Конспект урока по химии на тему
"Строительные материалы: стекло, цемент, бетон"
Класс: 9
Цель урока: создать условия для осмысления блока новой учебной информации о
важнейших строительных материалах, которые производит силикатная
промышленность, рассмотреть химизм производства керамики, стекла, цемента, а
также технологию и продукцию.
Задачи:
1.
Создать условия для
систематизации и углубления представлений у обучающихся о значении кремния и
его соединений в жизни человека.
2.
Способствовать развитию
умений работать с различными источниками информации: текстом учебника, схемой,
картинками, компьютером.
3.
Способствовать развитию
умений выдвигать гипотезы, отвечая на проблемные вопросы, работая в паре
совместно приходить к общему решению.
4.
Создать условия для развития наблюдательности, способности анализировать,
делать выводы.
5.
Способствовать развитию
интереса к изучению химии.
Оборудование и материалы: Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева,
учебник, карточки, компьютер, мультимедийная презентация, видеофрагменты.
Базовые термины и понятия: силикаты, алюмосиликаты, силикатная промышленность, керамика,
стекло, цемент, бетон, фарфор, фаянс.
Тип урока: комбинированный
Форма урока:
урок-лекция с применением ИКТ
Методы обучения:
пояснительно-иллюстративные, наглядные, репродуктивные, частично поисковые,
интерактивные.
Межпредметные связи:
география, литература, художественная культура
Ход урока:
Посеянное на
поле научном взойдёт на пользу народа.
Д. И.Менделеев.
I. Организационный этап
Приветствие, создание рабочей обстановки в классе.
II. Мотивация учебной
деятельности
На экране демонстрируются фотографии различных
строительных материалов (разновидности стекла, бетон, цемент, изделия из
керамики, исходные компоненты для изготовления строительных материалов,
различные изделия с использованием строительных материалов). Вопросы учащимся:
ü
Что объединяет эти
фотографии?
ü
Каким образом они касаются
темы нашего урока?
Учащиеся высказывают свои предположения, после чего записывают
тему урока в тетради.
III. Актуализация опорных
знаний
Для установления уровня знаний по данной теме
проводится групповая "мозговая атака", с использованием стратегии
технологии развития и критического мышления "Ассоциативный куст".
Учащимся предлагается вспомнить все, что они знают о
строительных материалах и их производстве. Они формулируют вопросы, на которые
хотели бы получить ответы на уроке. Совместно составляется цель урока.
Цель нашего урока –
ознакомиться с силикатной промышленностью и основными видами строительных
материалов; узнать виды сырья, используемые в силикатной промышленности;
рассмотреть свойства, способы получения, основные области применения стекла,
цемента и керамики.
IV. Изучение нового материала
1. Понятие о силикатной
промышленности
Силикатная промышленность – это производство различных строительных материалов, стекла и
керамики из различных природных силикатов.
2. Основные виды силикатной промышленности
В зависимости от химического состава, условий получения, свойств
и применения силикатные изделия делятся на три группы: керамические, стеклянные
и вяжущие.
3. Производство
стекла
ü Сообщение учащегося
ü Просмотр видеофрагмента
Стеклянные тела – это твердые тела;
переохлажденная жидкость с большой вязкостью.
Важные свойства стекла:
1)
не имеют определенной температуры плавления – при нагревании размягчаются,
переходят в подвижную жидкость;
2)
высокая прозрачность;
3)
значительная механическая прочность;
4)
стойкость к химическим реагентам;
5)
низкая теплопроводность;
6)
хрупкость.
Сырье для производства стеклянных изделий
– различные природные минералы, обязательно содержащие SiO2. Основное сырье:
песок SiO2, известняк CaCO3, магнезит MgCO3, доломит MgCO3·CaCO3 сода Na2CO3, сульфат натрия Na2SO4, поташ K2CO3, свинцовый глет PbO, борная кислота Н3ВО3,
бура Na2B4O7·10H2O и
др. Вспомогательное сырье: глушители (SnO2, Ca3(PO4)2, тальк – для придания матовости),
осветлители и др.
Стадии производства:
1.
Подготовка
сырья – промывают, сушат, (речной песок – кварц предварительно промывают для
удаления глины и оксидов железа)
2.
Составление
шихты - дробят, размалывают, перемешивают
3.
Варка
стекла – процесс расплавления шихты до образования однородной массы. Происходят
сложные химические процессы. При 250ºС начинается реакция
MgCO3 + Na2CO3
→ MgNa2(CO3)2
CaCO3 + Na2CO3
→ CaNa2(CO3)2
Образующиеся двойные соли взаимодействуют с кварцевым
песком:
MgNa2(CO3)2
+ 2SiO2 → MgSiO3 + Na2SiO3 + 2CO2↑
CaNa2(CO3)2
+ 2SiO2 → CaSiO3 + Na2SiO3 + 2CO2↑
Параллельно происходит:
MgCO3 + SiO2 → MgSiO3 + CO2↑
CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2↑
В составе стекла они находятся в виде силикатов.
