Модульный урок по химии на тему: "Волокна. Полимеры"

Тема урока «Полимеры. Волокна»

(конспект урока)

Цели урока:

Образовательная – обобщить и расширить знания учащихся о полимерах: их строении, свойствах, получении, классификации; дать основные понятия об ВМС и способах их получения.

Воспитательная – воспитывать чувство ответственности за результаты своего труда и труда своего товарища, чувство коллективизма и взаимного уважения.

Развивающая – повысить мотивацию учащихся к изучению химии, связав историю открытия каучука с развитием химии полимеров; развивать умения учащихся обобщать полученные знания и систематизировать их.

К концу урока обучающиеся будут

знать:

• понятие полимеры;

• способы получения полимерных соединений;

• классификацию полимеров;

• физические и химические свойства полимеров;

• основных представителей;

• применение полимеров.

уметь:

• определять свойства полиэтилена и полистирола;

• использовать фильм для получения информации.

Способствовать формированию и развитию:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать её сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

Форма урока: групповая, индивидуальная.

Продолжительность урока: 90 мин.

Оборудование:

Проектор, ноутбук, экран, слайд-презентация. Дидактические материалы: карта модулей, оценочные листы, комплект заданий (на каждую парту), оборудование для лабораторной работы № 12 «Ознакомление с коллекцией пластмасс и волокон и изделий из них».

Межпредметные связи: связь с профессией, связь с жизнью, биологией, литературой, географией.

Ход урока

1. Орг.момент Вступительное слово учителя.

Сегодня на уроке у нас необычная тема, а тема, которая вошла в нашу жизнь со всех сторон. Без этих веществ нельзя обойтись ни дома, ни на улице и ни у нас в техникуме.

На слайде 1 расположены области применения нашей темы

Текстильная промышленность Строительство

Детские товары Производство бытовой техники

Сельское хозяйство Спорт

Автомобилестроение Пищевая промышленность

Посмотрите как многообразно применение этого вещества в жизни человека.

Одно из применений ваша профессия. На слайде 2 представлена коллекция: детали автомобилей, автозапчасти, салон автомобиля. Из чего это все изготавливают? (Полимеры).

Слайд 3. Тема нашего урока «Полимеры». Учащиеся записывают тему урока в тетрадь.

Цель нашего урока: обобщить и расширить знания о полимерах, изучить их строение, свойства, получение, классификацию и применение.

Слайд 4. История полимеров начинается с открытия каучука. Слово «каучук» происходит от двух слов языка индейцев, населявших берега Амазонки: «кау» - дерево, «учу» - плакать, течь. «Каучу» - сок гевеи - главного каучуконоса. При подсечке гевеи вытекает млечный сок, который высыхает на воздухе и темнеет. Этот сок называетя латекс. Из латекса бразильской гевеи выделяют натуральный каучук и изготовляют пенорезину, перчатки, нити. Европейцы познакомились с этим соком в 16 веке после возвращения из плавания Колумба. Образцы этого странного вещества были привезены в Европу и хранились в музеях как редкость. Коренные жители Южной Америки использовали сок гевеи для пропитки тканей, чтобы сделать свою одежду непромокаемой. Состав и свойства каучука исследовали многие известные химики 19 - начала 20 века и доказали, что он состоит из непредельного углеводорода изопрена, вследствие чего появился синтетический каучук. В двадцатом веке синтез полимеров достиг невероятнейших размеров. Полимеры - основные продукты химической промышленности. Около 60 % всех производимых химических соединений используется в производстве полимерных продуктов. Сейчас уже трудно представить себе жизнь без полимеров. Полимеры используются для изготовления целого ряда различных продуктов.

Полимеры (от поли... и греч. meros — доля, часть), вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев; молекулярная масса полимеров может изменяться от нескольких тысяч до многих миллионов.

2. Инструктаж о предстоящей работе

Ребята, вы в 9 классе (в школе) знакомились с некоторыми представителями класса высокомолекулярных соединений. Сегодня на уроке мы подробнее познакомимся с такими соединениями.

