Урок по теме: Ацетилен

Министерство образования науки Пермского края

Государственное автономное

профессиональное образовательное учреждение

«КРАЕВОЙ политехнический колледж»

ПЛАН УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

по теме: «Ацетилен»

Разработала преподаватель: Чернов А.П.

План учебного занятия

Учебный предмет: «Специальная технология»

Специальность: «Электрогазосварщик» 3 разряд

Тема программы: «Сварочные материалы для газовой сварки и резки»

Тема учебного занятия: « Ацетилен»

Цели:

Обучающая: сформировать знания о назначении, свойствах, способах получения, хранении и транспортировке ацетилена;

Развивающая: способствовать развитию логического и технологического мышления при освоении темы;

Воспитательная: воспитание положительного интереса к изучаемому материалу;

Методическая: использование учебной презентации и опорного конспекта для активизации учебно-познавательной деятельности учащихся.

Материально-техническое оснащение: опорный конспект, мультимедийная установка, компьютер, карточки-задания, презентация.

Тип учебного занятия: комбинированный

Межпредметные связи: «Химия», «Охрана труда»

Структура учебного занятия

1. Организационный момент

2. Целевая установка мотивации предстоящей деятельности

3. Актуализация знаний

4. Формирование новых знаний по теме

5. Закрепление нового материала

6. Подведение итогов

7. Информация о домашнем задании

Ход учебного занятия

1. Организационный момент

1. Проверка наличия учащихся

2. Отметка отсутствующих

3. Проверка готовности к учебному занятию

2. Целевая установка мотивации предстоящей деятельности

Преподаватель: объявляет тему и цели учебного занятия, обращает внимание на актуальность и значимость изучаемого материала (приложение 2 слайд 1,2).

3. Актуализация знаний

Преподаватель: на прошлом занятии мы изучили тему: «Карбид кальция», вы получили задание подготовить ответы на вопросы темы. Прежде чем приступить к изучению нового материала, проведём проверку домашнего задания, предлагаю вам выполнить письменную работу по карточкам-заданиям (приложение 7, карточки-задания 1 и 2 по теме «Карбид кальция»). Для выполнения этой работы вам необходимо разделиться на две группы.

Раздаются карточки-задания.

4. Формирование новых знаний по теме

Преподаватель:

Тема нашего учебного занятия: «Ацетилен» (приложение 4 слайд 2). На прошлом учебном занятии мы рассмотрели карбид кальция, а он является основным материалом, используемым для получения ацетилена. Он является основным горючим газом, используемым при газовой сварке и резке металлов.

На учебном занятии мы с вами рассмотрим следующие вопросы:

1. Свойства ацетилена.

2. Способы получения ацетилена.

3. Условия самовоспламенения ацетилена и меры предосторожности.

4. Взрывоопасность ацетилена и меры предосторожности.

5. Хранение и транспортировка ацетилена

6. Применение и значение кислорода при сварке и резке металлов.

Преподаватель раскрывает и объясняет поставленные вопросы.

1. Свойства ацетилена (приложение 4 слайд 3, 4)

Преподаватель:

Ацетилен (С₂Н₂) является химическим соединением углерода и водорода. Технический ацетилен при нормальных давлении и температуре представляет собой бесцветный газ с резким специфическим чесночным запахом, обусловленным содержащимися в нем примесями сероводорода, аммиака, фосфористого водорода и др.

Ацетилен легче воздуха-1 м³ ацетилена при нормальном атмосферном давлении и температуре 20° С имеет массу 1,09 кг. При нормальном давлении и температуре от -82,4° С (190,6 К) до -84,0° С -(189 К) ацетилен переходит в жидкое состояние, а при температуре -85° С (188 К) затвердевает.

2. Способы получения ацетилена (приложение 4 слайд 5)

Преподаватель:

В промышленности ацетилен обычно получают из карбида кальция (CaC₂) при разложении последнего водой.

Карбид кальция, взаимодействуя с водой, быстро разлагается с образованием газообразного ацетилена и гашеной извести:

СаС_а + 2Н₂0 = С₂Н₂ + Са (ОН)₂ + 127,3 Дж/моль.

Реакция взаимодействия карбида кальция с водой протекает бурно с выделением большого количества тепла.

Технический ацетилен также получают из природного газа, нефти, угля. Ацетилен, полученный из природного газа, называется пиролизным. Пиролизный ацетилен выпускается по МРТУ-03-165-64. Получение ацетилена из природного газа на 30-40% дешевле, чем из карбида кальция.

3. Условия самовоспламенения ацетилена и меры предосторожности (приложение 4 слайд 6).

Преподаватель:

Ацетилен самовоспламеняется при температуре 335°С, смесь ацетилена с кислородом воспламеняется при температуре 297-306°С, смесь ацетилена с воздухом - при температуре 305-470°С.

Повышение давления существенно снижает температуру самовоспламенения ацетилена. Присутствие в ацетилене других веществ увеличивает поверхность контакта и тем понижает температуру самовоспламенения.

