательным для меня является тот факт, что я воспроизвожу настоящие промышленные, технические процессы, которые ежедневно осуществляются в огромных масштабах.  

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

            1.О.С. Габриелян. Учебник 10 класс для общеобразовательных учреждений. Базовый уровень. Дрофа. Москва  2007

2. Правила ОТ и ТБ для учащихся в кабинете химии

3. Интернет-ресурс

 Приложение 1.

Фото 1.  Изготовление шаростержневых моделей и моделей Стюарта-Бриглеба

ацетилена

Фото 2.  Изготовление шаростержневых моделей и моделей Стюарта-Бриглеба

ацетилена

                             Фото 3.  Изомерия положения кратной связи. Бутин-2

                             Фото 4.  Изомерия положения кратной связи. Бутин-1

                                   Фото 5. Межклассовая изомерия. Бутадиен-1,2

                  Фото 6. Геометрическая изомерия алкенов. Цис-бутен-2 и транс-бутен-2

                         Фото 7. Получение ацетилена. К карбиду кальция

                                                   добавили 1 мл воды

                     Фото 8. Получение ацетилена. Бурное выделение газа

                       Фото 9. Получение ацетилена. Газа при поджигании

                                       горит ярким, светящимся пламенем

                            Фото 10.  Конец газоотводной трубки поместили

                                            в раствор перманганата калия

                                              Фото 11.  Качественная реакция.

                                        Обесцвечивание перманганата калия