opisuje zastosowania wybranych włókien syntetycznych

SCENARIUSZ ZAJĘĆ „WŁÓKNA SYNTETYCZNE” CHEMIA, IV ETAP EDUKACYJNY

Temat: Włókna syntetyczne.

Treści kształcenia:

Podstawa programowa: Punkt 6.5. [uczeń]: projektuje doświadczenie pozwalające zidentyfikować włókna białkowe i celulozowe, sztuczne i syntetyczne.

Cele zoperacjonalizowane

UCZEŃ

dokonuje podziału włókien na naturalne i chemiczne;

zna sposoby pozwalające na rozróżnienie włókien bez

domieszek;

wymienia przykładowe rodzaje włókien naturalnych i

chemicznych;

opisuje zastosowania wybranych włókien syntetycznych;

wyjaśnia potrzebę/popularność stosowania włókien chemicznych;

projektuje doświadczenie pozwalające na identyfikację

włókien białkowych i celulozowych, sztucznych i

syntetycznych.

Nabywane umiejętności

UCZEŃ

potrafi poprawnie zidentyfikować czyste, bez domieszek, włókno, z którego wykonano daną tkaninę;

prawidłowo odczytuje i interpretuje informacje z tabeli

klasyfikacji włókien;

sprawnie wyszukuje informacje z prezentacji;

przestrzega zasad bezpieczeństwo podczas wykonywania

doświadczeń chemicznych.

Kompetencje kluczowe:

 porozumiewanie się w języku ojczystym;

 myślenie przyczynowo – skutkowe i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne;

 umiejętność uczenia się.

Etapy lekcji 1) Wstęp:

Nauczyciel zadaje pytanie – z czego robiona jest odzież, którą nosimy? Czego używa się do jej produkcji? Czy tylko ubrania wykonuje się z włókien?

Włókna to materiały do wytwarzania odzieży. Odzież jest produkowana z przędzy, którą tworzą nici ułożone równolegle i skręcone ze sobą. Przyjmuje się, że włókno to taka struktura, której długość jest co najmniej 100 razy większa od przekroju (średnicy). Włókna występują w materiałach zarówno naturalnych jak i chemicznych, wyprodukowanych przez człowieka.

Nauczyciel zadaje pytanie, jakie uczniowie znają włókna naturalne, a jakie sztuczne? Skąd wiedzą, z jakich włókien jest wykonana bluzka, którą mają na sobie? Gdzie jest umieszczana informacja o dotycząca rodzaju włókien i w związku z tym zalecenia co do jej użytkowania? Po co się umieszcza taką informację? itd.

2) Przebieg zajęć:

Po takim krótkim wstępie nauczyciel przedstawia uczniom klasyfikację włókien - proponowaną przez autora (skorelowaną z tematyką doświadczenia) - na tablicy lub w formie ksera dla uczniów. Klasyfikację tą nauczyciel może uprościć tylko do podziału na włókna roślinne i zwierzęce jako naturalne oraz sztuczne i syntetyczne jako chemiczne.

Klasyfikacja włókien Rodzaj

włókna Pochodz

enie Przedstawic

iele Skład

chemiczny Identyfikacja – najczęściej próba płomieniowa NATURAL

NE

roślinne (organic zne)

konopie, len,

bawełna i juta

celuloza palne, jasny, żółty płomień, po wyjęciu z płomienia pala się dalej, popiół po spaleniu pachnie jak spalony papier zwierzęc

e

(organic zne)

jedwab naturalny, wełna

białko palne, charakterystyczny zapach palonych włosów, proces przebiega powoli, po wyjęciu z płomienia gasną;

po spaleniu wełny – czarne, puste kuleczki, po jedwabiu – błyszczące , grafitowe;

kruszą się;

dodatkowo – pozytywny

wynik próby

ksantoproteinowej mineraln

e

(nieorga niczne)

azbest;

wełna

- minerał krzemiano wy

- odporny na wysoką temperaturę, ogniotrwały - niepalna i ognioodporna

kamienia bazaltowe go

CHEMICZ NE

sztuczne – czyli zmodyfik owane włókna naturaln e z

polimeró w

naturaln ych

jedwab sztuczny (np. jedwab miedziowy, wiskozowy czy

octanowy)

gł.

