Урок химии «Силикатная промышленность»

Урок химии «Силикатная промышленность»

Тип урока: изучение нового материала.

Цели :

Дать понятие о силикатной промышленности; химизме производства; составе различных сортов стекла, их практическом значении и применении; составе керамики, фарфора, цемента, его применении.

Воспитывать у учащихся бережное отношение к стеклу, уважительное отношение к труду стеклодува, рабочего силикатной промышленности.

Развивать творческие способности, речь учащихся, умение работать с дополнительной литературой; развивать интерес

к декоративно — прикладному искусству .

Оборудование: компьютер, мультимедиапроектор, экран, школьная коллекция «Стекло», коллекция посуды из различного сорта стекла, керамики, фарфора .

Метод: лекция с элементами беседы, беседа с активизацией учащихся, самостоятельный поиск учащихся информации при направляющей роли преподавателя.

Структура урока:

Мотивационный этап.

Информационно-поисковый этап:

Стекло ;

Керамика ;

Цемент.

Обобщение и систематизация.

Домашнее задание.

Ход урока

Мотивационный этап.

На протяжении многих уроков мы изучаем неметаллы, на прошлом уроке

мы изучали кремний и его соединения. На Дом вам был §30 до применения кремния, упр. 4.

Сегодня же нам предстоит изучить основы производства силикатной промышленности, познакомиться с продуктами силикатной промышленности их практическом значении и применении . Выяснить, почему эта промышленность называется силикатной? Узнать о родине фарфора, цемента из сообщений, посмотреть презентации, составленные обучающимися

Информационно-поисковый этап:

Стекло.

«Пою перед Тобой в восторге похвалу

Не камням дорогим, ни злату, но стеклу»

М. В. Ломоносов

Учитель: В природе существует стекло вулканического происхождения — обсидиан. Открыто стекло очень давно. Достоверно известно, что еще в IV тысячелетии до н. э. в некоторых странах Востока умели выплавлять стекло.

Имя его открывателя, естественно, неизвестно.

Популярна легенда о случайности этого открытия: о моряках, обложивших комками соды разведенный на песке костер, и найденных на этом месте блестящих камушках — каплях, образовавшихся из сплавившихся песка и соды. Доля истины в легенде есть. Стекло действительно варят из нескольких компонентов. Основа — песок и сода .

Какова формула речного песка, соды, поташа? Составим уравнения реакций, лежащих в основе производства стекла

Сырье: смесь исходных веществ : песок SiO2 , сода Na2CO3 , известняк CaCO3 .

Химизм производства:

Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2

Охарактеризуйте данные реакции .

Образовавшиеся силикаты натрия и кальция сплавляют с песком, который берут в избытке.

Na2SiO3 + CaSiO3 + 4 SiO2 = Na2O — CaO — 6SiO2.

Варят стекло в течение нескольких часов в ванных печах непрерывного действия. Размер «ванны» таков, что самому крупному киту было бы в ней просторно. Процесс варки стеклоделы делят на три стадии: провар шихты, осветление , студка — осторожное охлаждение.

Расплавленное стекло при охлаждении твердеет не сразу, а постепенно, образуя вязкую послушную массу. Благодаря этому свойству стекло подвергается формовке. Для формовки стеклянных изделий применяют: выдувание , ; Прессование ; Прокатка ; Вытягивание . Важным шагом на пути разработки механизированного способа было изобретение бельгийца Фурко . Он предложил положить на поверхность расплавленной массы керамический брус с продольной щелью. Керамика легче расплавленной стеклянной массы, и поэтому «лодочка» плавает на поверхности. Если нажать на нее, то расплавленная масса выдавливается из щели.

На нее опускают «приманку» и тянут вверх. Толщина листа зависит от скорости подъема и скорости охлаждения листа.

Вспомните, на какие группы делятся вещества по строению?

Молекулы в любой жидкости расположены беспорядочно. При охлаждении стекла, оно затвердевая, сохраняет эту неупорядоченную структуру, какая была в расплаве. Сточки зрения физика стекло — это «твердая жидкость».

Итак, стекло это сплав каких веществ? Какого строения?

Помимо «обычного» — силикатного стекла, изготовляют и многие другие сорта. Так, есть стекло на основе В2О3, Р2О5, GeО2. Их называют боратными, фосфатными, германатными.

