Temat: Włókna sztuczne i syntetyczne

Adresat

Uczniowie liceum ogólnokształcącego i technikum

Podstawa programowa:

Nowa podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XXI. Chemia wokół nas. Uczeń:

1) klasyfikuje włókna na: celulozowe, białkowe, sztuczne i syntetyczne; wskazuje ich zastosowania; opisuje wady i zalety; uzasadnia potrzebę stosowania tych włókien;
2) projektuje i przeprowadza doświadczenie pozwalające zidentyfikować włókna celulozowe, białkowe, sztuczne i syntetyczne.

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres rozszerzony:

XXI. Chemia wokół nas. Uczeń:

1) klasyfikuje włókna na: celulozowe, białkowe, sztuczne i syntetyczne; wskazuje ich zastosowania; opisuje wady i zalety; uzasadnia potrzebę stosowania tych włókien;
2) projektuje i przeprowadza doświadczenie pozwalające zidentyfikować włókna celulozowe, białkowe, sztuczne i syntetyczne.

Stara podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XXI. Chemia wokół nas. Uczeń:

1) klasyfikuje włókna na: celulozowe, białkowe, sztuczne i syntetyczne; wskazuje ich zastosowania; opisuje wady i zalety; uzasadnia potrzebę stosowania tych włókien;
2) projektuje i przeprowadza doświadczenie pozwalające zidentyfikować włókna celulozowe, białkowe, sztuczne i syntetyczne.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń omawia i identyfikuje włókna sztuczne i syntetyczne.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• mając dane włókno, klasyfikować je;

• wskazywać i omawiać zastosowania włókien sztucznych i syntetycznych;

• projektować doświadczenie pozwalające zidentyfikować włókna sztuczne i syntetyczne.

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• aktywizujące

  • dyskusja.

• eksponujące

  • film.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych;

  • eksperyment.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• tablica interaktywna, tablety/komputery;

• arkusze szarego papieru;

• kolorowe pisaki.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel wykorzystuje tekst abstraktu do pracy indywidualnej lub w parach według następujących kroków: 1) pobieżne przejrzenie tekstu, 2) postawienie pytań, 3) dokładne czytanie, 4) streszczenie poszczególnych części tekstu, 5) powtórzenie treści lub przeczytanie całego tekstu.

2. Nauczyciel dzieli klasę na trzy grupy zadaniowe (może być łącznie sześć grup). Rozdaje arkusze papieru i kolorowe pisaki. Każda grupa zajmuje się opracowaniem zagadnienia jednego rodzaju włókna z uwzględnieniem jego zalet i wad oraz zastosowania: (grupa I – włókna sztuczne, grupa II – włókna syntetyczne, grupa III – włókna nieorganiczne). Po wykonaniu pracy liderzy grup prezentują efekty pracy grupy. Nauczyciel podsumowuje pracę uczniów.

3. Nauczyciel zapowiada film pt. „Odróżnianie jedwabiu naturalnego od sztucznego”. Poleca uczniom, żeby w formularzu zamieszczonym w abstrakcie zapisali pytanie badawcze i hipotezę. Następnie wyświetla film, a uczniowie odnotowują swoje obserwacje i wnioski. Nauczyciel zachęca młodzież do dyskusji, nawiązując do przedstawionych konkluzji.

4. Nauczyciel odwołuje uczestników zajęć do abstraktu i prosi o zapoznanie się z instrukcją eksperymentu nr 2 („Doświadczenie 2: Jak rozpoznać (zbadać), czy tkanina wykonana jest z jedwabiu naturalnego, czy sztucznego (inną metodą)?”). Dzieli uczniów na grupy i rozdaje odpowiedni sprzęt oraz materiały do wykonywania eksperymentu. Uczniowie wykonują czynności według instrukcji. Zapisują spostrzeżenia i wnioski w formularzu. Nauczyciel wskazuje osobę, która przedstawia wyniki swojej pracy.

5. Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne. Nauczyciel omawia z nimi właściwe rozwiązanie.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel krótko przedstawia najważniejsze zagadnienia omówione na zajęciach. Odpowiada na dodatkowe pytania podopiecznych i wyjaśnia wszelkie ich wątpliwości. Uczniowie uzupełniają notatki.

Praca domowa

1. Wykonaj polecenie nr 3.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Artificial and synthetic fibres

Artificial fibres are fibres produced from natural raw materials – natural polymers, i.e. cellulose, protein, caoutchouc, which are chemically treated.

Viscose is a fibre consisting mainly of cellulose, which is obtained mainly from wood. Viscose fabrics have properties similar to cotton and feel like silk in touch. This is a thermoregulatory and breathable material, absorbing moisture, soft, elastic and pleasant to touch.

Modal is a fibre consisting in 100% of cellulose. The modal production process is very similar to the viscose production process. It is characterized by high resistance to damage and satin gloss. Absorbs 50% more moisture than cotton. Fabrics made of it are airy, soft and elastic. Underwear, sportswear and beddings are made of modal.

