Урок химии "Природный каучук"

Разделы: Химия

Цели урока:

  1. закрепить знания учащихся о диеновых углеводородах;
  2. рассмотреть историю открытия каучука и историю его применения;
  3. изучить строение, свойства натурального каучука и его значение в жизни;
  4. создать условия для развития умения самостоятельно приобретать знания, используя различные источники информации;
  5. формировать опыт творческой деятельности, опыт делового общения.

Тип урока: комбинированный.

Практикум к уроку: Демонстрация: разложение каучука при нагревании и испытание продуктов разложения.

План урока:

  1. Орг. момент.
  2. Тест по теме: «Диеновые углеводороды».
  3. Новая тема: «Природный каучук».
    1. История открытия каучука.
    2. История применения каучука.
    3. Состав и строение каучука.
    4. Физические свойства каучука.
    5. Значение каучука в нашей жизни.
  4. Закрепление изученного материала. (Химический диктант).
  5. Домашнее задание.
  6. Подведение итогов.

Ход урока

I. Организационный момент.

Добрый день.

Цель нашего сегодняшнего урока:

  1. закрепить знания о диеновых углеводородах.
  2. рассмотреть историю открытия каучука и историю его применения.
  3. изучить строение, свойства и значение натурального каучука.
  4. уметь самостоятельно приобретать знания, используя различные источники информации.
  5. формировать опыт творческой деятельности, опыт делового общения.

(Слайд 1.2)

II. Актуализация знаний.

На прошлом уроке мы изучали тему: «Диеновые углеводороды». И сейчас проведем небольшой тестовый опрос по данной теме – Приложение 1.

III. Новая тема.

Переходим к изучению новой темы: «Природный каучук» – Приложение 3. (Слайд 1.1)

1. История открытия каучука.

Выслушаем выступление по теме: «История открытия каучука» – Приложение 2. (Выступление студента сопровождается показом презентации – Приложение 4).

(Слайды 2.1-2.8)

2. История применения каучука.

Каучук не сразу получил признание у европейцев. Они сначала просто не знали, что с ним делать. Одним из первых нашел применения каучуку английский химик Джозеф Пристли. Он приспособился стирать карандашные заметки шариком каучука.

В Вене в 1821 году открылась первая фабрика по производству изделий из каучука. (Слайд 1.3)

В Англии, когда в городах начали вводить газовое освещение, на газовых заводах скопилось довольно много продуктов сухой перегонки каменного угля. Шотландский химик Макинтош закупил их, чтобы использовать для изготовления непромокаемой одежды. Он растворял в этих продуктах каучук, а затем покрывал таким раствором ткани. С того времени плащ из непромокаемой ткани носит название «макинтош». (Слайд 1.4)

Однако вскоре пришлось убедиться, что при всей своей полезности изготовленная таким образом одежда имеет существенные недостатки, при низкой температуре ткань становится жесткой и ломкой, а при нагревании наоборот, делается липкой. (Слайд 1.5)

Стало ясно, что у нового материала есть огромные недостатки, и фабрики по производству изделий из него придется закрыть (Слайд 1.6)

Имя человека, который спас каучук, Чарльз Гудьир. Этот одержимый изобретатель решил вылечить каучук. Для этого он смешивал его с любыми попадавшимися под руку предметами: солью, сахаром, перцем, речным песком. Результата никакого. В ход пошли орехи, сыр. Не подошло. Не помогли и чернила. А тут еще кончились деньги. И тут помог случай. Последний кусок каучука и сера лежали рядом всю ночь около печки. Получилась известная всем резина – она была эластичной и прочной при различных температурах, не твердела при умеренном холоде и не расползалась на жаре. Ясно, что открыт, был новый процесс. Но как его назвать? Поскольку жар и сера были главными атрибутами римского бога огня Вулкана, процесс назвали вулканизацией. (Слайд 1.7)

(Рассказ преподавателя сопровождается показом презентации).

3. Состав и строение природного каучука.

