Роль и место физических методов исследования при изучении некоторых разделов химии высокомолекулярных соединений в школе и в вузе (стр. 8 из 12)
• Производные фенола, используемые в качестве антиоксидантов.
• Жидкий деполимеризованный натуральный каучук, используемый в качестве сшиваемого полимерного пластификатора.
• Эпоксидированное соевое масло, используемое в качестве пластификатора…
Рисунок 11: Matrix PID
FTIR может сочетаться с пиролизом, что упрощает приготовление образца, или же с гельпроникающей хроматографией, которая позволяет пролить свет на развитие химических структур [28-32].
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1 Мои уроки
Урок 1. Тема урок. Понятие о высокомолекулярных соединениях
Цель урока: Систематизировать и углубить знания учащихся о высокомолекулярных веществах.
Задачи: 1. ввести понятия – мономер, полимер, степень полимеризации, структурное звено, средняя молекулярная масса. 2. Ознакомить с разными структурами полимеров (линейной, разветвлённой и др.). 3. научить доказывать влияние строения полимеров на их свойства. Ученики должны узнать сущность реакций полимеризации и поликонденсации, уметь записывать уравнения химических реакций.
Материалы и оборудование: моделимолекул этилена, пропилена, хлорвинила, стирола; выставка изделий из пластмасс и полимеров.
Тип урока: комбинированный, с элементами беседы и лекции.
1.Организационый момент, т.е. приветствие, проверка присутствующих (1-2 мин.).
I. Опрос домашнего задания и подготовка к восприятию нового материала (10-12 мин.).
Фронтальная беседа.
Вопросы:
Какие углеводороды вы знаете?
Ответ: В органической химии различают предельные углеводороды (алканы), непредельные (алкены, алкадиены и алкины) и ароматические углеводороды.
2.Какие углеводороды называются непредельными и как их подразделяют? Напишите общие формулы непредельных углеводородов?
Ответ. Непредельными называются углеводороды, молекулы которых содержат кратные (двойные или тройные) связи. Общая формула углеводородов, содержащих одну двойную связь (алкенов) – CnH2n. Общая формула углеводородов с двумя двойными связями (диенов) - CnH2n-2. Такую же формулу имеют УВ с одной тройной связью (алкины).
3. Какие из углеводородов способны вступать в реакцию полимеризации?
Ответ: В реакции полимеризации способны вступать алкены, диеновые углеводороды, алкины. Из ароматических углеводородов стирол участвует в реакциях полимеризации.
4. Почему именно из этих углеводородов можно получить полимеры?
Ответ: Непредельные углеводороды вступают в реакцию полимеризации из-за наличия у них в молекулах кратных связей, которые разрываются вследствие соединения молекул друг с другом.
Участие стирола
в реакции полимеризации объясняется тем, что в боковой цепи его молекул содержится непредельный радикал винил.II. Изучение нового материала (20-25 мин.).
Полимеры – высокомолекулярные соединения, вещества с большой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число полимеров получают синтетическим путем на основе простейших соединений элементов природного происхождения путем реакций полимеризации, поликонденсации, и химических превращений.
1.Значение высокомолекулярных соединений.
2.Основные понятия (например, реакций полимеризации этилена):
мономер, полимер, структурное звено, степень полимеризации.
3. Геометрическая структура или форма макромолекулы полимеры:
линейная, разветвленная, пространственная.
4. Характеристика молекулярной массы полимера.
5. Свойства полимеров:
высокая механическая прочность, не имеют определённой температуры плавления и кипения, отсутствие летучести, вязкость растворов, нерастворимость в воде.
6. Способы получения (синтеза) полимеров:
а) Реакция полимеризации; б) Реакция поликонденсации
1. Полимеризация - это процесс образования высокомолекулярных соединений по цепному механизму без выделения низкомолекулярного соединения.
2. Полиприсоединения - это процесс образования высокомолекулярных соединений по ступенчатому механизму без выделения низкомолекулярных продуктов.
3. поликонденсация – это получение высокомолекулярного соединения по ступенчатому механизму с выделением низкомолекулярного продукта.
7. Экологические проблемы, связанные с полимерами.
