Применение современных образовательных технологий на уроках химии. Технология КСО, методика взаимопередачи тем

Разделы: Химия


Тип урока: Урок изучения нового материала с первичным закреплением.

Цель для учащихся:

1) Что такое природный каучук?

2) Знать историю получения.

3) Строение.

  1. Уметь писать реакцию получения каучука.
  2. Физические и химические свойства.
  3. Сущность вулканизации.

1) Установление причины упругости каучука

2) Механизм процесса вулканизации

3) Сравнить свойства каучука и резины.

Оборудование: к/ф “Каучук”, коллекции, плакаты, алгоритмы, тексты для I и II вариантов, дидактические задания для взаимопроверки.

Современная химия проникает во все уголки промышленного производства. Многие вещества для производства берут из живой природы.

На доске тема урока: “Природный каучук” и план урока.

Девиз урока:

“Меняя каждый миг свой образ жизни прихотливый
Капризна как дитя, и прозрачна как дым,
Кишит по всюду жизнь в тревоге суетливой
Великое смешав с ничтожным и смешным..."

Сбылись слова великого ученого химика М.В. Ломоносова, который в свое время видел необъятные возможности химии.

Он писал: “Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие, куда не посмотри, куда не оглянемся, везде обращаются перед очами нашими успехи ее прилежания”.

Будущее показало всю правоту слов нашего гениального соотечественника.

Сегодня на уроке мы познакомимся с одним из природных материалов, которые человек поставил на свою службу - природный (натуральный) каучук - природный полимер.

Учащиеся по плану формируют цель урока. Далее просмотр кинофильма "Каучук", где учащиеся наблюдают как добывают каучук в Южной Америке, собирают. Какими свойствами он обладает. Кто и когда впервые стал его использовать.

На столах у вас алгоритм выполнения задания по взаимопередаче тем и тексты с информацией. По алгоритму вы должны выполнить задания и сделать записи в тетради. Эта работа займет 15-20 минут, а затем вы будете работать в парах по передаче тем. В тетрадях вы оставляете краткий конспект и отвечаете на вопросы I и II уровней.

Вопросы I уровня составлены по тексту блока информации.

Вопросы II уровня ставятся как познавательные и требуют применения знаний.

Вопросы III уровня творческие, где необходимо установить причинно-следственные связи.

После обмена информации взаимоконтроль. Ответить на вопросы:

I вариант

  1. Запишите формулу: 2 метил бутадиен 1,3
  2. Вычислите молекулярную массу природного каучука, если степень полимеризации 2500.
  3. Чем отличается резина от природного каучука?
  4. Почему природный каучук обладает высокой эластичностью?

II вариант.

  1. Как и из чего получают природный каучук?
  2. Запишите формулу изопрена.
  3. Запишите общую формулу природного каучука.
  4. Чем латекс отличается от каучука?

Затем учащиеся проверяют работы друг друга с использованием образцов и выставляют оценки. Итоги подводит учитель.

Вы познакомились с природным (натуральным) каучуком с его нахождением в природе и свойствами. Понятием вулканизации, что это не простое по строению вещество (природное вещество) и довольно непросто понять его строение.

Не зря Гете говорил: “Я всегда говорил и не устаю повторять, что мир бы не мог существовать, если бы был так просто утроен”.

В настоящее время уже известно несколько десятков каучуков синтетических (полученных человеком). Большая часть каучуков идет в шинную промышленность. Так чтобы обуть Жигули требуется 20 кг каучука, для 40 тонного самосвала - 1900 кг. поэтому актуален вопрос получения синтетических каучуков, но об этом в другой раз.

Текст I варианта.

I часть. Нахождение в природе.

В конце XV века, 460 лет назад, мореплаватель X. Колумб совершил второе путешествие к берегам открытого нового континента - Америки. Моряки наблюдали игру туземцев в Санто-Доминго в какие-то странные мячи, сделанные из “пластичной древесной смолы”. При ударе в землю он подпрыгивал. Моряки были очень удивлены. Вещество со столь необычными свойствами было натуральным каучуком.

X. Колумб привез в Европу образцы каучука, но никто не обратил серьезного внимания. К 1525 г. относилось сообщение о том, что жители Мексики играют в мячи из затвердевшей древесной смолы. В XVII веке испанский ученый путешественник Торквемада сообщил в Европу, что индейцы пропитывают свою одежу соком каучуконосных деревьев, делают ее водонепроницаемой. В 1735 г. член географической экспедиции француз, член Российской академии наук Шарль Мари де ля Кондомин описал деревья из которых получают каучуконосный сок и описал способы изготовления каучуконосных изделий.

В Южной Америке это дерево, дающее каучук, называли “геве”, оно было названо европейцами гевеей. Молочно-белый быстро густеющий на воздухе сок, вытекающий из надрезов коры, получил название “латекс”. В районе реки Амазонки в Южной Америке местные жители называли загустевший сок гевеи "каучу", что происходит от смешивания двух индийских слов “као” - дерево и “о-чу"- течь, плакать. Таким образом в переводе означает примерно "слезы дерева". Гевея - стройное дерево, высота до 35 метров при 2.5-4.8 метра в обхвате.

В ХVI в. Магелан (португальский мореплаватель), сообщил, что каучук стирает следы карандаша. Однако изготовлять в Европе изделия из латекса не было возможным, по пути через океан он "свертывался", образуя куски твердого каучука, пользоваться которым люди еще не умели. Даже в связи с этим король Португалии посылал свои сапоги в Бразилию, чтобы, пропитав там латексом гевеи, сделать их водонепроницаемыми. Только через три столетия европейцы научились получать нужные вещи и хорошего качества.

