§ 30. Для чего создаются искусственные вещества?
Естествознание, 5 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Глава 3: Вещества и материалы. Страницы 156–159.
Чему научишься
- Отличать натуральные волокна от искусственных и синтетических.
- Объяснять, зачем люди создают вещества, которых нет в природе.
- Читать этикетку одежды и понимать её состав.
- Узнавать волокно по тому, как оно горит (с взрослым!).
Разминка
- Что такое вещество? То, из чего состоят тела. Футболка — тело, хлопок — вещество.
- Из чего делают бумагу? Из древесины.
- Откуда берётся шерсть? Её состригают с овец, коз, верблюдов.
- Что добывают в Казахстане под Атырау и на Мангышлаке? Нефть и природный газ.
Разбираемся
Когда природы не хватает
Иногда человеку нужен материал, которого в природе просто нет. Лёгкий, как пёрышко, но прочный. Не ржавеющий. Не пропускающий воду. Поэтому люди научились создавать вещества с нужными свойствами — заранее «заказанными».
Пример — пластмассы. Они лёгкие, плотные и не ржавеют. Пластмассой часто заменяют металл и дерево: это дешевле, а служит не хуже. Особо прочная керамика, пропускающая свет, может заменить стекло.
Плитки, которые держат жар
Многоразовые космические корабли при возвращении на Землю раскаляются о воздух. Их спасают жаростойкие керамические плитки. Снаружи плитки бывает до 1200 °C, а под ними — меньше 180 °C.
И скафандр космонавта сшит из современных искусственных материалов. Без них человек не выжил бы в открытом космосе: там нет воздуха, а на солнце и в тени — то страшная жара, то страшный холод.
🌟 Самые первые резиновые мячи увидели европейцы в Америке, ещё во времена Колумба. Местные жители скатывали их из загустевшего сока дерева гевеи. Этот сок теперь называют латексом, а из него получают каучук и резину. Мячи так странно прыгали, что моряки были потрясены!
Полимеры: природные и созданные человеком
Пакет для сменки, обложка учебника, бутылка из-под воды — всё это полимеры. Полимеры бывают:
- природные: целлюлоза (из неё состоит древесина и хлопок), крахмал, каучук;
- созданные человеком: их получают в основном из нефти и природного газа.
Из полимеров делают и химические волокна — нити для тканей.
Три вида волокон
📌 Натуральное (природное) волокно — волокно растительного (хлопок, лён), животного (шерсть, натуральный шёлк) или минерального (асбест) происхождения.
📌 Искусственные волокна получают, перерабатывая природные полимеры (например, целлюлозу древесины): вискоза, ацетатное волокно.
📌 Синтетические волокна — химические волокна из полимеров, которые человек сам синтезировал (собрал) из нефти и газа: капрон, лавсан, нейлон. Меняя исходные вещества, можно менять свойства волокна.
Как получают натуральные волокна? Хлопок собирают с коробочек хлопчатника, лён — из стеблей льна, шерсть состригают с овец, а шёлк разматывают с коконов гусеницы тутового шелкопряда.
🌟 Хлопок растёт и у нас: на юге Казахстана, в Туркестанской области. А по Великому Шёлковому пути через наши земли веками везли китайский шёлк.
💡 Запомни по «родословной»: натуральное — взяли у природы, искусственное — переделали природное, синтетическое — собрали с нуля из нефти и газа.
👨👩👧 Родителю. Путаница «искусственное = синтетическое» встречается очень часто. Спросите: «Вискоза — из чего?» Правильный ответ: из древесины, поэтому она искусственная, а не синтетическая.
Проверь, как понял
Проверь себя
- Зачем люди создают искусственные вещества? Чтобы получить нужные свойства, которых нет у природных материалов, и заменить дорогие материалы дешёвыми.
- Чем хороши пластмассы? Лёгкие, плотные, не ржавеют, дешевле металла и дерева.
- Какие полимеры бывают в природе? Целлюлоза, крахмал, каучук.
- Чем искусственное волокно отличается от синтетического? Искусственное делают из природных полимеров, синтетическое — из полимеров, созданных человеком.
Решаем упражнения
№ 1
Из чего изготавливают натуральные волокна?
Пример ответа.
- Из растений: хлопок — из пушистых коробочек хлопчатника, лён — из стеблей льна.
