ПЕРСПЕКТИВЫРАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОЗНАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ: «ПОЛИМЕРЫ» ВКУРСЕ ХИМИИ
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Вопросы экологического образования при изучении темы«Полимеры»
1.1 Пути реализации целей школьного экологическогообразования
1.2 История начала химии высокомолекулярных соединений
1.3 Полимеры. Химическое строение полимеров
1.4 Получение полимеров
1.5 Применение полимеров
1.6 Экологические проблемы производства полимеров иутилизации пластмассовых отходов
Глава 2. Тема «Полимеры» в школьном курсе химии
2.1 Урок по теме «Полимеры» в 9 классах
Глава 3. Экологические аспекты изучения темы: «Полимеры» вкурсе химии средней общеобразовательной школы.
3.1 Урок по теме «Полимеры» в 9 классах, позволяющий развитьэкологическое сознание школьников
3.2 Результаты контрольного тестирования по теме «Полимеры»
Заключение
Литература
Приложение
Природа окружаетнас загадками,
и попытка ихрешения принадлежит
к величайшимрадостям жизни.
У. Рамзай
ВВЕДЕНИЕ
Химия – одна изстремительно развивающихся областей знания, результаты ее ускоренного развитияв макро- и микромасштабах проявляются в повседневной жизни. А вот время наизучение этой дисциплины в школе неуклонно сокращается, и это не может неувеличивать пропасть между наукой и содержанием школьного предмета. Мы убеждены,что содержание школьного курса химии и процесс обучения должны отражать неупрощенные представления об особенностях развития химической науки, а состояниесовременного знания, реальную сложность объекта познания химии. Выживаниечеловечества зависит от его нравственного совершенствования. Сегодня длядальнейшего развития цивилизации становится очевидной необходимостьформирования экологической культуры на основе ценностей экологической этики.Экологическая культура должна проявляться в социальной активности и гражданскойзрелости личности. Чтобы экологические требования превратились в нормуповедения каждого человека, необходимо с детских лет целенаправленновоспитывать чувство ответственности за состояние окружающей среды, природныймир, его экологическую чистоту [1].
По этой причине темаразвития экологического сознания школьников при изучении темы «Полимеры» оченьважна и актуальна, так как не раскрыты и не решены многие задачи, связанные сней. Известно, что полимеры окружают нас повсеместно. Наверное, нет ни однойобласти в жизни человека, так или иначе, не связанной с использованиемполимеров и изделий из них. В тоже время безответственное отношение к вопросамутилизации отработавших свой срок службы полимерных изделий приводит кзагрязнению окружающей среды и наносит непоправимый вред нашей планете.
В связи с этим, цельюнастоящей работы является рассмотрение перспектив развития экологического самосознанияшкольников на примере темы: «Полимеры», анализ школьных учебников (тем изаданий, оценка сложности и доступности анализируемого материала). Длядостижения поставленной цели, в работе рассматриваются следующие задачи: обзорконкретной темы, а именно «Полимеры», подготовка необходимого, по нашемумнению, дополнения к этим темам, внедрение материалов с экологическим уклоном,увеличение числа заданий и тестов, носящих экологический характер, а такжепроведение различных внеклассных мероприятий с экологическим содержанием.
Работа включает в себя:введение, три главы и заключение. Первая глава излагает понятие о полимерах, ихполучение и использование. Во второй главе рассматривается тема «Полимеры» так,как она преподносится в школьной программе. Третья глава восполняет недостаткишкольного курса через раскрытие экологической проблематики, связанной с полимерами.
ГЛАВА I. ВОПРОСЫЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «ПОЛИМЕРЫ»
1.1 Пути реализации целей школьногоэкологического образования
Среди современныхпроблем, стоящих перед мировым сообществом, особенно выделяется одна — проблемаухудшения качества среды обитания человека. Она носит глобальный характер иволнует людей всех стран, больших и малых, развитых и развивающихся. Ростзагрязнения среды проявляется наглядно и вызывает эмоциональную критику людей.К сожалению, такая критика часто бывает мало аргументированной. Чаще основныепретензии населения обращены к химии.
В сложившихся условияхнеобходимо провести объективный анализ причин расширения масштабов загрязненияокружающей среды и учащения катастроф, связанных с неконтролируемым распространениемхимических соединений технического или биологического происхождения. Внастоящее время можно выделить два основных аспекта общей проблемы.
Первый из них касаетсяизвестной хаотичности и противоречивости развития экономики, второй – самогочеловека, уровня его подготовленности к осознанному использованию современныхдостижений в производственных и бытовых сферах. Особенно важно решение вопросаэлементарной «химической» подготовленности людей, так как с веществами,способными нанести определенный вред человеку, сегодня контактирует практическикаждый. В повседневной жизни человек использует лекарства, косметические ипарфюмерные средства, красители, различные виды топлива, пластики, удобрения [2].
Поэтому сегодняобщеобразовательная школа призвана заложить основу формирования личности сновым образом мышления и типом поведения в окружающей среде – экологическим.
Пути реализации целейшкольного экологического образования могут быть самыми разными: экологизацияучебных дисциплин, создание интегрированных курсов, введение в практикуобучения специального предмета, раскрывающего вопросы экологии и защитыокружающей природной среды от загрязнений.
Вопрос загрязненияокружающей среды отходами полимерных производств и готовыми пластмассовымиизделиями в данный момент стоит особо остро и требует немедленного решения. Норешение это должно носить конструктивный характер и быть надлежащим образомподкреплено научными представлениями о полимерной химии и об экологическихпроблемах, связанных с производством и использованием полимеров и изделий изних.
1.2 История началахимии высокомолекулярных соединений
Вся история органическойхимии – это непрерывное триумфальное шествие органического синтеза, основноеназначение которого – получение продуктов высшей химической ценности на основедоступного, чаще всего углеводородного сырья. Синтез считался успешным дажетогда, когда выход продукта достигал всего лишь 20-30 %, а иногда даже 10-15%.Если целевой продукт был очень нужен, то цель оправдывала средства. При этомудручал не столько низкий процент выхода продукта, сколько факт образованиябольшого количества побочных веществ – густых масел, асфальтоподобных смол, откоторых трудно было очистить целевой продукт, поэтому процедуру их отделенияназывали «испачканной химией», портившей результаты синтеза [3].
Однако, в 1920-х гг.появился исследователь, отбросивший мрачные взгляды на неприятные отходыорганического синтеза. Этим исследователь был немецкий химик-органик Г.Штаудингер (Герман Штаудингер род. 23 марта 1881 г. в Вормсе, Германия). Своимиработами он показал потенциальную ценность органического синтеза, их полимернуюприроду и обратил внимание на их сходство с природными веществами типа каучука.Понадобились годы для того, чтобы доказать единую высокомолекулярную основукаучука и побочных продуктов органического синтеза, поскольку до Штаудингера внауке бытовало мнение о низкомолекулярной основе каучука и подобных емувеществ. Существование высокомолекулярных изделий категорически отрицалосьучеными.
В результате деятельностиШтаудингера 1920-1930-е гг. оказались периодом великих преобразований в химии:«испачканная химия» из неприятного сопровождения органического синтеза превратиласьв исключительно привлекательный объект исследования. На основе органическойхимии, которая не имела понятия о макромолекулах, вырастала химиявысокомолекулярных соединений со своими теориями и методами. Эта новая химияобещала стать поставщиком новых синтетических материалов – каучуков, волокон, смол,которые до этого производила лишь живая природа. Но зарождение этой новой химиибыло невероятно трудным.
Отмеченные 1920-1930-егг. были еще и периодом «великих битв» Г. Штаудингера и его последователей заистину, за признание существования макромолекул. Своеобразие этой борьбы мненийзаключалось в том, что против химии макромолекулярных соединений выступалиединым фронтом все химики-органики и представители коллоидной химии. Онирассматривали не только каучук, но и все полимеры как низкомолекулярныевещества, превращающиеся под действием физических сил притяжения в коллоидныечастицы. Эти ученые отчетливо представляли себе, что образование полимеров измономеров это реальный факт, доказанный еще А.М. Бутлеровым, открывшим реакцииполимеризации изобутена и пропена в димеры, триммеры и т.д. Они признавали, чтонатуральный каучук это тоже полимер изопрена, но не знали, какими могут бытьзначения n – показателя «поли».
Никому из них неприходило в голову, что показатель n может достигать десятков, сотен и тысяч единиц. Приверженцы классическойхимии выделили из коллоидной химии так называемую теорию агрегации малыхмолекул как защиту новшеств, вводимых в химию Г. Штаудингером.
Между тем Штаудингерприводил одно за другим все новые экспериментально обоснованные доказательствасуществования высокомолекулярных соединений. В 1922 г. он совместно с И. Фритчиустановил наличие в полимерах между мономерными звеньями наличие ковалентныхсвязей, а не просто физических сил притяжения. Но тогда он еще ничего не могсказать о степени полимеризации, так как отсутствовали способы определениямолекулярной массы частицы полимера, т.е. макромолекулы.
Изучая свойства иструктуру синтезированных им полистирола и полиоксиметилена, он пришел к выводуо цепном строении макромолекул и показал, что структура полистирола аналогичнаструктуре высокомолекулярных парафиновых углеводородов, но предположительно снеизмеримо большей молекулярной массой. Однако, поскольку этот вывод необъяснял потерю некоторыми полимерами способности плавиться и растворятся приповышенных температурах, ученый дополнил его представлениями о разветвленноймакромолекуле и трехмерной полимерной сетке. Изучение структуры полимеровфизическими методами в дальнейшем подтвердило это предположение.