Сорта силикатного стекла :

Учащиеся записывают в тетради

Оконное стекло Na2O-CaO-6SiO2.

Мне хотелось бы обратить ваше внимание на оконное стекло в нашей школе, точнее на разбитое стекло окон школы, теплицы. Разбитое стекло — это впустую затраченные миллионы тонн добытого в карьерах песка и мела, полученной на химических заводах соды, огромное количество напрасно сожженного в стекольных печах топлива, даром израсходованной электроэнергии, пущенного на ветер драгоценного человеческого труда. Разбитое стекло — это и твердые бытовые отходы, засоряющие окружающую среду.

Бутылочное или посудное стекло Na2O-CaO-6SiO2 с примесью Al2O3

Химическое тугоплавкое K2O-CaO-6SiO2, твердое и не такое пластичное, но зато обладает сильным блеском.

Медицинское кварцевое стекло . Посуду, изготовленную из него можно накалить добела, бросить в холодную воду и оно не потрескается, пропускает УФ лучи.

Где применяется такое стекло? .

Хрустальное стекло K2O-PbO-6SiO2 . Красота хрустальных изделий зависит от мастерства их отделки .

Оптическое стекло для изготовления линз и призм, в котором недопустимо пузырьков газа. Оптическое стекло — окно в мир. В макромир, во Вселенную вглядываются стеклянные глаза телескопов.

В микромир можно заглянуть через глазок микроскопа.

Фотохромное стекло .

Защитное стекло . Используется при сварочных работах, в металлургии.

Зеркальное стекло

Художественное цветное стекло. Цветное стекло, по словам М. В. Ломоносова, было главным его увлечением. Он сварил более четырех тысяч опытных стекол. Эти работы легли в основу заводских методов получения прозрачных и непрозрачных цветных стекол.

В своей мастерской Ломоносов с помощниками создал около 40 мозаик , из которых наиболее знамениты: «Нерукотворный Спас», портрет Петра I, «Полтавская баталия» , ныне находящиеся соответственно в Историческом музее, Эрмитаже и в Российской Академии наук.

Для окрашивания стекла в стекломассу вводят различные оксиды, так FeO, Cr2O3 придают стеклу зеленый цвет , CoO — синий, MnO2 — фиолетовый, соединения золота и меди, которые в процессе варки стекла восстанавливаются до металлов, красный цвет .

Армированное стекло, внутри которого металлическая сетка .

Как вы считаете, каково значение этой сетки? .

Стекловолокно , стекловата и стеклоткань

Стеклопластик . Триплекс — лист пластичной пленки с двумя листами стекла, прочно соединенных склеивающим составом. При ударе на триплексе образуются многочисленные радиальные и концентрические трещины, но не осколки.

Где используется это стекло, и какое значение имеет то, что при ударе не образуются осколки? .

Пеностекло — пористый строительный материал, представляющий собой стеклянную массу, пронизанную многочисленными пустотами. Оно обладает тепло — и звукоизоляционными свойствами, небольшой плотностью , высокой прочностью, сравнимой с бетоном. Для изготовления пеностекла используют стеклянный бой и различные отходы стекольного производства.

И это далеко не весь список используемых сортов стекла.

Керамика.

Что является сырьем для керамических изделий? .

И действительно, керамика от греческого «керамос» — глиняная посуда. Керамическая промышленность одна из самых древних на Земле . Еще в глубокой древности было обнаружено свойство глины, приобретать твердость и прочность после обжига в огне. Керамические изделия делятся на грубые и тонкие .

Основные стадии: смешение глины и воды ; формирование предмета; сушка; обжиг в печах.

Кирпич — ровесник цивилизации. Его изготовляли и использовали для строительства еще в Древнем Египте и Вавилоне.

Когда-то изготовление кирпича было очень тяжелой работой. Сначала босыми ногами месили глину, потом вручную придавали ей форму кирпича и обжигали в печах при высокой температуре. Производство кирпича в наше время механизировано.

Какие вы знаете виды кирпича?

Виды кирпича:

Красный глиняный кирпич. Красная окраска обусловлена наличием в глине оксида Fe2O3.

