Вход в Личный кабинет

Подписка

  • Цветной журнал с электронными приложениями;
  • Бумажные и электронные версии;
  • Скидки постоянным подписчикам.

Вы можете ознакомиться с номером журнала.

Оформить подписку

Синтетические каучуки, строение, свойства, применение. Проблема синтеза каучуков и решение ее в стране (Личностно-ориентированное обучение на уроках химии)

Разделы: Преподавание химии


Цели:

1) образовательные

  • обобщить и углубить знания о каучуках, их видах;
  • научить записывать уравнения получения синтетических каучуков;
  • познакомить учащихся с проблемой синтеза каучуков и ее решением у нас в стране;
  • углубить знания о стереорегулярности полимеров;

2) развивающие

  • продолжить формирование познавательной активности; развитие умений работать с дополнительными источниками информации, умений фиксировать информацию в виде схем, таблиц;

3) воспитательные

  • воспитание патриотических чувств учащихся, гордости за достижения отечественной науки и производства;
  • формирование черт социально- направленной личности.

Оборудование: коллекции “Каучуки”, мультимедийное оборудование, клей “Момент”, пробирка с раствором перманганата калия.

Тип урока: комбинированный урок.

План.

1. История открытия и использования природного каучука.

2. Проблема синтеза каучука.

3. Химическое строение натурального и синтетического каучука.

4. Синтез каучуков в Республике Татарстан.

Ход урока

Актуализация опорных знаний (подготовка к восприятию нового материала)

Классификация высокомолекулярных соединений по происхождению (рисунок 1-2).

Реакции полимеризации, структурное звено, степень полимеризации (дать определение и показать на слайде).

Запишите структурные формулы следующих алкадиенов (рисунок 3):

а) бутадиен-1,3

б) 2-метилбутадиен-1,3

в)2-хлорбутадиен-1,3.

Особенности реакции полимеризации у алкадиенов (по 1,4-положениям).

Демонстрация обесцвечивания раствора перманганата калия (или бромной воды) при добавлении резинового клея (или клея “Момент”) – доказательство непредельного характера свойств каучуков.

1. История открытия и использования природного каучука. (Сообщение ученика, сопровождающееся демонстрацией слайдов).

Презентация

Родина каучука – Центральная и Южная Америка. По берегам реки Амазонки, во влажных жарких тропиках растет необычное дерево, которое называется бразильская гевея. Сок дерева гевеи туземцы назвали каучук (от индейских слов: cao - дерево и Chu – течь, плакать), т.е. “слезы дерева”. В первой половине ХVIII в. образцы каучука попали в Европу. Однако новый материал имел большой недостаток: он сохранял свои полезные свойства (эластичность, водонепроницаемость) только в узком интервале температур. Но после открытия Ч. Гудьиром (1839 г.) и Т. Гэнкоком (1843 г.) процесса вулканизации потребность в каучуке резко возросла (рисунок 4-5). Чтобы современный автомобиль вышел из ворот завода, нужно 250 кг каучука; на каждый самолет в среднем уходит 600кг, а на оборудование крупного военного корабля – почти 70 т каучука.

Английский химик М. Фарадей в 1826 г. определил состав каучука: (С5Н8)п. Позднее было установлено, что макромолекулы каучука образованы молекулами изопрена.

Для систематизации знаний о составе, строении и применению каучуков составим таблицу (ученикам розданы заготовки таблицы), в которую будем вносить следующие сведения:

Название каучука Структурное звено (строение) Применение
Природный каучук

цис-

строение

изготовление шин, обуви и т.д.

 По мере знакомства с СК будем заполнять эту таблицу.

Приложение

2. Проблема синтеза каучука. (Сообщение ученика).

Бурное развитие автомобильной промышленности, особенно после изобретения в1888 г. резиновых пневматических шин, поставило перед химиками задачу производства не натурального, а синтетического каучука.

К началу ХХ в. было разработано уже достаточно много способов получения диеновых углеводородов и превращения их в полимеры, которые стали называть синтетическими каучуками.

Первый завод по производству синтетического каучука был построен в г. Ливеркузен (Германия) в 1916 г. Полимеризации под действием металлического натрия подвергался 2,3 – диметилбутадиен-1,3.

Запишите реакцию полимеризации 2,3–диметилбутадиена-1,3:

Полученный продукт получил название “ метилкаучук”.

Первый синтетический каучук по своим потребительским качествам значительно уступал каучуку натуральному. Изделия из него по-прежнему боялись высоких и низких температур, а автомобильные покрышки истирались в десятки раз быстрее, кроме этого, он был гораздо дороже. Поэтому через два года работы завод в г. Ливеркузене был закрыт.

Первым синтетическим каучуком, прошедшим испытание “практикой”, стал бутадиеновый каучук (СКБ), полученный в Советском Союзе по методу С.В.Лебедева (рисунок 6). В связи с этим известный американский изобретатель Т. Эдисон писал: “Известие о том, что Советы достигли успехов в производстве синтетического каучука … невероятно. Этого никак нельзя сделать. Скажу больше, все сообщение – ложь. Из собственного моего опыта и опыта других ясно, что вряд ли возможно получение синтетического каучука вообще особенно в России”. А тем временем на Казанском заводе СК – 4 и других родственных предприятиях (в Ярославле, Воронеже, Ефремове) успели выпустить сотни тысяч тонн этой продукции. Из первых килограммов продукции, полученной на опытном заводе в 1931 г., была изготовлена шина. Ее поставили на автомобиль, на котором ездил Сергей Васильевич, и она верой и правдой прослужила 16 тыс. км пробега. За рубежом подобные производства появились позже: в Германии—в 1938г., в США—в 1942г.

Более половины мирового производства СК расходуется на производство шин, меньше половины – на все остальные виды резиновых изделий для техники (их около 50 тысяч).

3. Химическое с