Наша работа состоит из нескольких модулей. Давайте познакомимся с картой модулей. (Приложение 1).

Весь материал разбит на несколько модулей – учебных элементов. По итогам работы с каждым модулем вы должны будете поставить себе оценку в оценочном листе (Приложение 2). В конце урока получите итоговую оценку в зависимости от того, сколько баллов сможете набрать. Шкала оценки вам дана.

Слайд 5. Вначале определим цели, которых мы должны достичь в процессе работы над учебными элементами.

УЭ - 0

Интегрирующая цель

В процессе работы над учебными элементами вы должны:

- вспомнить понятия полимер, мономер, структурное звено, степень полимеризации, реакции получения полимеров;

- продолжить формирование умений в составлении реакций получения полимеров;

- изучить классификацию полимеров по различным признакам;

- узнать способы получения и области применения пластмасс.

Необходимо изучить тему «Полимеры»

3. Работа с УЭ – 1. Проверка домашнего задания.

Слайд 6. Вам было дано задание повторить основные понятия темы «Высокомолекулярные соединения». Сейчас мы проверим, как вы подготовились к сегодняшнему уроку. Вам предстоит в небольшом отрывке текста вставить пропущенные слова. Работа по вариантам.

УЭ - 1

Проверка Д.З.

Входной контроль.

Цель: диагностика исходного уровня знаний.

Критерии оценки: каждый правильный ответ - 1 балл.

Задание - допиши определения (максимально 4 балла).

Время выполнения 5мин.

Взаимопроверка и взаимооценка (используй образец).

Баллы занеси в оценочный лист.

УЭ – 1. (Приложение 3)

Слайд 7. Контроль выполнения задания – взаимопроверка.

4. Работа с УЭ – 2. Способы образования полимеров (Приложения 4, 5)

Слайд 8, 9. А теперь рассмотрим некоторые реакции синтеза полимеров.

Два основных способа получения полимеров – это реакции полимеризации и реакции поликонденсации. Рассмотрим их сходства и различия.

Признаки сравнения

Сходство

Исходные вещества

Низкомолекулярные соединения

Продукты полимеры

а) гомополимеры, если исходный мономер одного вида;

б) сополимеры, если полимер образуется из молекул двух и более видов мономеров.

Изменение плотности полимера по сравнению с мономером

В результате превращения мономера в полимер вещество уплотняется, и поэтому плотность полимера выше плотности мономера (г/см³).

Стирол (0,90 г/см³) полистирол (1,05 г/см³).

Бутадиен (0,62 г/см³) полибутадиен (0,80 г/см³).

Винилхлорид (0,91 г/см³) ПВХ (1,41 г/см³).

Признаки сравнения

Различия

Полимеризация

Поликонденсация

Особенности строения исходных мономеров

Соединения с кратными связями, т.е. непредельные соединения

Соединения, с не менее чем двумя функциональными группами

Тип реакции

Соединения (присоединения)

Обмена

Продукт реакции

Только полимер и того же состава в звене, что и мономер

Полимер, отличающийся по составу в звене от исходных мономеров, а также побочное низкомолекулярное вещество (H₂O, NH₃, HCl, CO₂, и др.) в большинстве случаев.

Обратный процесс

Деполимеризация

Гидролиз (в случае выделения воды)

Обратимость

Плохая

Хорошая, поэтому реакции поликонденсации до конца не идут, в системе устанавливается химическое равновесие.

Примеры процессов

1) nCH₂ = CH₂ (- CH₂ – CH₂ - )n

этилен полиэтилен

2) nCH₂ = CH – CH = CH₂ +

бутадиен-1,3

nCH₂=CH

C₆H₅

стирол

( - СН₂ – СН = СН – СН₂ – СН₂ – СН – )n

C₆H₅

бутадиен-стирольный каучук

1)nC₆H₁₂O₆ (-C₆H₁₀O₅-)n

глюкоза полисахарид

+ H₂O

2) nHOOC – (CH₂)₄ – COOH +

адипиновая кислота

nH₂N – (CH₂)₆ – NH₂

гексаметилендиамин

(-OC-(CH₂)₄ – CONH – (CH₂)₆ –

нейлон

NH-)n + (2n+1)H₂O

Слайд 10.

