Цель урока: Обобщение и систематизация знаний и умений по темам: «Лесная и деревообрабатывающая промышленность мира», «Целлюлоза».
Задачи урока:
1. Общеобразовательные:
- углубление знаний учащихся по ранее изученным темам,
- совершенствование учебно-интеллектуальных навыков и умений, (умения обобщать, сравнивать, анализировать, исследовать, дискутировать)
- осуществление межпредметной связи химии и географии.
2. Воспитательные:
- воспитание уважительного отношения к природе и ее богатствам.
3. Развивающие:
- формирование научного мировоззрения, развитие умений выделять главное в изучаемом материале; развитие познавательного интереса и творческих способностей учащихся.
Тип урока: интегрированный урок по обобщению и систематизации знаний.
Методы обучения: беседа, дискуссия, выполнение экспериментальных работ, использование ТСО.
Наглядность: презентация в виде слайдов. (см. приложение 5)
Раздаточный материал:
- буклет «Древесина и продукты ее переработки» (приложение 1),
- тесты (приложение 2),
- таблица «Заготовка древесины в странах мира,2002» (приложение 3),
- лупа,
- ножницы,
- кисточка,
- образцы бумаги.
Эпиграф:
«Большая частъ человеческого знания во всех отраслях существует лишь на
бумаге»
А. Шопенгауэр.
Ход урока
I. Организационная часть.
II. Основная часть.
Вступительное слово (учитель химии).
Тема нашего урока заключена в ответе на вопрос:
- Что является «хлебом культуры»? (Ответы учащихся).
Учитель химии: Хлебом культуры является изобретение человечества - бумага» которая является одним из главных продуктов переработки древесины.
Объявляется тема, цели и задачи урока. (слайд №1,2,3,4).
Учитель географии:
-Давайте попытаемся ответить на вопрос «Зачем и сколько людям нужно дерева и где его берут». (слайд № 5) (дискуссия)
Давайте начнем сначала: определимся, прежде всего, где берут древесину? (ответы учащихся)
Выделяют два пояса: северный лесной пояс и южный лесной пояс. В пределах северного лесного пояса заготавливается в основном хвойная древесина. (буклет)
По таблице (приложение 3) определите названия государств, относящихся к северному лесному поясу. (Россия, США, Канада, Швеция).
В пределах южного лесного пояса заготавливается лиственная древесина. По таблице определите названия государств, относящихся к южному лесному поясу. (Бангладеш, Бразилия, Индия, Индонезия, Нигерия, Малайзия, Мадагаскар, Мьянма) (слайд 6)
Зачем человеку нужно рубить деревья, на что ему древесина? (мебель - домашняя и школьная, паркет, двери с притолоками, оконные рамы, доски пола, спортивные снаряды).
Начнем потихоньку подсчитывать, сколько дерева в среднем человек потребляет в год. Количество древесины принято считать в кубометрах. Если же нам встретится какой-нибудь деревянный предмет, объем которого измерить трудно, можно прикинуть по весу, приняв (грубо), что 0,5 кг дерева - это примерно куб. дециметр, а кубометр дерева - полтонны (записи на листе). Сколько деревянных изделий в вашей семье (ответы учащихся). Человеку в год нужно-то от силы десяток другой кг дерева в год. Смотрим в таблицу: в мире за год заготавливается более 3 млрд. кубов леса. Рассчитайте, сколько приходится дерева на одного жителя Земли? (ответы) Не менее полкуба, 200-ЗООкг. Получается: несколько кг в год в квартире, несколько кг в год в доме, если он деревянный, и еще несколько кг в год, израсходованных обществом в среднем на каждого своего члена в деревянных зданиях и сооружениях коллективного пользования. Куда же уходят оставшиеся части нашего кубометра древесины?
Учитель химии:
Древесина используется человеком с очень давних времен. Ее применение разнообразно. Основные продукты, получаемые из древесины, указаны на схеме в буклете. (слайд №7) (ответы учащихся)
Учитель географии:
Основная часть древесины идет на производство целлюлозы. ЦБП - одна из ведущих отраслей лесного комплекса - объединяет технологические процессы получения целлюлозы, бумаги, картона и бумажно-картонных изделий (писчей, книжной и газетной бумаги, тетрадей, салфеток, технического картона). Технологический цикл отрасли четко подразделяется на два процесса - получение целлюлозы и производство бумаги. (работа по слайду №8)
Учитель химии: Этапы переработки целлюлозы.
Целлюлоза - распространенное в живой природе углеводное соединение класса полисахаридов.
