Урок 10 класс "Алкадиены. Натуральный каучук, резина"

Урок

Алкадиены.

Натуральный  каучук. Резина.

10 класс

 

 

                                                             Преподаватель: Абрамова Л.П.

                                                              I квалификационная категория

                                                            УКП-4 ИК-32, г. Саянск

 

 

 

 

 

ФИО Предмет Класс Тема		Абрамова Людмила Павловна Химия 10А Алкадиены. Натуральный каучук. Резина.
Учебные действия: (из примерной программы в таблице к теме)		Понимать  важнейшие химические понятия: вещество – строение – свойства - применение    Объяснять зависимость свойств веществ от их состава и строения, природу химической связи; использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.
Планируемые образовательные результаты: (должны быть очень конкретны, измеримы, сформулированы с позиции учащегося)
Личностные:	Целеустремлённость, самоконтроль и самооценка.   Мотивация учения, умение управлять своей познавательной деятельностью.   Умение находить адекватные способы взаимодействия с партнёрами во время учебной деятельности
Метапредметные:	Умение определять цели и задачи деятельности.   Овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний.   Умение извлекать информацию из различных источников, включая ресурсы Интернет.   Владение универсальным естественнонаучным способом деятельности – наблюдением за экспериментом.   Развитие навыков переработки информации, преобразование материала из одного вида в другой.   Формирование умения самостоятельно оценивать свои действия
Предметные:	Составлять формулы веществ по их названиям, классифицировать диены. Приводить примеры реакций, подтверждающих химические свойства диенов, условия и признаки протекания химических реакций, особенностей строения и свойств  НК , резины

 

 

Тип урока: УНЗ.

 Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый.

Учащихся в классе: 14

Используемые учебники и учебные пособия:

·                   О.С.Габриелян. Химия 10;

·                   Энциклопедический словарь юного химика

·                   Презентация «Натуральный каучук»

Используемое оборудование: компьютер, информационные листы

Краткое описание урока: на уроке обучающиеся знакомятся с алкадиенами, их  строением, свойствами; устанавливают  роль натурального каучука и резины в природе и жизни человека, знакомятся с историей его открытия.

Ход урока описан в таблице 1.

Таблица 1

Этап урока	Деятельность учащихся	Деятельность учителя
1. Организационный момент	Приветствие учителя, занимают рабочие места	Приветствие учеников
2. Целеполагание	Учащиеся планируют цели обучения	Учитель корректирует.
3.Подготовка учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала	Отвечают на вопросы (фронтально)	С какими классами углеводородов вы уже знакомы? Их особенности
4. Изложение нового материала	Работают с информационными листами	Работаем по плану: 1. Гомологический ряд, общая формула 2. Тип гибридизации, ω- и  π-связи., классификация. 3.Номенклатура и изомерия 4. Свойства и получение 5.Значение  в жизни человека.
	Работают с презентацией	(слайд 4) Что такое латекс, откуда пошло название каучук? Кто впервые завёз его в Европу? (слайд 4-5, 6) Проследите историю использования каучука, составьте хронологическую таблицу. а) физические св-ва (cлайд 7) б) химические св-ва (слайд 8)  в) резина и эбонит
	Работают с текстом в группах и делают сообщения  о своих открытиях.	Какую роль НК и резина играют в нашей жизни? (слайд 9)
	Задают друг другу вопросы	Спроси соседа
5 Итог урока.	Подводят итог, отвечая на вопросы. (слайд 10)	Оценки.
Диагностическая часть	Заполняют лист самооценки	«Лесенка успеха» включает в себя 8 ступеней. Нарисуйте себя на одной из ступенек.

 

     

Информационная карта.

          

      

Диенами называют углеводороды, содержащие 2 двойные связи в молекуле. Общая формула диенов – С_nH_2n–2.
В диенах, из которых готовят каучуки, двойные связи разделены одинарной связью. Это – сопряженные диены (дивинил, изопрен)

 

 

(Различают также кумулированные диены, где при одном атоме С находится две двойные связи, и диены с изолированными двойными связями, разделенными двумя или большим числом одинарных связей:

Получение диенов состоит в дегидрировании (отщеплении водорода) от предельных углеводородов:

Химические свойства сопряженных диенов имеют отличительную особенность – согласованное поведение двух кратных (двойных) связей.
Напомним, ковалентная связь – - или -связь – представляет собой пару электронов, связывающую два атома с их положительными ядрами. В результате расщепления ковалентной связи электроны распариваются, каждый теперь находится при отдельном атоме С. Например, для бутадиена можно условно записать синхронное расщепление двух -связей (электроны -связей показаны точками) следующим образом:

Всякий неспаренный электрон химически очень активный, он стремится найти себе другой электрон, спариться.  Краевые атомы С-1 и С-4 захватывают электроны «на стороне», скажем, у добавленного реагента Вr2. Внутренние атомы С-2 и С-3 обобществляют свои непарные электроны (спаривают) с образованием двойной связи С₂=С₃. Такой путь реакции называют 1,4-присоединением:

При избытке брома возможно ли её дальнейшее протекание? Если да, то составьте уравнение реакции, назовите образовавшееся вещество.

