Урок : полімери на прикладі поліетилену

Тема уроку «Поняття про полімери на прикладі поліетилену.                       Застосування поліетилену»

Мета уроку: ознайомити учнів із загальними поняттями хімії високомолекулярних сполук на прикладі поліетилену; розглянути властивості  та застосування поліетилену; розвивати вміння досліджувати, спостерігати, робити висновки; виховувати екологічну культуру та бережливе ставлення до природи.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Методи проведення: словесні: метод «Дивуй», гра «Цікавинки із торбинки»,  проблемно-пошуовий метод: демонстраційний та лабораторний досліди.

Обладнання та реактиви: вироби із поліетилену; натрій гідроксид, хлорид на кислота, розчин калій перманганату, спиртівка, сірники, пінцет, штатив із пробірками.

І. Визначення емоційної готовності учнів до уроку

Метод «Дивуй»

Багато людей старшого покоління пам’ятають історію родини Ликових, яка з релігійних мотивів пішла від людей в глуху тайгу. Проживши там майже півстоліття, вони повернулись у цивілізацію. Але найбільшою несподіванкою для них був не літак та радіоприймач. А здогадайтесь що? Із слів господаря: «О, Господи, люди вигадали скла, що мнеться?»

Що мав на увазі чоловік?

Учитель демонструє, заздалегідь підготовлений поліетиленовий пакет

ІІ. Цілевизначення та планування

Слово вчителя

Поліетилен належить до світу полімерів. Цей світ надзвичайно різноманітний та дивовижний. Подивіться скільки різноманітних виробів можна виготовити з поліетилену

Учитель демонструє вироби із поліетилену.

Сьогодні на уроці ми дізнаємося ще більше про поліетилен  та світ полімерів.

Повідомлення теми та мети уроку

Щоб наша робота була продуктивною та ефективною дайте відповіді на поставлені запитання:

-         Пригадайте, які типи реакцій характерні для насичених вуглеводнів? (горіння, розкладу, заміщення)

-         Із якими представниками ненасичених вуглеводнів ви вже знайомі? (етилен та ацетилен)

-         Які реакції характерні для цих представників?

-         Чи існують у вільному стані в природі ці речовини?

(ні, бо вони легко вступають в реакцію приєднання)

ІІІ. Засвоєння нових знань

В реакцію приєднання молекули етилену можуть вступати не тільки із іншими речовинами, а і сполучатися між собою, утворюючи одну велику молекулу – макромолекулу. Ця реакція відбувається за певних умов (нагрівання, тиску, каталізатора)

Розглянемо як відбувається цей процес:

(учитель записує на дошці реакцію полімеризації та пояснює утворення макромолекули):

Якщо етилен нагріти до 150—200°С і піддати високому тиску, його молекули почнуть сполучатися одна з одною у великі молекули. Сполучення молекул відбувається за рахунок розриву в кожній з них подвійних зв'язків з утворенням одинарних й вивільненням двох одиниць валентності.Молекули поліетилену мають лінійну структуру. На кінцях полімерних молекул, зрозуміло, вільними валентності не залишаються, як це показано на схемі. Вони насичуються приєднанням до кінців молекул вільних атомів або радикалів, що утворюються при руйнуванні молекул етилену.

CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ + CH₂=CH₂ +…..→ —CH₂—CH₂— +  —CH₂—CH₂— +

+  —CH₂—CH₂—….→  —CH₂—CH₂—CH₂—CH₂—CH₂—CH₂— …

Реакція полімеризації – це реакція сполучення однакових молекул в одну макромолекулу

Цю реакцію можна записати і у скороченому вигляді

_nCH₂=CH₂  →  [ —CH₂—CH₂— ]_n

мономер                  структурна ланка

З грецької «polys-» - численний, великий,  більший за норму. Тому полімери зовсім небезпідставно називають велетнями органічного світу. Адже, порівняно з іншими органічними сполуками, їхня молекулярна маса величезна - від десятків тисяч до мільйонів. Молекули полімерів побудовані з численних елементарних структурних ланок - залишків молекул низькомолекулярних сполук. Такі низькомолекулярні сполуки називають мономерами - від грецького «mono-» - один. Утворення полімеру шляхом послідовного сполучення молекул мономера називають полімеризацією.