składnik to celuloza zmodyfiko wana w wyniku reakcji z różnymi subst.

chemiczny mi

palne, żółtozielony płomień; płoną po wyjęciu z płomienia, zapach palącego się papieru, dodatkowo – negatywny wynik próby ksantoproteinowej

syntetyc zne – powstają w

wyniku syntezy chemicz nej

polimeryza cyjne

np.

poli(chlore k winylu) poliakrylon itryl

palne, wielkość i wygląd płomienia zależy od rodzaju włókna, podobnie zapach i zachowanie po wyjęciu z płomienia np. poliamidy – topią się – brunatna pozostałość, słaby zapach palących się włosów, nie gasną po wyjęciu z płomienia, kolor płomienia – lekko niebieski; poliestry – jasnożółty, mocno kopcący płomień, gasną po wyjęciu, duszący zapach

polikondens acyjne

np.

poliuretan y

poliestry poliamidy

nieorgan iczne

np. włókna szklane, metalowe, węglowe

- szkło wodne - np.

miedź, aluminium , cynk lub stopy -

rozciągnięt e struktury węglowe

[Dokładniejszy podział włókien syntetycznych znajduje się na prezentacji]

Nauczyciel omawia powyższą klasyfikację, zwracając uwagę na cechy szczególne dla rozróżnienia włókien białkowych od celulozowych oraz włókien sztucznych i syntetycznych. Zwraca uwagę, że np. jedwab sztuczny od jedwabiu naturalnego można odróżnić w próbie ksantoproteinowej [z kwasem azotowym (V) – przykładowe próbki wełny czy jedwabiu zabarwią się na żółto, a len, bawełna czy włókno syntetyczne - nie]. Może wspomnieć także o jeszcze jednym sposobie na rozróżnienie włókien – reakcję z zasadą sodową (po ogrzaniu włókna celulozowe naturalne np. bawełna i włókna syntetyczne się nie rozpuszczą, natomiast naturalne włókna białkowe jak wełna, jedwab - tak, bo nie są odporne na działanie NaOH. Warto zauważyć, że włókna syntetyczne są ponadto odporne na działanie kwasów.

(Oba doświadczenia nauczyciel może wykonać w formie dodatkowego pokazu podczas zajęć.)

Nauczyciel zadaje uczniom pytanie – jak można stwierdzić, z jakich włókien została wykonana odzież? Proponuje doświadczalną identyfikację różnych włókien stosowanych do produkcji artykułów codziennego użytku – ubrań, bielizny osobistej, pasków, dywanów, lin itp.

Instrukcja przeprowadzenia doświadczenia i obserwacji 1. Opis teoretyczny badanego zjawiska: włókna można

zidentyfikować na podstawie wyglądu produktów ich spalania, zachowania się podczas spalania oraz koloru płomienia podczas spalania. Ta zależność jednak nie dotyczy materiałów będących mieszaniną włókien.

2. Sformułowanie problemu badawczego oraz hipotezy:

W jaki sposób można zidentyfikować włókna białkowe i celulozowe oraz włókna sztuczne i syntetyczne?

Hipoteza: Włókna zachowują się w różny sposób w płomieniu palnika.