Синтетические полимеры имеют определенные преимущества по сравнению с другими материалами (например, древесиной или сталью), поэтому они находят широкое практическое применение. Однако ликвидация отходов, содержащих синтетические полимеры, представляет чрезвычайно серьезную экологическую проблему. Например, при сжигании поливинилхлорида на мусоросжигательных заводах могут образовываться диоксины и выделяться тяжелые металлы. Кроме того, синтетические полимеры имеют низкую термостойкость, при нагревании они разлагаются с образованием токсичных продуктов. Некоторые синтетические полимеры выделяют вредные для здоровья пары (особенно фенолформальдегидные смолы, используемые в качестве связывающих веществ в древесно-стружечных плитах и покрытиях).
Знаете ли вы что…
1. Сложность повторного использования резины из старых шин связана с тем, что она вулканизированная.
Американские ученые обнаружили в горячих источниках Йеллоустонского национального парка бактерии, которые способны переваривать серные мостики в вулканизированной резине. Получается сырая резина, которая в количестве до 20 % можно вводить в массу для изготовления новых шин.
2. Применение отслужившим шинам свое автомобильным шинам нашла австралийская фирма «Марвел-Линк». Там из старых шин делают резиновый порошок, который можно использовать тремя способами. Во-первых, порошок из старой резины можно в количестве до 50 % добавлять в новую резину при изготовлении новых шин. Во-вторых, после специальной обработки такой порошок сильно поглощает нефть и может использоваться для сбора нефти, разлитой при разных авариях, в том числе и с поверхности воды. В-третьих, резиновым порошком можно засыпать городские свалки, ведь сейчас для этого тратится ценный стройматериал – крупный карьерный песок.
8.Общий вывод по уроку.
III. Закрепление знаний по пройденной теме (5 мин.).
1.Задание на дом.
Записи в тетради, упражнения 1-3.
2. Фронтальная беседа.
а) Почему структурным звеном полиэтилена считают − CH2 − CH2−, а не − CH2 − ?
б) Широко распространённый полимер полихлорвинил (поливинилхлорид) имеет строение:
Найдите структурное звено полимера и определите структурную формулу мономера.
в) Полиэтилен с молекулярной массой около 500 представляет собой вязкую жидкость. Вычислите степенью полимеризации такого полиэтилена.
Урок 2. Тема. Синтетические волокна
Цель урока: 1. Обобщить и углубить знания учащихся о волокнах, их классификации, строении, свойствах. Ввести понятие синтетических волокон.
Научить записывать в общем виде уравнения получения синтетических волокон 3. Научить учащихся сравнивать, обобщать, высказывать суждение о свойствах веществ на основе их строения.
Тип урока: лекция.
Ход урока
I. Подготовка к восприятию нового материала.
Фронтальная беседа.
1. Как классифицируют волокна?
2. Какие вы знаете волокна? Каковы их свойства? Где они применяются?
II. Изучение нового материала.
1. Кратко о классификации волокон.
Демонстрация: «Коллекция волокон», «Образцы синтетических волокон».
2. Синтетическое волокно – лавсан: объяснить его название, сырьё, свойства и применения.
3. Синтетическое волокно – капрон: сырьё, свойства и применения.
III. Закрепление новых знаний.
1.Задание на дом.
Записи в тетради, упражнения 1-2, подготовка к практической работе.
Для практической работы перечертить таблицу, только написать полиэтилен, поливинилхлорид, фенол-формальдегидные смолы, капрон, полистирол. Для волокон – таблица, выписать хлопок, шерсть, лавсан, капрон.
2.Фронтальная беседа:
Самостоятельная работа по карточкам (на 10 мин.) по одному вопросу.
Карточка №1. Широко распространённый полимер полихлорвинил (поливинилхлорид) имеет строение:
Найдите структурное звено полимера и определение структурную формулу мономера.
Карточка №2. Какими признаками должны характеризоваться вещества, вступающие в реакции: а) полимеризации; б) поликонденсации? Приведите примеры.
Карточка №3. Опишите свойства полиэтилена и полипропилена. Где они применяются?
Урок 3. Тема. Распознание пластмасс и химических волокон.
Тип урока: Практическая работа
Цель урока: 1. Закрепить и углубить знания учащихся о пластмассах и химических волокнах. 2.Научить умению определять пластмассы и химические волокна, соблюдать правила по технике безопасности при работе с органическими веществами.
Ход урока
I. Подготовка к выполнению практической работы.
1. Беседа учителя о правилах по технике безопасности при работе с органическими веществами. 2. Порядок выполнения работы (беседа).
II. Проведение практической работы.