Зависимость температуры воспламенения ацетилена от давления приведена ниже:

Температура, °С 630 530 475 350

Абсолютное давление, МПа 0,2 0,3 0,4 2,2

4. Взрывоопасность ацетилена и меры предосторожности (приложение 4 слайд 7, 8, 9).

Преподаватель:

Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях:

• при увеличении температуры более 450-500°С и давления более 1,5-2 атм (около 150-200 кПа);

• при атмосферном давлении ацетилено-кислородная смесь с содержанием ацетилена от 2,3 до 93% взрывается от искры, пламени, сильного местного нагрева и др.;

• при аналогичных условиях смесь ацетилена с воздухом взрывается при содержании в ней ацетилена от 2,2 до 80,7%;

• в результате длительного соприкосновении ацетилена с серебром или медью образуется взрывчатое ацетиленистое серебро или медь, взрывающиеся при повышении температуры или ударе.

Взрыв ацетилена способен вызвать значительные разрушения и тяжелые несчастные случаи: при взрыве 1 кг ацетилена выделяется примерно в два раза больше тепла, чем при взрыве 1 кг тротила и примерно в 1,5 раза больше, чем при взрыве 1 кг нитроглицерина.

Меры безопасности при работе с ацетиленом:

• содержание ацетилена в воздухе рабочей зоны необходимо непрерывно контролировать автоматическими приборами, сигнализирующими о превышении допустимой взрывобезопасной концентрации ацетилена в воздухе, равной 0,46%;

• при работе с ацетиленовыми баллонами поблизости не должно быть открытого пламени или отопительной системы;

• запрещается работать с баллонами, находящимися в горизонтальном положении, с незакрепленными баллонами, с неисправными баллонами;

• необходимо использовать неискрящийся инструмент, освещение и электрическое оборудование только во взрывобезопасном исполнении;

• в случае обнаружения утечки ацетилена из баллона (по запаху и звуку) необходимо по возможности быстро закрыть вентиль баллона специальным неискрящимся ключом;

• при нагреве баллон с ацетиленом может взорваться с крайне разрушительными последствиями;

• в случае пожара необходимо по возможности удалить из опасной зоны холодные баллоны с ацетиленом, оставшиеся баллоны постоянно охлаждать водой или специальными составами до полного остывания;

• при загорании ацетилена, выходящего из баллона, необходимо по возможности быстро закрыть вентиль баллона специальным неискрящимся ключом и поливать баллон водой до полного остывания;

• при сильном возгорании пожаротушение необходимо производить с безопасного расстояния;

• при пожаротушении рекомендуется применять огнетушители с содержанием флегматизирующей концентрации азота 70% по объему, диоксида углерода 57% по объему, водяные струи, песок, сжатый азот, асбестовое полотно, токораспыленную пену и воду; при тушении сильного пожара используются огнезащитные костюмы, противогазы и т.п.

Взрываемость ацетилена понижается при растворении' его в жидкостях. Особенно хорошо он растворяется в ацетоне. В одном объеме технического ацетона при 20° С и нормальном атмосферном давлении можно растворить до 20 объемов ацетилена. Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается с увеличением давления и понижением температуры.

5. Хранение и транспортировка ацетилена (приложение 4

слайд 10).

Преподаватель:

Для хранения и транспортировки ацетилена обычно используются стандартные баллоны емкостью 40 л, окрашенные в белый цвет, с надписью «Ацетилен» красного цвета (ПБ 10-115-96, ГОСТ 949-73). Согласно ГОСТ 5457-75 для газопламенной обработки металлов применяется технический ацетилен растворенный марки Б и газообразный.

Баллон заполнен пористой пропитанной ацетоном массой рис. 1, под давлением 1,9 МПа. В качестве пористых масс могут применяться активированный уголь, пемза, волокнистый асбест.

Рис. 1 Ацетиленовый баллон и вентиль

Таблица 1. Допустимое давление газа в баллоне в зависимости от температуры (при номинальном давлении 1,9 МПа / +20°С) (ГОСТ 5457-75)

Температура, °С

-5

0

+5

+10

+15

+20

+25

+30

+35

+40

Давление в
баллоне,
не более

МПа

1,34

1,4

1,5

1,65

1,8

1,9

2,15

2,35

2,6

3

кгс/см²

13,4

14

15

16,5

18

19

21,5

23,5

26

30

Таблица 2. Остаточное давление газа в баллоне, поступающем от потребителя (ГОСТ 5457-75)

Температура, °С

до 0

от 0

до +15

от +15 до +25

от +25 до +35

Остаточное
давление в баллоне,
не менее

МПа

0,05

0,1

0,2

0,3

кгс/см²

0,5

1

2

3

40-литровые баллоны с максимальным давлением газа 1,9 МПа при температуре 20°С обычно заполняют 5-5,8 кг ацетилена (4,6-5,3 м³ газа при температуре 20°С и давлении 760 мм рт. ст.). Масса ацетилена в баллоне определяется по разности масс баллона до и после наполнения газом. Объем ацетилена равен отношению его массы и плотности. Так, объем 5,5 кг ацетилена при температуре 20°С и давлении 760 мм рт. ст. составляет 5,5/1,09 = 5,05 м³.

