Стекловаренная печь в стеклянной пробирке.

Автор: Недерова Ирина Владимировна
Полное название образовательного учреждения (с указанием региона и населенного
пункта):
Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная
школа р.п. Черкасское Вольского района Саратовской области»
Предметная область: естественно – научное направление (химия)
Название урока, мероприятия, классного часа, в рамках которого будет
использоваться презентация:
внеклассное мероприятие по химии «Стекло» в рамках углубления темы 9 класса
«Силикатная промышленность»
Возрастная группа (класс):8-9 класс
Название презентации: «Стекловаренная печь в стеклянной пробирке»
Количество слайдов:26
Среда( редактор), в которой выполнена презентация : Microsoft Power Point
Рекомендации в свободной форме:
1 слайд – титульный.
2 слайд - Мы начинаем сегодняшнее мероприятие с изображения М.В.Ломоносова и
изображений красивых предметов нашего быта.
- Как вы думаете, если у вас было бы плохое настроение и вам подарили бы эти предметы,
то какое воздействие это на вас оказало? Почему?
Для того, чтобы ремесленник и художник могли создать такую красоту они должны
обладать очень многими практическими знаниями, в том числе о свойствах стекла. Без
развития науки невозможно было бы появление и многих произведений искусства, в том
числе и таких прекрасных как на слайде.
3 слайд - стихотворение ( мотивация)
Кто любит химию учить,
Тот поступает мудро,
Любое чудо сотворить
Совсем тогда нетрудно.
Вот это колба , да-да-да.
Я в ней творю такое!
Задача химической отрасли промышленности состоит в том, чтобы изменять природные
материалы так, чтобы они стали полезными. Мало кто представляет, какие превращения
происходят при производстве стекла, как работают химические предприятия.
4 слайд – Как вы думаете (ответы на вопросы слайда)
Можно ли получить стекло в школьной лаборатории?
Какие вещества используют при варке стекла?
Что означает фраза "варить стекло"?
Как изготовить цветное стекло?
Где можно использовать изготовленное стекло?
5 слайд - Что же такое стекло?
Стекло – самое загадочное, удивительное и прекрасное творение рук человеческих. Это
чистота и изящество, холодность и страстность, простота и изысканность, хрупкость и
прочность, легкость и монументальность, опасность и защита, уют и помпезность,
мягкость полутонов и буйство красок, точный расчет и вдохновение…
6 слайд - Немного из истории
Цветное стекло люди узнали много раньше, чем белое. Бусы, кольца, вазы, флаконы и
чаши, которые люди делали еще тысячелетие назад, были из окрашенного, часто
непрозрачного стекла. В те далекие времена сварить цветное стекло было легче, чем
бесцветное. Почему же и как получаются стекла, окрашенные в различные яркие цвета:
красные, голубые, зеленые, синие, желтые?
7 слайд – Пользуясь примитивной техникой, древние мастера уже в VI тыс. до н. э.
изготавливали простейшие стеклянные вещи. Начало промышленного производства
стекла в России относится к первой половине XVII в. В XVIII столетии наряду с
обычными стекольными были заложены хрустальные заводы: Дятьковский и
Гусевский.(фотографии заводов)
8 слайд - К XVII в. переманивать стеклоделов стало не нужно, т. к. в 1612 г. во
Флоренции вышло сочинение Антонио Нери «Искусство стекла» с подробным
технологическим руководством. Возрождению европейское стеклоделие в XVII и XVIII
вв. обязано некому адвокату Антонио Сальвиати при финансовой поддержке двух
англичан. В России же первый стеклянный завод был открыт только в 1635 г., около
Москвы, шведом Алексеем Кохтом. Дальнейшим развитием стеклоделия в России
занимался Петр Великий, а позже ученым М. В. Ломоносовым.
9 слайд - Первый ученый стекловар М. В. Ломоносов.
Основоположником научного подхода к производству стеклянных изделий в нашей
стране был М. В. Ломоносов. Но производство бисера и стекляруса связано только с
одним предприятием – Усть – Рудицкой фабрикой, строительство которой началось в
1753 г. по инициативе М.В. Ломоносова.
10 слайд - Первый ученый стекловар.
Видео фрагмент из фильма: «Михайло Ломоносов» 1986 г.в., режиссёр А. Прошкин;
– Первый ученый стекловар.
11 слайд - Первый ученый стекловар.
М.В. Ломоносов провел около 2000 плавок стекла, получив при этом новые виды
окрашенных стекол и восстановив многие утраченные рецепты. В своей мастерской
Ломоносов с помощниками создал 40 мозаик (сохранилось 23 мозаики), из которых
наиболее знамениты. ( на слайде по порядку идут 5
мозаик Ломоносова
"Нерукотворный Спас", которая довольно проста по исполнению, «П.И.Шувалов»
«Полтавская баталия» — последняя работа, выполненная под руководством Ломоносова
«Анна Петровна», «Императрица Елизавета Петровна».)
