Перспективы развития экологического сознания школьников при изучении темы "Полимеры" в курсе химии (стр. 8 из 9)
Свойства. Бесцветное полупрозрачное вещество, термопласт. Температура хрупкости от -60 до -269 °С. При температуре более 80 °С растворяется в углеводородах и их галогенопроизводных Химически стоек, но не в окислителях, стоек к действию радиоактивного излучения. Температура самовоспламенения 400 °С (в порошкообразном состоянии образует с воздухом взрывоопасные смеси). Имеет низкую газо-и паропроницаемость. Не поглощает ультрафиолетовые лучи.
В зависимости от способа получения различают полиэтилен высокого и низкого давления (табл. 1).
Таблица 1
| Свойства | Полиэтилен | |
| высокого давления | низкого давления | |
| Относительная молекулярная масса | 50 ÷ 800 тыс. | 50 тыс. ÷ 3 млн |
| Плотность, г/см3 | 0,913 ÷ 0,934 | 0,919 ÷ 0,973 |
| Температура плавления, °С | 102 ÷ 105 | 125 ÷ 137 |
| Предел прочности при растяжении, МПа | 7 ÷ 17 | 15 ÷ 45 |
| Относительное удлинение, % | 100 ÷ 800 | 100 ÷ 1200 |
Применение. Для изготовления различных медицинских, электротехнических изделий, деталей для машиностроения, тепло- и электроизоляционных пленок, трубок и кабелей, антикоррозионных покрытий и покрытий для теплиц, труб и емкостей для агрессивных жидкостей, пакетов, сумок, крышек, банок, флаконов.
Политетрафторэтилен
(фторопласт-4, фторлон-4, тефлон, сорефлон, хостафлон, флюон)
Синтетический полимер.
Общая формула (—CF2—CF2—)n.
Относительная молекулярная масса 20 тыс. ÷ 10 млн.
Свойства. Твердое вещество молочно-белого цвета, термопласт. Плотность 2,15 ÷ 2,24 г/см3, температура плавления 327 °С, температура разложения — более 415 °С, предел прочности при растяжении 13,7 ÷ 29,4 МПа, относительное удлинение 250 ÷ 500 %, температура эксплуатации - от -269 до 260 °С (без нагрузки). Не растворяется ине набухает в органических растворителях. Эластичен и хладотекуч, не поглощает воду. Устойчив к воздействию атмосферы, химически стоек, абсолютно устойчив к действию кислот, окислителей и щелочей, не горит. Обладает высокими диэлектрическими свойствами.
Применение. Для изготовления электроизоляционных пленок и трубок, тонкостенных труб и шлангов, антифрикционных деталей, оболочек кабелей, протезов органов человека, для пропитки и покрытия металлов, как наполнитель для пластмасс и каучуков, загуститель консистентных смазок для агрессивных сред.
Ход урока.
Учащиеся рассаживаются группами по периметру класса. В центре располагается выставка изделий из пластмасс, на столе учителя выставка изделий из самых разнообразных полимеров.
Учитель.
Друзья! Приятна встреча с вами!
Полна надежды я и веры,
Что вместе мы не заскучаем.
Урока тема — «Полимеры».
Урок начинается с беглого опроса учащихся по разделу «Углеводороды».
Вопросы
Какие углеводороды вы знаете?
Какие из них способны вступать в реакцию полимеризации?
Почему именно из этих углеводородов можно получить полимеры?
Могут ли образовывать полимеры галогенпроизводные непредельных углеводородов?
Прежде чем приступить к изучению полимеров, учитель предлагает ролевую игру «Знакомство цивилизованного мира с каучуком».
Учащиеся делятся на группы:
«мореплаватели», «индейцы», «европейцы» («дети», «родители», «торговцы», «ученые»).
«Индейцы» и «мореплаватели» выходят из класса, помощник учителя ставит с ними сценку. В это время учитель объясняет «европейцам» их задания по группам и дает 1-2 мин на подготовку.
Учитель.
1493 год.
Через Атлантику идет
Вторая-экспедиция. Колумб опять ее ведет
Безбрежными границами.
Входят «мореплаватели» во главе с Колумбом.
Америка! Америка!
Приплыли на Гаити.
В кабинет под музыку заходят «индейцы», играя с маленьким резиновым мячиком.
Бегут индейцы к берегу
И европейцы видят:
Они играют с шариком,
И шарик этот скачет.
Любого — млад иль старенький -
Такое озадачит.
«Мореплаватели» расспрашивают «индейцев» об этом скачущем предмете, а те, в свою очередь, показывают жестами, как получают такой шарик. Один из «индейцев» изображает дерево гевею, второй показывает, как его надрезают и собирают млечный сок (латекс), а третий объясняет, что это «као-о-чу» — «слезы» дерева. «Европейцы» произносят слово по-своему: «Каучук». Получив в подарок от «индейцев» шарик, они «возвращаются в Европу» — садятся на свои места.
