Цель урока:

Ознакомить учащихся с продукцией силикатной промышленности; с реакциями, лежащими в основе получения стекла и цемента; перспективами развития производства строительных материалов.

Показать связь химических производств с историческим прошлым человеческого общества.

Развивать и обогащать духовный мир учащихся; воспитывать любовь к родному краю.

Эпиграф урока: Чтобы приблизиться к исторической правде, нужно идти одновременно двумя дорогами - основательно, беспристрастно, критически изучать события, и связывая исследованное, заключать о том, что нельзя добыть первым путём. (В.Гумбольдт).

Урок проводится 90 минут.

Оборудование:

плакаты «Минералы и руды керамики и огнеупоров», «Применение минералов в производстве стекла и керамики»;

коллекция « Стекло и изделия из стекла»;

раздаточный материал к коллекции «Минералы и горные породы»;

карты «Рост территории государств в древности», «Киевская Русь»;

Учитель химии: Сегодня на уроке мы узнаем, что производит силикатная промышленность и какое применение находит произведённая ею продукция. Сначала уточним понятие «силикат».

-Какие соли называют силикаты?

Ученик: Силикат («силекс») в переводе с латинского – камень (кремень). Оказывается, это класс наиболее распространённых минералов, около 500: и гранитная надстройка материков, и базальтовый фундамент, обнажающийся на дне океанов, и мантия Земли на ¾ состоят из силикатов. Силикаты – это песок, глина, кирпич, стекло, эмаль, изумруд и т.д.

-Что же будет являться сырым для силикатной промышленности?

Работаем с учебником на стр.142-143. Даём определение силикатной промышленности и в ходе беседы по тексту составляем схему: (учебник химии 9 кл.)


Итак, поговорим о керамике. Немного истории.

Учитель истории: Предлагаю небольшую разминку – ребус


(Рисунок 1). 

Ребус для начала урока.

Ученик: Слово керамика греческого происхождения – «керамон», что означает – глина. Глина служила многим народам в древности строительным материалом, так как другого доступного не было, а купить было дорого. Из неё делались и предметы быта. Обратимся к карте «Рост территории государств в древности». По ходу моего рассказа вы работаете с атласом по истории Древнего мира. На карте крепим указатели места изготовления керамических изделий.

из стекла

из бетона

из глины

(Рисунок 2). 

Указатели для карты.

Египет: из глины делали крестьянские дома, посуду,- горшки. – стр. 64.

Междуречье: при постройке городов использовали глиняные кирпичи. Пользовались глиняными табличками для письма, делами статуэтки, посуду – стр.64.

Палестина: создание посуды и скульптурных изделий- стр.79.

Греция (карта «Древняя Греция»).

Ученик: В городе богини Афины район гончарных мастерских Керамик не вызвал бы ни у кого восторга. Узкие, немощённые улочки извивались между глухими стенами домов с запертыми калитками. Тротуаров не было, вечерами из-за грязи и луж нельзя было ходить, не освещая факелом дорогу. Тем не менее, Керамик был известен далеко за пределами Эллады: в однообразных, крытых черепицей домах, жили искусные мастера, создававшие расписные вазы, а также дешёвую посуду. Ученикам демонстрируются рисунки пифос и амфор.

 

 

 

 

 

Кратер - служил для смешивания вина с водой

Лекиф - использовался для масел

Килик - плоская чаша на подставке.

Из него пили вино

Амфора - сужающаяся горловина,

две ручки для переноски.

Донышко узкое, хранили на палубе вино.

Гидрия - сосуд для воды

(Рисунок 3). Изделия из глины.

Вспомните, где использовалась посуда? Владелец гончарной мастерской делил труд между рабами и гражданами. Чем занимались рабы? Граждане?

Украина: В IV тысячелетии до н.э в эпоху неолита между Карпатами, Днепром жили «трипольцы». Археологические раскопки дают прекрасные сведения о трипольской культуре.

(На доске вывешивается плакат «Тприпольское поселение в IV-III тыс. до н.э.»). Трипольское поселение просим описать учащихся по картине и дополнительному материалу

Русь: (карта «Киевская Русь»). Слайд «Гончарное ремесло». (Рисунок 3)

Археологами на территории древней Руси VIII-IX веков найдены изделия из глины. В это время использовалась лепная керамика. Позднее, в IX-X веках, появляется печь для обжига глины, что говорит о широком развитии гончарного ремесла/

На территории Новосибирской области в новокаменном веке человек стал впервые изготавливать глиняные сосуды, обжигая на кострах. Среди находок, полученных при раскопках, преобладали обломки керамики. Гончарного круга не существовало, сосуды изготавливались ручной лепкой. Встречались даже отпечатки пальцев, так как узоры наносились по сырой глине.