6. Применение и значение кислорода при сварке и резке металлов (приложение 4 слайд 11).

Преподаватель:

Ацетилен - основной горючий газ, используемый при газовой сварке, а также широко применяется для газовой резки (кислородной резки). Температура ацетилено-кислородного пламени может достигать 3300°C. Благодаря этому ацетилен по сравнению с более доступными горючими газами (пропан-бутаном, природным газом и др.) обеспечивает более высокое качество и производительность сварки.

5. Закрепление нового материала

Преподаватель:

И так, мы сегодня с вами изучили тему: «Ацетилен». Для закрепления изученного материала необходимо ответить на экспресс-опрос:

1. Перечислите свойства ацетилена (приложение 4 слайд 12)

Эталон ответа:

Ацетилен представляет собой бесцветный газ с резким специфическим чесночным запахом, обусловленным содержащимися в нем примесями сероводорода, аммиака, фосфористого водорода , легче воздуха, при нормальном давлении и температуре от -82,4° С (190,6 К) до -84,0° С -(189 К) ацетилен переходит в жидкое состояние, а при температуре -85° С (188 К) затвердевает.

2. Перечислите и охарактеризуйте основные способы получения ацетилена (приложение 4 слайд 13)

Эталон ответа:

Технический ацетилен получают двумя способами: из карбида кальция и из природного газа, нефти, угля. Ацетилен, полученный из природного газа, называется пиролизным. Пиролизный ацетилен выпускается по МРТУ-03-165-64. Получение ацетилена из природного газа на 30-40% дешевле, чем из карбида кальция.

3. Пояснить, при каких условиях самовоспламеняется ацетилен (приложение 4 слайд 14)?

Эталон ответа:

Ацетилен самовоспламеняется при температуре 335°С, смесь ацетилена с кислородом воспламеняется при температуре 297-306°С, смесь ацетилена с воздухом - при температуре 305-470°С.

4. Поясните, при каких условиях ацетилен взрывоопасен (приложение 4 слайд 15)?

Эталон ответа:

Ацетилен взрывоопасен при следующих условиях:

• при увеличении температуры более 450-500°С и давления более 1,5-2 атм (около 150-200 кПа);

• при атмосферном давлении ацетилено-кислородная смесь с содержанием ацетилена от 2,3 до 93% взрывается от искры, пламени, сильного местного нагрева и др.;

• при аналогичных условиях смесь ацетилена с воздухом взрывается при содержании в ней ацетилена от 2,2 до 80,7%;

• в результате длительного соприкосновении ацетилена с серебром или медью образуется взрывчатое ацетиленистое серебро или медь, взрывающиеся при повышении температуры или ударе.

5. Поясните, как хранится и транспортируется ацетилен (приложение 4 слайд 16)?

Эталон ответа:

Для хранения и транспортировки ацетилена обычно используются стандартные баллоны емкостью 40 л, окрашенные в белый цвет, с надписью «Ацетилен» красного цвета, заполненные пористой пропитанной ацетоном массой, под давлением 1,9 МПа.

6. Пояснить, как контролируется содержание ацетилена в воздухе рабочей зоны (приложение 4 слайд 17)?

Эталон ответа:

Содержание ацетилена в воздухе рабочей зоны необходимо непрерывно контролировать автоматическими приборами, сигнализирующими о превышении допустимой взрывобезопасной концентрации ацетилена в воздухе, равной 0,46%;

7. Объясните, что необходимо делать в случае обнаружения утечки ацетилена из баллона (приложение 4 слайд 18).

Эталон ответа:

В случае обнаружения утечки ацетилена из баллона (по запаху и звуку) необходимо по возможности быстро закрыть вентиль баллона специальным неискрящимся ключом;

8. Пояснить значение ацетилена для газовой сварки и резки металлов (приложение 4 слайд 19).

Эталон ответа:

Ацетилен - основной горючий газ, используемый при газовой сварке, а также широко применяется для газовой резки. Температура ацетилено-кислородного пламени может достигать 3300°C. Благодаря этому ацетилен по сравнению с более доступными горючими газами (пропан-бутаном, природным газом и др.) обеспечивает более высокое качество и производительность сварки.

6. Подведение итогов

Преподаватель подводит итог работы, анализируя ответы учащихся в экспресс-опросе. Организовывает проведение рефлексии по пройденному учебному занятию: учащиеся поднимают заготовленные листы с рожицами:

побольше таких учебных занятий, поучительно

понравилось, но не всё, интересно

не понравилось, скучно

7. Информация о домашнем задании

И.И.Соколов «Газовая сварка и резка металлов. -М.: Высшая школа, 1981, стр.26-27