Розробка уроку 10 клас

Тема: Будівельні матеріали: скло, цемент, бетон, їх використання

Мета: поглибити знання учнів про застосування силікатів; ознайомити з найважливішими будівельними матеріалами: склом, цементом, бетоном, а також із хімічними реакціями, що лежать в основі їх виробницт­ва; продовжити формувати пізнавальну активність шля­хом виконання творчих завдань; удосконалювати вміння та навички самостійної роботи; розвивати логічне мис­лення та вміння аналізувати.

Тип уроку: урок-конференція

Основні хімічні поняття: скло, кришталь, склотекстоліт, кераміка, фарфор, фаянс, цемент, бетон, залізобетон.

Міжпредметні зв 'язки:

• інформаційні Технології (мультимедійна презен­тація);

• історія (розвиток виробництва будівельних мате­ріалів);

• екологія (використання екологічно чистих будіве­льних матеріалів).

Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань

Запитання:

• Які властивості є характерними для силіцій (ІV) оксиду?

• Яким склом не можна склити вікна?

• Яке скло розчиняється у воді?

• Які будівельні матеріали ви вивчали раніше?

Завдання. Закінчіть схеми реакцій:

а) Ка₂СО₃ + SіO₂ →  ;

б) СаСО₃ + SiO₂ →   .

II. Мотивація навчальної діяльності

(Учитель повідомляє тему уроку, а учні визначають його мету.)

-Нагадую, що урок ми проведемо у формі конференції. Під час повідомлень своїх товаришів потріб­но оформити звіт про конференцію у вигляді таблиці, а також виконати творче завдання.

(Учні за бажанням поділяються на три творчі групи:

• «Скло»;

• «Цемент, бетон, залізобетон»;

• «Кераміка».

Кожна з груп складається з «наукового керівника», «хіміка-технолога», «еколога», «економіста» та «пред­ставника відділу зв’язків із громадськістю».)

- Наш урок ми проведемо під девізом:

«Просто знати — це не все,

знання потрібно вико­ристовувати»

(Й. Гете).

Значення будівельних матеріалів у суспільному гос­подарстві людства є величезним. Саме від них залежать темпи та якість будівельних робіт. Без них не може існувати жодна галузь техніки.

Найважливіші властивості будівельних матеріалів визначають їх застосування. Тільки глибоке та всебічне їх знання дозволяє раціонально як у технічному, так і в економічному аспектах, вибрати матеріал для кон­кретних умов.

Отримати матеріал з універсальними властивостями поки що неможливо. Це — проблема майбутнього. Можливо, комусь із вас вдасться її розв'язати.

У нашому місті працюють заводи, які виготовляють будівельні матеріали: завод залізобетонних конструкцій (ЗБК) і завод «Скловолокно».

IІI. Вивчення нового матеріалу

1. Виступи груп.

(По черзі виступають групи учнів, які досліджу­вали певне питання. Для повідомлень їм надається по 5 хв. Кожна група також повинна була підготувати колекцію виробів із відповідних будівельних матеріалів, підібрати ілюстрації з журналів та скласти опорні схеми-конспекти)

2. Проведення досліду.

Запитання. Чому вироби зі скла розкладаються в наземному середовищі понад 1 млн. років, а у водно­му — 1000 років? (Вода здатна дуже повільно руйнува­ти скло.)

Учитель. Хімікам-аналітикам добре відомо, що вода трохи розчиняє скло.

Демонстраційний дослід. Розчинення скла.

Розітріть у ступці порошок скла з водою. Крапніть у суміш розчин індикатора фенолфталеїну. Суміш набуде рожевого забарвлення, що є ознакою лужного середовища.

Висновок. Отже, вода частково розчинила скло, і се­редовище розчину стало лужним. Хіміки називають цей процес вимиванням скла.

IV. Узагальнення і систематизація знань

1. Робота в групах.

Завдання.

Група 1

(До неї входять «екологи» й «економісти» дослід­ницьких груп.)