В 1810 году Карл Макентош предложил растворять каучук в сольвент-нафте - легком масле, полученном при сухой перегонке каменного угля. Этим раствором стали пропитывать ткани для изготовления непромокаемых плащей, но обувь и одежда оказались не стойкими к изменению температур. Таким образом, промышленность каучуковых изделий, едва начав развиваться зашла на первых порах в тупик.

II часть. Строение молекул.

Каучуки - это эластичные материалы (эластомеры), из которых получают резину. Натуральный каучук по химическому составу представляет собой высокомолекулярный предельный углеводород состава (С5Н8)n, где n составляет от 1000 до 3000. натуральный каучук полимер изопрена или 2 метил бутадиена 1,3

Способность изопрена поляризовать под действием ультрафиолетовых лучей была известна еще в конце прошлого века. Долгое время эти попытки были неудачны пока не установили все детали строения каучука.

1) Природный каучук - линейный полимер изопрена.

2) Имеет строгорегулярное строение, определенной конфигурации у двойной связи.

3) Каучук имеет строение цис-изомера 1,4 полизопрена, выраженной формулой.

Характерно, что в макромолекуле натурального каучука группы - СН2 -находятся по одну сторону двойной связи (цис форм). Такое пространственное строение называется стереорегулярным. Именно такое строение придает ему эластичность.

Вопросы:

  • 1. Запишите в тетрадях краткую историческую справку открытия натурального каучука. Попробуйте дать определение природного каучука. Попробуйте дать определение природного каучука.

2.Запишите общую формулу каучука и его молекулярную массу.

  • 1. Выпишите мономер природного каучука. Запишите уравнение полимеризации в общем виде.

2.Запишите уравнение полимеризации развернутое.

  • 1. Почему в настоящее время используют в промышленности синтетические каучуки и только в ограниченном количестве натуральные каучуки.

2. Какие растения на нашей планете можно отнести к каучуконосам?

Текст II варианта. I часть. Физические свойства природного каучука.

Представляет собой упругую аморфную массу, получаемого из млечного сока (латекса), растений каучуконосов. Каучук в воде практически не растворим. В этиловом спирте его растворимость не большая, а в сероуглероде, хлороформе и бензине он сначала набухает, а затем растворяется.

При повышенной температуре каучук становится мягким и липким, а затем на холоде твердым и хрупким. При долгом хранении каучук твердеет. Большинство твердых тел в той или иной мере обладают упругостью, т. е. Способностью восстанавливать свою форму, временно изменившуюся под действием внешних механических сил.

Обратимая растяжимость большинства твердых тел невысока - около 1%, у природного каучука растяжимость очень велика и достигает 1000 и более процентов. Это значит, что каучук можно растянуть в 10 и более раз, и при снятии груза он вновь примет свои первоначальные размеры. Каучук в его нормальном состоянии можно сравнивать с "клубком змей". При растяжении его нитевидные молекулы располагаются более или менее параллельно.

После снятия нагрузки макромолекулы в результате теплового свертываются, возвращаясь к неупорядоченным формам.

II часть. Химические свойства.

Небольшой кусочек помещают в пробирку и закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки опускают в сухую пробирку. При нагревании каучук разлагается, жидкие продукты собираются во второй пробирке. Если прилить бромной воды она обесцвечивается. Из этого следует, что в продуктах разложения содержатся непредельные соединения. Экспериментально доказано, что это диеновый углеводород - изопрен. Изучение химических свойств каучука показало что он обладает типичными для непредельных соединений свойствами: присоединяет бром, бромистый водород, а также подвергается каталитическому гидрированию (взаимодействует СН2). Каучук не устойчив к изменению температур.

Существует легенда о том, что исследователь Ч. Гудьер, одному из первых открывшему способ получения из каучука резины, помог "счастливый случай". Он случайно обронил на кухонную плиту пластинку каучука с примесью серы. Он испугался, что каучук будет испорчен, но произошло непредвиденное, в руках у него уже был не прежний каучук, а другой продукт - более твердый, не липкий и упругий.

Упругий, не липкий и прочный материал, получаемый нагреванием сырого каучука с серой был назван в последствии резиной (от английского слова смола), а процесс превращения каучука в резину, требующий серы и нагревания - вулканизация (от имени мифического римского бога огня Вулкана).

В молекулах каучука имеются двойные связи, поэтому для него характерны реакции присоединения. Так, например, если каучук нагревают с серой до температуры 130 - 140° С, то атомы серы присоединяются по месту некоторых друг с другом. Процесс вулканизации можно упрощенно изобразить так:

В процессе вулканизации происходит "смешивание" нитевидных молекул при помощи серных мостиков -$-5-. Возрастает взаимодействие между цепями и увеличиваются упругие свойства. Если каучуку при вулканизации добавляют больше серы, чем ее требуется для образования резины, то получают эбонит - твердый неэластичный материал. При вулканизации каучука в качестве наполнителей используют также различные красители (сажа). В качестве добавок используют наполнители - вещества, усиливающие взаимодействие между макромолекулами и увеличивающие прочность их связи. Обратную связь (роль) - увеличения подвижности макромолекул - выполняют пластификаторы.

Вопросы:

  • 1) 3апишите в тетрадь основные физические свойства каучука.

2) Что такое упругость. В чем заключается ее механизм. П.

  • Перечислите химические свойства каучука.

3) Что такое вулканизация. В чем заключается этот процесс.

4) Выпишите что такое резина, эбонит, красители, наполнители, пластификаторы.

  • 1) Как опытным путем отличить натуральный каучук от резины. Составьте план опыта.
    2) Как опытным путем доказать наличие серы в резине? Составьте план опыта и уравнения реакций.