В 1934 г. последовалосамое главное доказательство существования макромолекул. Г. Штаудингерсовместно с В.Хейром открыл реакцию трехмерной полимеризации и, что самоеважное, установил зависимость между молекулярной массой полимера и вязкостьюего раствора. На этой основе Штаудингер разработал вискозиметрический методопределения молекулярных масс разнообразных, в том числе и высокомолекулярных,соединений. Это дало возможность точно устанавливать значение показателя
N – «поли»- любого макромолекулярногосоединения.
Таким образом,существование макромолекул было доказано. Вместе с тем было доказано ипринципиальное отличие малых молекул мономеров, димеров и даже олигомеров отмакромолекул таких полимеров, как каучук, полистирол, полиэфиры целлюлозы ит.д.
В 1953 г. Штаудингер «впризнание заслуг за исследования в области химии высокомолекулярных соединений»был удостоен Нобелевской премии. И хотя он не принимал участие в разработкетехнологии производства синтетических каучуков, пластмасс и химических волокон,никто не сомневался в том, что без его работ такое производство вряд ли быловозможно.
В России химиявысокомолекулярных соединений начала интенсивно развиваться с 1930-х гг.Впервые в мире здесь было создано многотоннажное производство синтетическогокаучука на основе бутадиена по способу С.В. Лебедева. В 1950-х гг. былиполучены первые образцы стереорегулярных полимеров, разработаны способыполучения всевозможных кремнийорганических соединений – почти на 100%высокомолекулярных соединений, а на их основе создано производство пластмасс иэластомеров. Большая заслуга в развитии химии кремнийорганических соединенийпринадлежит К.А. Андрианову. Ученые разработали технологии производства многиххимических волокон, в частности капрона и лавсана.
1.3 Полимеры.Химическое строение полимеров
Полимеры – это природные и синтетическиесоединения, молекулы которых, как следует из их названия (поли –много, мера — часть), состоят из большого числаповторяющихся одинаковых или различных по строению атомных группировок,соединенных между собой химическими и координационными связями в длинныелинейные и разветвленные цепи.
Группа атомов, с помощьюкоторой можно описать строение полимера, называется составным звеном. Составноезвено, которое многократно повторяется, называют повторяющимся составнымзвеном, а группы на концах цепи – концевыми группами. Молекулаполимера, состоящая из повторяющихся составных звеньев и концевых групп,называется макромолекулой.
Вещества, из которыхобразуется полимер, называют мономерами (моно — один).Если при получении полимера мономер полностью входит в его состав, то составноеповторяющееся звено называют мономерным звеном. Если получениеполимера сопровождается выделением низкомолекулярными соединениями, напримерводы, газов, то строение составного звена будет отличаться от строения мономераи называть такое звено мономерным нельзя.
Полимеры, полученные изодного мономера, называют гомополимерами, а из двух или более – сополимерами.
Число повторяющихсязвеньев n можно варьировать в широких пределах– от десятков до десятков тысяч. Как правило, в одном полимере содержатсямакромолекулы различной длины, т.е. с разным числом составных повторяющихсязвеньев [4].
Переход отнизкомолекулярного соединения к полимеру происходит в результате роста числаповторяющихся звеньев. При этом заметно изменяются физические и химическиесвойства, но при достижении определенного значения nони перестают изменяться, несмотря на дальнейшееувеличение числа звеньев. С этого момента соединение становится полимером.Таким образом, полимер – это соединение, построенное из многократноповторяющихся одного или более составных звеньев, соединенных между собойхимическими и координационными связями, число которых достаточно для проявлениякомплекса свойств, остающихся практически неизменными при добавлении или удаленииодного или нескольких звеньев.
Промежуточное положениемежду низкомолекулярными соединениями и полимерами занимают вещества,называемые олигомерами (олиго — немного). Онипроявляют свойства, характерные как для мономеров, так и для полимеров; при добавленииили удалении одного или нескольких повторяющихся звеньев наблюдается заметноеизменение некоторых их свойств. Число повторяющихся звеньев у олигомеровневелико – несколько единиц или десятков.
Названия полимеровобразуются из названия мономерами с приставкой поли, а олигомеров – сприставкой олиго. Химическая формула полимера (олигомера) может быть изображенанесколькими способами, например:
Полиэтилен
≈ CH2 − CH2 ≈;
… − CH2 − CH2 − …;
/>
Структурой полимера (каклюбой сложной системы) называют устойчивое взаимное расположение в пространствевсех образующих его элементов, их внутреннее строение и характер взаимодействиямежду ними. Каждый структурный элемент в любом теле подвержен одновременномувоздействию многочисленных, непрерывно изменяющихся по величине и направлениюсил (электрических, магнитных, механических и др.), вызывающих притяжение илиотталкивание этих элементов друг от друга. Находясь в непрерывном (броуновском)движении, каждая структурная единица стремится занять наиболее выгодноеположение, характеризующееся минимальной энергией и максимальнойнеупорядоченностью, соответствующее максимальной энтропии.
В полимерных телахструктурными элементами являются макромолекулы. Движение каждого атома вмономерном звене, каждого мономерного звена в макромолекуле и каждоймакромолекулы зависит от совокупности сил, действующих сил, действующих наэлектронном, атомном, молекулярном уровнях в каждое данное мгновение.
Так же, как атомы имолекулы, находящиеся в непрерывном движении, макромолекулы стремятся занятьнаиболее энергетически выгодное, равновесное положение друг относительно друга,образуя так называемую надмолекулярную структуру.
Химическое строение.
Характеристикойхимического строения макромолекулы является химическое строение ееповторяющегося составного звена. По химическому строению повторяющегося звенаполимеры делятся на органические, неорганические и элементоорганические.
Органическиеполимерысодержат в главной цепи атомы углерода, а также кислорода, азота и серы. Вбоковые группы могут входить водород, галогены, соединенные непосредственно суглеродом, или атомы других элементов, непосредственно не соединенных суглеродом основной цепи.
Неорганическиеполимеры состоятиз неорганических атомов и не содержат органических боковых радикалов.
Элементоорганическиеполимеры – этосоединения, макромолекулы которых наряду с атомами углерода содержатнеорганические фрагменты. По составу главных цепей их делят на три группы:
— соединения снеорганическими цепями, обрамленные боковыми органическими группами;
— соединения, в главнойцепи которых находятся атомы углерода, а боковые группы содержат любые другиеатомы, за исключением азота, серы, кислорода и галогенов, соединенныхнепосредственно с атомом углерода;
— соединения сорганонеорганичекими цепями.
Соединения каждого классаможно разделит на гомоцепные и гетероцепные. У гомоцепных соединенийцепи построены из атомов одного элемента, у гетероцепных – на разных.
При делении на гомоцепныеи гетероцепные полимеры состав боковых цепей не учитывают.
От природы атомов взвеньях зависит не только энергия связей, но и их полярность. Эти показателиявляются очень важными, поскольку определяют ряд эксплуатационных свойствполимеров, например, стойкость к действию высоких температур, агрессивных сред,электрические свойства и др. В зависимости от полярности связей полимеры делятна неполярные и полярные. К неполярным относят, например:полиэтилен, полипропилен, полиизопрен, полибутадиен, полиизобутилен. Полярныеполимеры содержат в составе повторяющегося звена группы с полярными связями ( С– ОН, С – СООН, С – NН2, С – СN, С — СCl), иих дипольный момент отличен от нуля. К полярным полимерам относят, например:поливиниловый спирт, целлюлоза, крахмал, содержащие большое количество группОН, полинитрилоакрил, поливинилхлорид и др. Полярность полимера зависит и отсимметричности расположения полярных групп в повторяющемся составном звене.
1.4 Получение полимеров
В настоящее время нарядус природными материалами все большее значение приобретают синтетическиеполимеры. Выбор соответствующих исходных продуктов и условий процесса позволяетпроводить направленный синтез высокомолекулярных соединений и получать их сзаранее заданной структурой и необходимым комплексом свойств. При этом можнорегулировать степень полимеризации, полидисперсность, разветвленность,конфигурацию звеньев и порядок их присоединения.
Существуют два основныхметода синтеза полимеров – полимеризация и поликонденсация. Кроме того, впоследние годы широко используется возможность изменения свойств полимеров засчет изменения их молекулярного строения в результате химических реакций – такназываемых реакций модификации.
Полимеризация.
Полимеризацией называютпроцесс образования макромолекул путем последовательного присоединения молекулмономеров М к активному центру М* растущей молекулы. При этомактивный центр переходит во вновь присоединившееся звено:
М* + М1→ М – М 1* М – М 1* + М2→ М – М 1 — М2*
М – М 1 — М2* + М3 → М – М 1 — М2* — М3*
М1 ∙∙∙Мn*+ М → М1 ∙∙∙Мn+1*
В настоящее время в миреполимеризацией получают около 5/4 полимеров как гомо- так и гетероцепных.Процесс протекает по цепному механизму. Цепными реакцияминазываются такие, в которых образование каких-либо активных частиц (активныхцентров) приводит к тому, что каждая из них вызывает цепь последовательныхреакций.
