РОЗРОБКИ УРОКІВ ХІМІЇ ЗА ІНТЕГРАЛЬНОЮ ТЕХНОЛОГІЄЮ
11 КЛАС

УРОК 31

Тема. Органічні розчинники, їх застосування

 

Цілі: дати поняття про органічні сполуки в побуті, їх різновиди, властивості, дію на організм людини, правила поводження з побутовими хімікатами; формувати вміння надавати першу медичну допомогу в разі отруєння побутовими хімікатами.

Обладнання: роздавальний матеріал, мультимедійний проектор, комп’ютер.

Тип уроку: ВНМ(Д).

Форми роботи: робота в групах, прийом «Хімічний диктант» «Міні-практикум».

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

 

II. Актуалізація опорних знань

Фронтальна бесіда

•     Що таке розчин?

•     З чого складається розчин?

•     Як відрізнити розчинник і розчинювану речовину?

•     Які розчинники ви знаєте?

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності. Оголошення теми й мети уроку

Розчинники — індивідуальні хімічні сполуки або суміші, здатні розчиняти різні речовини, тобто утворювати з ними однорідні системи змінного складу, що складаються з двох або більше компонентів.

У принципі будь-яка речовина може бути розчинником для якої-небудь іншої речовини. Проте на практиці до розчинників відносять тільки такі речовини, які відповідають певним вимогам. Наприклад, розчинники повинні мати хорошу, так звану активну розчинну здатність, бути досить хімічно інертними по відношенню до речовини, що розчиняється, і апаратури. Розчинники, що використовуються в промисловості, мають бути доступними й дешевими.

Найбільш поширена хімічна класифікація, відповідно до якої всі розчинники підрозділяються на неорганічні й органічні. Найпоширенішим неорганічним розчинником, який розчиняє велику кількість неорганічних і органічних сполук, є вода.

Проблема: Які органічні розчинники існують? Яка їх роль?

 

IV. Вивчення нового матеріалу

Велике значення мають органічні розчинники.

Органічні розчинники є речовинами органічного походження, що володіють здатністю розчиняти різні сполуки. У хімічному відношенні органічні розчинники можуть належати до різних класів речовин. Це перш за все нафтові розчинники (у тому числі і їх галогенопохідні), спирти, прості й складні етери, кетони, нітросполуки.

Розчинники можуть складатися з однієї або декількох частин, наприклад, значного поширення набули багатокомпонентні органічні розчинники 646, 647, 650 та інші. Для їх створення використовуються декілька різних органічних сполук: ароматичні вуглеводні, кетон, спирти й етери. Проте популярні також і прості розчинники, такі як бутиловий спирт, ізопропанол, ацетон.

Органічні розчинники дуже широко застосовуються у виробництві пластмас, лаків і фарб, синтетичних волокон, смол, клеїв у гумовій промисловості, під час екстракції рослинних жирів, для хімічного чищення одягу; крім того, їх використовують для очищення хімічних сполук перекристалізацією, у процесі хроматографічного розділення речовин, для створення певного середовища тощо.

У сфері виробництва лакофарбових матеріалів розчинники застосовують для розчинення різних речовин, наприклад полімерних часток. Оскільки розчинники — леткі речовини, то після їх випаровування первинна структура матеріалу, що розчиняється, відновлюється й утворюється плівкове покриття. Також розчинники використовують для розведення фарб, емалі або лаку під час виготовлення розчину необхідної густини. Розчинниками очищають і знежирюють поверхню перед забарвленням і їх же використовують для очищення інструменту (пензлів, фарборозпилювачів та ін.) після роботи. У промисловості й виробництві, в автосервісах розчинники використовуються для очищення і промивання деталей. Органічними розчинниками є легкозаймисті рідини, що вимагають дотримання певних правил під час роботи, зберігання і транспортування.

Можна виділити кілька груп розчинників залежно від їх характеристик:

•     температури кипіння — низько-киплячі (наприклад, етиловий спирт метилацетат) і високо-киплячі (наприклад, ксилен) розчинники;

•     відносної швидкості випаровування — швидко випаровувальні й повільно випаровувальні (як еталон часто беруть швидкість випаровування бутилацетату);

•     полярності — неполярні (вуглеводні, сірковуглець) і полярні (наприклад, вода, спирти, ацетон).

Технічні умови розчинника зазвичай містять дані про температуру спалаху, межі вибухонебезпечних концентрацій пари в повітрі, тиск пари за стандартних температур, а також розчинну здатність — для якого типу речовин можна використовувати певний розчинник (для розчинення олій і жирів, смол, барвників, натуральних і синтетичних каучуків тощо).