Для выяснения строения молекулы природного каучука, проведем небольшой эксперимент. (Для его проведения вызывается один из студентов группы).

Небольшой кусочек каучука помещаем в пробирку и закрываем ее пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки помещаем в пробирку с раствором KMnO4.

При нагревании каучука, продукты его разложения поступают в приёмник с раствором KMnO4, который постепенно обесцвечивается.

Вопрос: Почему обесцветился раствор? Какие соединения обесцвечивают раствор KMnO4?

Вывод: Вещество, поступающее в приемник – непредельный углеводород (вывод делают учащиеся).

Правильно, в продуктах разложения природного каучука содержатся непредельные соединения. Экспериментально доказано, что это два метил 1,3 бутадиен (изопрен).

Следовательно, макромолекула натурального каучука состоит из макромолекул изопрена. (Слайд 1.8)

Процесс полимеризации изопрена можно изобразить так:

Обратите внимание на то, что -CH2- группы находятся по одну сторону двойных связей.

Такое пространственное строение молекул полимеров называется стереорегулярным. Именно такое строение молекул придает натуральному каучуку эластичность. (Слайд 1.9)

В состав природного каучука будет входить:

  1. углеводород полиизопрен – 91,9%;
  2. белки и аминокислоты – 2,2-3,8%;
  3. высшие органические кислоты – 1,5 – 4%;
  4. металлы побочных подгрупп:
    • медь до 0,0008%;
    • железо до 0,01%;
    • марганец до 0, 001%.
  5. вода. (Слайд 1.10)

4. Физические свойства природного каучука.

Для рассмотрения физических свойств природного каучука возьмем образец каучука.

Если мы придадим ему внешнюю силу, он сжимается. А если ее убрать, она принимает прежнюю форму. Ценным свойством является водо- и газонепроницаемость. Кроме того, он является хорошим электроизолятором. При повышенной температуре каучук становится мягким и липким, а на холоде – твердым и хрупким. При долгом хранении каучук твердеет.

(Слайд 1.11)

5. Значение каучука в нашей жизни.

Выслушаем выступление по теме: «Значение каучука в нашей жизни» – Приложение 2. (Выступление студента сопровождается показом презентации – Приложение 5).

(Слайды 3.1-3.12)

IV. Закрепление изученного материала.

Для закрепления знаний по пройденной теме проведем химический диктант.

  1. Млечный сок дерева гевеи называется (латекс).
  2. Реакция, в процессе которого получают из многих одинаковых молекул более крупные называется (реакцией полимеризации).
  3. Стереорегулярное строение молекулы натурального каучука придает ему свойство (эластичности).
  4. Мономером природного каучука является (изопрен).
  5. При повышенной температуре каучук становится (мягким) и (липким).
  6. В результате процесса вулканизации каучука получают (резину).

(Слайд 1.12-1.13)

V. Домашнее задание.

Осуществите превращения:

(Слайд 1.14)

VI. Подведение итогов.

Сегодня на уроке мы с вами постарались "вникнуть в суть" вопроса, не боялись ошибаться и исправляться. Не бойтесь своих мыслей и в жизни, не бойтесь признавать ошибки, но помните слова китайского мыслителя – "при этом важно самому исправиться". (Выставляются оценки за урок.)

Смелых вам идей и хорошего настроения!

Список литературы:

  1. Каучук и резина. Наука и технология под ред. Дж. Марка, Б. Эрмана, Ф. Эйрича.
  2. Догадкин Б.А. Справочник резинщика. – М., 1971.
  3. К.Я. Парменов, Л.М. Сморгонский, Л.А. Цветков «Книга для чтения по химии (часть вторая)».
  4. Справочник химика. Т. 2. – Л.: Лен.отд. ГХИ, 1963.
  5. Компьютерная энциклопедия «Природа».
  6. Компьютерная энциклопедия «Наука».
  7. Расчеты и конструирование резиновых изделий. – Л., 1987.