Пустотелый кирпич, т. е. имеющий внутри полости определенной формы. Не теряя свои теплоизоляционные свойства, такой кирпич позволяет уменьшить массу жилого здания на 30-40%.

Силикатный кирпич . Сырьем для него служат известь и кварцевый песок. Этот кирпич обладает меньшей морозостойкостью, не выдерживает длительного воздействия высоких t? . Используется в качестве стенового материала для возведения надземных частей зданий.

К ценным керамическим материалам относят и Фаянс. Чем же фаянс отличается от фарфора, узнаем из сообщения учащегося

Фарфор.

Фарфор — самая благородная керамика. Это материал, состоящий из глины, кварца и полевого шпата. Изделия отличаются высокой прочностью, тонкостью, белизной , просвечиваемостью , долговечностью, химической стойкостью, яркостью росписей . Фарфор — изобретение китайцев.

Первые изделия из фарфора относятся к VII веку. В средние века китайские мастера делали славящиеся на весь мир фарфоровые фонари, которые светились, если внутри зажечь огонь.

Где и кем был открыт секрет производства фарфора в Европе, узнаем из сообщения учащегося «Саксонский фарфор»

А как производство фарфора началось в России? Об этом послушаем сообщение учащегося на тему: «Создатель русского фарфора» на следующем уроке

Различают две основные разновидности фарфора:

Твердый фарфор — с небольшим содержанием полевого шпата и обжигаемый при температуре 1380-1460оС.

Мягкий фарфор — с повышенным содержанием полевого шпата и обжигаемый при температуре 1200-1280оС. К мягкому фарфору относится костяной фарфор, непременной составной частью которого является зола костей крупного рогатого скота. Изготовленные из костяного фарфора изделия характеризуются высокой степенью белизны и просвечиваемости и большой декоративностью. В нашей стране изделия из костяного фарфора высокого качества выпускает фарфоровый завод им.

М. В. Ломоносова в Санкт-Петербурге.

Фарфоровые изделия росписывают красками. Роспись бывает подглазурная и надглазурная Полюбуемся иллюстрациями изысканных фарфоровых изделий, хранящихся в Государственном Эрмитаже

Цемент .

Слово «цемент» происходит от латинского «цементум», что означает битый камень. Цемент — собирательное название различных порошкообразных вяжущих веществ, способных при смешении с водой образовывать пластическую массу, приобретающую со временем камневидное состояние.

Первый цемент был открыт во времена Римской империи. Примерно в это же время жители Древней Руси заметили, что устойчивость к воде придает извести измельченная обожженная глина.

Одним из наиболее распространенных промышленных цементов является портландцемент. Послушаем сообщение учащегося и посмотрим Презентацию 3 По этой теме.

Обобщение и систематизация.

Вопросы:

Почему промышленность называется силикатной? .

Перечислите способы формовки стеклянных изделий?

Каков состав хрустального стекла?

Внимание вопрос на сообразительность!

В каком органе человека содержится больше всего кремнезема? .

На какие группы делятся керамические изделия?

Объясните происхождение слова «фаянс».

Чем фарфор отличается от фаянса?

Какую марку имеет саксонский фарфор и почему?

Что такое цек старинных фаянсовых изделий?

А сейчас выполните тест по вариантам, лежащий на вашем столе.

Проверочный тест

Вариант I	Вариант II
1.Сырье для производства натриевого стекла: CO2	1.Сырье для производства калиевого стекла: CO2
2.Состав тугоплавкого стекла: K2O-CaO-6SiO2 K2O-PbO-6SiO2 Na2O-CaO-6SiO2	2.Состав обычного оконного стекла: Na2O-CaO-6SiO2 K2O-CaO-6SiO2 K2O-PbO-6SiO2
3.Красная окраска глиняного кирпича обусловлена: MnO2	3.Фотохромное стекло изменяет цвет благодаря ионам: Fe3+ K+ Na+ Ag+
4.Бетон — смесь: Щебня, песка Щебня, песка, мела Щебня, песка, цемента	4.Цемент в переводе с латинского: Речной песок Битый камень
5.Крамика в переводе с греческого: Речной песок Битый камень Полевой шпат	5.Родина фарфора: Китай

Домашнее задание: § 30 полностью, записи в тетрадях.