Различают гомо- исополимеризацию. Гомополимеризация – это реакция соединениянескольких (n) молекул одного мономера:
nM→ [ — M-]n
Всополимеризации участвуютмолекулы двух (или более) мономеров и образуется статистический илиблок-сополимер:
→ [ — M1 – M2-]n+m
nM1 +mM2 —
→ [ — M1 – ]n — →[ – M2-]m
Процесс полимеризациивключает следующие основные стадии: образование активных центров, рост цепи,обрыв цепи. Образование активных центров протекает при взаимодействииинициатора или катализатора с мономером. Эта стадия характеризуется низкой скоростью,требует затраты энергии. Рост цепи происходит путем присоединения молекулмономера к активным центрам с передачей активного центра на присоединившуюсямолекулу. Эта стадия обычно идет быстро и сопровождается выделением энергии.Обрыв цепи происходит вследствие
дезактивации активныхцентров, в результате которой рост данной молекулы прекращается. Обрыв цепиосуществляется двумя путями: путем уничтожения активного центра Mn*, его перехода в неактивное состояние
Mn* → Mn
и передачей цепи с одногоактивного центра на другую молекулу мономера с превращением ее в новый растущийактивный центр:
Mn* + M→ Mn+ M*
Скорость реакций обрываобычно лимитируется скоростью диффузии активных центров в реакционной среде. Отсоотношения скоростей роста и обрыва цепи зависят степень полимеризации имолекулярная масса образующегося полимера: чем выше скорость роста и нижескорость обрыва цепи, тем больше молекулярная масса. Активными центрами цепнойполимеризации могут быть свободные радикалы (электронейтральные частицы,имеющие один или два неспаренных электрона), ионы (положительно или отрицательнозаряженные частицы), ион-радикалы. В соответствии с характером активных центровразличают радикальную и ионную (анионную, катионную, ионо-координационную)полимеризацию.
Поликонденсация.
Поликонденсацией называютступенчатый процесс получения полимеров из би- или полифункциональныхсоединений, в котором рост макромолекул происходит путем химическоговзаимодействия функциональных групп молекул мономеров друг с другом и с n-мерамимежду собой. На концах образующихсямакромолекул всегда присутствуют свободные функциональные группы. Различаютгомополиконденсацию и гетерополиконденсацию.
Гомолполиконденсацией называют реакции, в которыхучаствует минимально возможное для данного случая число типов мономеров илитолько молекулы одного мономера, содержащего два типа функциональных групп.Типичным примером гомополиконденсации служит синтез полиамидов из аминокислот.
Гетерополиконденсациейназывают реакциис участием молекул мономеров, содержащих различные функциональные группы,способные взаимодействовать друг с другом, например диаминов с дикарбоновымикислотами.
Реакцию, в которой помимомономеров, необходимых для протекания, участвуют и другие мономеры, называют сополиконденсацией.
По пространственномустроению получаемых полимеров различают линейную и трехмерную поликонденсацию.В последние годы большое значение приобрела полициклоконденсация –двухступенчатый синтез лестничных полимеров путем внутримолекулярной циклизациипродуктов, полученных на первой стадии. Процессы поликонденсации широкоприменяются для синтеза полимеров с рядом специфических свойств: термостойких,полупроводников, электропроводящих, фотоактивных, биополимеров, катализаторов,ионитов и др.
1.5 Применение полимеров
На конец двадцатогостолетия производство синтетических пластмасс в мире достигло 130 млн.т/год.Такие многотоннажные полимеры как полиэтилен и полипропилен химическиустойчивы, механически прочны, поэтому их широко применяют при изготовлении оборудованияв различных областях промышленности (аппараты, трубы, сосуды и т.д.). Ониобладают высокими электроизоляционными свойствами. Полиэтилен и полипропилен втонком слое хорошо пропускают ультрафиолетовые лучи. Пленки из этих материаловиспользуют вместо стекла в парниках и теплицах. Их применяют также для упаковкиразных продуктов. Политетрафторэтилена (тефлон) – механически прочное ихимически очень стойкое вещество. Тефлон по химической устойчивости превосходитвсе металлы, даже золото и платину. Он выдерживает температуру до 260 °С, негорит и является отличным диэлектриком. Из фенолформальдегидной смолы, добавляяразличные наполнители (древесная мука, хлопчатобумажная ткань, стеклянноеволокно, различные красители и т.д.), получают фенолформальдегидные пластмассы,которые сокращенно называют фенопластами. Из фенопластов получаютшарикоподшипники и шестерни, тормозные накладки, ступеньки для эскалаторов,широко применяют в радио- и электротехнике в качестве электроизоляционногоматериала, изготавливают автоцистерны, кузова автомобилей, телефонные аппараты,электрические контактные платы, органическое стекло, искусственную кожу,клеенку и многое другое.
Но большой объемпроизводства полимеров и связанное с этим широкое использование полимерныхпленок привели к появлению важнейшей проблеме – загрязнение окружающейприродной среды отходами полимерной продукции.
1.6Экологические проблемы производства полимеров и утилизации пластмассовых отходов
Производство полиэтилена,полипропилена, поливинилхлорида приносит немалые экологические проблемы дляокружающей природной среды. Это использование различных токсичных мономеров икатализаторов, образование сточных вод и газовых выбросов, обезвреживаниекоторых сопряжено с большими энергетическими, сырьевыми и трудовыми затратами ине всегда добросовестно выполняется производителями [5].
Производство полиэтиленаи других полиолефинов относиться к категории пожароопасных и взрывоопасных(категория А): этилен и пропилен образуют с воздухом взрывчатые смеси. Обамономера обладают наркотическим действием. ПДК в воздухе этиленасоставляет 0,05 ∙ 10 -3 кг/м3, пропилена — 0,05 ∙ 10 -3 кг/м3. Особенно опаснопроизводство полиэтилена высокого давления (ПЭВД), поскольку оно связано сприменением высокого давления и температуры. В связи с возможностью взрывногоразложения этилена во время полимеризации реакторы оборудуют специальнымипредохранительными устройствами (мембраны) и устанавливают в боксах. Управлениепроцессом полностью автоматизировано. При производстве полиэтилена низкогодавления и полипропилена особую опасность представляет применяемы в качествекатализатора диэтилалюминийхлорид. Он отличается высокой реакционнойспособностью. При контакте с водой и кислородом взрывается. Все операции сметаллоорганическими соединениями должны проводиться в атмосфере чистогоинертного газа (очищенный азот, аргон). Небольшие количества триэтилалюминияможно хранить в запаянных ампулах из прочного стекла. Большие количестваследует хранить в герметически закрытых сосудах, в среде сухого азота, либо ввиде разбавленного раствора в каком-либо углеводородном растворителе (пентан,гексан, бензин – чтобы не содержали влаги). Триэтилалюминий являетсятоксичным веществом: при вдыхании его пары действуют на легкие, при попаданиина кожу возникают болезненные ожоги. В этих производствах используется такжебензин. Бензин — легковоспламеняющаяся жидкость, температура вспышки дляразных сортов бензина колеблется от — 50 до 28 °С. Концентрационные пределывоспламенения смеси паров бензина с воздухом составляют 2-12% (объемных). Наорганизм человека оказывает наркотическое действие. ПДК бензина в воздухе =10,3 ∙ 10 -3 кг/м3. Порошкообразные полиолефиныобразуют взрывоопасные смеси. ПДК полипропилена составляет: 0,0126 кг/м3.При транспортировании порошкообразных полиолефинов происходит образованиеаэрозолей и неизбежно накапливание зарядов статического электричества, чтоможет привести к искрообразованию. Транспортирование полиолефинов потрубопроводу производят в атмосфере инертного газа. Для защиты окружающей средывсе вентиляционные выбросы из производственных помещений должны подвергатьсяочистке на специальных установках. Сточные воды при отмывке полиэтилена низкогодавления и полипропилена от остатков катализатора и продуктов его распада, атакже образующиеся при регенерации промывной жидкости должны подвергатьсянейтрализации и тщательной очистке на специальных очистных сооружениях.
Сходным полимеромявляется поливинилхлорид. Если к ацетилену присоединить хлороводород, тообразуется газообразное вещество винилхлорид, или хлорвинил.
Винилхлоридполимеризуется также, как и этилен. Из поливинилхлорида получают химически имеханически стойкую пластмассу.
Производство ииспользование винилхлорида относят также к категории взрывоопасных ипожароопасных (категория А). Винилхлорид в газообразном состоянии оказываетнаркотическое действие, продолжительное пребывание в помещение, в атмосферекоторого содержится большое количество винилхлорида, вызывает головокружение ипотерю сознания. ПДК в рабочих помещениях составляет 3∙ 10-5кг/м3. При концентрации 1 ∙ 10-4 кг/м3вызывает раздражение слизистых оболочек, а запах начинает ощущаться даже при 2 ∙10-4 кг/м3. Вдыхание паров при открытом испарениимономера вызывает острое отравление. Другие мономеры, используемые припроизводстве политетрафторэтилена, политрифторхлорэтилена, поливинилфторидовтакже не менее токсичны.
В настоящее время дляочистки окружающей природной среды от пластмассовых отходов активноразрабатываются два основных подхода:
— захоронение (хранениеотходов на свалках);
— утилизация.
Захоронение пластмассовыхотходов – это бомба замедленного действия и перекладывание сегодняшних проблемна плечи будущих поколений.
Более щадящим приемомявляется утилизация, которую можно разделить на ряд главных направлений:
— сжигание;
— пиролиз;
— рециклизация –переработка.
