Личные инструменты

2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


Застосування вуглеводнів. Поняття про полімери на прикладі поліетилену. Застосування поліетилену

Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 9 клас>> Хімія: Застосування вуглеводнів. Поняття про полімери на прикладі поліетилену. Застосування поліетилену


ЗАСТОСУВАННЯ ВУГЛЕВОДНІВ. ПОНЯТТЯ ПРО ПОЛІМЕРИ НА ПРИКЛАДІ ПОЛІЕТИЛЕНУ. ЗАСТОСУВАННЯ ПОЛІЕТИЛЕНУ


Поняття про полімери. Застосування поліетилену

Після опрацювання § 25 ви зможете:

складати й пояснювати молекулярну, електронну та структурну формули поліетилену та його елементарної структурної ланки; характеризувати склад, структуру, фізичні та хімічні властивості поліетилену; наводити приклади застосування поліетилену; встановлювати причинно-наслідкові зв'язки між складом, будовою, властивостями і застосуванням поліетилену; обґрунтовувати застосування та роль у природі поліетилену його властивостями.

На шляху до успіху пригадаємо з вивчених курсів хімії:

які фізичні й хімічні властивості етилену; яка валентність Карбону в органічних сполуках; чим зумовлена низька реакційна здатність метану та його гомологів; що таке каталізатор; що таке діелектрики; чим аморфні речовини відрізняються від кристалічних.

Які речовини є полімерами? Це, наприклад, поліетилен - чи не найвідоміша й найпоширеніша полімерна сполука, яку добувають полімеризацією етилену.

Чи не забагато для одного речення слів із префіксом полі-? Що він означає, звідки походить? З грецької «polys-» - численний, великий,  більший за норму. Тому полімери зовсім небезпідставно називають велетнями органічного світу. Адже, порівняно з іншими органічними сполуками, їхня молекулярна маса величезна - від десятків тисяч до мільйонів. Молекули полімерів побудовані з численних елементарних структурних ланок - залишків молекул низькомолекулярних сполук. Такі низькомолекулярні сполуки називають мономерами - від грецького «mono-» - один. Утворення полімеру шляхом послідовного сполучення молекул мономера називають полімеризацією. Приміром, за підвищеної температури й тиску в присутності каталізатора десятки й сотні тисяч молекул етилену можуть з'єднуватися між собою в довгі ланцюги. Опис цього процесу на мікрорівні представлено на малюнку 25.1.

Chemistry 171.jpg

Кількість елементарних ланок у полімерному ланцюзі називають ступенем полімеризації (див. схему 25.1) .

Chemistry 172.jpg

Де трапляються полімери і для чого їх застосовують? Нині чи не кожний предмет навколо нас  містить певну частку натуральних і синтетичних речовин полімерної природи. Вони входять до складу клеїв і фарб, без них неможливо виготовити взуття і тканини, меблі й автомобілі, сантехнічні вироби й оздоблювальні матеріали. Полімери - складові засобів косметики й гігієни, лікарських препаратів, харчових продуктів тощо. Полімери і пластмаси на їх основі - сучасні, дешеві, відносно надійні й безпечні матеріали, які заполонили світ, ставши невід'ємною частиною життя кожної людини.

Чому поліетилен застосовують у найрізноманітніших галузях? Аби відповісти на це аж ніяк не риторичне запитання, розгляньмо склад і структуру молекул поліетилену - саме вони зумовлюють унікальний комплекс його властивостей.

Поліетилен за властивостями і структурою докорінно відрізняється від етилену й радше подібний до вищих насичених вуглеводнів. І зовнішнім виглядом, і на дотик цей полімер нагадує парафін. Так саме як парафін, поліетилен розм'якшується й плавиться за порівняно неви¬соких температур. Аби пересвідчитися в цьому, нагріймо виріб з поліетилену (трубочку, пробку від пляшки тощо) над полум'ям пальника. Поліетилен швидко розм'якшується, тож можна змінити його форму -вона збережеться й після охолодження виробу. Накладімо одну поліетиленову плівку на край іншої такої самої плівки й накриймо їх аркушем паперу. Проведімо по ньому над місцем стикання плівок не дуже нагрітим паяльником або іншим металевим предметом: плівки виявляться міцно «звареними». Ця властивість поліетилену зумовила його використання для ламінування документів, друкованих наочних посібників. Унаслідок багаторазового нагрівання і охолодження поліетилен зберігає свої властивості, він термопластичний.

Якщо поліетилен нагріти сильніше, він плавиться, горить неї полімер синюватим полум'ям без кіптяви.

Поліетилен не втрачає стійкості навіть за температури -70 °С, том; нього виготовляють судки для зберігання харчових продуктів у морозильних камерах. Він нетоксичний, не розчиняється у воді й не змочується нею (пригадайте, як називають цю властивість), стійкий до дії розчинів кислот, лугів, калій перманганату, органічних розчинників тощо.

