Урок химии 10 класс.

Методическая разработка урока по химии 10 класс

Тема: Натуральный и синтетический каучук. Резина.

Разработчик: Матыцин А.Ю.

Учитель химии МБОУ «Гимназия № 80» г.Барнаула.

Барнаул-2018

Урок химии 10 класс

"Натуральный и синтетический каучук. Резина"

Цели урока:

1.Образовательные:

• продолжить знакомство с диеновыми углеводородами на примере натурального и синтетического каучуков;

• дать понятие о стереорегулярности и её влиянии на свойства каучуков;

• познакомить с реакцией вулканизации;

• познакомить с применением каучуков в народном хозяйстве.

2.Развивающие :

а).Развивать умения сравнивать и сопоставлять.

б).Развивать навыки проведения химического эксперимента.

в).Способствовать развитию  монологической речи, познавательного интереса  учащихся реализуя межпредметные связи курсов химии, физики, географии, истории.

г).Формировать ценностно-смысловые , общекультурные и коммуникативные компетенции.

3.Воспитательные:

1. Воспитывать чувства гордости за достижения российской науки и промышленности.

2.Воспитывать бережное отношение к окружающей среде и совершенствовать навыки самостоятельной и коллективной работы.

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности.

Оборудование:  Демонстрационные образцы: натуральный или синтетический каучук, эбонит, клей резиновый или «Момент».

ХОД УРОКА:

I.  Организационный момент

II. Актуализация знаний.

Контрольные вопросы:

• Сформулировать определение алкадиенов.

• Привести классификацию алкадиенов в зависимости от взаимного расположения двойных связей в молекулах.

• Какова общая формула алкадиенов? Какие классы органических соединений имеют такую же общую формулу? О чём это говорит?

• Описать физические свойства бутадиена-1,3 и изопрена. Каково их значение в промышленности?

• Охарактеризовать способ получения бутадиена-1,3 по Лебедеву.

• Каковы особенности реакций присоединения? Что влияет на ход реакции?

• В чём особенность реакций полимеризации? Какие соединения при этом образуются?

III. Усвоение новых знаний и способов действий.

1. История открытия каучука(сообщение учителя)

Родина каучука – Центральная и Южная Америка. Во влажных жарких тропиках, по берегам реки Амазонки, растёт необычное дерево, которое называется бразильская гевея Если на коре дерева сделать надрез, то из ранки вытекает сок молочно-белого цвета, называемый латексом На воздухе сок постепенно темнеет и затвердевает, превращаясь в резиноподобную смолу. Латекс содержит около 30 % натурального полимера, крохотные частички которого находятся во взвешенном состоянии в воде, образуя эмульсию. Сок дерева гевеи туземцы назвали каучук (это слово берёт начало от двух индейских слов: Cao – дерево и Chu – течь, плакать), что можно перевести как «слёзы дерева». Уже в XV в. индейцы придумали, как можно использовать каучук в хозяйстве. Они пропитывали млечным соком лодки, корзины, одежду, чтобы те не пропускали воду. Из каучука стали изготавливать факелы, которые долго и равномерно сгорали, распространяя приятный запах. Если каучуком обмазать глиняную бутылку, а затем, после затвердевания полимера, разбить и вынуть через горловое отверстие глиняные черепки, то получится лёгкая и небьющаяся ёмкость для различных жидкостей. Аналогичным образом туземцы научились изготавливать даже каучуковую обувь.
История каучука началась со времён Великих Географических открытий. Когда Колумб вернулся в Испанию, он привёз с собой из Нового Света множество диковин. Одной из них был эластичный мяч из «древесной смолы», который отличался удивительной прыгучестью.

Химики стали искать способ, как улучшить свойства натурального каучука.

Первый шаг сделал немецкий химик. Людерсдорф. Он обнаружил, что каучук, обработанный раствором серы в скипидаре, становится более устойчивым. Это открытие было сделано в 1832 г. Почти в то же время американец Хейворд установил, что свойства каучука улучшаются, если в него добавить серу; такой материал, например, не делается липким на солнце. Этим заинтересовался Чарльз Гудьир, торговавший различными товарами, в том числе и пластинками каучука. Чтобы пластинки не слипались, он пересыпал их серой. Гудьир пытался выяснить, как влияют добавки серы на свойства каучука. Оказалось, что тот действительно терял липкость, но только в верхнем слое, внутри же масса оставалась прежней. Счастливый случай помог предприимчивому человеку. Однажды Гудьир уронил пластинку каучука на горячую кухонную плиту Обжигая руки, он схватил пластинку и стал мять её, чтобы убедиться, не испортилась ли она. Каково же было его удивление, когда он обнаружил, что пластинка не только не липла, но стала упругой и эластичной. Так в 1839 г. была открыта вулканизация каучука – процесс, который широко и в настоящее время применяется в промышленности. Независимо от Гудьира англичанин Т. Гэнкок  в1843 г. открыл аналогичный способ, который именно он и назвал вулканизацией (по имени Вулкана – древнеримского бога подземного огня), а новый продукт – резиной (от лат. resina – смола).

2. Натуральные каучуки

Натуральный каучук – непредельный стереорегулярный полимер состава (С5Н8)n со средней  молекулярной массой 15000-500000.