Учитель с мячиком в руках подходит к каждой группе учащихся, и ребята выражают свою реакцию на этот чудесный новый предмет. «Дети» восхищаются, удивляются, спрашивают, из чего он сделан, просят «родителей» купить его. «Родители» интересуются его свойствами и ценой. «Торговцы» соображают, как организовать поставки, и, собираясь приступить к торговле такими шариками, интересуются, можно ли их найти где-то поближе, чем в Америке. «Ученые» заинтересованы удивительными свойствами материала, из которого состоит шарик, ставят перед собой задачу изучить свойства, состав и строение его молекул. У них возникает мысль о получении подобного вещества искусственным путем.
По окончании игры учитель подводит итог, делает акцент на заключении «ученых», по существу ставящих проблему, которую можно выразить схемой 1.
Схема 1
Затем в стихотворной форме звучит история каучука вплоть до синтеза искусственного каучука и других полимеров в XX в.
Учитель.
Колумбом привезенный каучук
Как ценный экспонат попал в музеи,
Где очень долго пролежал без цели...
Спустя примерно три столетья вдруг
Французы отправляют экспедицию,
Чтоб изучить бразильскую провинцию.
Один из членов группы — Кондамин —
Индейцев бытом занялся серьезно.
Затем в своем отчете скрупулезно
Он примененье каучука осветил.
Пропитывают им корзины, ткани,
Чтоб защитить от влаги проникания;
Борта и днища лодок покрывают,
Чем службу их надолго продлевают.
А вот, пожалуйста, еще два чуда:
Из каучука делают сосуды
И, смазав латексом макет ноги,
Индейцы делают галоши, сапоги.
В Европе бум: охвачена сенсацией,
В восторг приходит вся цивилизация!
И из Америки пластинки «слез» гевеи
Везут торговцы, чтоб продать скорее.
Лепите, что хотите, покупатели!
И появляются уже предприниматели.
Мячи, подтяжки и подвязочки,
Плащи, бутылочки и баночки,
Среди изделий сапоги, галоши...
Увы и ах... My Got! Mon Dieus! О, Боже!
В жару все липнет или растекается,
А в холод трескается и ломается.
Честь каучука спас совсем случайно
Торговец из Америки — Гудьир.
Обычно серой посыпал он специально
Свои пластиночки и как-то уронил
Одну из них в огонь. Он испугался,
Схватил кусочек, гнул его и мял –
Гораздо лучше тот по свойствам оказался
И — чудо! — даже липнуть перестал.
Так изобрел Гудьир вулканизацию,
Чем вызвал в мире новую сенсацию.
Ученые ж корпели над составом
И над строением молекул каучука.
Достойны многие из них великой славы
За то, что двинули вперед науку.
В двадцатом веке синтез полимеров
Достиг невероятнейших размеров.
Далее учитель предлагает рассмотреть полимеры непредельных углеводородов и их галогенопроизводных. Учащиеся записывают в тетрадь тему урока и схему 2.
Схема 2
Учитель сообщает, что на уроке будут рассмотрены пластические массы, получаемые из этилена, пропилена, хлорвинила и тетрафторэтилена, и предлагает учащимися, используя инструкционную карточку 1, построить в группах модели молекул этих четырех полимеров.
ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТОЧКА 1
Построение моделей молекул полимеров
1. Постройте из моделей атомов модели структурных звеньев заданного полимера.
2. Соедините все модели структурных звеньев, построенных участниками группы, в одну цепь. Следите за сохранением структуры каждого звена и не замыкайте их в циклы.
3. Сообщите учителю о завершении работы по построению модели фрагмента макромолекулы полимера.
4. Составьте уравнение реакции полимеризации и запишите его на доске.
• Не забывайте о взаимопомощи в группе!
Представитель каждой группы берет одну из четырех моделей молекул мономеров. В молекуле имеется двойная связь между атомами углерода. Вынув стержень, обозначающий одну из связей, и присоединив два стержня к обоим шарикам, обозначающим атомы углерода, учащиеся получают модель структурного звена полимера. Теперь каждый участник группы строит такую же модель. После этого учащиеся соединяют все свои модели и получают фрагмент макромолекулы полимера. Учитель демонстрирует полученные модели всему классу.
Уравнения реакций полимеризации, написанные на доске представителями групп, все учащиеся записывают в своих тетрадях. Учитель объясняет суть этих процессов, рассказывает о сложности выбора условий их протекания (температура, давление, катализатор), разъясняет понятия «мономер», «структурное звено», «степень полимеризации», «полимер».
Следующий этап урока — ознакомление по инструкционной карточке 2 со свойствами полимеров и их применением, основанным на свойствах.
ИНСТРУКЦИОННАЯ КАРТОЧКА 2
Применение полимеров
1. По информационному листу ознакомьтесь со свойствами и применением данного полимера.