Складіть спільний проект «Оселя майбутнього» з використанням екологічно чистих та порівняно недорогих матеріалів, що виготовлені за допомогою енерго- та матеріалозберігаючих технологій.

Відповідь обґрунтуйте.

Група 2

(До неї входять «хіміки-технологи» дослідницьких груп.)

1. Один із видів корозії цементного каменю — руйнування водою, що містить солі, здатні вступати в реакції з його складовими елементами. При цьому утворюються продукти, які або легко розчиняються і виносяться водою, або виділяються у вигляді аморфної маси, що не має зв'язуючих властивостей. У результаті цих перетворень збільшується пористість цементного каменю, а отже, знижується його міцність.

Напишіть рівняння найхарактерніших зі згаданих реакцій, знаючи, що до складу цементного каменю входить кальцій гідроксид.

2. Назвіть властивості, які повинне мати скло, що використовується для виготовлення ілюмінаторів космічних кораблів.

3. Назвіть властивості керамічних виробів, які доз­воляють з успіхом замінювати металічні матеріали.

2. Вправа «Третій зайвий» (таблиці 1, 2).

(Вправу виконують учні, які не входять до складу груп, що в цей час працюють над завданням.)

Завдання. Знайдіть «третього зайвого» у кожному горизонтальному та вертикальному ряду і поясніть свій вибір.

Таблиця І

Варіант І

Цегла	Цемент	Фаянс
Скловолокно	Кахель	Склопластик
Піноскло	Бетон	Кришталь
Таблиця 2 Варіант II
Легкий бетон	Вітринне скло	Скловата
Залізобетон	Склопакети	Портландцемент
Фарфор	Керамзит	Склоблоки

Зразок відповіді.

Варіант І. 1-й ряд: зайва цегла, бо вона належить до виробів із глини, а інші матеріали ряду виготовлено зі скла.

Варіант II. 1-й ряд: зайвий фарфор, бо він належить до керамічних матеріалів, а легкий бетон і залізобетон — до бетонних.

(Після виконання завдань 1-ша група захищає свій проект, а інші дають обґрунтовані відповіді на поставлені запитання.)

V. Підбиття підсумків уроку

Учитель. Змінюються часи... Змінюється навко­лишнє середовище і ми разом з ними. Будинки, у яких ми живемо, будівлі та споруди, де працюємо і відпочиваємо, набувають інших, більш сучасних форм. Виходить, і бу­дівельні матеріали теж поступово стають іншими. Про більшість із них, що успішно застосовуються сьогодні, ще якихось десять років тому ми не мали навіть уявлення.

Тож на сьогоднішньому уроці ви познайомилися з неметалічними традиційними матеріалами: склом, керамікою, цементом, бетоном.

З будівельними матеріалами на основі полімерів ми познайомимося в курсі органічної хімії, а підсумує знання тема «Роль хімії у створенні нових матеріалів».

Додатки

Додаток І

Опорний конспект з теми «Скло»

Письмо о пользе стекла

Неправо о вещах думают, Шувалов,

которые стекло чтут ниже материалов,

приманчивых, лучом блистающих в глазах.

Не менше польза в нем,

не менше в нем краса...

Пою перед тобой в восторге похвалу

Не камням дорогим, ни злату, но стеклу.

(М.В. Ломоносов.)

Засновник теорії та практики скловаріння в Росії — М.В. Ломоносов.

Він розкрив секрет виготовлення золотого рубіна та науково обґрунтував його будову, поставив величезну кількість дослідів і докладно розробив теоретичні основи скловаріння, фарбування скла і виготовлення смальти, помітив цінні якості скла і пропагував його застосування (таблиця 1).

Таблиця І

Види скла та його застосування

Види скла	Застосування скла
віконне,	склопакети,
лабораторне,	склоблоки, піноскло,
оптичне,	скловата,
медичне,	склотканина,
термостійке,	склопластик,
радіаційно-стійке,	склотекстоліт,
фотохромне,	ситали,
кварцове,	скляні трубки,
вітринне,	скляна кольорово-мозаїчна
кришталь	плитка

Звичайне віконне скло — силікат складу Na₂O•CaO•SiО₂ — аморфний матеріал, який отримують сплавленням кварцового піску (SiО₂), вапняку (СаСО₃) і соди Na₂CО₃.