Элементарное звено представляет собой изопреновую группировку:

Как понять стереорегулярный полимер? Это такой полимер, в котором все элементарные звенья находятся в цис- или в трансконфигурациях.
Лабораторный опыт. На дно пробирки помещают каплю клея, добавляют 1-2 мл органического растворителя (или воды) и 1 мл бромной воды или каплю настойки иода. Смесь энергично встряхивают и наблюдают за исчезновением окраски.

Свойства натурального каучука .

• Непроницаемость для воды и газов

• Хорошая  растворимость во многих органических растворителях

• Набухаемость в маслах

3. Синтетические каучуки

Первым синтетическим каучуком, прошедшим испытание «практикой», стал бутадиеновый каучук (СКБ), полученный в СССР по методу С. В. Лебедева Из первых килограммов продукции, полученной на опытном заводе в 1931 г., была изготовлении шина. Её поставили на автомобиль, на котором ездил Сергей Васильевич, и она верой и правдой прослужила 16 тыс. км пробега.
Этапы получения синтетического каучука :

Позже был получен синтетический цис-полиизопрен, который по свойствам идентичен натуральному каучуку.
Наиболее широко в качестве мономеров для производства каучуков используются бутадиен, изопрен, стирол, хлоропрен, изобутен и др.

Таблица 1

Классификация каучуков по областям применения

Применение: изготовление мягких водопроводных шлангов, изготовление автомобильных камер и шин, транспортёрных лент, дорожных покрытий, специальной одежды и др. Синтетические каучуки являются одним из основных продуктов химической промышленности. Из них изготовляют около 50 тыс. различных изделий, а мировое производство каучуков приближается к 10 млн. т в год.

4. Вулканизация

Натуральные и синтетические каучуки используют преимущественно в виде резины. Для получения резины каучук вулканизируют. Какова же химическая сущность процесса вулканизации? При нагревании каучука с серой отдельные полимерные цепи «сшиваются» между собой за счёт образования дисульфидных мостиков по месту разрыва двойной связи :

Продукт частичной вулканизации каучука называют резиной (не более 5% серы).
Как мы с вами видим, такой полимер имеет разветвлённую пространственную структуру и менее эластичен, чем каучук, но обладает большей прочностью. При увеличении количества серы продукт вулканизации приобретает сетчатую структуру и полностью теряет эластичность. Он называется эбонитом. Эбонит является хорошим диэлектриком, из него изготавливают детали электрической арматуры (показ образцов каучука и эбонита).

lV. Закрепление новых знаний и способов действий.

Экскурсия в музей истории Железнодорожного района г.Барнаула.

Стенд: Барнаульский химический завод.

Рис.1.Автоаптечка для ремонта покрышек и камер шин легковых и грузовых автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин.

Рис.2. Лемех - пластина резиновая, армированная дроблеными кордными нитями, предназначенная для лемехов отвалов снегоуборочной техники на базе грейдеров, тракторов МТЗ и грузовых автомобилей МАЗ, ЗИЛ, КАМАЗ. Пластина укрепляется на рабочую поверхность снегоуборочного ножа и тем самым не повреждает асфальтовое полотно (крепится на анкерные болты). Такие пластины наиболее удобный и оптимальный вариант для сохранения снегоуборочного ножа и асфальта. Стоит заметить, что пластины, армированные капроновым кордом более устойчивы к механическому истиранию, износу, более морозостойки, чем пластины, армированные стальным тросом.

Рис.3. Прокладки-амортизаторы для рельсовых скреплений железнодорожного пути используются в качестве амортизаторов под подошву рельса или под металлические подкладки. 

Прокладки, устанавливаемые на железобетонных шпалах, предназначены для обеспечения продольного сопротивления смещению рельсов, для снижения динамических нагрузок на шпалы и для электрической изоляции железнодорожного пути, а на деревянных шпалах - для предохранения от износа.

Рис.4. Резиновая смесь 2БК-11 каландрованная толщиной от 1 до 4 мм используется для заполнения повреждений при ремонте проколов и порезов шин с последующей вулканизацией.

V.  Первичная проверка понимания изученного.

Контрольные вопросы:

1. Природный каучук – линейный полимер:

А) бутадиена
Б) 2 – метилбутадиена
В) этилена
Г) ацетилена

2. Способ получения искусственного каучука разработал:

А) Д.И. Менделеев
Б) С.В. Лебедев
В) М.В. Ломоносов
Г) Н.Н. Зинин

3. Сырьё для получения бутадиена-1,3 по методу Лебедева:

А) бутен-1
Б) бутен-2
В) этиловый спирт
Г) этилен

4. Общая формула диеновых углеводородов:

А) С_nH_2n-2
Б) С_nH_2n
В) С_nH_2n+2
Г) С_nH_2n-6

5. Вулканизация – процесс нагревания каучука с:

А) серой
Б) песком
В) углеродом
Г) серной кислотой

Ответы: 1Б), 2Б), 3В), 4А), 5А).

6. Рефлексия.

Оцените по пятибалльной шкале:

1.Личную значимость материала урока.

2.Значимость экскурсии для развития познавательного интереса.

3.Влияние содержания урока на ваш профессиональный выбор.

7.Домашнее задание:1. § 14 стр. 114 – 116, упр. 5

2.Заполнить таблицу на основе экскурсии:

3.Дополнительно: используя интернет-ресурсы, написать сообщение по теме: «Барнаульский химический завод: вчера, сегодня, завтра».