- Из животных: шерсть — с овец, коз, верблюдов; натуральный шёлк — из коконов тутового шелкопряда.
- Из минералов: асбест.
Ответ: из растений, животных и минералов (хлопок, лён, шерсть, шёлк, асбест).
№ 2
В чём различия между натуральными и искусственными волокнами?
Как думать. Сравни по трём вопросам: откуда берутся, как получают, какие свойства.
Пример ответа.
- Происхождение. Натуральные волокна даёт природа. Химические делают на заводе: искусственные — из природных полимеров, синтетические — из нефти и газа.
- Свойства. Натуральные ткани хорошо пропускают воздух и впитывают влагу. Синтетика прочнее, меньше мнётся и быстрее сохнет.
- Горение. Натуральные и вискоза горят, оставляя золу или вспученные шарики; синтетика плавится (см. опыт, № 8).
Ответ: натуральные волокна даёт природа, химические создаёт человек; у них разные свойства и разное поведение в огне.
№ 3
С какой целью наука создаёт новые синтетические волокна?
Пример ответа.
- Чтобы получить свойства, которых нет у природных волокон: особую прочность, лёгкость, непромокаемость, жаростойкость.
- Чтобы заменить дорогие природные материалы дешёвыми (капрон вместо шёлка).
- Чтобы не зависеть от урожая и погоды: хлопок растёт не везде, а завод работает круглый год.
- Для особых задач: скафандры, спецодежда пожарных, парашюты, спортивная форма.
Ответ: чтобы получить материалы с нужными свойствами, дешевле и для особых задач.
№ 4
(задание без номера в учебнике: работа в паре, «Посмотри вокруг себя») Найди и запиши тела из искусственных веществ и тела, образованные в природе. Посмотри на свою школьную форму.
Как думать. Спроси о каждой вещи: «Это выросло или добыто в природе — или это сделали из нефти на заводе?»
Пример ответа.
| Искусственные | Природные |
|---|---|
| пластиковая линейка, ручка | деревянная парта, карандаш |
| обложка учебника, пакет со сменкой | мел, камень на подоконнике |
| капроновые колготки, куртка на синтепоне | цветок в горшке, яблоко |
| школьная форма с полиэстером | хлопковая футболка, шерстяной свитер |
Ответ: у каждого свой список. Школьная форма чаще всего смешанная: шерсть или вискоза плюс полиэстер.
№ 5
(задание без номера в учебнике: «Подумай») Почему бумажные пакеты и упаковку заменяют искусственными? Это вредно или полезно?
Пример ответа.
- Польза. Пластиковый пакет дешевле, прочнее, не рвётся и не промокает. Продукты в плёнке дольше остаются свежими.
- Вред. Пластик разлагается в природе сотни лет. Пакеты засоряют степь, реки и моря, животные путают их с едой.
- Вывод. Удобно, но вредно для природы. Поэтому лучше ходить с многоразовой тканевой сумкой и сдавать пластик в переработку.
Ответ: пластик дешевле и удобнее, но вредит природе; его нужно использовать бережно и перерабатывать.
№ 6
(задание без номера в учебнике: «Этикетки одежды») На трёх этикетках написано: «50 % шерсть, 50 % полиэстер»; «80 % пух, 20 % перо, подкладка 100 % полиэстер»; «100 % хлопок». Определи долю натуральных и химических волокон, угадай, какая это одежда. Зачем в ткань добавляют синтетику? Узнай состав своей школьной формы.
Как думать. Полиэстер — синтетика. Шерсть, хлопок, пух и перо — натуральные.
Решение.
- Этикетка 1: 50 % натуральных, 50 % синтетических. Похоже на школьный костюм, брюки или пиджак: ткань тёплая, но мнётся меньше чистой шерсти.
- Этикетка 2: утеплитель полностью натуральный (80 % пух + 20 % перо = 100 %), а подкладка — 100 % синтетика. Это пуховик. Гладкая подкладка не пропускает пух и легко скользит.
- Этикетка 3: 100 % натуральный хлопок. Это футболка, рубашка или пижама: ткань мягкая и «дышит».
- Зачем синтетика: ткань становится прочнее, меньше мнётся, не садится при стирке, быстрее сохнет и стоит дешевле. Минус — хуже пропускает воздух.