Як розчинники поширені суміші різних індивідуальних речовин, наприклад бензини, суміші спиртів і етерів. До розчинників часто відносять також пластифікатори, службові речовини для поліпшення механічних і фізичних властивостей каучуків, природних смол, поліамідів і багатьох інших високомолекулярних сполук.

 

Характеристики розчинників

Найменування

Температура, °С

Нижня межа запалювання (вибуховість), г/м3

Межа допустимої концентрації, мг/м3

спалахування

самозаймання

Амілацетат

20

3783

583

100

Ацетон

-20

500

52

200

Бензен

-14

580

93

20

Бензин-розчинник

-30

250

37

300

Бутилацетат

13

371

80,6

200

Дихлоретан

10

N-,N-диметил-формамід

50

420

13,6

10

Етилацетат

-4

400

82,7

200

Етилцелюлоза

40

245

66

200

Ксилен

17

495

43 3

50

Скипидар

30

253

36,2

300

Сольвент

34

495

58,2

100

Спирт бутиловий

28

410

51

200

Спирт ізобутиловий

27,5

371

73

200

Спирт метиловий

-1

475

463

50

Спирт етиловий

11

432

49

1000

Толуен

4... 7

549

482

50

Вайт-спірит

33

270

300

 

Залежно від галузі промисловості до розчинників висуваються різні вимоги, зумовлені особливостями виробництва. Так, для екстракції придатні розчинники, що мають вибіркову розчинну здатність, для інших процесів часто застосовують так звані розчинники, що поєднуються, поліпшуючи взаємну розчинність. В електрохімічних процесах необхідні розчинники, стійкі в робочому діапазоні електродних потенціалів, і т. д.

 

Демонстраційний дослід. Зразки органічних розчинників

Скипидар. Розрізняють скипидар живичний і пеньковий. Кращим вважається живичний скипидар; він є безбарвною або жовтуватою рідиною. Температура кипіння від 152-155 до 180 °С. Пеньковий скипидар має більш різкий запах і темніше забарвлення. Застосовується для розведення масляних лаків, фарб, ґрунтівок і шпаклювань. Добре розчиняє смоли й масла, змішується з етерами, спиртами і хлорпохідними.

Вайт-спірит (лаковий гас). Виходить у процесі перегонки нафти, займає проміжне положення між бензиновою й гасовою фракціями. На вигляд прозорий. Температура кипіння не вище 165 °С. Леткий, нейтральний. Як розчинник масляних фарб і лаків дещо поступається скипидару.

Бензин. Летка фракція, яку отримують шляхом перегонки нафти. Вогненебезпечний. Здатний утворювати з повітрям вибухові суміші (у разі вмісту пари 2,4 % і вище). Зважаючи на високу леткість і вогненебезпечність в обробці меблів обмежено вживається як розчинник воску й масел.

Бензен. Є легкорухомою, леткою й безбарвною рідиною. Розрізняють 90%-й і 50%-й (сольвентнафта) бензен. Зазвичай містить домішки толуену і ксилену; у воді нерозчинний; добре розчиняє каніфоль і плавлені копали, а також віск, каучук, камфору й інші речовини; дуже вогненебезпечний; утворює з повітрям вибухові суміші. Пари бензену отруйні. Застосовується у виробництві масляних лаків (знижує загустіння), а також як розчинник у композиції з розчинниками для нітролаку.

Етиловий спирт. Безбарвна легкорухома рідина. Може бути отримана перегонкою продуктів бродіння цукрів. У виробництві лаків використовується спирт міцністю не нижче 90 %. Розчиняє ряд смол.

Бутиловий спирт. Є гарним розчинником для лаків нітроцелюлози.

Метиловий спирт. Безбарвна, легкорухома рідина. Одержують у процесі сухої перегонки дерева. Зазвичай містить домішки ацетону, вищих кетонів і етерів. Отруйний. Розчиняє деякі смоли й масла.

Етиленгліколь. Безбарвна, рухлива рідина, без запаху, високої в’язкості. З водою змішується в будь-яких співвідношеннях. Хороший розчинник для нітроцелюлози. Характеризується низькою швидкістю випаровування.

Метилацетат. Низькокипляча рухлива рідина високої леткості. Температура кипіння 56-58 °С, температура спалаху — від 13 до 16 °С. Вогненебезпечна й отруйна.

Етилацетат. Рідина, що менше випаровується. Температура кипіння — 77-82 °С. Має приємний запах. Змішується в будь-яких співвідношеннях зі спиртом, етерами, жирами й маслами. Добре розчиняє смоли, віск і церезин.