3. Zestaw potrzebnych do doświadczenia narzędzi i materiałów:

do doświadczenia potrzebne będą próbki tkanin bez domieszek: bawełnianej, wełnianej, jedwabnej, lnianej, jedwabiu sztucznego oraz tkaniny z włókien syntetycznych (poliestrowej i poliamidowej)

zestaw – palnik gazowy / spirytusowy oraz szczypce metalowe 4. Spis czynności, które należy wykonać kolejno:

uczniowie – w liczbie wyznaczonej liczbą próbek do próby płomieniowej – zakładają fartuchy

kolejno każdy z uczniów chwyta szczypcami kawałek tkaniny badanej i wprowadza do płomienia palnika pod nadzorem nauczyciela i z zachowaniem zasad bhp; po zapaleniu próbki, wyjmuje ją, kierując ruchami ręki sprawdza ew.

zapach, może też poprosić o sprawdzenie osobę stojącą obok, jeśli próbka się pali, należy obejrzeć produkty po spaleniu i tak dalej

5. Uczniowie obserwują przebieg reakcji oraz na kartach pracy zapisują schemat doświadczenia, obserwacje i wnioski

Uczniowie powinni ocenić kolor płomienia, czy próbka pali się po wyjęciu z płomienia, czy nie, czy próbka się topi, czy nie, jaki zapach jest wydzielany podczas procesu, co pozostaje po spaleniu etc. dobrze jest zwrócić uwagę na możliwość wykorzystania informacji zawartych w tabeli klasyfikacji.

Uczniowie powinni na podstawie obserwacji i informacji zawartych w tabeli zidentyfikować włókna, z których wykonane zostały próbki do doświadczenia – pod kontrolą merytoryczną nauczyciela.

(Weryfikacja kart pracy przez nauczyciela przed wklejeniem do zeszytów).

Uczniowie oglądają prezentację „Zastosowania włókien syntetycznych”. Nauczyciel poleca zwrócić uwagę na zastosowania najbardziej popularnych włókien – poliuretanowych, poliestrowych, poliamidowych – wypisać ich zdaniem

najważniejsze z podanych oraz przepisać podział włókien syntetycznych.

Uczniowie zapisują zastosowanie i podział włókien syntetycznych zgodnie z poleceniem podczas prezentacji.

Nauczyciel zadaje pytanie, czy uczniowie wiedzą, co sprawiło, że włókna syntetyczne zyskały popularność i są wszechstronnie obecne w naszym życiu codziennym? Czy wiedzą, jaki sposób obecnie produkuje się włókna syntetyczne? – i przedstawia prezentację nt. wytwarzania włókien syntetycznych.

3) Podsumowanie:

Nauczyciel przypomina klasyfikację włókien, zastosowania najbardziej popularnych włókien syntetycznych oraz zasady identyfikacji płomieniowej czystych włókien.

Środki dydaktyczne:

 fartuchy;

 próbki tkanin bez domieszek: bawełnianej, wełnianej, jedwabnej, lnianej, jedwabiu sztucznego oraz tkaniny z włókien syntetycznych (poliestrowej i poliamidowej);

 zestaw – palnik gazowy lub spirytusowy oraz szczypce metalowe (kilka sztuk);

 ew. ksera: klasyfikacja włókien (opis w scenariuszu);

 komputery z dostępem do Internetu;

 karty pracy;

 film „Wytwarzanie włókien syntetycznych” (zasób nr 1);

 prezentacja „Zastosowania włókien syntetycznych” (zasób nr 2).

Metody dydaktyczne:

 pogadanka;

 rozmowa kierowana;

 praca z tekstem;

 pokaz;

 doświadczenie / eksperyment chemiczny;

 wykład ilustrowany.

Formy dydaktyczne:

 zbiorowa;

 indywidualna.

Zadanie dla chętnych

1. Przygotuj zestawienie tabelaryczne lub schematyczne wad i zalet poszczególnych typów włókien syntetycznych wg podziału poznanego na zajęciach.

2. Zaproponuj piktogramy na etykietkę do bluzy wykonanej w 95% z bawełny i w 5% z elastanu, którą można prać w wodzie o temperaturze max 40°C, osobno, po stronie lewej, nie wolno jej odwirowywać ani suszyć w suszarce bębnowej, bluzka nie powinna być wystawiona na kontakt z chlorem oraz na działanie temperatury powyżej 150°C.