Длинные полимерные цепи с регулярно повторяющимися кратными связями называют каучуками. Реакция полимеризации.

 

Натуральный каучук обладает множественными двойными связями, его общая формула выглядит так: (C5H8) n. Символ n представляет уровень полимеризации, достигает приблизительно 1000-3000 единиц.

В процессе совершения химического исследования каучука становится, очевидно, что он включает лишь водород и углерод, потому и относится к углеводородам, что подтверждает формула. Молекулярный вес некоторых единиц является больше полумиллиона грамм на моль. Следовательно, каучук представляет собой натуральный полимер изопрена.

Изопреновый каучук содержится в млечном соке некоторых растений, поэтому его называют натуральным каучуком. Каучук существует столько лет, сколько и сама природа.

Окаменелые остатки каучуконосных деревьев, которые были найдены, имеют возраст около трёх миллионов лет. Каучук на языке индейцев тупи-гуарани означает «слёзы дерева».

 Известные каучуконосные виды растений – деревья, произрастают на экваторе, данный пояс достигает ширины 1300 км, именуется «каучуковым поясом». Здесь занимаются выращиванием специальных деревьев, которые предназначаются для промышленных целей. В большинстве случаев натуральный продукт получают из латекса тропических деревьев, точнее, гевеи бразильской. Процедура проходит быстро и несложно: на корне пятилетнего дерева делают небольшой надрез, и с одной гевеи выходит два-три килограмма каучука.

Для получения каучука из бразильской гевеи, млечный сок подвергают специальной процедуре свертывания, постепенно добавляя муравьиную кислоту. После тщательного промывания водой, полученное вещество прокатывают, добиваются формы листа, затем коптят.

 Натуральный каучук настолько эластичен, что даже при малейших усилиях может показывать изменения растяжения до 1000%, тогда как для стандартных тел данная величина составляет не больше 1%. Это качество сохраняется в больших пределах температуры, что выделяет материал среди других. Когда температуры повышена, он становится липким, мягким, в условиях холода - хрупким и твердым. Если каучук хранить на протяжении длительного времени, то он станет очень твердым. Температура 80*С – это условия, при которых он утратит эластичность, а 120 °С – станет жидкостью, похожей на смолу, после чего уже не вернется к первоначальному виду. Такому преображению помешает процесс, заключающийся в окислении главного вещества – углеводорода. Если температура поднимется до 250 °С, каучук начнет разлагаться, вследствие чего возникнет множество жидких и газообразных веществ. Каучук можно назвать отличным диэлектриком, обладающим пониженной газопроницаемостью и водопроницаемостью.

 

История открытия каучука.

 

 

Каучуковые шары из сырой резины найдены среди руин цивилизаций инков и майя в Центральной и Южной Америке, возраст этих шаров не менее 900 лет.

Первое знакомство европейцев с натуральным каучуком произошло пять веков назад.

Собственно, история каучука началась, как ни странно, с детского мячика и школьной резинки. На острове Гаити (а тогда — Эспаньола) во время своего второго путешествия в 1493 году испанский адмирал Христофор Колумб увидел туземцев, игравших большим плотным мячом. Испанцы были удивлены весёлой игрой индейцев. Они в такт песне подбрасывали чёрные шары. Хотя это казалось невероятным, но, ударяясь о землю, мячи довольно высоко подскакивали в воздух. Взяв эти шары в руки, испанцы нашли, что они довольно тяжелы, липки и пахнут дымом.

Индейцы скатывали их из загустевшего млечного сока, вытекавшего из порезов на коре дерева гевеи. Колумб привёз несколько кусков этого удивительного вещества на родину, но в те времена он никого не заинтересовал. Индейцы делали из него непромокаемые калоши, которые в жару прилипали к ногам, а растянувшись, больше уже не сжимались.

Много лет испанцы пытались повторить водонепроницаемые вещи (обувь, одежду, головные уборы) индейцев, но все попытки были неудачными.