Кольорове скло отримують за допомогою домішок (таблиця 2, с. 12).

Таблиця 2

Домішки для виготовлення кольорового скла

Домішка до сировини	Забарвлення скла
Польовий і плавиковий шпат (порошок)	Молочне
Колоїдний розчин міді та золота	Рубіново-червоне («мідний рубін», «золотий рубін»)
U3O8	Жовтувато-зелене (уранове скло)
Sb2O3	Жовте
Сu20	Червоне
Мn2O3	Фіолетове
Fe2O3	Червоно-буре
FеО	Блакитно-зелене
СuО чи СоО	Синє
Сr2O3	Трав'янисто-зелене
NiO	Від фіолетового до жовтого та сіро-коричневого

Додаток 2

Опорний конспект до теми

«Цемент, бетон, залізобетон»

Цемент — від лат. caementum — «битий камінь» (схема, с. 12).

Бетон — від лат. bitumen — «смола». Цемент — це «клей для каменю», «хліб будівни­цтва». Він утворюється при спіканні вапняку (СаС0₃) з кварцовим піском (SiО₂) та глиною.

Склад цементу: CaO, SiО₂ , Аl₂O₃.

Класифікація цементу:

• портландцемент (пластифікований, гідрофобний, швидкотвердіючий, сульфатостійкий, дорожній, білий, кольоровий);

• романцемент;

• шлаковий:

• глиноземистий;

• що розчиняється. Класифікація бетону:

• легкий (на пористих наповнювачах) (газошлакобетони, газо- і пінобетони);

• звичайний (для виготовлення колон, балок, плит);

• гідротехнічний (для будови плотин, шлюзів);

• для стін будівель і легких покриттів;

• для підлоги і дорожніх покриттів;

• спеціальний (кислотостійкий, жаростійкий, осо­бливо важкий — для біозахисту);

• особливо важливий (із застосуванням спеціальних видів наповнювачів з високою густиною).

Схема

Виготовлення залізобетону

                                    + Вода                                           Стальний

Цемент                              Бетон                                  Залізобетон

                             +Наповнювачі:                                        каркас

• пісок;

• щебінь;

• гравій;

• шлак.

Застосування залізобетонних виробів:

• фундаментні плити, блоки, балки, панелі;

• каркасні колони, ригелі, ферми;

• стінові панелі;

• елементи міжповерхових перекриттів і покриттів;

• елементи збірних сходів;

• санітарно-технічні норми (водопроводу, сміттєпро­воду, каналізацій, опалення);

• вентиляційні канали;

• архітектурні деталі й огорожі;

• у транспортному будівництві;

• у гідротехнічному будівництві.

Додаток З

Опорний конспект до теми

«Кераміка»

Кераміка від грец. керамос— «гончарство». Кераміка виготовляється (схеми 1, 2) з матеріалів, добутих під час спікання глин із різними мінеральними домішками.

Склад кераміки: різні оксиди, зокрема SiО₂.

Схема 1

Види кераміки

Кераміка

Цегла (Ст. Єгипет)

Кахель

Фарфор (Китай)

Фаянс (м. Фаенца, Італія)

Схема 2

Види керамічного виробництва

Керамічне виробництво

Будівельне

Сучасне

Для побуту

Тонка кераміка (авіація, радіотехніка, приладобудування, електротехніка)

Будівельні матеріали з кераміки:

• стінові матеріали (цегла звичайна, порожниста);

• облицювальні матеріали (цегла і каміння лицьові, кольорова кераміка, плитка для стін і підлоги);

• черепиця;

• труби каналізаційні та дренажні;

• вироби кислотостійкі (цегла, плитка, труби);

• керамзит;

• санітарно-технічні матеріали (фаянс, фарфор, напівфарфор).

Додаток 4

Таблиця

Звіт

Матеріал	Добування	Склад	Застосування	Види
Скло
Цемент
Бетон
Кераміка