Широкое внедрение полимерных материалов в различные области человеческой деятельности породило ряд новых важных проблем, с которыми человек сталкивается почти ежедневно. В частности, это проблема окружающей среды, знание особенностей, свойств и областей практического применения полимеров, возможности вторичного использования полимеров и т.д.
Поэтому в конце изучения этого раздела я провожу обобщающий урок (лучше спаренный урок), на котором рассматриваю эти проблемы.
Цели:
- обобщить изученный материал о полимерах;
- с целью расширения кругозора ознакомить учащихся с возможностями полимерных материалов;
- рассмотреть экологические проблемы.
Ход урока
1. Ознакомить учащихся с целями и задачами урока.
2. Опрос.
Фронтальная беседа с классом по вопросам:
- какие классы полимеров изучены?
- чем эти классы отличаются?
- привести примеры природных полимеров;
- привести примеры искусственных полимеров;
- какие группы синтетических полимеров вам известны?
- привести примеры синтетических полимеров;
- можно ли провести четкие границы между классами полимеров?
В процессе беседы вывешивать названия классов в виде табличек на магнитную доску.
В результате получится следующая таблица.
Продолжение фронтальной беседы:
- что такое полимер?
- что такое мономер?
- что такое макромолекула?
- что такое структурное звено?
- что такое степень полимеризации?
- чем отличаются полимеры стереорегулярного и нестереорегулярного строения!
- какие полимеры называются термопластичными?
- какие полимеры называются термореактивными?
- какая реакция называется реакцией полимеризации?
- какая реакция называется реакцией полконденсации?
- какая реакция называется реакцией сополимеризации?
Несколько вопросов “на засыпку”:
1) Полиэтилен. Что в этом названии неправильно?
Ответ: окончание -ен указывает на присутствие двойной связи, а в молекуле полиэтилена они отсутствуют.
2) Что объединяет эти два предмета? (На подносе резиновая калоша и клубень картофеля).
Ответ: СВ. Лебедев получил синтетический каучук переработкой картофеля
3) У синтетических волокон себестоимость выше, чем у природных. Почему изделия из них дешевле? (Для сравнения дать образцы).
Ответ: синтетические волокна легкие, следовательно объем больше, больше получится ткани. Можно вывесить следующую таблицу.
- 1 кг. шерсти 4,25м2
- 1 кг. хлопка 7,25м2
- 1 кг. найлона 15 м2
4) Какие полимеры проявляют упругие свойства?
Ответ: 2 и 3.
Итоговый тест. Учащиеся должны дать ответ на 15 вопросов. Каждый вариант выбирает из предложенных свойств те, которые подходят к данному веществу. 1 вариант - полиэтилен; 2 вариант - дивиниловый каучук; 3 вариант - капрон.
Вопросы:
- Мономером является 6 - аминогексановая кислота;
- Получен СВ. Лебедевым в 1932 году;
- Получают реакцией полимеризации;
- Мономером является бутадиен - 1,3;
- Термопластичный полимер;
- Синтетический полимер;
- В дальнейшем подвергается вулканизации;
- Получают реакцией поликонденсации;
- Используется для изготовления упаковки;
- Молекула полимера имеет двойные связи;
- Используется для изготовления кордной ткани;
- Эластичный полимер;
- Мономером является этен;
- Полимер стереорегулярного строения;
- Получают реакцией сополимеризации.
3. Беседа с классом о значении полимеров в современной жизни по следующим вопросам (они записаны на доске).
- Где мы встречаемся с полимерами в повседневной жизни?
- Почему полимеры вытесняют традиционные материалы?
- Безопасное обращение с ВМС;
- А как же планета?
- Что же делать, чтобы полимеры не загрязняли природу?
- Откуда берется такое богатство?
Лабораторная работа: на столе у учащихся поставлены стаканчики с растворами серной кислоты, гидроксида натрия, спирта, перманганата калия. Предлагается опустить в каждый стакан по полоске полиэтилена. Этот опыт требует времени, поэтому к нему мы вернемся по прошествии некоторого времени.
Обращаем внимание учащихся на записи на доске: “...В перспективе можно сказать, что знание общих свойств и специфических особенностей полимеров, в первую очередь синтетических, будет желательно для всякого образованного человека...”.
40% химиков мира работают в области технологии и химии ВМС.
1. Где мы встречаемся с полимерами в повседневной жизни?
Предлагаю учащимся совершить мысленно экскурсию по среднестатистической квартире. Ребята перечисляют предметы (телевизор, ковры, обои, холодильник, мебель, посуда и т.д.) выясняем, из каких материалов они сделаны. Оказывается, что полимеры окружают нас повсюду. Отсюда вытекает следующий вопрос.
