Тема. Поняття про полімери на прикладі поліетилену. Застосування поліетилену

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

Тип уроку: комбінований

Базові поняття та терміни: мономер, полімер, структурна ланка, ступінь полімеризації.

Обладнання: презентація до уроку, комп’ютер, проектор, мультимедійна дошка

Обладнання для лабораторного досліду: поліетилен, пробірки, склянка з водою, сірники, металічна голка, розчини хлоридної кислоти (НCl), натрій гідроксиду (NaOH), калій перманганату (КМпО₄).

Лабораторний дослід № 7 «Ознайомлення зі зразками виробів із поліетилену»

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Перевірки домашнього завдання

  Перевірка наявності в учнів виконаних письмових робіт

ІІІ. Актуалізація опорних знань

   Інтерактивний метод «Мозковий штурм»

1.     Яку хімію називають органічною?

2.     Які класи органічних сполук ви знаєте?

3.     Яка загальна формула алканів?

4.     Яка загальна формула алкенів?

5.     Яка загальна формула алкінів?

6.     Які зв’язки утворюються між атомами Карбону в молекулах алкенів?

7.     Назвіть формулу етилену.

8.     Які типи реакцій характерні для алкенів?

ІV. Мотивація навчальної діяльності

1.     Проблемне запитання

  Перед вами на столі знаходяться знаходяться пакет, частинки водопровідної труби, кришка для скляної банки. Як на вашу, шо спільного між ними?

Повідамлення теми і мети уроку

2.      Повідомлення теми і мети уроку.

V. Вивчення нового матеріалу.

Ознайомлення з планом вивчення теми:

1)    Склад і будова поліетилену;

2)    Властивості поліетилену;

3)    Застосування поліетилену 

1. Склад і будова поліетилену

  У реакцію приєднання молекули етену можуть вступати не тільки з іншими речовинами, а й сполучатися між собою, утворюючи одну велику молекулу — макромолекулу. Ця реакція відбувається за певних умов (нагрівання, зміни тиску, наясності каталізатора).

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

  Полімеризація – це процес послідовного сполучення молекул  низькомолекулярної речовини  з утворенням високомолекулярної.

Рівняння полімеризації:

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

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

n CH₂= CH₂  (-CH₂ - CH₂-)_n

^{етилен                                    поліетилен}

n CH₂= CH₂  (-CH₂ - CH₂-)_n             ступінь полімеризації

     

      мономер        структурна ланка

                                          

                                      полімер

  Мономер – вихідна низькомолекулярна речовина

  Полімер – це високомолекулярна речовина, що утворюється в результаті реакції полімеризації

  Структурна ланка (елементарна, мономерна ланка) – фрагмент (група атомів), що багаторазово повторюється в молекулі полімеру

  Ступінь полімеризації  (n) – число, яке показує, скільки молекул мономеру вступило в реакцію.

Ступінь полімеризації (n) в молекулі поліетилену може коливатися в певних межах:

  n = 20 – рідина, має властивості мастил;

  n= 1500-2000 – тверда, пластична, гнучка;

  n = 5000-6000 – тверда, міцна

Тому заведено говорити про середню відносно молекулярну масу поліетилену.

2. Властивості поліетилену

  Поліетилен — твердий, білого кольору або прозорий, масний на дотик матеріал. Не тоне у воді й не розчиняється в ній. Плавиться за невисоких температур (100–120 °С). Розчини кислот, лугів, окисників на нього не діють. Недоліками поліетилену є те, що він не витримує нагрівання і плавиться.

  Інструктаж з БЖД

Лабораторний дослід № 7

Тема. Ознайомлення зі зразками виробів із поліетилену

Робота з таблицею

 «Властивості  поліетилену»

Ознака	Фізичні властивості поліетилену
Агрегатний стан	Тверда речовина
Колір	Білого кольору, легко забарвлюється
На дотик	Масний на дотик (нагадує твердий парафін)
Міцність	Міцний (важко розірвати)
Розчинність у воді	Нерозчинний у воді
Температура плавлення	Легкоплавкий
Пластичність	Термопластичний
Електропровідність	Діелектрик
Характер горіння	Горить блакитним полум’ям
Дія кислот, основ, окисників	Стійкий до дії кислот, лугів, окисників (виняток НNО3 конц.  роз’їдає поліетилен)

3. Застосування поліетилену

Робота з підручником. Учні заповняють таблицю.

«Застосування поліетилену»

Застосування  поліетилену	Властивості поліетилену
Для ізоляції проводів	Не проводить електричний струм
Для виробництва плівок для теплиць, пакувальний матеріал	Не пропускає гази і воду, але пропускають світло і ультрафіолетове проміння
Виготовлення труб , деталей технічної апаратури	Хімічна стійкість
Виготовлення предметів побутового призначення (фляги, кухлі, пакети)	Легкість, не токсичність
Виготовлення броні, корпусів для лодок	Міцність

Пластмаси: за і проти

Перевага пластмас	Недоліки пластмас
-         легкі; -         хімічно стійкі; -         низька теплопровідність; -         можливість забарвлювання; -         високі оптичні якості.	-         низька  термостійкість; -         горючість; -         крихкість; -         пластмаси дуже важко розкладаються під дією світла і бактерій.

4. Проблеми утилізації полімерних матеріалів   (Повідомлення учнів)

VІ. Узагальнення й систематизація знань

1. Хімічний диктант

1.     Процес послідовного сполучення молекул  низькомолекулярної речовини  з утворенням високомолекулярної називається  …. (полімеризація)

2.     Вихідна низькомолекулярна речовина -  … (мономер)

3.     Високомолекулярна речовина, що утворюється в результаті реакції полімеризації - …. (полімер)

4.     Фрагмент (група атомів), що багаторазово повторюється в молекулі полімеру - … Структурна ланка (елементарна, мономерна ланка)

5.     Число, яке показує, скільки молекул мономеру вступило в реакцію- … (Ступінь полімеризації)

    2. Тестове завдання  «Встановіть відповідність»

Галузі використання поліетилену 1. Кожухи дротів; 2. Одноразовий посуд; 3. Каністри для хімічних реактивів; 4. Плівки для теплиць і пакувального матеріалу. 5. Виготовлення броні

Властивості поліетилену А. Не проводить електричний струм Б. Не пропускає гази і воду, але пропускають світло і ультрафіолетове проміння В. Хімічна стійкість Г. Легкість, не токсичність Д. Міцність

1.	2.	3.	4.	5.

Відповіді: 1-А, 2-Г, 3-В, 4-Б, 5- Д.

3. Розв’яжіть задачу

   Обчисліть середню молярну масу полімеру, ступінь полімеризації якого становить 2500, якщо відносна густина його мономера за повітрям 0,9655.

VІІ. Домашнє завдання

·     Опрацювати параграф 25.

·     Виконати завдання на картках.

VІІІ. Підбиття підсумків уроку