Тема уроку: Кам'яне вугілля, продукти його переробки
В процесі вивчення цього уроку учні повинні навчитися описувати:
•склад і властивості кам'яного вугілля;
•процес та продукти переробки кам'яного вугілля;
характеризувати:
•природну вуглеводневу сировину як джерело добування органічних сполук;
•значення органічних речовин для розв’язування сировинної проблеми людства;
встановлювати:
•причиново-наслідкові зв’язки між складом, будовою, властивостями та застосуванням органічних речовин;
обґрунтовувати:
•значення органічної хімії у створенні нових матеріалів.
Цілі уроку:
навчальна: з’ясувати роль кам’яного вугілля як джерела різних хімічних речовин; ознайомити з основними принципами коксування кам’яного вугілля; показати галузі використання продуктів коксування.;
розвиваюча: розвивати уміння порівнювати, узагальнювати, аналізувати;
виховна: формувати дбайливе ставлення до природних багатств; виховувати ціннісне ставлення до кам’яного вугілля як вуглеводневої сировини.
Словник термінів (глосарій):
Кам'яне вугілля - природна суміш вуглецю (близько 10%), органічних сполук складної будови (близько 80%), вологи, неорганічних домішок, що залишаються після спалювання вугілля у вигляді твердого залишку - шлаку.
Коксування - термічна переробка вугілля, яка полягає в його нагріванні без доступу повітря до 900 - 1100° С і витримуванні при цій температурі до 20 годин, внаслідок чого вугілля розкладається з утворенням твердого коксу і летючих органічних і неорганічних речовин.
Тип уроку: комбінований
Хід уроку
І. Організація класу.
ІІ. Актуалізація опорних знань. Мотивація навчальної діяльності.
2) Подумайте, які речовини входять до складу кам'яного вугілля різних родовищ.
3) Назвіть відомі вам галузі використання вугілля і продуктів його переробки.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу.
1. Кам’яне вугілля у природі.
Для утворення вугілля необхідне значне накопичення рослинної маси. У торф’яних болотах палеозойської ери (кам’яновугільний період) накопичувалася органічна речовина, з якої без доступу кисню формувалися поклади вугілля. Більшість промислових родовищ викопного вугілля належить до кам’яновугільного періоду, хоча існують і пізніші родовища. Вік найдавнішого вугілля оцінюється приблизно в 350 млн років. |
Поклади кам'яного вугілля утворилися з відмерлих мільйони років назад залишків рослин. Без доступу повітря, в умовах підвищеної температури і тиску відбулися перетворення: торф буре вугілля кам'яне вугілля.
Україна - одна з найбагатших країн світу з розвіданих запасів кам'яного вугілля і входить в десятку найбільших світових його експортерів. Запасів бурого вугілля в Україні значно більше, але за якістю він поступається кам'яному.
Фрагмент закам'янілої папороті, знайденої в товщі вугілля Буре вугілля (вага куска 10 тон)
2. Склад кам’яного вугілля.
У складі кам'яного вугілля розрізняють органічну і неорганічну частини. Органічної частини властива високомолекулярна структура, яка включає ациклічні і циклічні групи.
3. Переробкам кам’яного вугілля.
Існує кілька способів переробки цієї корисної копалини основним з яких є коксування.
Основним апаратом, де здійснюється коксування вугілля, є коксова піч. Вона складається з вузьких камер коксування шириною 0,4 - 0,5 м, довжиною 13 - 16 м і висотою 4 - 7 м, куди одночасно завантажують близько 10 000 кг подрібненого кам'яного вугілля. Для забезпечення належного протікання процесу коксування 60 - 70 печей об'єднують в одну коксову батарею, в якій між пічками розташовують опалювальні простінки. Необхідну для коксування теплову енергію отримують, спалюючи природний або коксовий газ. Під час коксування леткі сполуки збирають у спеціальні збірники, після коксування кокс, що утворився ("коксовий пиріг") спеціальним пристроєм виштовхують з печі для охолодження, а піч завантажують новою порцією кам'яного вугілля.
Коксова батарея (коксова піч)
Схема переробки кам'яного вугілля. На даному малюнку зображена схема переробки кам'яного вугілля. Малюнок можна використовувати як наочний матеріал до уроку.
4. Продукти переробки кам’яного вугілля та їх застосування.
• коксовий газ — використовують для обігрівання коксових печей, проте це застосування є нераціональним, оскільки його теплотворна здатність не дуже велика. Переважно коксовий газ використовують у хімічній промисловості — з нього одержують водень, етилен, із яких синтезують різноманітні речовини. Шляхом контакту з іншим продуктом (кам’яновугільною смолою) із коксового газу одержують технічний бензол — рідку суміш легкокиплячих аренів;
• амоніачна вода — з неї шляхом обробки вапняним молоком (водною суспензією кальцій гідроксиду) одержують амоніак;
• кам’яновугільна смола — є основним джерелом ароматичних вуглеводнів. Її розділяють шляхом перегонки на арени, феноли й похідні піридину, що є важливою сировиною для виробництва барвників, розчинників, вибухових речовин, лікарських і запашних препаратів, пестицидів тощо;
• залишок перегонки смоли — кам’яновугільний пек — використовується для виготовлення асфальту й ущільнюючих засобів;
• кокс, отриманий з вугілля, використовується в металургії у процесах виплавляння металів у доменних печах.
ІV. Систематизація та узагальнення отриманих знань.
1) Лабораторний дослід "Ознайомлення зі зразками продуктів коксування вугілля", за допомогою якого є можливість дослідити фізичні властивості продуктів коксування кам'яного вугілля і встановити зв'язок між їхнім хімічним складом, фізичними властивостями та галузями застосування.
2)
V. Підбиття підсумків уроку
Презентація до уроку "Кам'яне вугілля, продукти його переробки"