УЭ – 2

Способы образования

полимеров

Цель: - продолжить формирование умений в написании реакций получения полимеров;

- узнать что такое пластмассы, волокна их отличие от полимеров.

1. Используя текст «Полимеры. Пластмассы. Волокна. Способы получения» и таблицу «Важнейшие полимеры» ответь на следующие вопросы:

1. Что такое пластмассы и волокна?

2. Чем пластмасса отличается от полимера?

3. Напиши реакции (с указанием их типа) образования следующих полимеров:

1 группа - поливинилхлорид, лавсан

2 группа - полистирол, резол

3 группа - тефлон, нейлон

2. Проверь и оцени свою работу.

Критерии оценки: максимально 5 баллов.

Прочитай текст.

Ответь на вопросы и обсуди ответы в группе.

Запиши уравнения реакций в тетрадь (пример реакции см. в тексте).

Время выполнения 8мин.

Самопроверка (используй контрольный образец) и самооценка.

Баллы занеси в оценочный лист.

Видеофильмы

«Фенолформальдегидные пластмассы», «Получение «жвачки в пробирке», или мягкой пластмассы», «Горение пластмасс».

Первая стадия — начало цепи. На этой стадии в реакционной смеси образуется свободный радикал, который присоединяется к молекуле мономера.
Образовавшаяся частица также является свободным радикалом и способна последовательно присоединять другие молекулы мономера, вызывая рост цепи.
Последняя стадия — обрыв цепи — может произойти за счет присоединения свободного радикала R к концу цепи или за счет рекомбинации двух растущих цепей. Слайд 11. Проверка задания.

Сейчас я предлагаю вам посмотреть видеоролик, в котором демонстрируется опыт получения в лабораторных условиях фенолформальдегидной пластмассы (реакция поликонденсации), получение «жвачки в пробирке» (реакция полимеризации).

5. Работа с УЭ – 3. (Приложение 6).

Слайд 12. Химия высокомолекулярных соединений предполагает не только много соподчиненных понятий (некоторые из них вы сейчас повторили), но многообразие признаков классификации полимеров. Следующий этап нашей работы – познакомиться с несколькими признаками классификации.

УЭ - 3

Классификация полимеров

Цель: - изучить классификацию пластмасс и волокон по различным признакам;

- узнать способы формования и области применения пластмасс.

1. Используя текст «Классификация пластмасс и волокон», ответь на вопросы в конце текста. Подготовь отчет о работе группы.

2. Прослушай информацию другой группы, посмотри слайды компьютерной презентации и сделай соответствующие записи в тетради.

3. Физкультминутка.

Критерии оценки: каждый правильный ответ – 1 балл. (максимально 5 баллов).

Прослушай сообщения учащихся о применении пластмасс.

Прочитай текст.

Ответь на вопросы и обсуди ответы в группе.

Время выполнения 10 мин.

Запиши составленную схему классификации пластмасс в тетрадь.

Работу оценивает учитель.

Баллы занеси в оценочный лист.

Обсуждение результатов работы.

Слайд 13. По какому признаку дана классификация на этом слайде (по происхождению). Какой дополнительный признак классификации вы бы предложили для природных полимеров (растительные и животные). Чем искусственные полимеры отличаются от синтетических (Искусственные получают путем переработки природных полимеров, синтетические получают в результате полимеризации или поликонденсации низкомолекулярных веществ)

Слайд 14. Следующий признак классификации (по форме макромолекулы). Назовите группы полимеров в зависимости от геометрической структуры макромолекулы.