Ацетон. Дуже летка рідина, добре розчиняє нітроцелюлозу, смоли й масла. Вогненебезпечна. Змішується в будь-яких співвідношеннях зі спиртом, етерами й водою. Має неприємний запах.

Токсична дія органічних розчинників пов’язана з їх здатністю розчинятися в жирах, а також їх леткістю. Вони легко надходять до організму через дихальні шляхи і шкіру. Чинять наркотичну дію, викликають роздратування шкіри, слизової оболонки органів дихання, травної системи, викликаючи запалення. Вищеназвані механізми дії органічних розчинників характеризують перший період гострого отруєння. У другому періоді, після зменшення симптомів, пов’язаних з наркотичною дією, або в разі тривалого отруєння настають характерні для кожної зі сполук специфічні ураження різних органів. Дія деяких органічних розчинників має винятково наркотичний характер. Інколи в разі гострого отруєння наркотичним симптомам передує шум у вухах, солодкуватий присмак у роті, підвищене слиновиділення, нудота, відчуття оніміння в пальцях, прискорене серцебиття, пітливість. Трохи пізніше може виникнути підвищене психічне збудження з посиленою руховою активністю (наркотичне сп’яніння зі збудженням або судомами), проте інколи відразу настає наркотичний сон і кома. У разі отруєння оральним шляхом загальні наркотичні симптоми розвиваються трохи повільніше, проте вже в першому періоді можуть з’явитися ознаки, пов’язані з місцевим подразненням органічних розчинників слизової оболонки травного тракту у вигляді блювоти, болю в животі, діареї, інколи з домішкою крові. Пізні симптоми гострого отруєння, тобто симптоми другого періоду, виявляються сильніше. У стані коми найбільш небезпечна зупинка дихання в результаті механічної непрохідності дихальних шляхів (западання язика, скупчення виділень у бронхах, аспірація) або ураження дихальної системи. В обох випадках проявляється синюшність шкірних покривів, нерівне, переривчасте або прискорене дихання. Надалі можливе зниження артеріального тиску, спазми, аритмія серця аж до повної його зупинки. Смерть може також настати внаслідок набряку легенів. Інколи після припинення наркотичної дії симптоми другого періоду настають лише через декілька днів (і навіть тижнів), перед цим хворий перебуває в стані уявного здоров’я. Можливі ураження печінки (жовтяниця), нирок, а також центральної і периферичної нервової системи (психічні розлади, епілептичні судоми, сліпота). У разі хронічних отруєнь характерні симптоми, пов’язані з порушенням кровотворних функцій кісткового мозку (анемія, лейкемоїдні реакції та ін.).

У разі потрапляння органічних розчинників усередину перша допомога зводиться до заходів, спрямованих на відновлення основних життєвих функцій організму (дихання і кровообігу).

Не можна провокувати блювоту, оскільки це спричинить серйозне пошкодження легенів.

Необхідно:

•     зняти одяг, на який потрапив органічний розчинник;

•     ізолювати пацієнта від предметів, які могли мати контакт із розчинником;

•     промити уражену шкіру великою кількістю води з милом;

•     забезпечити хворому повний спокій і тепло;

•     терміново викликати лікаря (транспортувати можна лише в присутності й під наглядом лікаря, оскільки в разі важких отруєнь є вірогідність порушення серцевої і дихальної діяльності).

Обов’язково потрібно з’ясувати всі обставини й подробиці отруєння для подальшого забезпечення правильного процесу лікування. У легших випадках отруєнь органічними розчинниками або лише за підозри щодо них рекомендується дати хворому 100150 мл рідкого парафіну й 30 г глауберової солі. Не можна давати молоко, касторову олію, жири.

У випадках вдихання органічних розчинників, надаючи першу допомогу, необхідно:

•     видалити пацієнта з атмосфери, що загрожує здоров’ю;

•     вжити заходів, спрямованих на забезпечення основних життєвих функцій;

•     забезпечити хворому повний спокій і тепло;

•     промити очі й інші уражені місця великою кількістю води;

•     негайно відвезти хворого до лікарні, щоб якнайшвидше почати спеціалізоване лікування;

•     ретельно оглянути місце випадку з подальшим його знезараженням.

 

V. Осмислення знань

Демонстраційний дослід. Розчинність олійної фарби у воді й гасі

Повідомлення учнів про органічні розчинники.

 

VІ. Підсумок уроку

 

VІІ. Домашнє завдання



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити