Giáo án KHTN 9 Chân trời bài 30: Polymer

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV sử dụng hình ảnh cấu tạo của polyethylene để cung cấp thêm thông tin về khái niệm polymer, monomer, mắt xích. 

- GV yêu cầu HS dựa vào hình kết hợp đọc thông tin trong SGK để hoàn thành câu hỏi Thảo luận 1: Phân tử nhỏ nhất tạo ra polymer có tên gọi là gì? Khối lượng mỗi mắt xích của polyethylene bằng bao nhiêu amu?

- GV nêu câu hỏi mở rộng: Hãy cho biết polypropylene được tạo ra từ monomer nào và có khối lượng phân tử bằng bao nhiêu.

- GV yêu cầu HS vận dụng kiến thức thực tế về một số polymer đã học (tinh bột, cellulose,…) để khái quát tính chất vật lí chung của polymer.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS quan sát hình, đọc thông tin trong SGK để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi. 

* Trả lời câu hỏi Thảo luận 1:

+ Phân tử nhỏ nhất tạo ra polymer có tên gọi là polymer.

+ Khối lượng mỗi mắt xích của polyethylene bằng 28 amu.

* Trả lời câu hỏi của GV:

+ Polypropylene được tạo ra từ monomer là các phân tử propylene (C3H6).

+ Khối lượng phân tử bằng 42n (amu), trong đó n là số mắt xích. 

+ Tính chất vật lí (DKSP).

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về khái niệm polymer, monomer, mắt xích, tính chất vật lí của polymer.

- GV chuyển sang nội dung mới.

1. Khái niệm polymer, cấu tạo hóa học, phân loại, tính chất vật lí và điều chế polymer

* Khái niệm polymer, monomer, mắt xích, tính chất vật lí của polymer

- Khái niệm: Polymer là những hợp chất hữu cơ, khối lượng phân tử rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với nhau.

- Các phân tử ban đầu tạo nên polymer gọi là monomer.

- Ví dụ:

Công thức polymer Tên gọi  (kí hiệu)	Công thức monomer Tên gọi	Mắt xích
Polyethylene (PE)	CH2=CH2 Ethylene	-CH2-CH2-
Polypropylene (PP)	Propylene

- Tính chất vật lí: đa số ở thể rắn, không bay hơi, không tan trong nước, một số polymer có thể tan trong xăng.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát hình 30.2.

- GV yêu cầu HS dựa vào hình và thông tin trong SGK, trả lời câu hỏi: Hãy cho biết các loại mạch của phân tử polymer. Cho ví dụ.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS quan sát hình, đọc thông tin trong SGK để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi. 

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về cấu tạo hóa học của polymer.

- GV chuyển sang nội dung mới.

1. Khái niệm polymer, cấu tạo hóa học, phân loại, tính chất vật lí và điều chế polymer

* Cấu tạo hóa học của polymer

- Các monomer của polymer có thể liên kết với nhau thành các loại mạch như:

Mạch không phân nhánh	Mạch phân nhánh	Mạng không gian
Ví dụ: polyethylene, cellulose,…	Ví dụ: amylopectin,…	Ví dụ: cao su lưu hóa,…

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS dựa vào kiến thức thực tế để trả lời câu hỏi Thảo luận 2: Tính bột và cellulose thuộc loại polymer gì?

- GV yêu cầu HS quan sát hình 30.3.

- GV tổ chức cho HS từ hình ảnh, liên hệ thực tiễn, trả lời câu hỏi Thảo luận 3: Áo mưa, vỏ bút bi, bao tay,… thường được làm từ loại vật liệu polymer. Theo em, chúng thuộc loại polymer gì?

- GV yêu cầu HS từ kiến thức thực tiễn, hoàn thành câu hỏi Luyện tập: Hãy liệt kê một số sản phẩm được tạo ra từ polymer thiên nhiên và từ polymer tổng hợp.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS đọc thông tin trong SGK để trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi. 

* Trả lời câu hỏi Thảo luận:

2. Tinh bột và cellulose đều thuộc loại polymer thiên nhiên.

3. Các vật dụng trong gia đình làm bằng cao su, chất dẻo như áo mưa, vỏ bút bi, bao tay,… thường được làm từ loại vật liệu polymer tổng hợp.

* Trả lời câu hỏi Luyện tập:

+ Một số sản phẩm được tạo ra từ polymer thiên nhiên như len, tơ tằm, cellulose,…

+ Một số sản phẩm được tạo ra từ polymer tổng hợp như polyethylene, polypropylene,…

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về cách phân loại polymer.