Слайды 15,16. – схематичные изображения полимеров с линейной, разветвленной и пространственной структурой. Пространственная структура по-иному называется сетчатой. Ее характеризует то, что в ней макромолекулы соединены друг с другом боковыми отростками (поперечными мостиками), т.е. как бы «сшиты», например, в резине линейные макромолекулы сшиты между собой при помощи атомов серы. Такие полимеры, в отличие от линейных и разветвленных, неспособны плавиться без разрыва химических связей.

Слайд 17. Чем различаются стереорегулярные и нестереорегулярные полимеры? (Порядком расположения структурных звеньев: у первых чередование происходит в строго определенном порядке, у вторых звенья чередуются произвольно).

Слайд 18. Еще один признак классификации (по отношению к нагреванию). Дайте определения групп полимеров по отношению к нагреванию. Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются, и в этом состоянии легко изменяют форму. При охлаждении они снова затвердевают, сохраняя приданную форму. При следующем нагревании они снова размягчаются, и им можно придать новую форму. Таким образом, макромолекулы не претерпевают изменений при нагревании. Примеры: полиэтилен, полипропилен, капрон. Термореактивные полимеры при нагревании становятся пластичными, но затем утрачивают пластичность, становятся неплавкими, нерастворимыми, происходит взаимодействие линейных макромолекул с образованием пространственной структуры полимера. Повторно переработать такое изделие уже невозможно. Пример: полимеры на основе фенолформальдегидной смолы.

Сейчас я предлагаю вам посмотреть видеоролик, в котором демонстрируется опыт горение полимеров.

Слайд 19. Итак подведем итог. Пластмассы легкие, являются изоляторами, устойчивы к коррозии, прочные, легки в обработке и стоимость у них низкая. Способы формования пластмасс – это выдувание и вдувание, штамповка — процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела; продавливание через фильеры.

Если вы правильно составили схему классификации, привели примеры, ответили на все вопросы, то можете поставить себе оценку «5», если была одна ошибка, или неправильно ответили на вопрос – оценка «4», если допущена ошибка и неправильно ответили на поставленный вопрос – оценка 3».

Слайд 20. Сейчас прослушаем сообщения. (Приложение 10). Слайд 21-27.

1. Полиэтилен, пропилен и др.

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». Посуда из полимерных материалов безвредна, если использовать ее по назначению. Слайд 28. 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.

2. Полимеры в сельском хозяйстве. Слайд 29-34.

3. Полимеры в строительстве. Слайд 35-39

4. Полимеры в автомобилестроении и в спорте. Слайд 40-46.

5. Химические волокна. Слайд 47-59.

Итак, ответьте на вопрос: где мы встречаемся с полимерами в повседневной жизни? Например, представим свою квартиру (телевизор, ковры, обои, холодильник, мебель, посуда и т.д.), оказывается, что полимеры окружают нас повсюду. Полимеры прочно вошли в нашу повседневную жизнь. 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 была 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.

Экологические проблемы. Слайд 60.

Какие экологические проблемы возникают при использовании пластмасс?

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., на третьем пластмассовый шар – 400 м. Темпы прироста производства полимеров во всем мире необычайно высоки. Где же в конце концов все это богатство окажется? (на мусорной свалке). Любое химическое производство влияет на окружающую среду. Промышленность полимеров ставит перед экологией многие серьезные проблемы. Экологическая трагедия состоит в том, что в отличие от природных и искусственных полимеров, для которых существуют ферменты способные их разлагать. Синтетические полимеры не могут самоуничтожаться. Это понятно, синтетические полимеры созданы человеком и не встречаются в живых организмах. Эволюция еще не успела создать условия для самоуничтожения этих веществ. Синтетические отходы нельзя сжигать, т. к. увеличивается загрязнение воздуха очень ядовитыми веществами. Одним из решений этой проблемы синтез полимеров, который по “зубам” некоторым микроорганизмам, существующим на земле. 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. Задачи экологической проблемы: разработка и внедрение безотходных технологий, совершенствование очистных сооружений и закрытия устаревших производств.