Unique bamboo?

There are products on the market whose uniqueness is due to the fact that bamboo fibres were used for their production. The producers and sellers advertising them name a long list of their advantages, which result from the type of fibre used. Do bamboo fibres really have special properties? Well, in terms of chemical composition, these fibres are simply artificial cellulose fibres, for the production of which bamboo was used as a raw material supplying cellulose. Bamboo fibres are made of cellulose obtained from bamboo shoots. Cellulose from trees (spruce, pine, beech) is produced in a similar way and is used for the production of viscose yarn.

Mineral wool (rockwool) is an insulating material of mineral origin. It found application in construction – for thermal and acoustic insulation of walls, ceilings, floors and roofs – and as a raw material for the production of construction materials. For the production of mineral wool, among others, basalt stone and limestone aggregate are used. Recycled materials are also used.

The difference between artificial and synthetic fibres is based on different production technologies. Synthetic fibres are produced by man from the beginning to the end – from synthetic polymers, in the polymerization process (mainly from petroleum and coal), and artificial fibres are created using chemical treatment of natural fibres.

Polyamide (nylon) is the first synthetic fibre. Due to its properties, it gained great popularity among clothing manufacturers. It is lightweight, resistant to crease, very durable, easy to wash and it dries quickly. It is also used as an additive in the form of microfibers (microfiber), e.g. in underwear.

Many types of nylon are produced. The most well‑known is nylon 66 described here. It is formed as a result of the condensation reaction of adipic acid with hexane‑1,6‑diamine. This reaction consists of combining alternating dicarboxylic acid molecules with diamine molecules and forming polymer molecules. Nylon fibre can be obtained by dissolving substrates in water and hexane where substrates form layers instead of mixing together. The polymer forms on the border of these layers. It can be obtained in the form of a long strand.

Polyesters (Terylene, torlen) are synthetic fibres produced in the reaction of dicarboxylic acids with polyhydric alcohols.
These have high resistance to bending, tearing and abrasion, good resistance to light, chemical agents (weak acids and bases), are biologically resistant, absorb water very poorly. Polyester fibres – alone or as a blend with wool, cotton (terylene cotton) or viscose fibres – are used to make fabrics for outerwear, decorative fabrics, curtains.

Elastane (spandex, Lycra) is a polyurethane fibre that was invented in 1958 and immediately revolutionized the clothing industry. The use of elastane as an additive to the materials significantly reduced their weight, while increasing durability as well as comfort and ease of use. Elastane does not appear in the material alone, but as an addition – in blends with other fibres (e.g. with cotton, silk). This fibre is characterized by very high extensibility (up to 500%) and elasticity.

Fleece is a kind of knitted fabric made of PET and other plastics. It is characterized by hydrophobicity and much better thermal insulation properties than wool. It does not lose these properties even if it gets wet. It is used, among others, for the manufacture of sportswear. Currently, various types of fleece fabrics are produced. Depending on the application, these differ in weight (e.g. fleece 100 means that 1 square meter of material weighs 100 grams) and thermal properties, softness and elasticity.

Kevlar is a durable, light and resistant to high temperatures fibre. It is used, among others, for the production of bulletproof vests, helmets, equipment for extreme sports.

Carbon fibres – formed in the process of transforming organic polymers with very long chains contributing to a significant increase in the carbon content in the product. Its important feature is low mass, due to which this material is used in cosmonautics and Formula 1. Currently, due to a significant reduction in production costs, it is also used for the production of many commonly used products.

Among the inorganic fibres, chemical (artificial) fibres are distinguished, including glass and metal fibres.

Glass fibres are made of glass in the form of glass wool used as a material for thermal insulation in construction and in the form of fibres for the production of yarn for clothing fabrics for steelworks workers, filter cloths, theatre curtains. Glass fibres are characterized by high tensile strength, resistance to acids and lixivium, temperature resistance up to 600°C.

Metal fibres are obtained from copper, silver, gold, steel or alloys of these metals. Metal threads are obtained by wrapping cotton or silk yarn with metal wires. These threads are used for embroidery, the manufacture of decorative fabrics. Metal fibre products due to oxidation darken in the air – these should be protected from light and moisture.

• Natural fibres can be cellulose fibres (vegetable fibres) or protein fibres (animal fibres). Mineral fibres (asbestos) are also known.

• Man‑made fibres are chemically synthesized – made of raw materials of natural origin, e.g. viscose from cellulose – and artificial fibres – made of substances obtained by chemical synthesis.

• Today, many types of fibres are produced, which are used to manufacture products that meet sometimes very specialized requirements and serve the safety and comfort of users.

• Observation of fibres combustion allows approximate determination of the type of fibre. In addition, protein fibres undergo reactions characteristic for proteins, e.g. xanthoproteic reaction.