Однако как сжигание, таки пиролиз отходов кардинально не улучшают экологическую обстановку [6].Повторная переработка в определенной степени решает этот вопрос, но и здесьтребуются значительные трудовые и энергетические затраты: отбор из бытовогомусора пластической тары и упаковки, разделение по виду пластиков, мойка,сушка, измельчение и только затем переработка в конечное изделие. Дляактивизации направления по рециклизации пластмассовых отходов в ряде странпринимаются законодательные нормативы по обязательному сбору и переработкепластиковой тары и упаковки. Так Европейские директивы предусматривают приизготовлении пластмассовой упаковки применять 15% вторичных пластмасс, а вГермании эта квота составляет 50% и должна увеличиваться до 60%. Специалистысчитают, что это технически невозможно, так как только для транспортных инепищевых продуктов возможно применение до 25% вторичных пластмасс, но не дляпищевых продуктов [7].
Следует отметить, чтосбор и повторная переработка полимерной тары и упаковки приводит к удорожаниюупаковки, качество рециклизованного продукта также ниже продукта, полученногонепосредственно первичным изготовителем. К тому же не каждый потребительсогласен использовать упаковку из рециклизованного полимера.
Радикальным решениемпроблемы «полимерного мусора», по мнению специалистов, является создание иосвоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условияхбиодеградировать на безвредные для живой и неживой природы компоненты.
Именно биоразлагаемостьвысокомолекулярных соединений и будет приоритетным направление разработки,которое позволит исключить значительное число проблем «полимерного мусора»,возникающего при использование полимерной тары и других изделий из полимеров [8].
В настоящий период можновыделить три основных направления развития этой области:
— полиэфирыгидроксикарбоновых кислот;
— пластические массы наоснове природных воспроизводимых природных полимеров;
— приданиебиоразлагаемости промышленным высокомолекулярным синтетическим материалам.
Первый в миребиоразлагаемый полимер Биопол (Biopol)– полигидроксиолконоаты на основе 3-гидроксивалериановой кислот – был получен впроцессе ферментации полисахаридов (сахара, крахмала) под действием бактерии Alcaligenes eutrophys. Биопол – термопласт, которыйперерабатывается экструзией, выдуванием и другими традиционными методами.Полученные из этого полимера изделия за несколько недель разлагаютсямикроорганизмами почвы с образованием углекислого газа и воды. С использованиемуказанных бактерий сложные сополиэфиры получают из такого сырья какбутиленгликоль, бутиролактон, масляная и хлормасляная кислота. Пленки из такихсополимеров разлагаются в почве через 2 недели после захоронения.
Использование смесейполимеров для получения различных материалов с необходимым комплексом свойствтакже является очень прогрессивным направлением с различных точек зрения. Присоздании биоразлагаемых смесей полимеров, как правило, применяется следующийпринцип: к синтетическому полимеру добавляют хорошо биоразлагаемый полимер(природный или синтетический). В качестве природных чаще всего используютполисахариды, в первую очередь крахмал и целлюлозу.
Глава II. ТЕМА«ПОЛИМЕРЫ» В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ХИМИИ
Химия – одна изстремительно развивающихся областей знания, результаты ее ускоренного развитияв макро- и микромасштабах проявляются в повседневной жизни. А вот время наизучение этой дисциплины в школе неуклонно сокращается. И это не может неувеличивать пропасть между наукой и содержанием школьного предмета. Мыубеждены, что содержание школьного курса химии и процесс обучения должныотражать не упрощенные представления об особенностях развития химической науки,а состояние современного знания, реальную сложность объекта познания химии.
2.1 Урок по теме«Полимеры» в 9-х классах
Цель урока: познакомить учащихся со способомполучения поливинилхлорида и возможностями его применения, а также обобщитьзнания учащихся о высокомолекулярных соединениях.
Задачи обучения: сформировать понятиеполимеры,расширить представление о способах получения, свойствах и способах примененияразличных типов полимеров в промышленности.
Задачи развития: продолжить развитие у учащихся основныхприемов мышления (умения анализировать, сравнивать и т.д.), совершенствоватьумение учащихся самостоятельно работать с дополнительной информацией.
Задачи воспитания: продолжить химическое образованиешкольников.
Ход урока
I. Организационныймомент (1-2 мин.)
— посадка детей;
— проверка принадлежностей;
— отметка отсутствующих ит.д.
II. Опрос домашнего задания (10 мин.)
1. Что такоеаминокислоты?
2. Какиефункциональные группы имеют в своей молекуле аминокислоты?
3. Что такоебелки?
4. Какобразуются белки?
5. Какова рольаминокислот и белков в живых организмах?
III. Изучение нового материала (20 мин.)
Полимеры – высокомолекулярные соединения,молекулы которых образуются в результате соединения множества одинаковыхзвеньев – составных частей молекулы полимера.
Первоначальные сведения ополимерах в школьном курсе рассматриваются при изучении полимеризации этилена ипропилена (с.166, §63, Химия, 9 класс) [9]. Сходным полимером является поливинилхлорид.Если к ацетилену присоединить хлороводород, то образуется газообразное веществовинилхлорид, или хлорвинил:
H─ C≡ C─ H+ H─ Cl→ H2C═ CHCl
винилхлорид
Винилхлоридполимеризуется также, как и этилен:
H2C═ CHCl+ H2C═ CHCl+ … → ( ─ CH2 ─C─ H─)n
|
Cl
поливинилхлорид
Из поливинилхлоридаполучают химически и механически стойкую пластмассу.
Знакомясь с диенами, выполучили также первоначальные знания о природном каучуке и синтетическихкаучуках (с.166, §63, Химия, 9 класс). Первые сведения выполучили также о природных полимерах крахмале и целлюлозе (с.175, §70,Химия, 9 класс) [9]. К сложным природным полимерам иногда причисляют ибелки.
Чтобы получитьпредставление, сколь велико значение только одного вида полимеров –фенопластов, рассмотрите табл.40.
Таблица 40. Важнейшиефенопласты ФФС.
Характеристика фенопластов
Виды фенопластов Текстолит Волокнит Гетинакс Стеклопласт Карболит Исходные материалы, спрессованные при повышенной температуре. Хлопчатобумажная ткань, пропитанная ФФС Обрезки хлопчатобумажной ткани, пропитанная ФФС Бумага, пропитанная ФФС Стеклянная ткань и стекловолокно, пропитанные ФФС Древесная мука, пропитанная ФФС Свойства Выдерживает большие нагрузки, легко поддается обработке Высокая износоустойчивость Очень хороший электроизо-ляционный материал Механически прочный материал, устойчивый к коррозии
Хороший электроизо-
ляционный материал, устойчивый к коррозии Применение Изготовляют детали машин и аппаратов (зубчатые колеса, шарикоподшипники) Изготовляют автомобильные диски сцепления, дуги тормозов, ступеньки эскалаторов и др. Используют в электро- и радиотехнике как хороший электроизоляционный материал Производят детали больших габаритов (надстройки для автомобилей, автоцистерны, лодки и др.) Изготовляют телефонные аппараты, электровыключатели, контактные гнезда и др.
IV. Закрепление знаний (5 мин.)
1. Что такое полимеры?
2. Как получают полиэтилен,полипропилен и поливинилхлорид (напишите уравнения реакций)?
3. Перечислите важнейшие фенопласты иобласти их применения?
V. Домашнее задание (3 мин.)
Ответьте на вопросы ивыполните упражнения 1-12, §72, стр.179 [9].
Именно таким образомвыглядит план урока в школе по теме «Полимеры».
Остальные сведения ополимерах сводятся к материалам различных приложений, в которых рассматриваютсяв основном природные, синтетические и искусственные волокна. Основные классыполимеров, вопросы получения полимеров и не менее важные вопросы рециклизации иутилизации отработавших полимеров в школьном курсе химии не рассматриваются.
Исходя из вышеизложенного,очевидна необходимость наполнения школьного курса химии экологическимсодержанием. Результаты проделанной работы будут изложены в третьей главе.
Глава III. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ«ПОЛИМЕРЫ» В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ
Экологическое образованиеи развитие школьников – полноценная область знания, познания самого себя,окружающего мира, которая реально воздействует на формированиемировоззренческой компоненты их развития как личностей.
Вашему вниманиюпредставляется урок на тему: «Полимеры», наполненный экологическим содержанием,позволяющий оценить важную роль перспективы развития экологическогосамосознания школьников, выявить взаимосвязь между изучаемым объектом иокружающей средой, а также определить роль уроков химии при формированииэкологической культуры школьников, их способности применять знания и навыки длядостижения основной цели экологии – сохранении окружающей природной среды.
3.1 Урок по теме «Полимеры»в 9 классах, позволяющий развить экологическое сознание школьников
Цель урока: познакомить учащихся со способомполучения поливинилхлорида и возможностями его применения, а также обобщитьзнания учащихся о высокомолекулярных соединениях, сформировать системуэкологических знаний при изучении полимеров и способов их получения, показатьнеобходимость предотвращения загрязнения окружающей природной среды продуктамипроизводства синтетических полимерных материалов и готовыми изделиями из них.
Задачи обучения: сформировать понятиеполимеры,расширить представление о способах получения, свойствах и способах примененияразличных типов полимеров в промышленности. Развить экологическое сознание ивоспитание школьников, приучить их к способности понимать, что возможностиполимерной химии безграничны и многообразны, но неосознанное загрязнениеокружающей среды отходами полимерной промышленности может нанести непоправимыйвред как здоровью человека, в частности, так и привести к глобальным негативнымпоследствиям, в целом, для всей планеты.