VI. Работа с УЭ – 4. (Приложение 7)

Слайд 61. Лабораторная работа № 12 «Ознакомление с коллекцией пластмасс и волокон и изделий из них»

Мы подошли к этапу закрепления сегодняшнего учебного материала. В ходе лабораторной работы вам предстоит классифицировать выданные образцы полимеров на группы по разным признакам классификации. Внимательно прочитайте инструкцию, выполните задание.

УЭ - 4

Обобщение и закрепление

изученного материала

Цель: - обобщить знания о классификации пластмасс и волокнах; о способах получениях и областях применения пластмасс.

Лабораторный опыт №12 «Ознакомление с коллекцией пластмасс и волокон и изделий из них»

Критерии оценки: каждый правильный ответ - 1 балл (максимально 5 баллов).

Инструкция к лабораторному опыту № 12

1. Рассмотри предложенные образцы пластмасс, волокон.

2. Распредели их на три группы: природные, искусственные и синтетические.

3. Какие из выданных веществ получают в результате: а) полимеризации; б) поликонденсации?

Лаб. опыт проведи согласно инструкции и выполни соответствующие задания.

Время выполнения 5 мин.

Самопроверка, используя образец.

Баллы занеси в оценочный лист.

Слайд 62. Проверка результатов работы, сравнение с образцом (Приложение 8)

VII. Работа с УЭ – 5. Контроль знаний (Приложение 9)

Слайд 63. В качестве проверки полученных знаний прошу вас ответить на вопросы небольшого теста.

УЭ - 5

Контроль

знаний

Цель: - проверить знания, полученные на уроке по теме «Полимеры», диагностика полученных знаний.

Тест.

Критерии оценки: каждый правильный ответ - 1 балл (максимально 5 баллов).

Выполни тест.

Время выполнения 5мин.

Взаимопроверка, используя образец.

Баллы занеси в оценочный лист.

А теперь проверим ваши ответы (слайд 63).

VIII. Работа с УЭ – 6. Подведение итогов. Домашнее задание.

Слайд 64. Осталось подвести итоги, выставить оценки и определиться с домашним заданием.

УЭ-6

Подведение итогов. Домашнее задание.

Цель: подведение итогов занятия, домашнее задание.

1. Прочитайте цели урока (УЭ-0).
2. Считаете ли вы, что цели урока вами достигнуты?
3. Как бы вы оценили результаты своей работы на уроке?

Оценку поставьте в графе “самооценка”:

а) все понял, могу этот материал объяснить другому (5 баллов)
б) я сам все понял, но объяснить другому не берусь (4 балла)
в) для полного понимания мне нужно повторить тему (3 балла)
г) я ничего не понял (2 балла).

Подсчитай баллы, полученные на уроке.

Поставь себе оценку.

Домашнее задание:

оценка

4,5

Составить кроссворд по теме «Полимеры»

(10-15 слов).

3

§ 21,22

Оцени свою работу на уроке.

При выполнении домашнего задания используй записи в тетради и содержание

§ 21,22

Слайд 65. Вывод: ВМС широко распространены в природе и используются человеком в повседневной жизни, народном хозяйстве. Такое широкое применение основано на их особых свойствах. Они помогли заменить многие природные вещества. Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и другим свойствам изделия из полимеров применяют в различных отраслях промышленности и в быту. Основные типы полимерных материалов — пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи, ионообменные смолы. В технике полимеры нашли широкое применение в качестве электроизоляционных и конструкционных материалов. Полимеры – хорошие электроизоляторы, широко используются в производстве разнообразных по конструкции и назначению электрических конденсаторов, проводов, кабелей, На основе полимеров получены материалы, обладающие полупроводниковыми и магнитными свойствами. Значение биополимеров определяется тем, что они составляют основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности.

Слайд 66. Домашнее задание.

Спасибо за урок. Слайд 67.