Первые попытки сделать каучуковую обувь вызывали только смех. Галоши или сапоги хорошо служили в дождь, но стоило выглянуть и припечь солнцу, как они растягивались, начинали прилипать. В мороз же такая обувь становилась хрупкой как стекло.

Следующие два века каучук для Европы был просто любопытной заморской диковинкой.

·         В 1731 году правительство Франции отправило математика и географа Шарля Кондамина  в географическую экспедицию по Южной Америке. В 1736 он отправил обратно во Францию несколько образцов каучука вместе с описанием продукции, производимой из него людьми, населяющими Амазонскую низменность. После этого резко возрос научный интерес к изучению этого вещества и его свойств.

·         В 1770 году британский химик Джозеф Пристли впервые нашёл ему применение: он обнаружил, что каучук может стирать то, что написано графитовым карандашом. Тогда такие куски каучука называли гуммиэластиком («смолой эластичной»).

·         В 1791 году английский фабрикант Самуэль Пил  запатентовал способ сделать одежду водонепроницаемой с помощью обработки её раствором каучука в скипидаре.

·         Во Франции к 1820 г. научились изготовлять подтяжки и подвязки из каучуковых нитей, сплетённых с тканью.

·         В Англии британский химик и изобретатель Чарльз Макинтош  предложил класть тонкий слой каучука между двумя слоями ткани и из этого материала шить водонепроницаемые плащи. В 1823 году в Глазго он начал мануфактурное производство водонепроницаемой одежды. Непромокаемый плащ из прорезиненной ткани до сих пор носит его имя. Но эти плащи зимой становились твёрдыми от холода, а летом расползались от жары.

·         В США вещи из каучука стали популярными в 1830-х годах, резиновые бутылки и обувь, сделанные южноамериканскими индейцами, импортировались в больших количествах. Другие резиновые изделия завозились из Англии, а в 1832 году в городе Роксбери штата Массачусетс Джон Хаскинс  и Эдвард Шафе  организовали первую «каучуковую» фабрику в США. Но производимые вещи, как и импортируемые, становились хрупкими зимой, и мягкими и липкими летом.

·         В 1834 году немецкий химик Фридрих Людерсдорф  и американский химик Натаниель Хейвард  обнаружили, что добавление серы к каучуку уменьшает или даже вовсе устраняет липкость изделий из каучука.

·         Американский изобретатель Чарльз Гудьир  с 1834 г. упорно пытался «спасти» каучук. Но только в 1839 г. ему повезло. В этом году он, используя открытия этих двух химиков, обнаружил, что нагревание каучука с серой устраняет его неблагоприятные свойства. Он положил на печь кусок покрытой каучуком ткани, на которую был нанесён слой серы. Через некоторое время он обнаружил кожеподобный материал — резину. Этот процесс был назван вулканизацией.

Внимание всех стран обратилось на добычу каучука.

Бразилия оказалась владетельницей громадных богатств. Чтобы сохранить их, правительство Бразилии издало закон, запрещающий под страхом смерти вывоз семян и молодых деревьев гевеи. Но было поздно.

По совету ботаника Дж. Гукера, англичанин Генри Викгем  поехал в 1876 году на берега Амазонки, где собрал 70 000 семян гевеи и контрабандно вывез их из Бразилии. Тайком доставил их в Королевский ботанический сад в Лондоне. Семена были высеяны, но взошло только 4%.

Однако через несколько дней сеянцы достигли полуметровой высоты и были использованы для высадки на плантациях сперва в Шри-Ланке, а затем в других тропических районах Восточного полушария. Затем такие же плантации были устроены в полосе 1100—1300 км по обе стороны от экватора. Около 99% плантационного каучука приходит из Юго-Восточной Азии.

Попытки высадить каучуконосные деревья в тропических областях Западного полушария закончились неудачей из-за болезней растений в тех местностях.

Компании, организовывавшие добычу, сбор и перевозку каучука, безжалостно калечили людей, занятых его сбором, стремясь как можно больше и дешевле получить его

Сборщику каучука много приходилось бродить по лесу в поисках гевей, так как они растут друг от друга на расстоянии 20—100 м. Серингеро, добывая сок гевеи, сам же его и обрабатывал в каучук.

Тут же в лесу раскладывал костёр, вырезал лопаточку в виде весла и обмазывал её глиной. Он садился на корточки, обмакивал лопаточку в сосуд с соком гевеи и держал в белом дыму костра, поворачивая над огнём. А когда вода испарялась, и вокруг лопаточки образовывалась тонкая плёнка каучука, серингеро снова макал её в сок гевеи и снова коптил в дыму костра. Это продолжалось до тех пор, пока вокруг лопатки не образовывался большой ком килограммов в 5 весом. Затем серингеро разрезал его и снимал с лопатки в виде листа толщиной в 10 см. Это был лучший и, благодаря копчению, не загнивавший каучук. Но серингеро гибли от тяжёлого труда, укусов змей, малярии и других болезней. Вот что писал один инженер, прибывший в 1907 году в район Путумайо: «Индейцы имеют ужасный вид, они еле двигаются от слабости и истощения. С каждого индейца в месяц требуется до 25 кг каучука.

