Природні й синтетичні органічні сполуки

Тема. Природні й синтетичні органічні сполуки.

Мета. Ознайомити учнів з різно­манітністю волокон; на прикладі ацетатного волокна узагальнити знання про полімери; розвивати інтелектуальні вміння учнів по­рівнювати, застосовувати анало­гію між природними й хімічними високомолекулярними сполука­ми; вивчити основні поняття високомолекулярної хімії.

Обладнання. Колекції природних і синтетичних органічних сполук.

Форми і методи роботи. Індивідуальні (виконання тестів); бесіда, розповідь; пошукові (підбір інформації для повідомлень).

Тип уроку. Вивчення нового мате­ріалу.

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Повідомлення теми і мети уроку.

 ІІ.  Актуалізація опорних знань учнів.

Виконання тестових завдань.

1. Крохмаль утворюється в рослинах у результаті процесу:

а) фотосинтезу;         б) гідролізу;       в) естерифікації.

2. Для добування штучного ацетатного волокна використовують:

а) крохмаль;              б) целюлозу;      в) сахарозу.

3. Кислотні властивості амінокислот зумовлені наявністю:

а) аміногрупи – NH2;         б) карбоксильної групи – СООН;

в) гідроксильної групи – ОН.

4.  Білки належать до:

а) естерів;         б) природних полімерів;    в) вуглеводів.

5. Які з наведених характеристичних груп входять до складу амінокислот?

а) – ОН;                    б) – NH2;          в) – СООН.

6. Розчин білка можна визначити:

а) розчином лакмусу;                 б) нітратною кислотою;

в) купрум (II) гідроксидом;         г) вапняною водою.

 ІІІ.   Вивчення нового матеріалу.

План.

1. Природні і синтетичні органічні сполуки.

2.Класифікація волокон.

3. Штучні волокна.

4. Добування штучних волокон.

5. Природні волокна.

1. Природні і синтетичні органічні сполуки. Розрізняють органічні сполуки, що існують у природі або добуті з природних речовин, і ті, що виготовлені синтетичним шляхом, за допомогою хімічних перетворень з інших орга­нічних чи неорганічних речовин. До природних органічних продуктів належать нафта, природний газ, вугілля, тобто корисні копалини органічної природи, продукти рослинно­го походження, такі як деревина, цукор, крохмаль, олії, природний каучук, волокна бавовни, льону, продукти тваринного походження —амінокислоти, білки, жири, во­локна шерсті. Багато органічних речовин містить планктон.

До синтетичних органічних продуктів належать пластич­ні маси, синтетичні волокна та каучуки, хімічні засоби за­хисту рослин, лікарські препарати, барвники, мило та інші мийні засоби, фотоматеріали, запашні, смакові речовини та багато інших.

Синтетична органічна хімія подарувала людству величез­ну кількість речовин, що не існують у природі, до того ж, значно дешевших порівняно з виділеними з природної си­ровини. Розпитайте літніх людей, як змінилися протягом їхнього життя матеріали, з яких виготовляють одяг, предме­ти побуту, які зміни відбулися в транспорті, будівництві, у

приготуванні і зберіганні їжі, у пранні та чищенні одягу тощо. Ви переконаєтеся, що продукти синтетичної органіч­ної хімії змінили наше життя, зробили його комфортнішим.

Хімічні заводи виробляють різно­манітні волокна, з яких, водночас із природними матеріалами, одержують  елегантні шубки, штучний каракуль, килими, багато гарних і потрібних ре­чей, без яких життя людини практич­но неможливе.  Волокна—це високомолекулярні сполуки, природні або хімічні.

2.

 

 

3. Для виробництва тканини сьогодні, крім натуральних, використовують хімічні волокна. Сировиною для ви­робництва хімічних волокон служить целюлоза, яку одержують з деревини або відходів бавовни, а для виробни­цтва синтетичних волокон — гази та продукти переробки кам’яного ву­гілля та нафти. Хімічні волокна роз­ширюють асортимент тканин. З кож­ним роком виробництво хімічних волокон збільшується. Це спричи­нено тим, що:

а) багато які хімічні волокна за сво­їми фізико-механічними та гігі­єнічними властивостями не по­ступаються натуральним і часто переважають їх;

б) можна одержати волокна із зада­ними властивостями;

в) витрати на виробництво хімічних волокон значно нижчі, ніж на ви­робництво натуральних. Тканин із хімічних волокон використову­ється втричі більше, ніж тканин із вовни, і у сто разів більше, ніж із натурального шовку.