Задачи развития: продолжить развитие у учащихся основныхприемов мышления (умения анализировать, сравнивать и т.д.), совершенствоватьумение учащихся самостоятельно работать с дополнительной информацией. Развитьэкологическое сознание школьников, заложить в основу воспитания представления овзаимосвязи состава, строения, свойств и биологической функции веществ, ихдвойственной роли в живой природе.
Задачи воспитания: продолжить химическое и экологическоеобразование школьников.
Ход урока
II. Организационныймомент (1-2 мин.)
— посадка детей;
— проверкапринадлежностей;
— отметка отсутствующих ит.д.
II. Опрос домашнего задания (10 мин.)
6. Что такоеаминокислоты?
7. Какиефункциональные группы имеют в своей молекуле аминокислоты?
8. Что такоебелки?
9. Какобразуются белки?
10. Какова рольаминокислот и белков в живых организмах?
III. Изучение нового материала (20 мин.)
Полимеры – высокомолекулярные соединения,молекулы которых образуются в результате соединения множества одинаковыхзвеньев – составных частей молекулы полимера.
Полимеры являютсяосновной частью пластмасс. Они связывают в единое целое другие компоненты, т.е.полимерное вещество служит связующим. При этом образуются различные полимерныекомпозиции, обладающие набором нужных физико-механических характеристик. Помимополимера в состав пластической массы входят наполнители, пластификаторы,стабилизаторы, отвердители, смазывающие вещества, красители, порообразователи идругие добавки. Наполнители вводят для улучшения механических свойствпластмасс, уменьшения усадки во время отверждения, повышения их стойкости кдействию различных сред. Пластификаторы – это специальные добавки,придающие материалу пластичность и сохраняющие его свойства в широком интервалетемператур. Улучшается морозостойкость, огнестойкость и стойкость к действиюУФ-лучей. Стабилизаторы – химические соединения, способствующиедлительному сохранению свойств пластмасс в процессе их переработки иэксплуатации. Отвердители – это вещества, которые вводят для созданиятрехмерной структуры в полимере. Смазывающие вещества – это вещества,которые предотвращают прилипание материала к оборудованию.
Первоначальные сведения ополимерах в школьном курсе рассматриваются при изучении полимеризации этилена ипропилена (с.166, §63, Химия, 9 класс) [9], и получение в результатеполиэтилена и полипропилена, но ничего не сказано об экологических проблемахпроизводства полиолефинов.
Итак, к полиолефинамотносятся полиэтилен, полипропилен, полимеры на основе α – олефинов иполиизобутилен.
Однако, производствополиэтилена, полипропилена и поливинилхлорида приносит немалые экологическиепроблемы для окружающей природной среды [5].
Производство полиэтиленаи других полиолефинов относиться к категории пожароопасных и взрывоопасных (категорияА): этилен и пропилен образуют с воздухом взрывчатые смеси. Оба мономераобладают наркотическим действием. ПДК в воздухе этилена составляет 0,05∙ 10 -3 кг/м3, пропилена — 0,05 ∙ 10 -3кг/м3. Особенно опасно производство полиэтилена высокогодавления (ПЭВД), поскольку оно связано с применением высокого давления итемпературы. В связи с возможностью взрывного разложения этилена во времяполимеризации реакторы оборудуют специальными предохранительными устройствами(мембраны) и устанавливают в боксах. Управление процессом полностьюавтоматизировано. При производстве полиэтилена низкого давления и полипропиленаособую опасность представляет применяемый в качестве катализатора диэтилалюминийхлорид.Он отличается высокой реакционной способностью. При контакте с водой икислородом взрывается. Все операции с металлоорганическими соединениями должныпроводиться в атмосфере чистого инертного газа (очищенный азот, аргон).Небольшие количества триэтилалюминия можно хранить в запаянных ампулах изпрочного стекла. Большие количества следует хранить в герметически закрытыхсосудах, в среде сухого азота, либо в виде разбавленного раствора в каком-либоуглеводородном растворителе (пентан, гексан, бензин – чтобы не содержаливлаги). Триэтилалюминий является токсичным веществом: при вдыхании егопары действуют на легкие, при попадании на кожу возникают болезненные ожоги. В этихпроизводствах используется также бензин. Бензин — легковоспламеняющаясяжидкость, температура вспышки для разных сортов бензина колеблется от — 50 до28 °С. Концентрационные пределы воспламенения смеси паров бензина с воздухомсоставляют 2-12% (объемных). На организм человека оказывает наркотическоедействие. ПДК бензина в воздухе = 10,3 ∙ 10 -3 кг/м3.Порошкообразные полиолефины образуют взрывоопасные смеси. ПДК полипропиленасоставляет: 0,0126 кг/м3. При транспортировании порошкообразныхполиолефинов происходит образование аэрозолей и неизбежно накапливание зарядовстатического электричества, что может привести к искрообразованию. Транспортированиеполиолефинов по трубопроводу производят в атмосфере инертного газа. Для защитыокружающей среды все вентиляционные выбросы из производственных помещенийдолжны подвергаться очистке на специальных установках. Сточные воды при отмывкеполиэтилена низкого давления и полипропилена от остатков катализатора ипродуктов его распада, а также образующиеся при регенерации промывной жидкостидолжны подвергаться нейтрализации и тщательной очистке на специальных очистныхсооружениях.
Сходным полимеромявляется поливинилхлорид. Если к ацетилену присоединить хлороводород, тообразуется газообразное вещество винилхлорид, или хлорвинил.
Винилхлоридполимеризуется также, как и этилен. Из поливинилхлорида получают химически имеханически стойкую пластмассу.
Производство ииспользование винилхлорида относят также к категории взрывоопасных ипожароопасных (категория А). Винилхлорид в газообразном состоянии оказываетнаркотическое действие, продолжительное пребывание в помещение, в атмосферекоторого содержится большое количество винилхлорида вызывает головокружение ипотерю сознания. ПДК в рабочих помещениях составляет 3∙ 10-5кг/м3. При концентрации 1 ∙ 10-4 кг/м3вызывает раздражение слизистых оболочек, а запах начинает ощущаться даже при 2 ∙10-4 кг/м3. Вдыхание паров при открытом испарениимономера вызывает острое отравление. Другие мономеры используемые припроизводстве политетрафторэтилена, политрифторхлорэтилена, поливинилфторидовтакже не менее токсичны.
Знакомясь с диенами, выполучили также первоначальные знания о природном каучуке и синтетическихкаучуках (с.166, §63, Химия, 9 класс). Первые сведения выполучили также о природных полимерах крахмале и целлюлозе (с.175, §70,Химия, 9 класс) [9]. К сложным природным полимерам иногда причисляют ибелки.
Здесь нам хотелось быостановиться на такой важной проблеме как производство и применениебиоразлагаемых пластиков на основе синтетических полимеров, рассмотренных вышеи природных полимеров (крахмал, целлюлоза), изученных ранее.
Итак, биоразлагаемыеполимеры представляют собой смесь широко используемых синтетических полимеров иприродных полимеров, таких как крахмал, целлюлоза, лигнин, хитин и т.д.Известно, что отработавшие свой срок службы изделия из пластических масс чащевсего подвергаются утилизации захоронением в почву. При этом такие полимеры какполиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и т.д. могут находиться в почве не разлагаясьв течение очень длительного времени, до десятков и сотен лет. Разложениеполиэтилена в течении 10 лет происходит только на 1 %. При использовании же вразумных пределах природных полимеров, легко и экономически доступных дляполучения, биоразлагаемых композиций приводит к разложению отработавшего свойсрок полимера под действием микроорганизмов почвы, влаги и света в течении отдвух недель до нескольких месяцев. Биоразлагаемые композиции используют припроизводстве тары и упаковки, в медицине и во многих других отрасляхпромышленного производства [10-13]. Рассмотрим рис. 1-3, Приложение 1.
IV. Закрепление знаний (5-7 мин.)
1. Что такое полимеры?
2. Как получают полиэтилен,полипропилен и поливинилхлорид (напишите уравнения реакций)?
3. Расскажите, к каким производствамотносят производства полиэтилена, полипропилена и поливинилхлорида?
4. Какой вред здоровью человека могутнанести повышенное содержание этих полимеров и их мономеров в атмосферепроизводственных и других помещений?
5. Что такое ПДК?
6. Что такое биоразлагаемые пластики икакова область их применения?
V. Домашнее задание (2-3 мин.)
1. Рассмотрите табл. 40 иответьте на вопросы и выполните упражнения 1-12, §72, стр. 178-179.
2. Повторите пройденныйна уроке материал и обобщите свои знания об экологических проблемах, связанныхс производством и применением синтетических полимеров.
Для закрепления материаламожно провести тестирование среди учащихся. В качестве тестов представлены 2варианта вопросов, один из которых содержит вопросы экологического характера.Примеры тестов по теме «Полимеры» для учеников 9-х классов представлены вПриложении 1.
Результаты тестированияпредставлены на рис.1.
/>
Рис.1.
Итак, результатытестирования показали, что усвояемость знаний выше в 9 «Б» классе. В 9 «Б»классе был проведен урок, содержащий материал, раскрывающий экологическиепроблемы, возникающие при производстве и использование полимеров. Для развитиядальнейшего интереса к проблемам охраны окружающей природной среды предлагаемиспользовать проведение различных внеклассных мероприятий. Например, ролевыхигр, различных конкурсов, КВН и т.п. (Приложение 1.)