Учитель химии: Глины – несцементированные осадочные породы с преобладанием алюмосиликатов.

На доске запись:

Al2O3*2SiO2*2H 2O- каолинит, составная часть глины

K2O*Al2O3*6SiO2-полевой шпат

SiO2-кремнезем, песок, кварц.

Известно около 60 видов глин. Глины состоят из мельчайших и тонких кристаллов, благодаря пластинчатой форме они тесно, без промежутков, прилегают друг к другу. От этого и зависят свойства глины.

Учитель истории: Какие свойства глины вы знаете?

Верно, основные свойства глины - пластичность и огнеупорность. Порошок глины с водой образует вязкое тесто, которое способно формоваться и сохранять приданную форму, после обжига приобретает крепость.

Учитель предлагает практическую работу «В гончарной мастерской». Для этого нужна белая глина и вода. Готовят раствор сами учащиеся, на опыте выясняются пропорции глины и воды. Изготавливают глиняные таблички и наносят орнамент.

- Почему изделия из глины сохранились до наших дней?

О запасах глины в НСО рассказывает ученик.

Учитель химии: Поговорим о стекле. Из схемы видно, что является сырьём для производства стекла. Давайте запишем уравнение на доске. Известно, что процесс протекает при высокой температуре.

Na2CO3+6SiO2+CaCO3  CaO*6SiO2*Na2O+2CO

Мы с вами получим приблизительную формулу оконного стекла, которое по своему составу представляет не индивидуальное вещество, а сплав.

Учитель химии: Впервые прозрачное стекло сумели случайно получить финикийцы. Мастера смешивали чистый белый песок с содой и плавили эту смесь как медную руду, делая маски из стекла (иллюстрации учебника). Египтяне тоже научились получать стекло, но называли его «глазурь». У египетской царицы Хатшепсут, в гробнице, археологи обнаружили бусы из стекла, фигурки её слуг были сделаны из хрусталя. Эти маленькие кусочки стекла были сделаны 3-4 тыс. лет назад. Египтяне не знали, что стекло может быть прозрачным, что температуру в печи нужно довести до 1500 C. Стекло варили в небольших глиняных горшках на открытом воздухе. Варку повторяли два раза. Образовывалось стекло, густое и вязкое, как засахарившийся мёд. Его можно было месить, мять, лепить из него, как из теста. Горячее стекло нельзя было взять в руки, а остужать нельзя - твердеет.

Стеклодел при помощи железного прута, к концу которого прикрепляли шарик из смеси песка с глиной, раскатывал стекло, придавал форму. Стекло быстро остывает, и за несколько секунд нужно было вылепить фигуру.

Римляне научись делать жидкое стекло, его варили в стекловаренной печи, сложенной из камня. Стеклянные бочки под вино, где помещался взрослый, дули одновременно по 5-6 человек. Римляне научились делать стеклянные безделушки, похожие на драгоценные камни. Археологи раскопали город Помпеи, узнали больше о римских мастерах. Были найдены стеклянные картины на полу из разноцветного стекла - мозаика. В древности оратор Цицерон сказал: «Беден тот, чьё жилище не украшено стеклом». Стекло являлось предметом роскоши.

Песок + сода + известь = стекло. Всю смесь вываривали, получали стекло. М.В. Ломоносов в своей лаборатории из-за потери рецептов стекла получил новые виды окрашенных стекол. Он провёл 4000 опытов, они привели к возрождению древнего искусства мозаики. Ему удалось получить цветные стёкла и мозаичную массу – смальту. Вместе со своими учениками выложил большую, 42м, мозаичную картину «Полтавская баталия», украшающую ныне здание Академии наук в Петербурге.

- Как называется композиция из стекла, пропускающего свет и встроенная в оконный проём?

Ученик читает «Письмо о пользе стекла» М.В.Ломоносова.

Учитель химии: Состав стекла изменяется в зависимости от его применения. Работая с учебником химии, заполните таблицу «Стекло и его применение» (стр.142-143).

№п\п

Название стекла

Формула

Применение

 

Обычное оконное

Na2O*6SiO2*CaO

Стекло, посуда, бутылки

 

Тугоплавкое

K2O*CaO*6SiO2

Посуда, выдерживающая сильное нагревание

 

Хрусталь

K2O*6SiO2*PbO

Посуда, оптика,

 

Кварцевое

SiO2

Лабораторная посуда, кварцевые лампы

 

Цветные стекла

CuO- голубое

Ag-желтое

Au-рубин

Посуда, витражи, мозаика

 

Фотохромное

AgCl Ag+Cl

B2O3*AgCl*Cu2O

Очки, здания - стекло меняет цвет под воздействием солнечных лучей

По ходу заполнения таблицы для её комментирования учитель может использовать дополнительный материал из книги Ю.Н. Кукушкина.