Главное сырье для производства Ц. - древесина хвойных пород, где содержание Ц. 40- 50% от всей массы.
Для выделения Ц. из древесины применяется термохимическая обработка - варка. На производстве используют сульфитную или сульфатную варку древесной щепы. В процессе варки Ц. образуются газообразные соединения серы, загрязняющие производственные помещения и окружающую среду. Поэтому процесс получения Ц. является вредным.
Получение Ц. состоит из нескольких стадий:
- Распиловка древесины.
- Измельчение древесины в рубильных машинах, в результате образуется щепа.
- Часть древесины подвергается варке в варочных котлах с использованием раствора сернистого газа.
- Другая часть древесины подвергается механической обработке - истиранию в шахтах. Продуктом является древесная масса, идущая на производство бумаги.
(слайд №9)
Варка целлюлозы. протекает при t=100 - 150 и Р = 6 атм. По окончании варки давление в котлах снижается и вытесняется щелок, который пропускают через фильтр, и происходит улавливание волокна целлюлозы. Оставшуюся после улавливания целлюлозы щелок, подают на отдувочную колонку, где из него удаляют сернистый газ и подвергают утилизации. После варки целлюлозы. пропитывают горячей водой, затем тщательно истирают, прессуют, сушат и превращают в товарную целлюлозы.
- В чем суть варки целлюлозы? Есть ли в данном случае химические процессы? Какой вред наносит окружающей среде сернистый газ?
Одним из путей применение целлюлозы является производство ацетатного волокна. Сырьем являются продукты этерификации целлюлозы. - ацетилцеллюлоза. Для этого триацетилцеллюлозу растворяют в смеси спирта и дихлорэтана. Образовавшийся вязкий раствор пропускают через фильеры. Тонкие струи раствора опускаются в шахту и обдуваются горячим воздухом. Растворитель испаряется, а триацетилцеллюлоза выделяется в виде длинных нитей, из которых прядением изготавливают шелк. (слайд №10)
Как классифицируются волокна? Что положено в основу классификации волокон? К каким волокнам относится ацетатное волокно?
Решение задач:
- Рассчитайте массу триацетата целлюлозы, который можно получить из древесинных отходов массой 1,62 т. (массовая доля выхода равна 75%). Массовая доля целлюлозы в древесине составляет 50%.
- При действии азотной кислоты на целлюлозу получено производное, в котором массовая доля азота равна 11,1%. Какое производное целлюлозы получено? Составьте уравнение реакции его получения.
Учитель географии:
Другой путь применения целлюлозы - производство бумаги и картона. Производство бумаги и картона включает в себя следующие этапы:
- Заготовка древесины.
- Вывоз древесины.
- Сплав древесины.
- Размол древесины.
- Изготовление бумаги.
Для изготовления бумаги требуется целлюлозы и древесная масса, К водному раствору целлюлозы и древесной массы добавляют клей, глинозем, разные наполнители, такие, как каолин, мел, красящие вещества. Составленная композиция бумажной массы накапливается в специальном бассейне, откуда поступает на бумагоделательные машины. Там из нее отливают бумажное полотно, которое проходит прессование, сушку и каландрирование (пропуск через каландр - пресс в виде двух горизонтально расположенных валов для придания бумаге плотности, гладкости и лощеного вида). (слайд 11)
Практическая работа.
Учащимся даются образцы различных видов бумаги. Им необходимо определить, под каким номером обозначен каждый вид.
- Ватман.
- Чертежная.
- Акварельная.
- Печатная.
- Мелованная.
- Газетная.
- Гранитоль.
- Туалетная.
- Картон.
- Металлизированная.
Бумага чертежно-рисовальная вырабатывается из тряпья(70%) и белой целлюлозы(30%). Ее проклеивают в массе и с поверхности. Вес 200 г\ кв. м.
Рисовальная бумага изготавливают из 100% целлюлозы или целлюлозы с примесью 25% тряпья. Вес 130-160г\кв. м.
Писчая бумага поступает в продажу под названием «потребительская». Писчая бумага отличается соотношением целлюлозы и тряпья. Она пригодна для оклеивания таблиц, карточек, изготовления складных изделий.
Печатная бумага имеет очень широкий ассортимент. Наиболее ценные виды печатной бумаги идут на изготовление лотерейных билетов, ассигнаций, книг. Менее ценные виды идут на изготовление брошюр и газет.
Учитель химии:
Какое строение имеет бумага?
Для определения строения бумаги проведем несколько экспериментов.