Заключение
Острота современнойэкологической ситуации привела к пониманию необходимости формировать новоеэкологическое мышление и сознание, экологизировать науки, производства,переосмыслить проблемы взаимодействия природы и общества в структуремировоззрения, изучать основные предметы естественных наук – географию ибиологию, физику и химию – в тесной связи с экологическими проблемами. Особенноглубоко должны разбираться эти проблемы при изучении химии. Очень важно решениетакого вопроса как элементарная химическая подготовленность людей, ведь каждыйиз нас ежедневно контактирует с веществами способными нанести вред окружающейприродной среде.
Исходя из вышесказанного,очевидно, что общеобразовательная школа обязана воспитывать и развивать вшкольниках экологическую культуру, готовность не только потреблять благанаучно-технического прогресса, но и нести ответственность за сохранениеприроды.
Важно, что в результатепроведенного эксперимента в 9-х классах Гимназии №14 учащиеся поняли, что врешении экологических проблем они не должны чувствовать себя сторонниминаблюдателями, а обязаны нести ответственность за сохранение жизни на нашейЗемле.
Литература
1. Макареня А.А., Кривых С.В., Ишкова Л.В. От химическогообразования к междисциплинарному подходу / Химия в школе, №7, 2000 г., с.3-6.
2. Егорова Н.В. Вопросы экологического образования приизучении химии. Химия в школе, № 5, с.46-49
3. Кузнецов В.И. Г. Штаудингер: Основополагающие началахимии высокомолекулярных соединений // Химия в школе. – 2002. — №8. – с. 89-91.
4. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров.М: Химия, 1989. – 432 с.: ил.
5. Быстров Г.А. Оборудование и утилизация отходов впроизводстве пластмасс. М.:, Химия, 1982 г.
6. Васнев В.А. Биоразлагаемые полимеры.Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 1997. т. 39. №12., с.2073-2086
7. Фомин В.А., Гузеев В.В. Биоразлагаемые полимеры,состояние и перспективы использования. Пласт. массы. 2001., №2, с. 42-46
8. Макаревич и др. Пласт. массы, 1996, №1, с.34-36
9. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия, учебник для 9класса М.; Просвещение, 2002 г. -192 с.
10. Кукушкин В.Д., Семенов В.Г.,Смирнов О.М., Соловьев В.П., Тулупов С.А. Эффективная утилизацияпилиэтилентерефталата и других термопластов. Создание нового семействакомпозитов / Экология и Промышленность России – ЭкиП, сентябрь, 2005 г.,с.12-15.
11. Соломин И.А., Башкин В.Н. Выбороптимальной переработки ТБО / Экология и Промышленность России – ЭкиП, №9, 2005г., с.42-45.
12. Адамович Б.А., Дербичев Г.Б.,Дудов В.И. Новая технология уничтожения медицинских отходов / Экология иПромышленность России – ЭкиП, №3, 2005 г., с.10-13.
13. Липик В.Т., Прокопчук Н.Р.Технология сортировки бытовых полимерных отходов / Экология и ПромышленностьРоссии – ЭкиП, №4,
Приложение 1
Тестовые задания потеме «Полимеры»:
Тестирование на тему:«Высокомолекулярные соединения»
1 вариант.
1. Процесс образованиявысокомолекулярного вещества путем соединения друг с другом исходныхнизкомолекулярных веществ:
а) полимеризация в) алкилирование
б) диспропорционирование г)галогенирование
2. Полимеризация олефиновв зависимости от механизма может быть двух видов:
а) радикальная и сополимерная в)радикальная и каталитическая
б) изомерная и каталитическая г)сополимерная и изомерная
3. Реакция полимеризациине характерна для:
а) альдегидов в)алкенов
б) кетонов г) алкадиенов
4. Выделяют …. стадииполимеризации:
а) 2 в)4
б) 3 г) 5
5. Реакцию, в которуювступают смеси полимеров называют смешанной полимеризацией или:
а) димеризацией в)сополимеризацией
б) тримеризацией г)ионизацией
6. Заключительнойстадией полимеризации является:
а) ингибирование в)инициирование
б) обрыв цепи г) пластификация
7. Исходныенизкомолекулярные вещества в процессе полимеризации называются:
а) олигомеры в)димеры
б) мономеры г) тримеры
8. Полимеризация, котораяпротекает под действием протондонорных катализаторов называется:
а) катионной в) радикальной
б) анионной г)сополимерной
9. Отношение скоростейпрямой и обратной реакций при полимеризации называют:
а) степенью полимеризации в)константой равновесия
б) константой растворимости г)ростом цепи
10. Цепная молекулаполимера называется:
а) макромолекулой в) мегамолекулой
б) мономером г)изомером
11. Отличительнойособенностью полимеров является:
а) износостойкость в)термоустойчивость
б) низкая химическая активность г)большая молекулярная масса
12. К образованию ВМСприводят:
а) полимеризация и поликонденса-ция в) ингибирование и поликонденсация
б) катализ и полимеризация г)поликонденсация и катализ
13. Процесс образованияполимера из низкомолекулярного соединения, содержащего две или несколькофункциональных групп с выделением простого вещества, называется:
а) поликонденсация в) полимеризация
б) олигомеризация г)димеризация
14. Величина, указывающаяна число мономерных звеньев, образующих макромолекулу называется:
а) масса полимеризации в)уровень полимеризации
б) число полимеризации г)степень полимеризации
15. Если основная цепьполимера имеет боковые ответвления меньшей длины, чем основная цепь, состоящиетакже из элементарных звеньев, то такой полимер называется:
а) разветвленным в) пространственным
б) сетчатым г)линейным
16. Полимеры, свойства истроение которых после нагревания и последующего охлаждения не меняются,называются:
а) термоактивными в)термопластичными
б) термоэластопластичными г)термореактивными
17. Если полимерпредставляет собой структуры, состоящие из макромолекулярных цепей, соединенныхмежду собой посредством поперечных мостиков, состоящих из атомов или группатомов, то этот полимер называется:
а) разветвленным в)линейны
б) сетчатым г) кольцевым
18. При повышенныхтемпературах полимеры подвергаются следующему виду деструкции:
а) химической в)окислительной
б) фотолитической г)термической
19. Органическиесоединения с двумя реакционно-способными группами является:
а) полифункциональными в)олигофункциональными
б) монофункциональными г)бифункциональными
20. Если основная цепьмакромолекулы полимера содержит только атомы углерода, то этот полимер:
а) сшитый в)пространственный
б) карбоцепной г) гетероцепной
21. Реакции полученияполимеров по своему характеру подразделяются на:
а) цепные и ступенчатые в) катионные, анионные иионокоординационные
б) катионные и анионные г)свободно-радикальные и ионные
22. Беспорядочноевзаимное расположение макромолекул обуславливает структуру:
а) упорядоченную в)аморфную
б) кристаллическую г)смешанную
23. Процесс, позволяющийполучить изделия с большей эластичностью и меньшей хрупкостью, называется:
а) «сшивание» в)наполнением
б) пластификацией г) стабилизацией
24. … — строгоопределенное пространственное расположение атомов в молекуле, не изменяющееся впроцессе теплового движения:
а) структура в)изомерия
б) конформация г)конфигурация
25. Полимеры, которые принагревании приобретают пространственную структуру, необратимо теряя способностьплавиться и растворяться, называются:
а) термореактивными в) сетчатыми
б) термопластичными г)термоактивными
26. Полимеры, содержащиеассиметричные атомы углероды могут быть пространственно упорядоченными, т.е.:
а) стереорегулярными в) стереонерегулярными
б) кристаллическими г)атактическими
27. Потеряпервоначальных физико-химических свойств полимером с течением времени – это:
а) дегидрирование в)эксплуатация
б) старение г) пластификация
28. К природному полимеруне относится:
а) лигнин в)целлюлоза
б) гуттаперча г)тефлон
29. В зависимости отспособа получения и молекулярной массы различают два вида полиэтилена:
а) плотный и пористый в)низкого и высоко давления
б) конденсационный иполиме-ризационный г) низкой и высокой температуры
30. При полученииполиэтилена высокой плотности в качестве катализатора используются:
а) окись хрома в)H2SO4
б) катализатор Циглера-Натта г) Pt, Pd
31. В полиамидныхсинтетических высокомолекулярных соединениях углеродные цепочки чередуются сатомами:
а) азота в) серы
б) кислорода г)кремния
32. Прозрачная пленка,получаемая из вискозы – это:
а) полиэтилен в)капрон
б) лавсан г)целлофан
2 вариант
1. Процесс образованиявысокомолекулярного вещества путем соединения друг с другом исходныхнизкомолекулярных веществ:
а) полимеризация в) алкилирование
б) диспропорционирование г)галогенирование
2. Полимеризация олефиновв зависимости от механизма может быть двух видов:
а) радикальная и сополимерная в)радикальная и каталитическая
б) изомерная и каталитическая г)сополимерная и изомерная
3. Реакция полимеризациине характерна для:
а) альдегидов в)алкенов
б) кетонов г) алкадиенов
4. Выделяют …. стадииполимеризации:
а) 2 в)4
б) 3 г) 5
5. Реакцию, в которуювступают смеси полимеров называют смешанной полимеризацией или:
а) димеризацией в)сополимеризацией
б) тримеризацией г)ионизацией