- GV chuyển sang nội dung mới.

1. Khái niệm polymer, cấu tạo hóa học, phân loại, tính chất vật lí và điều chế polymer

* Cấu tạo hóa học của polymer

- Dựa vào nguồn gốc, polymer được chia thành 2 loại chính:

	Polymer thiên nhiên	Polymer tổng hợp
Nguồn gốc	Có sẵn trong tự nhiên	Tổng hợp bằng phương pháp hóa học
Ví dụ	Tinh bột, cellulose, tơ tằm,…	PE, PP,…

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS nhớ lại công thức cấu tạo của polyethylene và polypropylene được giới thiệu ở các hoạt động trước để trả lời câu hỏi Thảo luận 4: Công thức cấu tạo của các monomer tạo thành PE và PP có chung đặc điểm gì?

- GV tổ chức cho HS nghiên cứu thông tin trong SGK và trả lời câu hỏi: Em hãy viết phương trình hóa học của phản ứng tổng hợp các polymer PE, PP từ các monomer tương ứng.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS đọc thông tin trong bài để thực hiện yêu cầu của GV.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết); ghi lại những HS tích cực, những HS chưa tích cực để điều chỉnh.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 - 3 HS xung phong trả lời:

* Trả lời câu hỏi Thảo luận 4: Monomer tạo thành PE và PP có đặc điểm chung là chứa liên kết C=C trong phân tử.

* Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về phương pháp điều chế PE và PP.

- GV chuyển sang nội dung tiếp theo. 

1. Khái niệm polymer, cấu tạo hóa học, phân loại, tính chất vật lí và điều chế polymer

* Điều chế polyethylene và polypropylene

- Phương trình tổng quát:

Trong đó:

R: H → polyethylene (PE).

R: CH₃ → polypropylene (PP).

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS quan sát các mẫu vật được chế tạo từ chất dẻo (hình 30.4).

- GV nêu câu hỏi: Hãy cho biết tên gọi chung cho các vật dụng làm bằng chất dẻo ở Hình 30.4 là gì?

- GV giới thiệu về cách chế tạo các vật dụng đó: Chất dẻo được chế tạo từ các polymer có tính dẻo.

- GV yêu cầu HS dựa vào kiến thức vừa được cung cấp, cho biết: Thành phần chính của chất dẻo là gì?

- GV cung cấp thêm cho HS một số thành phần khác có trong chất dẻo (chất độn, chất tạo dẻo, chất phụ gia,…).

- GV yêu cầu HS nghiên cứu thông tin trong SGK, trả lời câu hỏi Thảo luận 5: Em hãy cho biết vì sao vật liệu làm bằng chất dẻo được dùng nhiều trong đời sống và sản xuất.

- GV tổ chức cho HS liên hệ giữa kiến thức trong SGK với thực tế, trả lời câu hỏi Thảo luận 6: So với các vật liệu kim loại, gỗ, thủy tinh thì chất dẻo có những ưu điểm và nhược điểm gì?

- GV nêu câu hỏi liên hệ thực tế: Em có lưu ý gì khi sử dụng chất dẻo?

- GV yêu cầu HS quan sát hình sau.

- GV cho HS liên hệ thực tế thông qua hoàn thành câu hỏi Vận dụng: Trên vật dụng làm bằng chất dẻo thường có các kí hiệu như hình trên. Tìm hiểu tài liệu học tập, em hãy giải thích các kí hiệu này.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

-  HS quan sát hình, đọc thông tin trong SGK để thực hiện yêu cầu của GV.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết); ghi lại những HS tích cực, những HS chưa tích cực để điều chỉnh.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện 2 - 3 HS xung phong trả lời.

* Trả lời câu hỏi của GV:

+ Tên gọi chung cho các vật dụng làm bằng chất dẻo ở Hình 30.4 là "đồ nhựa" hay "đồ nhựa gia dụng".

+ Thành phần chính của chất dẻo (DKSP).

* Trả lời câu hỏi Thảo luận:

5. Vật liệu làm từ chất dẻo được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất vì có nhiều ưu điểm sau:

+ Nhẹ, dễ chế tạo: Chất dẻo thường rất nhẹ cũng như dễ chế tạo thành nhiều hình dạng khác nhau, giúp cho sản phẩm làm từ chất dẻo cũng rất nhẹ và đa dạng nên chất dẻo được dùng trong các ngành sản xuất ô tô, đồ gia dụng,….