Поліетилен може бути виготовлений, як за температури високого так і низького тиску. Поліетилен низького тиску має більш впорядковану структуру.

Робота з підручником

Учні дають визначення таким поняттям та записують їх у робочий зошит

Реакція полімеризації – це реакція сполучення однакових молекул в одну       макромолекулу.

Мономер – вихідна речовина, взята для проведення реакції                       полімеризації.

Структурна ланка -  ланка на яку перетворився мономер і яка             багаторазово повторюється.

Ступінь полімеризації – певна кількість молекул мономера, що             сполучені між собою. Позначається літерою

                                           n ( ен).

Запитання учителя

Подумайте, будь-ласка, чи можна визначити ступінь полімеризації? Що потрібно для цього знати

(Щоб визначити ступінь полімеризації потрібно:

Молекулярну масу полімера поділити на молекулярну масу мономера.

n = Mr (полімеру): Mr(мономера))

Слово вчителя

На ваших партах є поліетилен, що ви можете сказати про його фізичні властивості та розчинення у воді

Фізичні властивості, розчинення у воді

Інструкція до виконання
• Роздивіться видані вам вироби з поліетилену. Якого вони кольору, які на дотик?
• Роздивіться поліетиленову плівку. Чи прозора вона? Спробуйте її розтягнути, зім'яти, подряпати скляною паличкою.
• Порівняйте міцність на розрив однакових смужок паперу й поліетилену.
• Налийте в поліетиленовий мішечок води, наповніть його повітрям.

Висновок. Поліетилен значно легший за воду, безбарвний, прозорий, на дотик трохи жирний, у воді не розчиняється

Демонстрація №13

Відношення поліетилену до нагрівання

1. Учитель обережно нагріває скляну паличку й торкається нею   поліетиленової плівки.

2. Спалює шматочок поліетиленової плівки у полум’ї спиртівки.

Учні обговорюють результати демонстрації

Висновок. Поліетилен легко розм’якшується при нагрівання, плавиться і           утворює краплі. Горить синюватим полум’ям.

Сьогодні ми з вами уже пригадували хімічні властивості етилену, як на вашу думку чи буде поліетилен знебарвлювати розчин калій перманганату

Учитель проводить демонстрацію даного досліду

1.     У пробірку із розчином калій перманганату занурює шматочок поліетилену.

 Зміна забарвлення розчину не відбувається

Висновок. Поліетилен стійкий до дії окисників.

Перевіримо, чи реагує поліетилен із розчином лугу та кислоти

• у пробірку із розчином кислоти учитель додає шматочок поліетилену.
• у другу пробірку де міститься луг також поміщає поліетилен

Висновок. Взаємодії речовин у двох пробірках не відбувається.

                Скажіть, чому поліетилен проявляє хімічні властивості насичених           вуглеводнів, а не етилену?

(Етилен слугує лише мономером – вихідною речовиною, яка в результаті реакції перетворюється на поліетилен)

ІV. Поглиблення знань, умінь та навичок

Учні виконують Лабораторний дослід №7.

«Ознайомлення із зразками виробів з поліетилену»

Перед початком роботи учні пригадують  ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ З ОБЛАДНАННЯМ І РЕАКТИВАМИ

V. Контроль та корекція набутих знань

Гра «Цікавинки із торбинки»

Із слів учителя,  учням потрібно відгадати, які предмети  містяться  у торбинці.