Ответ: 1) 50/50, костюм; 2) утеплитель натуральный, подкладка синтетическая, пуховик; 3) 100 % натуральная, футболка. Синтетику добавляют для прочности и практичности. Состав формы — у каждого свой, смотри ярлычок на шве.
№ 7
(задание без номера в учебнике: космос) Смог бы космонавт выйти в открытый космос, если бы скафандр не был сделан из современных искусственных материалов?
Пример ответа. Нет. В космосе нет воздуха для дыхания, а на солнце и в тени температура скачет от сильной жары до сильного холода. Скафандр должен быть герметичным, прочным, гибким и при этом защищать от жары и холода. Природные ткани вроде хлопка и шерсти так не умеют. Только искусственные материалы с заранее заданными свойствами делают выход в космос возможным.
Ответ: нет, без искусственных материалов человек в открытом космосе не выжил бы.
🌟 С космодрома Байконур в Казахстане стартовал первый космонавт Юрий Гагарин, а позже — наши космонавты Тохтар Аубакиров и Талгат Мусабаев.
№ 8
(задание без номера в учебнике: опыт «Распознавание природных и химических волокон») Внеси кусочек нитки в пламя свечи и сразу убери. Посмотри, горит ли нить, какой остаток и какой запах. По таблице определи тип волокна.
🧪 Опыт. Нужны: образцы ниток, пинцет, свеча, ножницы, металлическая тарелка или блюдце с водой.
Решение. Подсказка из таблицы:
| Волокно | Как горит | Запах | Остаток |
|---|---|---|---|
| хлопок, вискоза | сгорает полностью | горелой бумаги | светло-серая зола |
| шерсть, натуральный шёлк | горит медленно | палёных волос | вспученные хрупкие шарики |
| ацетатный шёлк | горит и плавится | нет | белая зола (по таблице учебника) |
| капрон, нейлон | плавится, течёт | неприятный | коричнево-чёрная масса |
| лавсан | загорается плохо, горит медленно | нет | коричнево-чёрная масса |
Почему так? Хлопок и вискоза — это целлюлоза, как бумага, поэтому пахнут горелой бумагой. Шерсть и шёлк — белок, как наши волосы. А синтетика — пластмасса, она в огне плавится.
Ответ: пахнет бумагой и даёт золу — хлопок или вискоза; пахнет палёными волосами — шерсть или шёлк; плавится в каплю — синтетика.
⚠️ Только со взрослым! Работай у раковины или над металлической тарелкой, волосы собери, рукава подверни. Держи нитку только пинцетом. Расплавленная синтетика липнет и сильно обжигает — не трогай каплю, пока не остынет. Дым не вдыхай.
👨👩👧 Родителю. Возьмите кусочки ниток из старой одежды с известным составом (хлопковая футболка, шерстяной носок, капроновые колготки). Ребёнку будет интересно «угадать» без этикетки, а потом проверить.
№ 9
(задание без номера в учебнике: микроисследование дома) Выпиши в три столбика вещи из натуральных волокон, из химических и из смеси. Сделай вывод: каких волокон вокруг тебя больше и почему.
Как думать. Смотри ярлычки на одежде, постельном белье, полотенцах, шторах, коврах.
Пример ответа.
| Натуральные | Химические | Смешанные |
|---|---|---|
| хлопковое полотенце | капроновые колготки | школьная форма (шерсть + полиэстер) |
| шерстяные носки, войлочные тапочки | флисовая кофта | джинсы с эластаном |
| льняная скатерть | синтетические шторы | свитер (шерсть + акрил) |
| бабушкин шёлковый платок | спортивная форма | постельное бельё (хлопок + полиэстер) |
Вывод (образец). У меня дома больше всего химических и смешанных тканей. Они дешевле, прочнее, меньше мнутся и быстро сохнут. Натуральные ткани в основном там, где важно, чтобы вещь была мягкой и «дышала»: полотенца, нижнее бельё, носки.
Ответ: у каждого свой; чаще всего вокруг больше химических и смешанных волокон, потому что они дешевле и практичнее.
Шпаргалка
- Люди создают вещества, чтобы получить нужные свойства и заменить дорогие материалы.
- Натуральное — взяли у природы; искусственное — переделали природное; синтетическое — собрали из нефти и газа.
- Хлопок горит как бумага, шерсть пахнет палёными волосами, синтетика плавится.
- Пластик удобен, но разлагается сотни лет — его нужно перерабатывать.