Ацетатні волокна тонкі, на­гадують натуральний шовк, пружні, добре електризуються, мають під­вищені теплоізоляційні властивос­ті, світлостійкі. Тканини слизькі, на зрізах осипаються, мнуться, мають незначні теплозахисні властивості, швидко сохнуть.

Го­ріння ацетатного волокна: відчуваємо кислий запах горіння. Горить з утворенням темного напливу.

4. Добування штучних волокон

Вихідним полімером для добування штучних волокон беруть целюлозу деревини або бавовняний пух, що залишився на насінні, після того, як з нього зняли волокна. Така целюлоза має невпорядковану структуру. Для того, щоб лінійні молекули полімеру упорядкувати уздовж осі волокна, треба зробити їх рухомими. Це можливо лише під час розчинення целюлози, оскільки під час розплавлення вона розкладається. Користуються різними розчинниками целюлози, і тому існує три способи добування штучного волокна.

Основний спосіб – ацетатний. Целюлозу обробляють оцтовим альдегідом у присутності H2SO4. Добутий ацетат розчиняють у суміші дихлоретану і етанолу. Утво­рюється в’язкий розчин, що крізь тонкі отвори (фільєри) продавлюють у гарячу суху камеру; розчинник випаровується, а ацетат целюлози утворює нитки. Ацетатний шовк міцний, м’який, менше зсідається під час прання. Але гірше вбирає вологу, тому поступається природному волокну за гігієнічними якостями.

Віскозний спосіб – целюлозу обробляють спочатку NaOH, а потім CS2 і добувають віскозу (лужний розчин ксантогенату целюлози). Віскозу пропускають крізь фільєри в розчин H2SO4 або NaHSO4, де ксантогенат гідролізує з утворенням целюлози у вигляді волокон.

Мідно-аміачний спосіб – целюлозу розчиняють у реактиві Швейцера (розчин Сu(ОН)2 у NH3) і розчин пропускають крізь фільєри в теплу воду зі слабкою НSO4. При цьому мідно-аміачна сполука целюлози гідролізує з утворенням целюлози у вигляді волокон.

З хімічної точки зору, ацетатний шовк відрізняється від віскозного та мідно-аміачного тим, що він є складним ефіром  целюлози, тоді як інші види шовку є вільною целюлозою.

Найдорожчий – ацетатний шовк. Найдешевший – віскозний шовк.

Розгляньмо технологічну схему ви­робництва штучного ацетатного во­локна. Штучні волокна вироб­ляються з деревної, бавовняної це­люлози.

Триацетатцелюлозу розчиняють у су­міші дихлорметану (СН3С12) й етилового спирту (С2Н5ОН). Одержують в’язкий розчин, який продавлюють крізь фільтри діаметром 0,08 мм, 40 отворів. Тонкі струмені розчину опускаються в шахту назустріч нагрі­тому повітрю. Розчинники випарову­ються, і триацетатцелюлоза утворює нитки, з яких одержують ацетатний шовк. Хочеться навести слова Мак­сима Горького, сказані одним із ге­роїв п’єси «Діти сонця»: «Пильний, сміливий погляд хімії проникає у вог­ненну масу сонця, у пітьму земної кори, у таємниці будови каменя і без­мовне життя дерева».

5. Бавовна —один з основних видів сировини текстиль­ної промисловості. Його вирощують у країнах Середньої Азії, Казахстані, Азербайджані, Вірменії. Волокна ба­вовни білі, за що його називають «бі­лим золотом». Крім нього, вирощується і кольорова бавовна. Волокна бавовни міцні, термостійкі, світло­стійкі, гігроскопічні, легкі на дотик, теплуваті. З однієї тонни бавовни одержують 340—350 кг волокна, що дорівнює 3500 м тканини. Містить 90 % природної целюлози. Волок­на вкривають насіння рослини ба­вовник.

Льон вирощу­ють на території України, Білорусії, країн Прибалтики, Росії. Після до­зрівання стебел льон вичісують для видалення насінних коробочок, зв’я­зують у снопики й відправляють на переробку. Волокна довгі, міцні, тер­мостійкі, гігроскопічні, теплопровід­ні, розтягуються незначною мірою, на дотик цупкі, холоднуваті.

Вовна — після бавовни друге за значенням текстиль­не волокно. Виготовляють із шерсті кіз, овець, верблюдів, корів, кролів. Найбільше застосування має овеча вовна. Буває різних природних ко­льорів, легко фарбується. Має висо­ку гігроскопічність, світлостійкість, пружність, добре розтягується. Я ро­зумію, що про недоліки говорити не слід, оскільки тоді важче продати то­вар, однак порівняно з рослинними волокнами міцність на розрив, стій­кість на витирання і теплостійкість вовни невисокі. Пилоємне волокно. Але в ньому легко дихається і тепло взимку. З вовни виготовляють пря­жу, тканини, фетр, повсть.