6. Заключительнойстадией полимеризации является:
а) ингибирование в)инициирование
б) обрыв цепи г) пластификация
7. Исходныенизкомолекулярные вещества в процессе полимеризации называются:
а) олигомеры в)димеры
б) мономеры г) тримеры
8.Высокомолекулярныесоединения, молекулы которых образуются в результате соединения множестваодинаковых звеньев – это:
а) мономеры в)иономеры
б) полимеры г) электроды
9. Для улучшениямеханических свойств полимеров в их состав вводят:
а) разрыхлители в)катализаторы
б) наполнители г) стабилизаторы
10. Мономеры, у которыхамино- и карбоксильные группы разделены четырьмя и менее метиленовыми группами(CH2), легко при нагревании образуют прочные гетероциклы ипоэтому для синтеза полиамидов они:
а) не используются в) используются редко
б) используются широко г)использовались ранее
11. К синтетическимполиамидным волокнам относятся:
а) вискоза, лавсан, капрон в)только капрон
б) капрон, найлон, энант г) найлон, лавсан, капрон
12. Высокомолекулярныекремний-органические соединения придают материалам гидрофобность, т.е. образуютпленку, которая:
а) отталкивает воду в) защищает от коррозии
б) усиливает термоустойчивость г)придает негорючесть
13. Синтетические волокнаособо широко применяются нами в:
а) медицине в)строительстве
б) текстильной промышленности г) металлургии
14. Высокомолекулярныесоединения из которых получают лавсан – это:
а) полиен в)полиэфир
б) полиуретан г)полиол
15. Капрон получаютполимеризацией:
а) этилена в)виниловых эфиров
б) формальдегида г)капрол октама
16. На основефеноло-формальдегидных смол получают:
а) фторопласты в)пеноплаты
б) фенопласты г) пентаплаты
17. При поликонденсацииформальдегида с мочевиной или меламином получают:
а) фенолформальдегидные смолы в)карбомидные смолы
б) параформ г)изопрен
18. Фенолформальдегидныесмолы – это продукты поликонденсации:
а) фенола и формальдегида в) фенола и ацетальдегида
б) нафтола и ацетальдегида г)нафтола и формальдегида
19. Тефлон относится к:
а) хлоропластам в)полиенам
б) полиэфирам г)фторопластам
20. Вещества, которыепредотвращают прилипание полимера к оборудованию –это:
а) соосаждающие вещества в)индикаторы
б) отвердители г)смазывающие вещества
21. Каким негативнымдействием обладают этилен и пропилен:
а) наркотическим в)возбуждающим
б) соматическим г)успокаивающим
22. ПДК в воздухе этиленасоставляет:
а) 5 ∙ 10-3 кг/м3 в)50∙ 10-3 кг/м3
б) 15 ∙ 10-3 кг/м3 г) 0,05 ∙ 10-3 кг/м3
23. Катализатор –диэтилалюминийхлорид, применяемый при производстве полипропилена считаетсяособо опасным соединением. Почему:
а) при контакте с водой икислородом он взрывается в) не реагирует с водой
б) не реагирует с кислородом
24. ПДК бензина в воздухерабочей зоны составляет:
а) 10,3 ∙ 10-3кг/м3 в)0,103 ∙ 10-3 кг/м3
б) 103 ∙ 10-3 кг/м3 г)1 ∙ 10-3 кг/м3
25. Биоразлагаемыеполимеры – это:
а) смесь синтетическихкрупнотоннажных полимеров (полиэтилен, полипропилен и т.д.) в)смесь синтетических крупнотоннажных полимеров и природных полимеров(крахмал, целлюлоза и т.д.)
26. Мономером дляполучения поливинилхлорида является:
а) хлорэтен в) хлористый алкин
б) 1,1- дихлорэтен г)бромэтен
27. Сущность, какогопроцесса заключается в образовании новых поперечных связей между полимернымицепями:
а) изомеризация в)вулканизация
б) олигомеризация г)полимеризация
28. Технический продуктпревращения каучука:
а) гуттаперча в)резина
б) ликопин г)латекс
29. Фамилия ученого,разработавшего промышленный метод производства бутадиенового каучука:
а) П. Карнер в)Д.И. Менделеев
б) С.В. Лебедев г) Г. Вильямс
30. Первый промышленныйметод производства бутадиенового каучука был разработан в:
а) СССР в) США
б) Англии г)Германии
31. В состав силиконовыхкаучуков входит:
а) фосфор в)кремний
б) алюминий г)азот
32. Натуральный каучукполучают из молочного сока:
а) хлебного дерева в)одуванчика
б) гивеи г) секвойи
Ролеваяигра «Нас полимеров окружает рать»:
«НАСПОЛИМЕРОВ ОКРУЖАЕТ РАТЬ»
ПредлагаемВашему вниманию разработку урока изучения и первичного закрепления новогоматериала в сочетании с комплексным применением знаний и умений по разделу«Углеводороды». На уроке использовано сочетание групповых и индивидуальных формработы учащихся. В основе урока лежат такие способы эмоциональногостимулирования деятельности учащихся, как познавательная игра с элементамитеатрализации (поэтизация фрагментов урока) и выполнение творческих заданий.
Целии задачи урока:
повыситьмотивацию учащихся к изучению химии, связав историю открытия каучука сразвитием химии полимеров;
рассмотретьпростейшие по составу и строению полимеры, суть реакций полимеризации;
показатьвзаимосвязь строения полимеров с их свойствами;
закрепитьнавыки работы в группе, умения применять прием разделения труда и оказыватьвзаимопомощь;
расширятькругозор учащихся, развивать ассоциативное мышление,
продемонстрироватьвзаимосвязь предметов естественного и гуманитарного циклов (химия, география,биология, экология, история, лингвистика).
Оборудование:
плакат«История полимеров», модели молекул этилена, пропилена, хлорвинила,тетрафторэтилена, стирола, выставка изделий из пластических масс и полимеров.
Раздаточныйматериал:
шаростержневыемодели атомов, инструкционные карточки 1 и 2, коллекция «Пластмассы»,информационные листы со сведениями о полимерах.
ИНФОРМАЦИОННЫЕЛИСТЫ
Поливинилхлорид
(ПВХ,полихлорвинил, вестолит, хосталит, корвик, сикрон, джеон, луковил, хелник, норвик)
Синтетическийполимер.
Общаяформула (-СН2-СНС1-)n.
Относительнаямолекулярная масса 10 ÷ 150 тыс.
Свойства.Твердое белоевещество, термопласт. Плотность 1,35 ÷ 1,43 г/см3,температура плавления 150 ÷ 220 °С, температура стеклования 75 + 120 °С,предел прочности при растяжении 55 ÷ 70 МП а. Не растворяется в воде,спиртах, углеводородах, растворим в циклогексаноне, ограниченно растворим вбензоле и ацетоне. Стоек в растворах щелочей, кислот, солей, трудногорюч.
Применение.Для изготовленияэлектроизоляциипроводов и кабелей, листов, труб, пленки, искусственнойкожи (сапоги, перчатки, плащи), настилов (для полов, клеенок, скатертей,игрушек, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида.
Полипропилен
(хоастален,данлай, моплен, новолен, олеформ пропатен, профакс)
Синтетическийполимер.
Общаяформула />
Относительнаямолекулярная масса 300 ÷ 700 тыс..
Свойства.Бесцветное,полупрозрачное вещество, термопласт. Плотность 0,905 ÷ 0,920 г/см3,температуpa плавления 160 ÷176 °С, пределпрочности при растяжении 24 ÷ 40 МПа, относительное удлинение 200÷ 800 %, максимальная температура эксплуатации120÷ 140 °С. Устойчив в воде (даже в кипящей) и в и агрессивныхнеорганических растворителях (кроме сильных окислителей), выше 80 °С набухает ворганических растворителях и разрушается. Имеет высокую стойкость кмногократным изгибам и истиранию, высокую степень кристаллизации, хорошиедиэлектрические свойства, низкую паро- и газопроницаемость. В тонком слое непоглощает ультрафиолетовые лучи.
Применение.Для изготовлениянетонущих канатов, сетей, фильтровальных и бытовых изделий (флаконы, крышки,канистры), покрытий для теплиц, емкостей, изоляционных материалов.
Полиэтилен
Синтетическийполимер.
Общаяформула (—СН2—СН2—)n.
Свойства.Бесцветноеполупрозрачное вещество, термопласт. Температура хрупкости от -60 до -269 °С.При температуре более 80 °С растворяется в углеводородах и ихгалогенопроизводных Химически стоек, но не в окислителях, стоек к действиюрадиоактивного излучения. Температура самовоспламенения 400 °С (в порошкообразномсостоянии образует с воздухом взрывоопасные смеси). Имеет низкую газо-ипаропроницаемость. Не поглощает ультрафиолетовые лучи.
Взависимости от способа получения различают полиэтилен высокого и низкогодавления (табл. 1).
Таблица1
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 изготовленияразличных медицинских, электротехнических изделий, деталей для машиностроения,тепло- и электроизоляционных пленок, трубок и кабелей, антикоррозионныхпокрытий и покрытий для теплиц, труб и емкостей для агрессивных жидкостей,пакетов, сумок, крышек, банок, флаконов.
Политетрафторэтилен
(фторопласт-4,фторлон-4, тефлон, сорефлон, хостафлон, флюон)
Синтетическийполимер.
Общаяформула (—CF2—CF2—)n.
Относительнаямолекулярная масса 20 тыс. ÷ 10 млн.
Свойства.Твердое веществомолочно-белого цвета, термопласт. Плотность 2,15 ÷ 2,24 г/см3, температура плавления327 °С, температура разложения — более 415 °С, предел прочности при растяжении13,7 ÷ 29,4 МПа, относительное удлинение 250 ÷ 500 %, температураэксплуатации — от -269 до 260 °С (без нагрузки). Не растворяется иненабухает в органических растворителях. Эластичен и хладотекуч, непоглощает воду. Устойчив к воздействию атмосферы, химически стоек, абсолютноустойчив к действию кислот, окислителей и щелочей, не горит. Обладает высокимидиэлектрическими свойствами.
