Природный каучук
методическая разработка по химии (10 класс) на тему

1. Габдрахманова Зульфия Махмутовна,  учитель химии  МБОУ «СОШ № 4,г.Мамадыш» (S4.Mam@edu.tatar.ru)

2. Муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №4,  г.Мамадыш  РТ

3.   Разработка урока по теме «Природный каучук» (химия, 10 класс)

                        Тема урока «Природный каучук»

Цель урока:

1. закрепить знания учащихся о диеновых углеводородах.

2. рассмотреть  историю открытия каучука и историю его применения.
3. изучить строение, свойства  натурального каучука и его значение в жизни.
4. создать условия для развития умения самостоятельно приобретать знания, используя различные источники информации.
5. формировать опыт творческой деятельности, опыт делового общения.

Тип урока: комбинированный.

Практикум к уроку:

 Демонстрация:  разложение каучука при нагревании и испытание продуктов разложения.

                                               План урока

1.Орг. момент.

2. Тест по теме: «Диеновые углеводороды».

3. Новая тема: «Природный каучук».

     3.1. История открытия каучука.

     3.2. История применения каучука.

     3.3. Состав и строение каучука.

     3.4. Физические свойства каучука.

     3.5. Значение каучука в нашей жизни.

4. Закрепление изученного материала. (Химический диктант).

5. Домашнее задание.

                                          Конспект урока.

1.Организационный момент.

 Добрый день.

 Цель нашего сегодняшнего урока:

1. закрепить знания  о диеновых углеводородах.
2. рассмотреть историю открытия каучука и историю его применения.
3. изучить строение, свойства и значение натурального каучука.
4. уметь самостоятельно приобретать знания, используя различные источники информации.
5. формировать опыт творческой деятельности, опыт делового общения.

(Слайд 1.2)

2. Актуализация знаний.

На прошлом уроке мы изучали тему: «Диеновые углеводороды». И сейчас проведем небольшой тестовый опрос по данной теме.

                                                      1 вариант.

1.Назовите данные углеводороды:

               а)  CH2 = C - CH2  – СH = CH2

                                |        

                             CH3

              в)   CH2 = C - CH  = СH – CH2 – CH3

                                |        

                             C2H5

2.Укажите, какие из приведенных веществ являются изомерами по отношению друг к другу:

а)  CH2 = CH - CH2  – СH = CH2

в)   CH2 = CН - CH  = СH – CH2 – CH3

г)     CH2 = CH - CH  = СH - CH3

3.Допиши уравнение реакции:

        CH2 = CH - CH = CH2 + Br2 →

   2 вариант.

    1.Назовите данные углеводороды:

  а)  CH2 = CН - CH2  – СH - CH - CH  = СH - CH3

                                          |        |        

                                      CH3   CH3

  в)   CH2 = C  – CH2 – CH2 – СH = CH2

                     |        

                   C2H5

2.Укажите, какие из приведенных веществ являются изомерами по отношению друг к другу:

а)  CH2 = CH - CH2  – СH2 - CH2  – СH = СН2

в)   CH2 = CН - CH  = СH – CH2 – CH3

г)     CH2 = CH - CH  = СH – CH2– CH2 - CH3

3.Допиши уравнение реакции:

        CH2 = CH - CH = CH2 + О2 →

3.Новая тема.

   Переходим к изучению новой темы: « Природный каучук» (Слайд 1.1)

  3.1.История открытия каучука.

 Выслушаем выступление по теме: «История открытия каучука». (Выступление студента  сопровождается показом презентации).

(Слайды 2.1-2.8)

  3.2. История применения каучука.

 Каучук не сразу получил признание у европейцев. Они сначала просто не знали, что с ним делать. Одним из первых нашел применения каучуку английский химик Джозеф Пристли. Он приспособился стирать карандашные заметки шариком каучука.
В Вене в 1821 году открылась первая фабрика по производству изделий из каучука. ( Слайд 1.3)
В Англии, когда в городах начали вводить газовое освещение, на газовых заводах скопилось довольно много продуктов сухой перегонки каменного угля. Шотландский химик Макинтош закупил их, чтобы использовать для изготовления непромокаемой одежды. Он растворял в этих продуктах каучук, а затем покрывал таким раствором ткани. С того времени плащ из непромокаемой ткани носит название «макинтош». (Слайд 1.4)
Однако вскоре пришлось убедиться, что при всей своей полезности  изготовленная таким образом одежда имеет существенные недостатки, при низкой температуре ткань становится жесткой и ломкой, а при нагревании наоборот, делается липкой. (Слайд 1.5)
Стало ясно, что у нового материала есть огромные недостатки, и фабрики по производству изделий из него придется закрыть (Слайд 1.6)

Имя человека, который спас каучук, Чарльз Гудьир. Этот одержимый изобретатель решил вылечить каучук. Для этого он смешивал его с любыми попадавшимися под руку предметами: солью, сахаром, перцем, речным песком. Результата никакого. В ход пошли орехи, сыр. Не подошло. Не помогли и чернила. А тут еще кончились деньги. И тут помог случай. Последний кусок каучука и сера лежали рядом всю ночь около печки. Получилась известная всем резина – она была эластичной и прочной при различных температурах, не твердела при умеренном холоде и не расползалась на жаре. Ясно, что открыт, был новый процесс. Но как его назвать? Поскольку жар и сера  были главными атрибутами римского бога огня Вулкана, процесс назвали вулканизацией. (Слайд 1.7)

 (Рассказ преподавателя сопровождается показом презентации).

3.3.Состав и строение природного каучука.  

Для выяснения строения молекулы природного каучука, проведем небольшой эксперимент. (Для его проведения вызывается один из  студентов группы).  

Небольшой кусочек каучука помещаем в пробирку и закрываем ее пробкой с газоотводной трубкой. Конец газоотводной трубки помещаем в пробирку с раствором  КМпО4.

При нагревании каучука, продукты его разложения поступают в приёмник с раствором КМпО4, который постепенно обесцвечивается.

 Вопрос: Почему обесцветился раствор? Какие соединения обесцвечивают раствор КМпО4?

 Вывод: Вещество, поступающее в приемник – непредельный углеводород   (вывод делают учащиеся). 

  Правильно, в продуктах разложения природного каучука содержатся непредельные соединения. Экспериментально доказано, что это два метил 1,3 бутадиен ( изопрен).              

                                    CH2 = C - CH = CH2

                                                |        

                                              CH3

  Следовательно, макромолекула натурального каучука состоит из макромолекул изопрена.  (Слайд 1.8)

Процесс полимеризации  изопрена можно изобразить так:

   CH2 = C - CH = CH2 + CH2 = C - CH = CH2 + ...→

               |                                     |        

             CH3                                CH3

Обратите внимание на то, что - CH2- группы находятся по одну сторону двойных связей.

Такое пространственное строение молекул полимеров называется стереорегулярным. Именно такое строение молекул придает натуральному каучуку эластичность. (Слайд 1.9)

В состав природного каучука будет входить:

1. углеводород полиизопрен-91,9%

2. белки и аминокислоты- 2,2-3,8%

3. высшие органические кислоты- 1,5 – 4%

4. металлы побочных подгрупп- медь до 0,0008%

                                                       -железо до 0,01%

                                                       - марганец до 0, 001%

5. вода. (Слайд 1.10)

3.3.Физические свойства природного каучука.  

Для рассмотрения физических свойств  природного  каучука  возьмем  образец каучука.

Если мы придадим ему внешнюю силу, он сжимается.  А если ее убрать, она принимает прежнюю форму. Ценным свойством является водо- и газонепроницаемость. Кроме того,  он является хорошим электроизолятором. При повышенной температуре каучук становится мягким и липким, а на холоде – твердым и хрупким. При долгом хранении каучук твердеет.

(Слайд 1.11)

3.4.Значение каучука в нашей жизни.

Выслушаем выступление по теме: «Значение каучука в нашей жизни». (Выступление студента  сопровождается показом презентации).

 (Слайды 3.1-3.12)

4.Закрепление изученного материала.

Для закрепления знаний по пройденной теме проведем химический диктант.

1.Млечный сок дерева гевеи называется (латекс).

2.Реакция, в процессе которого получают из многих одинаковых молекул более крупные называется (реакцией полимеризации).

     3. Стереорегулярное строение молекулы натурального каучука придает ем

        свойство (эластичности).

      4.Мономером природного каучука является (изопрен).

      5.При повышенной температуре каучук становится (мягким) и (липким).

      6. В результате процесса вулканизации каучука получают (резину).

      (Слайд 1.12-1.13)

5.Домашнее задание.

              Осуществите превращения:

                                   1 вариант

                            Н2          Вr2             КОН

         С3 Н4 ------------А -------------Б -----------В

                                         2 вариант

                       Н2                    Сl2             КОН

          С4 Н6 ------------А -------------Б -----------В

 (Слайд 1.14)

6. Подведение итогов. Сегодня на уроке мы с вами постарались "вникнуть в суть" вопроса, не боялись ошибаться и исправляться. Не бойтесь своих мыслей и в жизни, не бойтесь признавать ошибки, но помните слова китайского мыслителя - "при этом важно самому исправиться".  (Выставляются оценки за урок.)

Смелых вам идей и хорошего настроения!

                                        Сообщения учащихся.

                                История открытия  каучука.

   Моряки Колумба, отправившиеся на поиски стран в надежде найти несметные сокровища, золото и драгоценные камни и представить себе не могли, что среди их находок едва ли не самое главное значение имели образцы привезенного в Европу натурального каучука. (Слайд 2.1-2.2)

   Великое путешествие в Бразилию открыло для европейцев новую эпоху- эпоху каучука. Слово «каучук» происходит от индейских слов «кау»- дерево и «учу»- течь, плакать, т.е. буквально означает «слезы дерева».   (Слайд 2.3)

 Да, есть такие деревья, которые действительно как бы плачут, когда надрезают их кору. Слезы у дерева белые, как молоко. Конечно, это не слезы, а млечный сок - по-испански «латекс». (Слайд 2.4)

 Его собирают из надрезов коры тропического каучуконосного дерева бразильской гевеи.  (Слайд 2.5-2.6)

 Высота гевеи может достигать 30 м., а диаметр ствола- 3м. Млечный сок, содержащий каучук заключен в млечных сосудах, образующих систему, расположенную под корой дерева. Добычу каучука начинают после достижения деревом возраста 5-7 лет. На воздухе латока сравнительно быстро свертывается и превращается в темный смолообразный продукт- каучук. Самая «урожайная» гевея дает в день всего 20 г. своих «слез». В год от одного дерева можно получить 2-3 кг. каучука. (Слайд 2.7)

   В 1493 г. Христофор Колумб увидел  на острове Гаити туземцев, игравших в мяч. Хотя это казалось невероятным, но, ударяясь о землю, мяч высоко подскакивал в воздух. Колумб привез несколько образцов этого удивительного вещества в Европу, но в то время им никто не заинтересовался. Он долгое время хранился в кунсткамере (собрание редкостей) при дворе испанского короля. Позднее обнаружилось, что этот материал обладает замечательными свойствами. (Слайд 2.8)

                             Значение каучука в нашей жизни

Тысячелетиями люди жили, не зная каучука. Современная техника уже не та, что прежде. И где бы не шумел мотор: в небе ли на самолете, на земле ли в автомобиле или в подлодке – везде и всюду необходим каучук. Средний расход каучука на 1 самолет превышает 600 кг. (Слайд 3.1-3.2)
Но еще больше, чем в небе, нужен каучук на земле. Десятки миллионов автомобилей день и ночь стучат по дорогам земного шара. До второй мировой войны автотранспорт поглощал свыше трех четвертей всей мировой добычи каучука. Около миллиона тонн! (Слайд 3.3)

 Во время войны он требует еще больше каучука. Танки, бронеавтомобили, самоходные пушки, тяжелые орудия, зенитные батареи движутся на резиновых шинах. Вес шин на германском «Тигре» 600кг. (Слайд 3.4)

 Перечень резиновых изделий, без которых нельзя воевать, бесконечен: противогазы, резиновые подошвы для армейских сапог, резиновые плащ-палатки. Каучук необходим для войны.  (Слайд 3.5)

Но каучук не менее важен и в мирное время. Резиновые грелки, резиновые пузыри для льда, кислородные подушки, хирургические перчатки, трубки для переливания крови и десятки других резиновых изделий, так нужных медицине. Промышленность, транспорт требуют сотни миллионов резиновых изделий. Требуется каучук и для производства резиновых калош, сапог, бесчисленных изделий санитарии и гигиены, детских игрушек. Всего не перечислишь. Без каучука современный человек сразу бы лишился всех благ цивилизации: авиации, автотранспорта, связи удобной одежды и обуви, телевидения, радио и многого другого. (Слайд 3.6-3.12)

                                               Муниципальное общеобразовательное учреждение

 Средняя общеобразовательная школа №4 города Мамадыш Р.Т.

            Открытый урок на тему:

            «Природный каучук»

                                                                                      Автор – разработчик:

                                                                         преподаватель Габдрахманова З.М.

                                                      2011

Список литературы.

1. Каучук и резина. Наука и технология под ред. Дж.Марка, Б.Эрмана, Ф.Эйрича.
2. Справочник резинщика. М., 1971,  Догадкин Б.А.
3. «Книга для чтения по химии (часть вторая)»: К.Я.Парменов, Л.М.Сморгонский, Л.А.Цветков
4. Справочник химика. Л., Лен.отд. ГХИ, 1963 Т.2.
5. Компьютерная энциклопедия «Природа»
6. Компьютерная энциклопедия «Наука»
7. Расчеты и конструирование резиновых изделий. Л., 1987