+ Chống ăn mòn và chống thấm nước: Một số loại chất dẻo có khả năng chống ăn mòn, chống thấm nước nên thích hợp cho việc sử dụng trong điều kiện ngoài trời và môi trường ẩm ướt.

+ Chi phí sản xuất thấp: Nhiều loại chất dẻo có giá thành thấp so với các vật liệu khác, giúp tối ưu chi phí sản xuất và làm cho chúng trở thành lựa chọn phổ biến trong sản xuất hàng loạt các sản phẩm tiêu dùng, sản phẩm công nghiệp.

6.

+ Ưu điểm của chất dẻo:

• Trọng lượng nhẹ: Chất dẻo có trọng lượng nhẹ hơn so với nhiều kim loại, giúp giảm trọng lượng và làm cho các sản phẩm di chuyển dễ dàng, tiện lợi.

• Dễ gia công: Chất dẻo dễ gia công thành nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, cho phép tạo ra các sản phẩm đa dạng, phong phú.

• Độ cách điện tốt: Nhiều loại chất dẻo có khả năng cách điện tốt nên chúng phù hợp trong nhiều ứng dụng điện tử và điện lạnh.

• Giá thành thấp: Chất dẻo thường có giá thành sản xuất thấp hơn so với nhiều kim loại và vật liệu tự nhiên khác nên chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng.

+ Nhược điểm của chất dẻo:

• Dễ bị hư hỏng: Chất dẻo thường dễ bị hư hỏng và mài mòn khi tiếp xúc với các yếu tố tự nhiên như ánh sáng mặt trời, nhiệt độ cao, hóa chất và ma sát,…

• Không bền vững: Một số loại chất dẻo không bền vững với thời gian, có thể bị biến dạng hoặc phân hủy khi tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt.

• Hạn chế nhiệt độ: Một số chất dẻo không chịu được nhiệt độ cao, làm cho chúng không phù hợp trong việc dùng làm nguyên liệu để sản xuất các vật dụng có yêu cầu bền nhiệt.

• Khó tái chế: Một số loại chất dẻo khó tái chế và gây ra vấn đề về ô nhiễm môi trường khi bị loại bỏ không đúng cách.

* Trả lời câu hỏi của GV: Lưu ý khi sử dụng chất dẻo (DKSP).

* Trả lời câu hỏi Vận dụng:

+ PET (Polyethylene terephthalate): một loại nhựa tổng hợp, thường được sử dụng để làm chai nước uống, bình đựng dầu, đựng nước rửa tay, các loại túi đựng thực phẩm, túi đựng rác,… PET có tính chất nhẹ, trong suốt, chịu được nhiệt độ cao và khá bền.

+ HDPE (High-Density Polyethylene): nhựa tổng hợp có mật độ cao, thường được sử dụng trong sản xuất chai nước uống, chai dầu nhớt, bình chứa hóa chất, ống cấp nước, hộp đựng thực phẩm, túi nylon,… HDPE có tính chất cứng, chịu được nhiệt độ và hóa chất, có khả năng chống rò rỉ và chống hỏng hóc.

+ PVC (Poly(vinyl chloride)): nhựa tổng hợp, thường được sử dụng để sản xuất ống cấp nước, ống dẫn điện, cửa và cửa sổ nhựa, ống xả, sổ bìa cứng,… PVC có tính chất cứng, trong suốt hoặc mờ, chịu được hóa chất nhưng không chịu được nhiệt độ cao và có thể chứa các chất phụ gia độc hại.

 ………………

2. Chất dẻo, tơ, cao su, vật liệu composite

* Khái niệm, cách sử dụng và bảo quản chất dẻo

- Khái niệm: loại vật liệu được chế tạo từ các polymer có tính dẻo. 

- Thành phần: polymer, chất độn, chất tạo dẻo, chất phụ gia,....

- Ưu điểm: bền, nhẹ, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, không thấm nước,….

Lưu ý: 

- Tránh dùng dụng cụ làm từ loại chất dẻo không đảm bảo an toàn để đựng nước uống, thực phẩm,….

- Chất dẻo dễ bắt lửa, độ chịu lực có hạn,… do đó khi dùng tránh để chất dẻo tiếp xúc trực tiếp với lửa, hạn chế va chạm mạnh gây biến dạng,….