Шовк. Най­більш цінним вважається шовк ту­тового шовкопряда. З курсу біології нам відомо, що спочатку гусінь шов­копряда вигодовують тутовим листям. Гусінь заляльковується, виділяючи шовковидільними залозами шовко­ве волокно. Після чого лялечки вби­вають, запарюють, висушують і роз­мотують. Натуральний шовк тонкий, легкий, м’який, гігроскопічний. Тка­нини легко драпуються, дуже гарні, майже не мнуться, мають високі гігі­єнічні властивості. З них шиють сук­ні, блузи, білизну.

ІV.  Узагальнення й систематизація знань учнів.

Тести (у двох варіантах)

1. До природних волокон належать:

а) лавсан/нітрон; б) капрон/ацетатне волокно; в) бавовна/вовна.

2.  Вовна/капрон має:

а) лінійну геометричну форму; б) розгалужену гео­метричну форму; в) просторову геометричну форму.

3.  Мономером бавовни/вовни є:

а) α-амінокислота; б) β-глюкоза; в) капролактам.

4. Лавсан/капрон – це волокно:

а) поліефірне; б) поліамідне; в) поліакрилонітрильне.

5. Під час спалювання вовни/лавсану відчуваєть­ся запах:

а) паленого паперу; б) паленого пір’я; в) неприє­мний запах.

6.  Мономер капрону/лавсану:

а) OH-CH2-CH2-OH, HOOC-C6H4-COOH;

б) NH2-(CH2)5-COOH; в) СН2=СН-СN.

7. Реакцією полімеризації/поліконденсації добу­вають:

а) бавовну; б) лавсан; в) нітрон.

8.  Під час спалювання капрону/ацетатного во­локна утворюються продукти:

а) СО2 і Н2О; б) СО2, N2, H2O; в) СО2, SO2, H2O.

9.  Волокна з додаванням цього полімеру не мнуться/мають високу міцність:

а) лавсан; б) капрон; в) бавовна.

10.  До вовноподібних/шовкоподібних волокон належать:

а) бавовна; б) лавсан; в) капрон.

11. З розплаву/розчину полімеру добувають: а) капрон; б) ацетатне волокно; в) вовну.

12.  Щоб упорядкувати розміщення молекул, полімер:

а) прасують; б) пропускають через фільтри; в) пропускають через валки.

13. Дозволяється виварювати вироби з: а) капрону; б) бавовни; в) нітрону.

V. Домашнє завдання.

1. Опрацювати матеріал підручника.

2.Підготуватися до підсумкового уроку.

3. Підготувати повідомлення „Вплив синтетичних органічних сполук на здоров’я людини”

 

 

 

 

Додатковий матеріал.

Рекомендації щодо догляду за тка­нинами: прання, кип’ятіння, прасу­вання негативно впливають на зно­шуваність тканин.

З льняної та бавовняної пряжі ви­робляються тканини, з яких шиють натільну, постільну, столову білизну, літній одяг.

З волокон льону й бавов­ни виробляється широкий асорти­мент льняних і бавовняних тканин, для яких характерні міцність, здат­ність зминатися, осипатися, усаджу­ватися, добре носитися, драпуватися. Добре перуться і прасуються.

Щоб тканини із вовни й шовку служили довго, перед пран­ням з них витрушують пил і сортують за кольором. Перуть у теплій воді без лугу, з гірчицею, застосовують спеці­альні порошки. Пом’якшувати воду слід содою або розчином нашатирно спирту (1 л спирту на 1 цебро води). Полоскати слід два-три рази, підчас останнього разу додати 1 чайну ложку оцту на цебро води. Віджимати злегка. У гарячій воді вовна дає усадку. Одяг з вовни чи шовку я рекомендую під­давати хімчистці.

Як відрізнити вовну, шовк від інших волокон?

Волокно вовни горить повільно, спікається в кульку, руй­нується в разі натискання. Відчува­ється запах паленого пера або воло­са. Вовна, шовк — волокна білкової природи.

Підпалимо бавовняне, льняне волокно. Воно горить яскра­во-жовтим полум’ям, поширюючи запах паленого паперу й залишаючи після горіння сірий попіл.

 

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

62 (93.1 KiB, Завантажень: 74)

завантаження...
WordPress: 22.81MB | MySQL:26 | 0,313sec