12 слайд - Первый ученый стекловар.
Убедившись в первый год работы в лаборатории в том, что получение окрашенных
стекол — задача вполне разрешимая, М. В. Ломоносов 19 января 1750 г. подал президенту
Академии рапорт, в котором изложил программу своих экспериментальных работ.
13 слайд – Письмо о пользе стекла.
В своем «Письме о пользе стекла» ученый и поэт говорит о его использовании в
изготовлении различной посуды, украшений, в строительстве, оптике, астрономии,
метеорологии, электричестве. Поэтому понятен тот восторг, который вызывает у него это
вещество.
14 слайд – История.
Важную роль в развитии русского стеклоделия сыграли Императорский хрустальный и
стекольный завод в Петербурге.
15 слайд – Этапы изготовления стекла.
На первом этапе осуществляется подготовка сырья.
Второй этап - это расплав сырья.
На третьем этапе формируется поверхность стекла. Четвертый этап - отжиг стекла. На
пятом, заключительном, этапе выполняется резка стекла. Охлажденная стеклянная лента
нарезается на листы требуемых размеров.
16 слайд – Представлена технологическая схема изготовления стекла.
17 слайд – Легкоплавкое стекло сегодня.
Стекло является на современном этапе очень востребованным видом декоративноприкладного искусства. Легкоплавкие стекла входят в состав силикатных красок. К
преимуществам, которых относится то, что они легко наносятся на окрашиваемую
поверхность, они отличаются высокой скоростью высыхания, отсутствием запаха,
наличием огнезащитных свойств, химической стойкостью, прочностью. На их основе
можно получить гамму цветов.
18 слайд – Получение легкоплавкого бор-свинец-силикатного стекла
Оборудование и материалы:
 Фарфоровый тигель объёмом 20—30 см3 или пробирка.
 Кварцевый песок.
 Оксид бора или борная кислота.
 Оксид свинца (II).
 Тигельные щипцы.
 Спиртовка.
 Добавки, сообщающие стеклу окраску.
19 слайд – Практическая часть.
Для выполнения работы выбрают наименьшую температуру размягчения стекла – 484 оС,
что соответствует следующему процентному содержанию оксидов:
 PbO – 83,5% = 8,35 г
 H3BO3- 2,13 г ; ( B2O3 – 12% = 1,2 г)
 SiO2 – 4,5% = 0,45 г
20 слайд - таблица зависимости температуры от состава смеси.
Состав в весовых процентах
Температура плавления смеси в ° С.
PbO
B2O3
SiO2
84,0
86,0
87,5
75,0
11,0
10,6
11,4
15,0
4,5
3,4
1,1
10
484
486
488
540
21 слайд - Приготовление шихты.
По технологии просеивают оксид кремния через сито.
22 слайд - Работа в лаборатории.
Видео фрагмент из фильма: «Михайло Ломоносов» 1955 г.в., режиссёр А. Иванов.
23 слайд - Приготовление шихты.
Приступая к варке легкоплавкого стекла, сначала готовят исходную смесь веществ –
шихту. Составляя ее, следует взять строго определенные количества каждого компонента.
Взвесить вещества можно электронных весах. Шихту составляют из 8,35 г оксида
свинца(II), 1,2 г борного ангидрида и 0,45 г кварцевого песка. При отсутствии борного
ангидрида его заменяют 2,13 г борной кислоты.
Оксид свинца, если его нет в школьной лаборатории, готовят из азотнокислого
свинца Рb(NО3)2. Для этого азотнокислый свинец прокаливают в тигле или пробирке в
пламени газовой горелки или спиртовки. При прокаливании азотнокислый свинец
разлагается, выделяя кислород и бурые пары оксида азота(IV):
2Рb(NО3)2 = 2РbО + 4NO2 + O2.
Оксид свинца(II) – вещество, имеющее светло-желтую окраску, – остается на
дне пробирки.
Средства защиты: респираторы, защитные очки, перчатки, белый халат.
Техника безопасности при выполнении работы:
 При работе с оксидом свинца необходимо соблюдать осторожность, так как оно
относится к веществам повышенной физиологической активности (яд!). При
растирании и взвешивании оксида необходимо защищать себя, используя респиратор;
 все работы по плавлению стекла проводить под тягой в вытяжном шкафу;
 зажигать спиртовку нужно спичкой, тушить с помощью колпачка;
 после проведения химического опыта убрать за собой посуду, реактивы, проветрить
помещение, вымыть руки с мылом.