У молекулах поліетилену відсутні ділянки з підвищеною чи зниженою і електронною густиною. Під дією змінного електричного поля молекулі поліетилену не коливаються, тобто не поглинають і не розсіюють енергію поля, тому поліетилен - чудовий діелектрик. Недолік цього полімеру -його нестійкість до сонячної радіації, особливо УФ-променів.

Хімічні, фізичні й експлуатаційні властивості поліетилену залежать віх густини й молекулярної маси полімеру. Тому вони різні для різних внеси поліетилену. Приміром, поліетилен з розгалуженим ланцюгом (мал. 25.2.1 ) м'якший за поліетилен з нерозгалуженими молекулами (мал. 25.2,2).

Chemistry 173.jpg

Плівки з поліетилену низького тиску твердіші й щільніші, ніж з поліетилену високого тиску. Вони більш міцні, а їхня проникність значно нижча.
Надвисокомолекулярний поліетилен із відносною молекулярною масою понад 1 000 000 має підвищені експлуатаційні властивості. Температурний інтервал його використання від -260 до +120 °С. Він має низький коефіцієнт тертя, високу зносостійкість, стійкість до  розтріскування, хімічно стійкий у найагресивніших середовищах.

Завдання

За малюнком 25.3 опишіть застосування поліетилену та обґрунтуйте його властивостями цього полімеру.

Chemistry 173 1.jpg

Унікальний комплекс фізичних і хімічних властивостей зумовив застосування поліетилену як одного з найважливіших сучасних матеріалів. Аби пересвідчитися в цьому на власні очі (радше сказати, власноруч, виконайте лабораторний дослід.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД

Пригадайте й неухильно виконуйте ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ З ОБЛАДНАННЯМ І РЕАКТИВАМИ

№ 7. Ознайомлення зі зразками виробів з поліетилену

Обладнання: скляна паличка, пальник, керамічна або дерев'яна дощечка, поліетиленова й паперова смужки, шматочки поліетиленової плівки, поліетиленовий мішечок та інші вироби з поліетилену.

Завдання. Обґрунтуйте властивостями поліетилену його застосування для виготовлення виробів, з якими ви ознайомилися.

Інструкція

• Роздивіться видані вам вироби з поліетилену. Якого вони кольору, які на дотик?
• Роздивіться поліетиленову плівку. Чи прозора вона? Спробуйте її розтягнути, зім'яти, подряпати скляною паличкою.
• Обережно нагрійте скляну паличку й торкніться нею поліетиленової плівки. Чи термостійкий поліетилен?
• Порівняйте міцність на розрив однакових смужок паперу й поліетилену.
• Налийте в поліетиленовий мішечок води, наповніть його повітрям.

Поліетилен - синтетичний полімер, який не має природних аналогів. Тому мікроорганізмами в природних умовах він не утилізується. Це створює неабиякі екологічні проблеми, що потребують невідкладного розв'язання.

Завдання

Пригадайте маркування (мал. 25.4) на виробах з поліетилену, поясніть його зміст. Що означають числа 2 і 4 на знаках? Висловіть припущення, який з видів поліетилену - із нерозгалуженою чи з розгалуженою будовою молекул - витримує більшу кількість циклів переробки.

Chemistry 174.jpg

З наступних параграфів цього підручника та з курсу біології ви докладніше дізнаєтеся про найважливіші природні полімери - полісахариди, білки, нуклеїнові кислоти тощо. Це допоможе вам осягнути значення природних і синтетичних високомолекулярних сполук у біологічних процесах і практичній діяльності людини.

Стисло про головне

Молекули полімерів побудовані з численних елементарних структурах ланок - залишків молекул низькомолекулярних сполук - мономерів. Утворення полімеру шляхом послідовного сполучення молекул мономера називають полімеризацією. Кількість елементарних ланок у полімерному ланцюзі - ступінь полімеризації.
Полімери і пластмаси на їхній основі - сучасні, дешеві, відносно надійні й безпечні матеріали - стали невід'ємною частиною життя кожної людини.

Поліетилен - чи не найвідоміша й найпоширеніша полімерна сполуці, яку добувають полімеризацією етилену. Його застосовують у найрізноманітніших галузях. Склад і структура молекул поліетилену зумовлюють унікальний комплекс його властивостей.

Поліетилен за властивостями і структурою докорінно відрізняється етилену й радше подібний до вищих насичених вуглеводнів, зокрема парафіну. Він масний на дотик, розм'якшується і плавиться за порівняно невисоких температур, не втрачає стійкості за низької температури. Поліетилен нетоксичний, не розчиняється у воді, гідрофобний, стійкий до дії розчинів кислот, лугів, калій перманганату, органічних розчинників тощо. Поліетилен - діелектрик, його недолік - нестійкість до сонячної радіації, особливо УФ-променів.

