Пластмассы. Разработка урока по элективному курсу "Мир органических веществ"

• обобщить и систематизировать знания учащихся по теме “Пластмассы”, устранить пробелы в знаниях свойств и применении пластмасс;
• воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям, показ важности знаний и практического их применения;
• стимулировать познавательную активность ребят, развивать интерес к предмету, смекалку, эрудицию, умение быстро и четко формулировать свои мысли, применять свои знания на практике, умение работать коллективно, работать с дополнительной литературой.

Тип урока – урок обобщения и систематизации знаний, умений и навыков.

Вид урока – дидактическая игра.

Оборудование: на столах учащихся образцы пластмасс, спиртовка, тигельные щипцы, стеклянная палочка, асбестовая сетка.

Организация урока. Урок – магазин. Отделы “магазина”: Полиэтилен, Полипропилен, Полистирол, Полиметилметакрилат, Поливинилхлорид.

В отделах – изделия из пластмасс. В каждом отделе – “менеджер-консультант”. Остальные учащиеся – “покупатели”. Они разделены на две группы – “строители” и “туристы”.

Учитель. “Химик, собирающийся построить гигантскую молекулу, находится в таком же положении, как и архитектор, проектирующий здание. В его распоряжении имеется ряд строительных блоков определенных форм и размеров, и он должен соединить их вместе в структуру, которая будет служить определенной цели. Химия полимеров в настоящее время становится все более привлекательной областью исследований; в последние несколько лет открыты новые пути соединения блоков вместе – открытия, которые сулят получение большого количества материалов, прежде никогда не существовавших на Земле”. Джулио Натта, 1957 год

Первые синтетические полимеры были получены главным образом случайно. По мере изучения процесса полимеризации и свойств образующихся продуктов эти исследования становились все более систематическими. В настоящее время нашу жизнь невозможно представить без полимерных материалов. Они все в большей степени вытесняют из нашего быта природные материалы, поскольку обладают уникальными и самыми разнообразными свойствами, сравнительно дешевы, легко обрабатываются, многие подлежат вторичной переработке.

Урок мы проведем в форме “Магазина изделий из пластмасс”. В нашем магазине пять отделов: “Полиэтилен”, “Полипропилен”, “Полистирол”, “Полиметилметакрилат”, “Поливинилхлорид”. В каждом отделе “менеджер-консультант”, который абсолютно все знает о своих товарах. В магазине присутствуют “покупатели”, они хотят приобрести наши товары. Одни из них планируют ремонт квартиры – “строители”, другие – поездку на природу – “туристы”. Каждый человек, пришедший в магазин за покупкой, должен иметь определенную сумму денег. У наших покупателей их нет, но есть возможность заработать, используя свои знания по теме “Пластмассы”. Менеджеры готовы рассказать о своих товарах.

Полиэтилен. С пластмассами люди познакомились значительно позже, чем с эластомерами (каучуком и родственными материалами). В 1933 году группа исследователей под руководством Эрика Фосетта проводила опыты с этиленом при повышенном давлении. После вскрытия реактора они обнаружили белое вещество, похожее на воск.

Получив некоторое количество нового вещества, ученые продемонстрировали его уникальные свойства: оно легко плавилось, подвергаясь формованию, обладало хорошими электроизоляционными свойствами, отличалось уникальной инертностью. Вскоре выяснилось, что молекулы нового вещества имеют очень большую молекулярную массу: несколько сотен тысяч. Так установили полимерную природу вещества, который назвали полиэтиленом. Первое применение полиэтилен нашел в качестве изоляции электропроводов. В 1943 году из полиэтилена стали изготавливать посуду, ящики, бутылки, упаковку, предметы домашнего обихода.

Новые перспективы использования полиэтилена появились в 1953 году с открытием немецким ученым Карлом Циглером особых катализаторов процесса полимеризации. При этом получается полимер с большой плотностью и очень высокой механической прочностью. Он стал незаменимым материалом для производства труб, ведер, деталей машин, кухонной посуды, бытовых предметов. Выдающееся открытие К. Циглера было по достоинству оценено соотечественниками. Он не только стал профессором в 23 года, но и превратился к концу жизни в мультимиллионера, жертвуя значительные суммы на развитие науки.

Применение полиэтилена связано с его свойствами. Как хороший диэлектрик он широко используется для изоляции электропроводов и кабелей, применяемых в различных средствах связи, высокочастотных установках.

Значительная водо– и газонепроницаемость пленок полиэтилена позволяет использовать их как упаковочный материал для различных целей и продуктов питания. В сельском хозяйстве пленки нашли применение при строительстве теплиц.

Химическая стойкость полиэтилена дает возможность изготовлять из него разного рода трубы, детали в химическом аппаратостроении, емкости для хранение и перевозки агрессивных жидкостей.

