Урок обобщения и систематизации знаний. Обобщить и углубить знания: о строении веществ, свойствах и их применении

Учитель Орлова Н.В.

Силикатная промышленность включает такие отрасли производ­ства:

1. производство керамики, которое включает производство бы­товых изделий, строительных материалов и изделия технического назначения.

2. производство стекла: бытовые изделия, строительные мате­риалы, техническое стекло.

3. производство цемента и изделий на его основе: шлакопортландцемент, бетон, железобетон, шифер и др.

По ходу урока учащиеся должны заполнить таблицу:

Отрасль сил. промышленности

Назначение, классифи-я

Виды стекла и керамики

Состав сырья

Уравнения хим.реакций:

Виды изделий

Таблица чертится на развернутый лист тетради.

III этап. Керамическая отрасль силикатной промышленности. В роли экскурсоводов выступают учащиеся.

Керамическая отрасль силикатной промышленности вклю­чает в себя производство бытовых, строительных материалов и изде­лий технического назначения. Для их производства основным сырьем является глина, (греч."керамон"-глина). Отсюда название всего производства - керамика. Изготовление керамических изделий осно­вано на свойстве глины при ее смешивании с водой образовывать пластическую массу. Глина состоит из минерала каолинита Al₂O₃ · 2SiO₂ · 2H₂O

Виды керамики: это фарфор, фаянс, майолика, гончарные изделия.

Первые керамические изделия были получены более 10 тыс. лет тому назад. Вначале изделия были грубыми, неглазурованными. Фарфор был изобретен более 2 тыс. лет назад в Китае. Для его по­лучения использовались специальные беложгущиеся глины. Китайский фарфор был тонким, почти невесомым, стенки его были полупрозрач­ными. Изготовление такого фарфора передавалось только по нас­ледству и хранилось в большом секрете.

В Европу изделия из китайского фарфора попали много позднее, в XI веке. А до этого в Европе изготовляли изделия из Фаянса и майолики (своё название майолика получила от названия острова Майорка). Фаянс и майолика, в отличии от фарфоровых изде­лий не имеют просвечивающихся стенок, они более плотные, но менее кристалличны.

В 1774 году в России под руководством Д. И. Виноградова в Санкт-Пе­тербурге был построен фарфоровый завод, который выпускал фарфор, не уступающий лучшим видам "китайского, саксонского и венского" фарфора. В настоящее время лучшими фарфоровыми заводами являются ЛФЗ, Дулевекий, Дмитровский, Барановский; фаянсовые заводы: Кона­ковский, Краснодар с кий.

Керамические изделия по составу различают:

1. Фарфор твердый: глина, каолин - 50℅, полевой шпат - 25℅,

варцевый песок - 25℅

tº обжига - 1380-1460 С.

мягкий: каолин - 25-40℅, полевой шпат – 3-40℅,

кварцевый песок 3-40℅,

tº обжига - 1200 С. Чем больше полевого шпата, тем выше просвечиваемость.

2. Фаянс: глина - 50-60℅, полевой шпат 9-10℅,

кварцевый песок 25-40℅.

tº обжига 1250-1280 С.

Фаянс отличается от фарфора тем, что не просвечивает даже в тонких слоях.

3. Майолика: получают из естественных легкоплавких глин,

tº обжига 1000 С.

4. Гончарные изделия: природные глины - 80℅, кварцевый песок 20℅.

tº обжига - 900-950 С.

Производство керамических изделий включает многоэтапный процесс:

1. Подготовка сырья; 2. Формирование изделия; 3. Сушка; 4. Предварительный обжиг; 5.Глазурование; 6. Политой обжиг; 7. Декорирование; 8. Сортировка; 9. Маркировка; 10. Упаковка изделий.

Из всех этапов производства керамических изделий самым красивым м интересным с точки зрения художественно – эстетического восприятия является декорирование.
Художественная ценность керамических изделий определяется гармоничным сочетанием материала, формы предмета и отделки.

Декорируют керамические изделия при формовании (рельефами и углубленными узорами), а также нанесением керамических красок и декоративных глазурей. Для декорирования используются: живописные рисунки, усики, отводки, ленты, крытье, штамп, трафарет, печать,

деколь, шелкография, фотокерамика.
Декоративные глазури применяют для украшения фаянсовых и майоликовых изделии: цветные, потечные, кристаллические, матовые,
краклё, кружевные, люстры, глазури восстановительного обжига.


Строительные материалы на основе керамики.

В эту группу изделий входят глиняные кирпичи и камни, че­репица, глазурованные облицовочные плитки, плитки для полов и санитарно-технические изделия. Сырьем для изготовления керамичес­ких строительных материалов служат глинистые материалы (каолин и глины), в качестве добавок применяют кварц, шлаки.