При температуре 750-900ºС разлагаются не вступившие в
реакцию MgCO3 и CaCO3 , сода взаимодействует с песком, а избыток SiO2 растворяется в расплаве силикатов.
При дальнейшем нагревании (1200-1500ºС) начинается процесс гомогенизации
(выравнивание состава) за счет диффузии и удаление пузырьков газа (процесс
осветления). Затем стекломасса идет на изготовление различных изделий.
4.
Формование
изделия - применяют вытягивание (листовое оконное стекло, стеклянные палочки и
трубочки), прокат (листовое стекло, зеркальное стекло), выдувание (химическая и
тарная посуда, колбы для электроламп), прессование (банки, стаканы, изоляторы,
пуговицы), отливку (архитектурные, художественные изделия, линзы очков,
микроскопов, телескопов)
(просмотр видеофрагмента)
5.
Отжиг
– снимают остаточные напряжения, которое возникает при охлаждении наружных
слоев. Они сжимаются, а внутренние препятствуют этому и могут вызвать
разрушение стекла.
6.
Обработка
– механическая, термическая и химическая.
Виды стекла: оконное (Na2O·CaO·6SiO2), химическое (тугоплавкое К2O·CaO·6SiO2), хрусталь (K2O·PbO·6SiO2). кварцевое стекло (SiO2), пеностекло (добавляют
газообразователи – кокс, сажа, известняк), ситаллы – стеклокристаллические
материалы (высокая механическая прочность), стекловолокно, стеклопластики
(стеклянное волокно + синтетические смолы).
Цветное стекло: зеленое стекло Cr2O3, сине-зеленое-стекло CuO, синее стекло CoO, красно-лиловое стекло MnO2.
4. Производство керамики
ü Сообщение учащегося
ü Просмотр видеофрагмента
Основным сырьем для производства керамики (от
греч. «керамон» - глина) является глина. Изготовление этих изделий основано на
свойстве глины при смешивании ее с небольшим количеством воды образовывать
пластичную массу. Этой массе можно придать любую форму, которая сохраняется
после высыхания и закрепляется посредством обжига при высокой температуре.
Образующая спекшаяся масса
называется черепок. В зависимости от степени спекания могут образоваться
изделия со спекшимся черепком и с пористым черепком.
К изделиям с пористым
черепком относится строительный кирпич, фаянс,
кафель, черепица, гончарные изделия.
К изделиям со спекшимся черепком
относятся фарфор, тротуарные и облицовочные плиты.
5. Производство строительных вяжущих
материалов (цемента)
Строительные вяжущие материалы –
это такие вещества, которые в тонкоизмельченном состоянии при смешивании с
водой образуют пластичную массу и со временем затвердевают и приобретают
камневидное состояние. Сюда относятся вяжущие материалы на основе гипса,
цемент.
Известно несколько видов
цемента: быстротвердеющий, расширяющийся, морозостойкий (добавляют хлорид
кальция), жаропрочный, портландцемент.
Основное сырье: известняк и глина, содержащие
оксид кремния (IV), маргелистые породы, а также
различные добавки – шлак, бокситы и др.
Эти вещества размалывают и тщательно перемешивают, смесь обжигают в
наклонных цилиндрических печах (длина – более 200 м, в поперечнике – 5 м).
Процесс затвердевания цементного
теста объясняется тем, что входящие в состав алюминаты и силикаты реагируют с
водой с образованием каменистой массы.
3СаО·SiO2 + nH2O·→ 3СаО·SiO2·2H2O +
Cа(ОН)2 → + (n-3)H2O.
Бетон – смесь щебня и песка с цементом. Шлакобетон
– смесь шлака с цементом. Железобетон – бетон и стальная арматура
(заводские корпуса, плотины). Пластобетоны – цемент и
органические полимеры. Шифер – цемент с асбестом.
V.
Закрепление знаний
ü
Самостоятельная
индивидуальная работа с электронными тестами
ü
Мультимедийный
кроссворд по теме "Кремний и его соединения" (взаимопроверка)
VI.
Подведение итогов уроков. Рефлексия
Выводы (формулируются вместе с учениками):
Силикатная промышленность – это производство различных
строительных материалов, стекла и керамики из различных природных силикатов.
Основным сырьем для производства являются соединения, содержащие SiO2: песок, глина (силикаты и алюмосиликаты).
Силикатные
изделия применяют в строительстве, декоративном искусстве, из них изготавливают
предметы быта, огнеупоры и др.
VII. Домашнее
задание
§14, № 6, стр. 114
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.