Так как стекло твердеет не сразу, то ему можно придать различную форму. Используют способы:

выдувание – при изготовлении ламп, бутылок;

прессование – зеркала;

вытягивание – стекловолокно.

(Слайд «метод лодочки». Можно взять у автора)

Учащимся раздаётся коллекция «Стекло и изделия из стекла». Дополнительно учитель комментирует показ коллекции следующим ниже рассказом.

Ситаллы – стеклокристаллические материалы, полученные регулированной кристаллизацией. Обладают высокой механической прочностью, термостойкостью, газонепроницаемостью. Использование: электронная промышленность, жаростойкая посуда, химические реакторы.

Безопасные стёкла:

«триплекс» - два или три листа обыкновенного стекла, между которыми проложена пластичная прозрачная плёнка – автомобильное.

«армированные» - стёкла, внутри которых расположены металлические сетки. При ударе не рассыпается, при пожаре не растрескивается – строительство.

Пеностекло – стеклянная масса, пронизанная пустотами. Обладает свойствами звуко, - теплоизоляции, высокой прочности – спасательные принадлежности (плоты), строительство.

Стекловата и стекловолокно – при размягчении стекла вытягиваются нити, не обладающие свойствами хрупкости. Изготавливают теплоизоляционные материалы, ткани, фильтры, одежду пожарных.

Стеклопластики и стеклотекстолиты – легче стали, не уступают по прочности. Изготавливают антикоррозионные покрытия, корпуса лодок, стеклошифер.

О запасах кварцевого песка в НСО сообщает ученик. 

Учитель истории: Ещё один продукт силикатной промышленности – цемент. Цемент-это собирательное название различных порошковых вяжущих веществ, способных при смешивании с водой образовывать пластичную массу, приобретающую со временем камневидное состояние.

Ученик: Первый цемент был открыт во времена римской империи. Жители местечка Пуццоли, расположенного у подножья вулкана Везувий, заметили, что если к извести добавить вулканический пепел, то образуется связующее средство. В это же время на Руси использовали цемент при постройке древнего Киева и Новгорода.

Цемент запатентован английским каменщиком Джоном Аспадом в 1824 г. Цемент - (латинского происхождения) – битый камень. Он включает в себя расширяющие добавки, например, гипс .

(Учитель раздаёт материал к коллекции «Минералы и горные породы».)

Учитель химии: Сырьё перемешивают и обжигают при температуре 4000 С в наклонных циклических печах (слайд). Длина печи - 200м, в поперечнике - 5м. Печь вращается и сырье медленно продвигается вперёд навстречу потоку раскаленных газов.

Конечный продукт- клинкер, темно-серые шарики. После измельчения в шаровых мельницах клинкер превращается в обычный цемент.

- Какой научный принцип химических производств используется при этом процессе?

Запишите химизм процесса:

Обезвоживание коалинита:

Al2O3*2SiO2*2H2 Al2O3*2SiO2+2H2O

Разложение известняка:

CaCO3  CaO+CO2

Образование силикатов и алюмосиликатов кальция:

CaO+SiO2  CaSiO3

CaO+Al2O3*2SiO2  Ca(AlO2)2+CaSiO3

Полученные вещества спекаются и после охлаждения их размалывают до тонкого порошка. Затвердевания объясняются тем, что алюмосиликаты и силикаты, входящие в состав цемента, реагируют с водой до образования густого и вязкого цементного теста. Вокруг каждого цементного зерна образуется студнеобразная клейкая масса – гель. Он обладает склеивающей способностью, которая тем больше, чем меньше гель разбавлен водой. Гель склеивает и зёрна цемента, и песок, и щебень. Химическое взаимодействие с водой продолжается и цементный «клей» «схватывается». По мере сгущения цементного клея увеличивается число кристаллов химических соединений и цемент превращается в прочный камень.

На основе цемента получают бетон и его разновидности – шлакобетон и железобетон.

Учитель истории: Бетон - это искусственный каменный материал. Он известен около 2000 лет. Использовался в I веке до н.э. в Риме при строительстве Колизея (слайд).
При получении бетона используют цемент, песок и щебень.

Учитель химии: Бетон в смеси со шлаком – это шлакобетон; бетон + железная арматура – прочность и лёгкость. Свойства бетона: прочность, водостойкость, морозостойкость. Применение: колонны, балки, мосты. Подробно о бетоне можно прочесть в книге Л.Б. Пирожникова. О запасах известняка в НСО сообщает ученик.

Вывод по уроку делают учащиеся.

Далее проводится закрепление изученного материала.

Top.Mail.Ru Яндекс.Метрика