24 слайд - Приготовление шихты.
Шихту следует хорошенько перемешать и затем растереть в ступке в мелкий порошок.
Шихта готова. Можно приступать к плавке. Насыпают шихту в стеклянную пробирку или
в небольшой фарфоровый тигель.
25 слайд – Расплавление шихты. Варка стекла.
Пробирку или тигель помещают в пламя спиртовки, газовой горелки или в муфельную
печь. (При отсутствии газа и печи можно использовать хорошую спиртовую горелку.)
Взаимодействие между веществами идет при температуре около 550–600 °С. Поэтому при
нагревании на спиртовой горелке плавление протекает с трудом и требует больше
времени. На газовой горелке смесь начинает плавиться через 3–5 мин. Полученное стекло
плавится при 484 °С.
26 слайд - Получение стекла.
Разделенную шихту помещают в отдельные тигли или пробирки, которые нагревают на
спиртовке в вытяжном шкафу .
После 15-20 минут не спиртовке расплавленные массы из пробирки выливают на
керамическую плитку или железный лист до остывания стекла. Получают капельки
стекла.
Приготовление стекла дома или в школе не только удовлетворит нашу любознательность.
Мы получим возможность наблюдать те же химические реакции, которые происходят в
стекловаренной печи на заводе.
27 слайд - Окрашивание стекла.Красители.
В зависимости от добавок, которые определяют цвет стёкол можно получить различные
оттенки. Используя в качестве красителей оксиды различных металлов, получили 5
различных окрасок стекол: желто-зеленая, сине-зеленая, синяя, фиолетовая и черная.
( на слайде представлена таблица с красителями для стекла).
28 слайд – Применение стекла.
 Применяется для герметизации полупроводниковых приборов с целью защиты их
от механических воздействий, химической коррозии, попадания влаги и примесей.
 При изготовлении экранов и трубок цветных телевизоров.
 В качестве припоя в вакуумной технике и электронике, как составная часть
легкоплавных глазурей и эмалей.
 Как защитные покрытия для терморезисторов, транзисторов, миниатюрных
контуров.
29 слайд - Практическая направленность.
Освоив технологию получения легкоплавкого стекла, мы можем помочь своим коллегам
из кружка «Наши руки не для скуки»: там нередко изготовляют мягкие игрушки, а для них
нужны разноцветные глаза. А еще из легкоплавких стекол можно приготовить
окрашенные пластинки для мозаичных работ.
Стекло сваренное в школьной лаборатории можно использовать в декоративных целях.
Украсить брелок для ключей из капелек цветного стекла. Привлекает в данной работе
необычность материала, уникальность технологии его производства и оригинальный
результат творчества.
30 слайд - Практическая направленность.
( на слайде фотографии с куклами с глазами из стекла и брелок с капельками стекла)
30 слайд - Заключение.
Для получения стекла можно использовать оксиды свинца(II), бора, кремния (IV) в разных
процентных соотношениях. Для придания стеклу окраски в смесь для плавления
добавляют различные оксиды металлов.
Список использованной литературы и Интернет-ресурсов:
Список используемой литературы
1. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Практикум по общей и неорганической химии/М.:
Высшая школа, 1969. – 288.
2. Ключников И.Г. Практические занятия по химической технологии/М.: гос. Учебнопедагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1960.
3. Кукушкин Ю.А. химия вокруг нас/ справочное пособие. – М.: Высшая школа, 1992. 192.
4. Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т.1/М .: Химия, 1972. – 594.
5. Угай Я.А. Неорганическая химия/М.: Высшая школа, 1992. – 192.
6. Чуйко А.В. Химия строительных материалов/М.: гос. учебно-педагогическое
издательство министерства просвещения РСФСР, 1962.
7. Браун Т., Лемей Г.Ю. Химия – в центре наук/М.: Мир, 1983. – 520.
8. Брауэр. Руководство по неорганической химии/М.: Мир, 1985. – 264.
9. Большая советская энциклопедия, 1975. – 471, 472, 473.
10. lampwork.su/index.php?act=attach&type=post&id=3465
11.http://him.1september.ru/2007/15/42.htm
12.http://supercook.ru/glass-history-12.html
13.http://ru.wikipedia.org/wiki/%CD%E0%F3%EA%E0_%EE_%F1%F2%E5%EA%EB%E5_
%E2_%F2%E2%EE%F0%F7%E5%F1%F2%E2%E5_%CC._%C2._%CB%EE%EC%EE%ED
%EE%F1%EE%E2%E0
14. http://him.1september.ru/2007/15/42.htm
15.http://www.mosaics-mandjos.ru/rus-1.htm
Размещено на