Учитель зачитує:

• Цей предмет добре знайомий із повсякденного життя. Виявилося, що він є  однією із причин вимирання велетенських черепах, основною їжею яких є медузи. З’ясувалося,  що черепахи помилково вважають ці предмети медузами і ковтають їх. Так під час розтину однієї із загиблих істот в її шлунку знайшли аж 15 таких виробів. Що це за предмет? (Поліетиленовий пакет.)
• Цей продукт уперше для продажу був виготовлений у 1869 р. американським  винахідником Томасом Адамсом із соку тропічного дерева. Новий виріб настільки смакував американцям, що став частиною їхнього життя. Основу його становить полімер. Цей продукт полюбляє частина учнів нашої школи, від чого інколи  страждають шкільні меблі та підлога. (Жувальна гумка.)
• Верхня частина, що закриває посудину, коробку або рухому частину    пеналу. Колекціонування цих предметів називається «філолідія».

(Поліетиленова кришка.)

 4. Вона була винайдена у 1957р. двома американськими інженерами, як  новий матеріал для шпалер, які зручно було б чистити. Це нетканий матеріал, що виготовляється з поліетилену високого тиску. Вона відмінно захищає упаковані в неї вироби від ударів, трясіння та інших механічних впливів,  має високі теплоізоляційні та звукоізоляційні властивості. Багатьма людьми вона використовується для задоволення тактильних відчуттів, заспокоєння нервової системи. Є однією із видів розваг у сучасних офісах.  (Повітряно-бульбашкова плівка )

Гра «Чи вірити ви, що…»

1.     Вівці  носять синтетичні шуби, виготовлені із поліетилену

Овеча шерсть потрібна господарю чиста, а мити та чистити її після стрижки дуже складно. Тому, щоб захистити шерсть від забруднень вівчарі винайшли попону із поліетиленової тканини із гумовими застібками. Вівця росте, росте її шерсть, яка розпирає попону, а та в свою чергу – резинові застібки, тому такий одяг завжди шитий по мірці

2.     Існують жіночі панчохи, упаковані в аерозольні балончики.? (Так)

3.     Існує полімер, який здатний розтягуватися  та скорочуватися як людський м’яз? (Так. Швейцарські хіміки створили такий полімер, якщо на його основі створити м’яз товщиною 1 см., то  він підніме вантаж масою 100 кг.)

Екологічна хвилинка

Хоча наше життя без  полімерів і важко уявити, але  більшість із них дуже стійкі до впливу навколишнього середовища. Можуть зберігатися у ґрунті більше 200 р. У світі щорічно випускається 4 трильйони поліетиленових пакетів у рік. Вони вбивають 1млн.птахів, 100 тисяч морських ссавців безмежно велику кількість косяків риб. Необхідно на державному рівні вирішувати цю проблему. Хоча японські хіміки уже розробили спосіб переробки поліетилену на бензин та гас.

Бесіда

1. Чому  синтетичні полімери називають «безсмертними мешканцями»      Землі?

Для них немає  редуцентів, тому вони майже не входять до кругообігу речовин?

2. Ми всі знаємо, що є поліетиленові пакети, які витримують вагу 3 та 15 кг.          Які з них виготовлені при низькому тиску, а які при високому? Пакети, що витримують 15 кг. виготовлені при низькому тиску, мають більш впорядковану структуру.

3. Скажіть чи можна використовувати посуд, виготовлений з поліетилену для нагрівання та кип’ятіння речовин?

(Ні. Поліетилен – термопластичний, під час нагрівання розм’якшується)

4. Чому не варто носити плаття з поліетилену?

(Одяг повинен добре пропускати та всмоктувати вологу, а поліетилен   водонепроникний, віл легко плавиться та горить, погано проводить тепло)

VI. Рефлексія. Оцінювання

Бесіда за питаннями

Учитель. У кожного з нас на уроці були певні здобутки та труднощі. Скажіть:

-         Чи досягли ми поставленої на початку уроку мети?

-         Що вас найбільше зацікавило, здивувало?

-         Які форми роботи ви хотіли б  застосовувати на наступних уроках?

VII. Домашнє завдання та його інструктаж

Створити інформаційний проект «Друге життя пластикового стаканчика»

VII. Підсумки уроку