Глиняные кирпичи используются для возведения стен и пере­городок. Они бывают обыкновенными и пустотелыми. Обыкновенный кирпич (масса до 1900г) используют для кладки фундаментов, а пустотелый (масса – 1450г) - нет, так как механическая проч­ность его меньше. Глиняный кирпич стоек и не разрушается почвен­ными растворами. Черепицу глиняную используют для устройства кровли, она бывает в зависимости от назначения: рядовая, пазовая, концевая для замыкания рядов. Кровля, с использованием черепицы имеет очень красивый вид и срок службы ее достаточно высок.

Для внутренней и наружной облицовки стен используют обли­цовочные плитки: глазурованные и неглазурованные. Глазурованные плитки украшают различными рисунками и глазурями. Для наружной облицовки чаще всего используют одноцветные плитки. Для пола ис­пользуют метлахскую плитку, используют также и глазурованную плитку.

На основе керамики изготовляют и санитарно-техническое оборудование: мойки, умывальники (фарфор, фаянс) и другие санитарно-технические изделия. На основе керамики изготавливают лабораторную и химическую посуду: выпарительные чашки, ступки, пестики, тигли, лодочки, шпатели, кружки, треугольники и т. д. из фарфора. К этим изделиям относит­ся электро- и радиофарфор.
IV этап. Cтекольная отрасль силикатной промышленности.
Человек познакомился со стеклом несколько тысяч лет тому назад. Вначале это была застывшая лава, вулканическое стекло. За­тем люди научились варить стекло. Мировым центром стеклоделия до XIII века считалась Венеция. Здесь изготовлялись тонкие сосуды, получали молочное стекло, филигрань, т.е. украшения в виде тон­ких полос.

В ХV веке в Англии началось широкое изготовление свинцово­го стекла (хрусталя). В это же время было получено ''богемское стекло"'.

В России стекольное производство начало развиваться в IX-X веках. Основоположником научного стеклоделия в России по праву считается М.В. Ломоносов, который разработал специальную рецепту­ру цветных стекол, разгадал и изготовил стекло под названием "зо­лотой 'рубин".

В настоящее время знание структуры стекла позволяет созда­вать различные виды стекол с заданными свойствами.

Под стеклом понимают вещества аморфно-кристаллитной струк­туры состава Na₂O · CaO · 6SiO_{2 .} По химическому составу стекла классифицируют: (по таблице): силикатные (известково-натриевые, известково-калиевые, хрус­тальные, цветные); боросиликатные (жаростойкие); кварцевые ; ситаллы. По назначению изделия из стекла делят на: бытовые, строи­тельные материалы на основе стекла, технического назначения.

1. Силикатные "стекла включают такие разновидности как:

известково-натриевые Na₂O · CaO · 6SiO₂ (для оконного стекла, стеклотары, частично посуды)

известково-калиевые K₂O · CaO · 6SiO₂ (для производства бытовой и химической посуды)

хрустальные стеклам PbO · CaO · 6SiO₂ (свинцовые и бессвинцовые - бариевый хрусталь) цветные стекла имеют в своем составе различные оксиды металлов, которые окрашивают стекла в различные цвета и оттенки (по таблице). Например, СоО дает интенсивный синий цвет (кобальтовый), сапфир - синий малой" интенсивности СиО 1-2%; Рубин золотой - АиСl₃ частицы 5-10мкм; Рубин медный - Аи Сl₃ частицы 10-13 мкм; Топаз - золотисто-желтый с оттенками (оксид селена); Желтый - чистого желтого тона –(оксид церия); Зеленый - чистого зеленого тона, оксид урана, 4,5/. оксида меди; и т.д.

2. Кварцевые стекла получают из чистого песка. Это очень тер­мостойкое стекло и из него изготовляют лабораторную посуду, а также медицинские лампы, которые пропускают ультрафиолетовые лучи.

3.Боросиликатные стекла. В их состав входят соединения бора (12,5℅). Из них изготовляют кухонную посуду (кастрюли, сковороды), которые выдерживают большую температуру. Это жарос­тойкие стекла.

4.Ситаллы. Ситаллы получают путем управляемой кристаллиза­цией. Стекло может быть прозрачным и непрозрачным. Из ситаллов изготовляют посуду, подносы для микроволновых печей.
Производство стеклянных изделий довольно сложный процесс и включает в себя следующие этапы:

1.Подготовка сырья (измельчение, просеивание, перемешивание); 2. Барка стекломассы до 1500 С; 3. Формование стеклянных изделий; 4. Обработка; 5. Украшение стеклянных изделий; 6. Сортировка и упаковка.