Каждые 10 дней индейцы сдают собранный каучук. Если стрелка весов показывает норму, они смеются и пляшут. При нехватке каучука индеец бросается на землю и ждёт наказания. Не выдерживая такой работы, истязаний, индейцы бегут. Если беглеца находят в какой-либо хижине, то её обливают керосином и сжигают вместе со всеми жителями. В выбегающих стреляют». Всё это происходило в XX веке.

 

Применение

 В чистом виде натуральный каучук практически не используется из-за его поведения в низких и повышенных температурах. А вот вулканизированный натуральный каучук чаще всего служит сырьем для производства резины и всевозможных изделий из нее. В первую очередь, именно шинная промышленность нуждается в каучуке природного происхождения. Из него производят летние и зимние шины, а также шины для велосипедов, автомобилей, тракторов, специальной техники.

Стоит понимать, что для производства резины и шин, в том числе, используется не только каучук, но и различные наполнители, пластификаторы, противостарители, катализаторы и другие вещества. Это необходимо для ускорения или упрощения процесса производства или же для придания дополнительных свойств изделиям. Например, противостарители нужны для замедления старения резины и тем самым увеличения срока эксплуатации изделий из нее, а катализаторы вводят для того, чтобы ускорить процесс вулканизации.

Заполните лист самооценки.

 

На листе самооценки нарисуйте себя на «Лесенке успеха».

 

 

 

        Закрепление  новых знаний. Выполните один или несколько вариантов.

 

Вариант А.

1. Диеновые углеводороды имеют формулу:

а) С_nН_{2n + 2}; б) С_nС_2n; в) С_nН_n; г) С_nН_{2n – 2}

2. Кратные связи в углеводороде:

СН₂ = СН – СН = СН – СН₃ называются

а) кумулированные.

б) сопряженные.

в) изолированные.

3. Укажите тип гибридизации атомов углерода в веществе:

СН₂  = С = СН – СН₃

4. Исходным веществом для синтеза бутадиена 1, 3 по методу Лебедева является

а) бутиловый спирт

б) бутен-1.

в) этиловый спирт.

5. Диеновые углеводороды являются межклассовыми изомерами:

а) алканов.

б) алкенов в) алкинов.

6. Алкадиены способны присоединять:

а) водород

б) галогеноводороды.

в) галогены.

г) все ответы верны.

 

 

 

Вариант В.

Характеристика алкадиенов

Виды алкадиенов	Формулы веществ	Характеристика	Гибридизация
Кумулированные
Сопряженные
Изолированные

 

Вариант С.

Выполнить кроссворд  «Алкадиены» :

По вертикали: 1. Технологический процесс превращения сырого каучука в резину, обычно нагреванием с серой. 2. Способность каучука испытывать значительные упругие деформации при сравнительно небольшой действующей силе, например растягиваться, сжиматься, а затем восстанавливать прежнюю форму после прекращения действия силы. 3. Полимер изопрена, обладающий при обычных температурах высокоэластичными свойствами и используемый для получения резины. 4. Страна, жители которой словом «каучу» назвали продукт, добываемый из гевеи – дерева, в млечном соке которого содержится натуральный каучук. 5. Натуральный каучук состоит из двух химических элементов – углерода и ... . 6. Диеновый углеводород с сопряженными двойными связями; бесцветный газ с характерным запахом, горюч, взрывоопасен, имеет другое название – бутадиен-1,3. 7. 2-Метилбутадиен-1,3, CH₂=C(CH₃)–CH=CH₂ – ненасыщенный углеводород ряда C_nH_2n–2; бесцветная, легкокипящая жидкость, растворим в спирте, применяется для получения синтетического каучука. 8. Твердая резина – продукт вулканизации натуральных и синтетических каучуков большими количествами серы, электроизоляционный материал. 9. Термин для обозначения ненасыщенных углеводородов с двумя двойными связями в молекуле.

Ответы на кроссворд:

По вертикали: 1. Вулканизация. 2. Эластичность. 3. Каучук. 4. Бразилия. 5. Водорода. 6. Дивинил. 7. Изопрен. 8. Эбонит. 9. Диеновые.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru