Презентація «Роль органічної хімії у розв’язанні сировинної та енергетичної проблем» з хімії для 10 класу

Не називайте тему одразу. Запитайте, звідки беруть матеріали для речей і чим забезпечують рух транспорту. Нехай учні висловлять припущення, а відповідь відкриють на наступному слайді.

Тепер назвіть тему уроку. Попросіть учнів визначити дві проблеми, які постали в загадці. Нафта й природний газ можуть бути сировиною для виробництва речовин і джерелами енергії. Відповідь для вчителя. Сировину варто комплексно переробляти й використовувати повторно, а для забезпечення енергією розвивати біопаливо та енергозбереження.

Поясніть, що це три запитання, на які клас шукатиме відповіді протягом уроку. Сировинна й енергетична проблеми пов’язані, адже нафту та газ використовують і у виробництві, і як паливо. Не ототожнюйте всю рослинну сировину з готовим біопаливом.

Прочитайте результати як орієнтири для роботи, а не як готові відповіді. Наприкінці уроку попросіть учнів перевірити себе за цим переліком. Зверніть увагу, що вторинна сировина вже була у використанні.

Покажіть на схемі два атоми Карбону та групу OH. Підручник Савчин називає спирт серед хімічних речовин, які використовують як джерела енергії. C₂H₆O є молекулярною формулою етанолу. C₂H₅OH є скороченою структурною формулою, яка показує групу OH.

Попросіть учнів спершу самостійно сформулювати ознаку класифікації. Природну сировину беруть із природних джерел, а вторинну отримують із матеріалів, що вже були у використанні. Обговоріть, чому сортування полегшує повторне використання.

Розгляньте речовини з ланцюжка перетворень (Савчин, с. 167) як приклад одержання продуктів різних класів. На схемі згруповано їх за класами, а не показано готову технологічну установку. Типова помилка полягає в тому, що учні вважають усі органічні речовини вуглеводнями.

Підручник наводить приблизно 7 % промислової продукції та 13–20 % енергії, яку споживає вся промисловість. Показники для інших галузей і останній рядок обчислено з цих чисел. Попросіть учнів порівняти частку продукції з часткою спожитої енергії.

Адольф Байер (1835–1917) здійснив штучний синтез індиго. Це приклад створення потрібної органічної речовини. Запитайте, де застосовують барвники. Підручник називає, зокрема, тканини, шкіру й папір.

Можливі приклади продуктів: папір і целюлоза. Учні можуть запропонувати збирати використаний папір як вторинну сировину, щоб ощадніше використовувати деревину. Попросіть розрізнити одержання кількох продуктів із деревини та повторне використання готового паперу.

Гідратацією називають приєднання молекул води. Етен приєднує воду за наявності каталізатора (фосфатної кислоти) під час нагрівання й підвищеного тиску. Запропонуйте перевірити баланс атомів у рівнянні.

Покажіть, що з етанової кислоти й етанолу утворюється етилетаноат. Цю реакцію називають естерифікацією. Вона оборотна й відбувається за наявності концентрованої сульфатної кислоти. Попросіть учнів перевірити кількість атомів в обох частинах рівняння.

Порівняйте природні джерела з відходами, які можуть стати вторинною сировиною. Комплексна переробка дає змогу отримати кілька продуктів з одного виду сировини. Рециркуляція означає повернення потоку речовин у виробництво, а регенерація означає відновлення властивостей використаного матеріалу. Обидва способи описано в підручнику Савчин (с. 165–166).

Повторна переробка паперу допомагає ощадніше використовувати сировину, а використання соломи як палива стосується забезпечення енергією. Обговоріть, що обидва рішення пов’язані з раціональним використанням ресурсів. Нагадайте також про безпечне поводження з відходами.

Підручник Савчин розглядає водень як перспективне паливо і називає воду продуктом його згоряння. Порівняйте молекули на схемі та перевірте коефіцієнти в рівнянні. Електроліз води потребує значних витрат електроенергії; безпечне зберігання водню лишається завданням.

Попросіть учнів назвати, яка розробка насамперед стосується енергії, а яка сировини. Нагадайте будову композиту. Він має пластмасову основу та наповнювач. Окремі розробки можуть допомагати в розв’язанні обох проблем. Прикладом рослинної сировини для виробництва біопалива є ріпакова олія (Савчин, с. 169). Безпечні для довкілля замкнені технології розвиває «зелена хімія».

Правильна відповідь полягає у використанні рослинної сировини. Попросіть навести приклад такої сировини, наприклад ріпакову олію. Типова помилка полягає в ототожненні біопалива з будь-яким паливом природного походження.

Правильна відповідь полягає в одержанні різноманітної продукції з одного виду сировини. Попросіть пояснити це на прикладі деревини. Типова помилка полягає в змішуванні комплексного використання з повторним використанням одного готового виробу.

Поверніться до трьох запитань на початку уроку й отримайте коротку відповідь на кожне. Попросіть учнів пояснити, чому один спосіб не розв’яже обидві проблеми повністю. Підкресліть думку підручника про поєднання нових речовин, технологій та ощадного природокористування.

Завдання 557 просить схарактеризувати роль органічної хімії у створенні матеріалів та розв’язанні двох розглянутих проблем. Порадьте відповісти окремо про сировину й енергію, навівши по одному прикладу. Для побутового прикладу достатньо назвати матеріал і можливий спосіб його повторного використання.