Цей матеріал легко формувати, механічно обробляти тощо. Хімічні, фізичні й експлуатаційні властивості поліетилену залежать від густини
молекулярної маси полімеру. Унікальний комплекс фізичних і хімічних властивостей зумовив застосування поліетилену як одного з найважливіших сучасних матеріалів.

Поліетилен - синтетичний полімер, який не має природних аналогів. Тому мікроорганізмами в природних умовах він не утилізується. Один із шляхів розв'язання цієї екологічної проблеми - багаторазова переробка (рециклізація) поліетиленових виробів.

Застосуйте свої знання й уміння

1.Виберіть формулу поліетилену:
А [-СН2 - СН2-]n; Б [-СН = CН-]n; В [СН3 - СН3]n; Г [= СН-СН =]n.

2.Виберіть елементарну структурну ланку поліетилену:
А -СН2 - СН2-; Б -СН = СН-; В - СН2-; Г СН2 = СН2.

3. Виберіть правильне твердження. Мономером поліетилену є:
А Метан; Б Етан; В Етилен; Г Парафін.

4. Виберіть характеристики поліетилену:
А Різкий запах; Б Діелектрик; В Токсичний; Г Масний на дотик; Д У тонких плівках прозорий; Е Хімічно стійкий.

5. Назвіть властивості поліетилену, які зумовили його застосування як матеріалу для виготовлення: а) обкладинок для зошитів і підручників; б) штучних суглобів; в) одноразових шприців; г) кожухів дротів; г) одноразового посуду; д) каністр для хімічних реактивів.

6. Нестійкість до сонячної радіації, особливо УФ-випромінювання, - один з експлуатаційних недоліків поліетилену. Поясніть, для чого в деякі види поліетилену навмисно добавляють речовини, які пришвидшують його розкладання під дією світла.

7. Виберіть найраціональніший спосіб утилізації відходів поліетилену.
А Спалювання; Б Захоронення на звалищах; В Рециклізація; Г Подрібнення і скидання у водойми.

8. Назвіть прості буденні дії, які має виконувати кожна цивілізована людина аби зменшити забруднення довкілля відходами поліетилену.

Скарбничка досвіду

Дослідіть властивості поліетилену за різних температур. Для цього покладів його в морозильну камеру, потім потримайте біля нагрівального  приладу. Після кожної дії намагайтеся його розтягти, подряпати. Склейте розплавленим поліетиленом папір, тканину, виготовте в такий епос : для молодшого брата (чи сестри) аплікацію на одяг.

Створіть власну колекцію виробів з поліетилену - реальну або віртуальну обґрунтуйте застосування поліетилену у вигляді конкретного виробу його властивостями;

Створіть рекламу або антирекламу для вибраних вами виробів з поліетилен, приміром поліетиленового пакета або одноразового стаканчика. За бажанням залучіть до цієї роботи батьків, друзів, знайомих.

З'ясуйте, чи розкладається поліетилен у разі тривалого перебування в землі  чи воді, в засобах побутової хімії. За результатами дослідження підготуйте презентацію.


Г. А. Лашевська, Геометрія, 9 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів


Онлайн бібліотека з підручниками і книгами з хімії, плани-конспекти уроків по всім предметам, завдання з хімії для 9 класу


Зміст уроку
1236084776 kr.jpg конспект уроку і опорний каркас                      
1236084776 kr.jpg презентація уроку 
1236084776 kr.jpg акселеративні методи та інтерактивні технології
1236084776 kr.jpg закриті вправи (тільки для використання вчителями)
1236084776 kr.jpg оцінювання 

Практика
1236084776 kr.jpg задачі та вправи,самоперевірка 
1236084776 kr.jpg практикуми, лабораторні, кейси
1236084776 kr.jpg рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
1236084776 kr.jpg домашнє завдання 

Ілюстрації
1236084776 kr.jpg ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
1236084776 kr.jpg реферати
1236084776 kr.jpg фішки для допитливих
1236084776 kr.jpg шпаргалки
1236084776 kr.jpg гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
1236084776 kr.jpg зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
1236084776 kr.jpg підручники основні і допоміжні 
1236084776 kr.jpg тематичні свята, девізи 
1236084776 kr.jpg статті 
1236084776 kr.jpg національні особливості
1236084776 kr.jpg словник термінів                          
1236084776 kr.jpg інше 

Тільки для вчителів
1236084776 kr.jpg ідеальні уроки 
1236084776 kr.jpg календарний план на рік 
1236084776 kr.jpg методичні рекомендації 
1236084776 kr.jpg програми
1236084776 kr.jpg обговорення


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.