При рассмотрении места разрыва бумаги через лупу можно обнаружить, что бумага состоит из мелких волокон. В процессе движения бумажной массы на бумагоделательной машине, значительная часть волокон располагается по направлению движения сетки. В результате, некоторые механические и физические свойства бумаги: прочность на разрыв, способность деформироваться при смачивании, упругость в различных направлениях получаются разными. Эти особенности человек учитывает при изготовлении изделий в промышленности и на уроках труда.
Два направления бумаги:
- Машинное.
- Поперечное.
Методы определения направления бумаги:
- Лист бумаги разрывают в двух перпендикулярных друг другу направлениях. Линия разрыва вдоль основного направления волокон получается более ровной, чем поперек основного направления волокон.
- От листа вдоль и поперек отрезают две полоски, размером 20*200 мм, накладывают их друг на друга и, удерживая за один конец, поднимают вверх. Полоска, вырезанная в поперечном направлении, изогнется больше, чем полоска, вырезанная в продольном направлении.
- Края листа бумаги с помощью кисти смачивают водой. При подсыхании край бумаги в продольном направлении свертывается в дугу, а в поперечном - становится волнистым.
Как вы обрабатываете дерево на уроках труда? В каком направлении дерево легче обрабатывается и почему?
Учитель географии:
(Практическая работа по определению расхода древесины для получения
необходимого количества комплектов учебных пособий.)
- Тетради. Вес - 100г Кол-во: 10
- Учебники. Вес – З00г Кол-во: 8
- Журналы. Вес - 50 г Кол-во:5
Данные для определения количества древесины даны в таблице. (приложение 2)
Как вы думаете, много это или мало? Необходимо принять во внимание, что учащихся в мире насчитывается сотни млн. Сколько для этого требуется вырубить деревьев?
Учитель химии:
Из всех растительных ресурсов Земли, самое важное значение в природе и жизни человека имеют леса. Они больше всего пострадали от хозяйственной деятельности и раньше других стали объектом охраны. 1|3 поверхности суши приходится на леса. Но ежегодно их площади сокращаются. Каковы же причины сокращения лесов?
- Стихийные лесные пожары.
- Вырубка лесов.
- Вредители и болезни деревьев.
(слайд №12, 13,14)
За 10000 лет сведено 2/3 лесов Земли. Леса уничтожаются так быстро, что площади вырубок превышают площади посадок деревьев. К настоящему времени в зоне смешанных и широколиственных лесов сведено около 1/2 из первоначальной площади, в субтропиках - 80%; в зонах муссонных дождей - 90%. Вырубленные участки не восстанавливаются, на их месте образуются кустарниковые формации, а при сильной эрозии почвы происходит опустынивание. Из-за вырубки деревьев мелеют реки., понижается уровень грунтовых вод, климат становится засушливым, возникают песчаные и пылевые бури. Для чего вырубают леса?
- 50% древесины используют как топливо,
- лес поставляет сырье для получения 20000 изделий и продуктов,
- с ростом народонаселения увеличивается потребность в с/х продуктах. Для их выращивания необходимы поля.
Каков же выход из создавшейся ситуации?
- правильное ведение лесного хозяйства,
- борьба с потерями древесины,
- борьба с лесными пожарами,
- защита лесов от вредителей,
- вторичная переработка бумажного сырья.
А что может сделать каждый из вас?
(ответы учащихся)
Учитель географии:
А я предлагаю свой способ экономии бумаги. Перед вами находятся следующие предметы: старая газетная бумага, миски с водой, миксер, лопатка для перемешивания, два лоскута ткани, сетка металлическая, полиэтилен. Технология изготовления бумаги в домашних условиях вам дана. Это будет вашим домашним заданием. (приложение №4)
(слайд № 15,16,17,18, 19)
III. Закрепление.
Учитель химии. Тестовый контроль.
Вопросы учащимся:
Какое значение имеет бумага?
Как вы понимаете эпиграф урока?
Почему изобретение бумаги считается прогрессом в развитии человеческого общества?
IV. Заключение
Проверка тестов, обобщение, вывод, выставление оценок.
V. Домашнее задание.
Изготовить бумагу в домашних условиях из старых газет.
Список использованной литературы:
- Максаковский В.П. «Экономическая и социальная география мира», Москва, Просвещение, 2007.
- Первое сентября «География», №31, 2004.
- Первое сентября «География», №7, 2005.
- Первое сентября «География», №6, 2005.
- Энциклопедия окружающего мира «»Экология, Москва «Росмэн», 1998.