Полипропилен. Следующим шагом в изучении полимеров стала попытка полимеризации пропилена. Впервые это удалось сделать в 1954 году итальянскому ученому Джулио Натта. Полипропилен имеет много общего с полиэтиленом. Он стоек по отношению к агрессивным средам. Но в отличие от полиэтилена размягчается при более высокой температуре (160 – 170°С) имеет повышенную прочность.

Полипропилен идет на изготовление высокопрочной изоляции, труб, деталей машин, деталей электро-, радио– и телевизионного оборудования, химической аппаратуры. Большая устойчивость к многократным изгибам и истиранию позволяет получать из него прочные канаты, сети, технические ткани.

Полистирол. Будучи материалом весьма термопластичным, полистирол легко поддается формованию. Из него готовят широкий ассортимент изделий. Как хороший диэлектрик полистирол идет на производство деталей электро– и радиоаппаратуры, кабельной изоляции. Из него готовят декоративно-отделочные материалы, разного рода панели, облицовочные плиты. Широко используется он для изготовления предметов бытового назначения, осветительной аппаратуры, посуды, галантереи, детских игрушек.

Разновидностью полимера является пенополистирол. Его получают, добавляя в процессе изготовления вещества-вспениватели. В результате полистирол приобретает структуру застывшей пены. Материал оказывается очень легким. Пенополистирол используется в качестве тепло– и звукоизоляционного материала в строительстве, холодильной технике, в мебельной промышленности. Он идет на изоляцию трубопроводов, упаковку транспортируемых приборов.

Полиметилметакрилат. Это твердое, бесцветное, прозрачное и светостойкое вещество, не разбивающееся при ударе, устойчивое по отношению к растворам кислот и щелочей. Из-за своей прозрачности полимер получил название органического стекла. Он может быть окрашен. В отличие от обычного силикатного органическое стекло легко обрабатывается механическими способами и подвергается склеиванию.

Применяется полиметилметакрилат для остекления самолетов, судов, автомобилей, используется для производства светотехнических изделий, линз, увеличительных стекол, в качестве материала для лазерной техники.

Поливинилхлорид. Не меньшее значение в повседневной жизни играют полимеры на основе галогенопроизводных этиленовых углеводородов. Из хлорэтилена, который чаще называют винилхлоридом, получают ценный полимер – поливинилхлорид.

Этот полимер гибок, эластичен, обладает прекрасными электроизоляционными свойствами. На основе поливинилхлорида получают пластмассы двух типов: винипласт, обладающий значительной жесткостью, и пластикат – более мягкий материал.

Из винипласта готовят химически стойкие трубы, детали химической аппаратуры, аккумуляторные банки и многое другое. Пластика идет на изготовление линолеума, искусственной кожи, клеенки, непромокаемых плащей, используется для изоляции проводов, в том числе подводных кабелей.

Учитель. Дорогие покупатели! Вы познакомились с нашими товарами, их свойствами. Теперь составьте заказ, в котором укажите все, что хотите приобрести с учетом ваших планов.

Учитель. Заказы составили большие, чтобы их получить необходимо иметь хорошие знания. Заказ ваш будет исполнен в том случае, если вы ответите на все вопросы. Право ответа принадлежит команде, первой поднявшей руку.

1. Что называется мономером?
2. Что общего и в чем состоит различие между молекулой мономера и структурным звеном образуемого им полимера?
3. Что такое степень полимеризации?
4. Какие геометрические формы макромолекул свойственны высокомолекулярным соединениям?
5. Какие химические реакции используются для получения высокомолекулярных веществ из низкомолекулярных?
6. Что называется мономером?
7. Что общего и в чем состоит различие между молекулой мономера и структурным звеном образуемого им полимера?
8. Что такое степень полимеризации?
9. Какие геометрические формы макромолекул свойственны высокомолекулярным соединениям?
10. Какие химические реакции используются для получения высокомолекулярных веществ из низкомолекулярных?

Учитель. Вы довольно хорошо справились с заданиями. А теперь более сложные задания от “директора магазина”. (Каждой группе учащихся выдаются задания, ответы на которые они готовят вместе, а отвечают по одному.)

1. Как отличить полиметилметакрилат от полиэтилена?
2. Каковы свойства термореактивных полимеров?
3. Какие компоненты могут входить в состав пластмасс?
4. Определить степень полимеризации полипропилена, если его молекулярная масса 8400.

1. Как отличить полиэтилен от полистирола?
2. Каковы свойства термопластичных полимеров?
3. Какие материалы называются пластмассами?
4. Определить степень полимеризации полиэтилена, если его молекулярная масса 560.

Учитель. “Покупатели” с помощью консультантов успешно выполнили все задания. Осталось только подойти и приобрести товар. Но здесь приготовлено последнее испытание “Пластмассовый лабиринт” (Приложение). Надо как можно быстрее добраться до финиша правильной дорогой. Найти верный путь к финишу и отметить его цифрами.

Учитель. Вот и подошел к концу наш урок. покупатели приобрели товары. Консультанты выставляют оценки учащимся, учитывая количество правильных ответов и дополнений.