2. Почему полимеры вытесняют традиционные материалы?
Обращаю внимание учащихся на результаты опыта. Беседуя, выясняем, что полимеры обладают такими свойствами, которых нет у традиционных материалов - это устойчивость к агрессивным средам (используются для изготовления упаковки), легкие (пенополистирол в строительстве), прочные (фенопласты) и т.д. В качестве примера исключительных свойств полимеров рассказываю о тефлоне. Делаем вывод о том, что полимеры прочно вошли в нашу повседневную жизнь, но...
3. Безопасное обращение с полимерами.
ВМС несут большую опасность, если не знать их свойства. Так как производство полимеров приносит большой доход, то в погоне за прибылью недобросовестные производители могут выпускать некачественную продукцию. В этом случае могут помочь различные журналы, которые начали учить потребителей разбираться в том многообразии товаров, которые предлагает рынок. На телевидении появилась очень интересная передача “Контрольная закупка”. В качестве примера рассказываю о безопасном обращении с пластмассовой посудой. Посуда из полимерных материалов безвредна, если использовать ее по назначению. Обязательно следует обращать внимание на маркировку и рекомендующие надписи типа; “Для пищи”, “Не для пищевых продуктов”, “Для холодной пищи”. Использование посуды не по назначению может вызвать не только изменения вкуса, но даже переход в пищу веществ, опасных для организма. Тарелки, кружки и другая пластмассовая посуда предназначена в основном для кратковременного контакта с пищей, а не для хранения ее, при котором из полимерных материалов могут выделяться нежелательные продукты. Не рекомендуется хранить, например, в полиэтиленовой таре жиры, варенье, вино, квас.
4. А как же планета?
Если бы удалось собрать в одно место все металлы, выплавляемые за год, то получился бы шар диаметром около 500 м., на втором месте бумажный шарик –450 м., четвертый пластмассовый шар – 400 м. Темпы прироста производства полимеров во всем мире необычайно высоки. Где же в конце концов все это богатство окажется? Ребята дают правильный ответ, что на мусорной свалке. Предлагаю учащимся заглянуть в ведро для мусора. Ставлю на стол ведро, в котором лежат предметы, которые почти ежедневно попадают в него - пакет из-под молока, картофельные очистки, стаканчик из-под сметаны, капроновый чулок, консервная банка, бумага и т.д. Задаю учащимся вопрос: что будет с этим мусором через год, через 10 лет? В результате беседы делаем вывод, что планета замусоривается.
5. Что же делать, чтобы полимеры не загрязняли природу?
Для начала задаю вопрос: что объединяет мусор из ведра? Почти все они полимеры, но одни гниют, другие нет. Вывод: необходимо идти по пути подражания природе. В лаборатории хемоавтотрофного биосинтеза Красноярского института биофизики приспособили для целей синтеза полимеров водородные бактерии. Они вырабатывают полимер, получивший название “полиоксибутират” и по свойствам аналогичный полиэтилену. При этом новый материал за несколько недель полностью распался, а продукты распада - вода и углекислый газ.
Предлагаю учащимся рассмотреть таблицу “Современные проблемы утилизации пластмассового мусора” (Приложение 1). Получается, что этот мусор не подлежит захоронению и сжиганию. В результате беседы приходим к выводу, что надо употреблять вторично, но перед этим необходимо сортировать. Раздаю ребятам различные предметы, на которых стоит маркировка, обозначающая природу полимера (таблицу с обозначениями маркировок вывешиваю на доске). Все это облегчает работу на мусороперерабатывающих заводах.
Также учащиеся предлагают синтезировать саморазрушающиеся полимеры (Приложение 2). Вспоминаем и о передаче “Очумелые ручки”.
6. Откуда берется такое богатство?
Что является источником, сырьем для получения полимеров? Да, это нефть, природный газ, уголь. “Президент фирмы “Филипс Петролеум” Лео Джон Стоун привел на конференции по химической промышленности следующие цифры. В течение года в США было произведено полимерных и других нефтехимических продуктов на сумму 50 млрд. долларов; в качестве сырья для выпуска этой продукции было использована нефть общей стоимостью 4,5 млрд. долларов. Полученные продукты переработаны в изделия, главным образом полимерные, для текстильной промышленности, автомобилестроения, сельского хозяйства, транспорта. Общая сумма от реализации этих конечных продуктов составила более 500 млрд. долларов. В 100 раз больше стоимости исходного сырья!” Меньше чем по одному проценту нефти и угля мы превращаем в полимерные материалы, остальное сжигаем.
4. Доклады учащихся.
- “Полимеры в транспорте”,
- “Полимеры в сельском хозяйстве” и т.д.