Применение.Для изготовленияэлектроизоляционных пленок и трубок, тонкостенных труб и шлангов,антифрикционных деталей, оболочек кабелей, протезов органов человека, дляпропитки и покрытия металлов, как наполнитель для пластмасс и каучуков,загуститель консистентных смазок для агрессивных сред.
Ходурока.
Учащиесярассаживаются группами по периметру класса. В центре располагается выставкаизделий из пластмасс, на столе учителя выставка изделий из самых разнообразныхполимеров.
Учитель.
Друзья!Приятна встреча с вами!
Полнанадежды я и веры,
Что вместемы не заскучаем.
Урокатема — «Полимеры».
Урокначинается с беглого опроса учащихся по разделу «Углеводороды».
Вопросы
Какиеуглеводороды вы знаете?
Какие изних способны вступать в реакцию полимеризации?
Почемуименно из этих углеводородовможно получить полимеры?
Могут лиобразовывать полимеры галогенпроизводные непредельных углеводородов?
Преждечем приступить к изучению полимеров, учитель предлагает ролевую игру«Знакомство цивилизованного мира с каучуком».
Учащиесяделятся на группы:
«мореплаватели»,«индейцы», «европейцы» («дети», «родители», «торговцы», «ученые»).
«Индейцы»и «мореплаватели» выходят из класса, помощник учителя ставит с ними сценку. Вэто время учитель объясняет «европейцам» их задания по группам и дает 1-2 минна подготовку.
Учитель.
1493год.
ЧерезАтлантику идет
Вторая-экспедиция.Колумб опять ее ведет
Безбрежнымиграницами.
Входят«мореплаватели» во главе с Колумбом.
Америка!Америка!
Приплылина Гаити.
Вкабинет под музыку заходят «индейцы», играя с маленьким резиновым мячиком.
Бегутиндейцы к берегу
Иевропейцы видят:
Онииграют с шариком,
Ишарик этот скачет.
Любого— млад иль старенький –
Такоеозадачит.
«Мореплаватели»расспрашивают «индейцев» об этом скачущем предмете, а те, в свою очередь,показывают жестами, как получают такой шарик. Один из «индейцев» изображаетдерево 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.
Учительс мячиком в руках подходит к каждой группе учащихся, и ребята выражают своюреакцию 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 организоватьпоставки, и, собираясь приступить к торговле такими шариками, интересуются,можно ли их найти где-то поближе, чем в Америке. «Ученые» заинтересованыудивительными свойствами материала, из которого состоит шарик, ставят передсобой задачу изучить свойства, состав и строение его молекул. У них возникаетмысль о получении подобного вещества искусственным путем.
Поокончании игры учитель подводит итог, делает акцент на заключении «ученых», посуществу ставящих проблему, которую можно выразить схемой 1.
Схема1
/>
Затем встихотворной форме звучит история каучука вплоть до синтеза искусственногокаучука и других полимеров в XX в.
Учитель.
Колумбомпривезенный каучук
Какценный экспонат попал в музеи,
Гдеочень долго пролежал без цели…
Спустяпримерно три столетья вдруг
Французыотправляют экспедицию,
Чтобизучить бразильскую провинцию.
Одиниз членов группы — Кондамин —
Индейцевбытом занялсясерьезно.
Затемв своем отчете скрупулезно
Онпримененье каучука осветил.
Пропитываютим корзины, ткани,
Чтобзащитить от влаги проникания;
Бортаи днища лодок покрывают,
Чемслужбу их надолгопродлевают.
А вот, пожалуйста, еще два чуда:
Изкаучука делают сосуды
И,смазав латексом макет ноги,
Индейцыделают галоши, сапоги.
ВЕвропе бум: охвачена сенсацией,
Ввосторг приходит вся цивилизация!
И изАмерики пластинки «слез»гевеи
Везутторговцы, чтоб продатьскорее.
Лепите,что хотите, покупатели!
Ипоявляются уже предприниматели.
Мячи,подтяжки иподвязочки,
Плащи,бутылочки и баночки,
Средиизделий сапоги, галоши…
Увы иах… MyGot! Mon Dieus! О, Боже!
Вжару все липнет или растекается,
А в холодтрескается и ломается.
Честькаучука спас совсем случайно
Торговециз Америки — Гудьир.
Обычносерой посыпал он специально
Своипластиночки и как-то уронил
Однуиз них в огонь. Он испугался,
Схватилкусочек, гнул его и мял –
Гораздолучше тот по свойствамоказался
И —чудо! — даже липнуть перестал.
Такизобрел Гудьир вулканизацию,
Чемвызвал в мире новую сенсацию.
Ученыеж корпели над составом
И надстроением молекул каучука.
Достойнымногие из них великой славы
Зато, что двинули вперед науку.
Вдвадцатом веке синтез полимеров
Достигневероятнейших размеров.
Далееучитель предлагает рассмотреть полимеры непредельных углеводородов и ихгалогенопроизводных. Учащиеся записывают в тетрадь тему урока и схему 2.
Схема2
/>
Учительсообщает, что на уроке будут рассмотрены пластические массы, получаемые изэтилена, пропилена, хлорвинила и тетрафторэтилена, и предлагает учащимися,используя инструкционную карточку 1, построить в группах модели молекул этихчетырех полимеров.
ИНСТРУКЦИОННАЯКАРТОЧКА 1
Построениемоделей молекул полимеров
1.Постройте из моделей атомов модели структурных звеньев заданного полимера.
2. Соединитевсе 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 макромолекулыполимера.
4.Составьте уравнение реакции полимеризации и запишите его на доске.
• Незабывайте о взаимопомощив группе!
Представителькаждой группы берет одну из четырех моделей молекул мономеров. В молекулеимеется двойная связь между атомами углерода. Вынув стержень, обозначающий однуиз связей, и присоединив два стержня к обоим шарикам, обозначающим атомыуглерода, учащиеся получают модель структурного звена полимера. Теперь каждыйучастник группы строит такую же модель. После этого учащиеся соединяют все своимодели и получают фрагмент макромолекулы полимера. Учитель демонстрируетполученные модели всему классу.
Уравненияреакций полимеризации, написанные на доске представителями групп, все учащиесязаписывают в своих тетрадях. Учитель объясняет суть этих процессов,рассказывает о сложности выбора условий их протекания (температура, давление,катализатор), разъясняет понятия «мономер», «структурное звено», «степеньполимеризации», «полимер».
Следующийэтап урока — ознакомление по инструкционной карточке 2 со свойствами полимерови их применением, основанным на свойствах.
ИНСТРУКЦИОННАЯКАРТОЧКА 2
Применениеполимеров
1. Поинформационному листу ознакомьтесь со свойствами и применением данногополимера.
2.Рассмотрите в коллекции «Пластмассы» образцы, изготовленные из этого полимера.
3.Выберите на выставке изделий из пластических масс те предметы, которые могли быбыть изготовлены из этого полимера.
4.Подготовьте сообщение для класса (в виде рекламы) о применении полимера,ссылаясь по возможности на его свойства.
5.Заполняйте в тетради таблицу «Полимеры» по мере поступления информации:
а) оданном полимере;
б) ополимерах, которые рассматривали другие группы;
в) ополистироле (домашнее задание).
6.Оцените работу своей группы на уроке.
• Для четкого и быстрого выполненияработы примените принцип разделения труда. Информируйте остальных участниковгруппы о своих результатах.
Учащиесяв группах рассматривают коллекцию «Пластмассы», изучают свойства одного изполимеров и его применение. Эти сведения каждый ученик заносит в табл. 2 втетради. Затем учащиеся выбирают на выставке изделий из пластмассы те предметы,которые могли бы быть изготовлены из данного полимера, и готовят сообщение оего применении (со ссылкой на свойства).
Поокончании работы представители групп рассказывают о возможном примененииполимеров, учащиеся делают соответствующие записи в таблицах по всем полимерам,рассмотренным на уроке. Учитель демонстрирует учащимся модель молекулы стирола,подводя их к выводу, что и это вещество способно участвовать в реакцииполимеризации, и задает домашнее задание: составить уравнение реакцииполимеризации стирола, в учебнике и дополнительной литературе найти сведения освойствах и применении полистирола, занести их в сводную таблицу.
Таблица2
Полимеры
Название полимера
Формула мономера
Формула полимера
Основные характеристики
Применение
Полиэтилен
Поливинилхлорид
Политетрафторэтилен
Полипропилен
Полистирол
Послеэтого учитель подводит итог работы на уроке, кратко повторяя его основныеэтапы, и завершает его стихотворными строками.
Двадцатыйвек стал веком полимеров.
От«слез» гевеи, давшей каучук,
Пошлимолекулы невиданных размеров
Благодарядревнейшей из наук.
Да,это химия. Ее заслуга
Втом, что сегодня украшают быт
Игрушкииз пластмассы и посуда,
Тефлон,и оргстекло, и карболит.
Одежда,обувь, мебель… Посмотрите:
Насполимеров окружает рать!
И втехнике они, и в медицине
Незаменимымисумели стать.
Шуршатв пути автомобилей шины,
Искусственноесердце бьется в такт —
Волокна,смолы, пластики, резины
На службе человечествастоят