Химизм процесса заключается в следующем: сплавляют силикаты натрия и кальция с песком: SiO₂ + Na₂CO₃ ^tº= Na₂SiO₃ + CO₂

SiO₂ + CaCO₃ ^tº= CaSiO₃ + CO₂

Na₂SiO₃ + CaSiO₃ + 4Si O₂ ^tº= Na₂O · CaO · 6SiO₂

Так получают натриевые стекла. Калиевое стекло получают, используя вместо соды Na₂CO₃ поташ - K₂CO₃.
Один из самых интересных и красивых этапов производства бытовых стеклянных товаров является декорирование. Украшения стекло могут быть нанесены в горячем состоянии (в процессе изго­товления) и на готовые изделия (в холодном состоянии).
В горячем состоянии:

изделия с нацветом - многослойное стекло; "под мрамор"; под "малахит"; "кракле" под мороз; "налепы" и др.

В колодном состоянии:

применяют абразивные круги, химические способы и живопись. Матов а я лента; пескоструйная обработка; алмазная грань; гравировка; химическое травление; живописные рисунки; деколь; шелкотрафаретная печать; люстровые краски; фотопечать. Демонстрируются изделия с различными видами разделок.

Посуда по способу изготовления бывает прессованной, выдувной и прессовыдувной. По назначению: столовая, чайная, кофейная и худо­жественно- декоративные изделия (скульптура, вазы для цветов, су­вениры).

Строительные материалы на основе стекла.

К материалам из стекла относятся листовые стекла, облицо­вочные плитки, стеклопластики, блоки, вата и другие изделия. Эти изделия характеризуются прозрачностью, малой теплопроводностью, химической стойкостью и водостойкостью.

Листовое стекло, которое используется в строительстве бы­вает оконным /силикатно-натриевое с зеленоватым оттенком/, зака­ленное, армированное /внутри находится тонкая металлическая про­волока/, для балконов, лестничных ограждений, узорчатое, витрин­ное и цветное стекло. Для внутренних перегородок в. помещениях ис­пользуют стеклянные пустотелые блоки. Для библиотек применяют специальные светонаправленные блоки.

Для внутренней отделки используют облицовочные плитки, стекло­пластики.

Стеклопластики получают из стекловолокна и искусственных смол, которые являются связующим веществом. Стеклопластики легче и прочнее обычных стеклоизделий. Выпускают их различных цветов и используют в качестве отделочного, кровельного, гидроизоляционно­го материала. Декоративный стеклопластик получают путем напрессо­вывания шпона из ценных пород древесины. Стекловата и пеностекло используются как изоляционный материал.

Известно несколько видов цементов: портландцемент, шлакопортландцемент, сульфатно-шлаковый, белый цемент, специального назначения.

Портландцемент получают из известняка и глины. Эти вещес­тва перемешивают и обжигают в наклонных цилиндрических печах:




AL₂O₃ · 2SiO₂ ·2H₂O  Al₂O₃ · 2SiO₂ + 2H₂O
CaCO₃  CaO + CO₂
CaO + SiO₂  CaSiO₃

В результате образуются силикаты и алюминаты кальция. Применяют портландцемент для производства бетонных, конструкций и деталей, асбестоцементных и других изделий.

Шлакопортландцемент - продукт совместного помола портланд­цемента и доменных шлаков, он более стоек к коррозии. Используют его так же, как и портландцемент. Белый цемент,- в его состав вхо­дят гипс, белый диатомит, используется как декоративный и отде­лочный материал. На основе цемента получают бетон - смесь щебня, песка, цемента. Если в бетон закладывают каркас из железных стер­жней, то получают железобетон. На основе цемента получают кро­вельные материалы - асбоцементные листы (получают при затвердева­нии смеси асбеста, цемента и воды).

Наша область богата залежами мела, песка, глины. Это пос­лужило необходимым условием для создания крупнейших в России це­ментных заводов - Белгородский и Старооскольский цементные заво­ды, которые выпускают лучшие марки портландцемента, быстротвердеющего портландцемента, сульфатостойкого, дорожного, пластифици­рованного, гидрофобного портландцемента.

В Белгороде на основе собственного сырья работает и дает продукцию Комбинат строительных материалов, который выпускает си­ликатный кирпич, гипсовые и облицовочные плиты.

Белгородский асбоцементный завод выпускает на основе це­мента и асбеста кровельные материалы: асбоцементные листы различ­ных размеров и профиля (шифер). На основе цемента работают домос­троительный комбинат (выпускает панельные блоки), завод железобе­тонных изделии.
В нашем городе находится Государственный технологический университет имени Шухова строительных материалов где на Факультете химической технологии строительных материалов готовят инженеров - химиков-технологов по специальностям:

250304 Химическая технология неметаллических и силикатных материалов.

270106 Производство строительных материалов.

280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов.

VI этап. Подведения итогов.

Качественная оценка работы экскурсоводов и всего класса.

VII этап. Информация о домашнем задании.

§39, упр.6,7,8; задачи 1 и 2, стр. 101.

Вопросы: 1) Новые тенденции в производстве изделий на основе керамики, стекла и минеральных вяжущих веществ.

2) Какие стройматериалы использовали древние зодчие?

VIII этап рефлексии.

- самой интересной информацией для меня было…

- мое настроение…