Презентація «Полімери та синтетичні високомолекулярні сполуки» з хімії для 10 класу

Не називайте тему відразу. Прочитайте підказки й дайте учням висловити припущення. Відповідь, полімери. Різна довжина їхніх молекул пояснює плавлення в інтервалі температур.

Відкрийте тему після відповіді на загадку. Серед природних полімерів учні можуть назвати целюлозу й білки, серед синтетичних, поліетилен. Природні полімери створює природа, а синтетичні добувають хімічними реакціями з речовин неполімерної будови.

Окресліть маршрут уроку від будови до властивостей і способів добування. Поясніть, що поліетилен слугуватиме конкретним прикладом для розмови про синтетичні полімери. Зверніть увагу, що не всі полімери поводяться однаково під час нагрівання.

Прочитайте результати як запитання до себе наприкінці уроку. Учень має не лише впізнати назви процесів, а й пояснити їхню відмінність. Останній результат пов’язаний із поділом полімерів за відношенням до нагрівання.

Покажіть, яка група атомів повторюється в ланцюзі поліетилену. Літера n позначає кількість ланок у макромолекулі, її називають ступенем полімеризації. У зразку полімеру макромолекули мають різну довжину. Типова помилка полягає в перенесенні подвійного зв’язку етену до ланки поліетилену.

Класифікуйте полімери за походженням, а не за виглядом виробу. Штучний шовк із целюлози є прикладом видозміненого природного полімеру, а поліетилен належить до синтетичних. На схемі показані фрагменти двох синтетичних полімерів. Типова помилка полягає в ототожненні штучних і синтетичних полімерів.

Відповідь, штучний шовк. Попросіть учнів назвати спільну ознаку решти прикладів, вони є природними полімерами. Потім уточніть, що штучний шовк добувають із целюлози, тому він не належить до синтетичних полімерів. Типова помилка полягає в думці, що слово «штучний» обов’язково означає синтез із мономерів.

Зіставте кожну властивість із будовою макромолекул. Різна довжина ланцюгів пояснює, чому полімер плавиться в інтервалі температур. «Зшиті» ланцюги сітчастого полімеру важко розділити розчинником, на відміну від окремих лінійних ланцюгів. Не варто узагальнювати, що всі полімери розчиняються або витримують повторне нагрівання.

Порівняйте підручникові умови добування поліетилену низького й високого тиску. За низького тиску, 0,2–2,5 МПа і 80–100 °C, утворюється поліетилен із лінійною структурою. За високого тиску, 150–300 МПа і 200–280 °C, структура розгалужена. Нижні й верхні межі плавлення взято з тієї самої сторінки. Мономером обох різновидів є етен, ненасичений вуглеводень. На схемі показані лише фрагменти ланцюгів.

Розкажіть, що Йенс Берцеліус увів термін «полімерія» 1833 року для позначення особливого виду ізомерії. Полімери в сучасному розумінні на той час іще не були відомі, але термін зберігся. Це історія назви, а не дата відкриття поліетилену.

Відповідь, полімер із лінійними ланцюгами може розчинятися з утворенням в’язкого розчину. Попросіть учнів пояснити, чому зшиті ланцюги сітчастого полімеру розчинник не може так само розділити. Уточніть, що йдеться про придатний розчинник, а не обов’язково про воду. Сітчастий полімер може набрякати.

Простежте, як із молекул ненасиченого мономера утворюється ланцюг з одинарними зв’язками. Основний підручник пояснює початок полімеризації етену дією ініціаторів. Для цього слайда важливо побачити зміну будови, а не відтворювати всі стадії механізму. На схемі число 3 лише показує приклад значення n. Зображений праворуч фрагмент має відкриті кінці й містить три ланки поліетилену.

Покажіть протилежний напрямок перетворення порівняно з попереднім слайдом. Позначка t над стрілкою вказує на нагрівання. За нагрівання ланцюги можуть розщеплюватися до мономера, цей процес називають деполімеризацією. У додатковому підручнику наведено розклад поліетилену як лабораторний спосіб добування етену. Зображений ліворуч фрагмент має відкриті кінці й містить три ланки поліетилену. Плавлення поліетилену саме по собі не означає деполімеризації.

Нафта й природний газ є джерелами сировини виробництва, а не готовими синтетичними полімерами. Основний підручник зазначає, що поліетилен промислово добувають полімеризацією етену за різних умов. За низького тиску утворюється поліетилен із лінійною структурою, за високого тиску, із розгалуженою. Типова помилка полягає в твердженні, що поліетилен видобувають із природного газу в готовому вигляді.

Попросіть учнів знайти властивість або особливість виготовлення за кожним застосуванням. Підручник пояснює міцність плівок і волокон орієнтацією витягнутих полімерних ланцюгів. Нагадайте, що пластмаса як матеріал може містити добавки, зокрема пластифікатори й наповнювачі. Типова помилка полягає в тому, що будь-яку пластмасу вважають чистим полімером без добавок.

Правильна відповідь, етен. Попросіть учня назвати його формулу та показати подвійний зв’язок на схемі полімеризації. Типова помилка полягає в плутанні етену з етаном, у молекулі якого немає подвійного зв’язку.

Правильна відповідь, низькомолекулярна речовина, найчастіше вода. Запропонуйте порівняти це з полімеризацією етену, схема якої не містить побічного продукту. Типова помилка полягає в ототожненні полімеризації та поліконденсації лише тому, що обидва процеси приводять до утворення полімерів.

Правильна відповідь, термопластичний полімер. Попросіть пояснити, що відбувається після його охолодження та повторного нагрівання. Типова помилка полягає в думці, що термореактивний полімер після тверднення так само можна повернути до попереднього стану.

Поверніться до очікуваних результатів і попросіть учнів перевірити себе без підказок. Особливо важливо пов’язати будову ланцюгів із розчиненням і поведінкою під час нагрівання. Якщо клас вагається з двома способами добування, нагадайте про побічний продукт поліконденсації. Поліетилен є одним прикладом, а не моделлю всіх властивостей полімерів.

Запропонуйте оформити порівняння двома короткими колонками без переписування параграфа. У відповіді про способи утворення полімерів учень має згадати побічний продукт поліконденсації. Попросіть додати один приклад полімеру до пояснення про термопластичність. Типова помилка полягає в описі лише нагрівання без згадки про можливість повторно надати форму.