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2019大学化学实验教学探索语文

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大学化学实验教学探索 1 开设大学化学综合实验的意义 通过各分支学科的有机结合与渗透,培养学生综合解决问题 的能力,从而使学生的科学思维能力、创新能力和创新意识 得到进一步的提高。我国高等化学教育长期以来一直沿用 “专业化、专门化”的“窄、专、深”课程体系,化学实验 的目的重在加深对理论的理解和技能的训练,人为地消弱了 化学学科之间的内在联系与渗透,学生综合能力得不到有效 提高,严重制约了高素质化学人才的培养。为了打破传统大 学化学实验教学的旧模式,建立以创新能力培养渐进发展的 新模式,各高校教师进行了深化教育改革的研究工作,编写 了好多综合化学实验的书籍,发表了大量综合化学实验的论 文,取得了可喜的成绩[4-9]。综合化学实验的内容大多来自 于教师科研项目成果,学生通过综合实验领悟到科学探索和 研究的方法,使得学生科学素养得以提高。 2 开设大学化学综合实验的条件 大学化学综合实验是完成化学基础实验教学之后,在化学学 科层面对化学知识、实验方法综合运用的一门实验课程,是 高等教育本科基本实验教学体系的重要组成部分。学生应在 掌握基础无机化学、分析化学、有机化学和物理化学实验的 基本技能的基础上进行该类实验。教师在整个实验实施过程 中起到引导和解惑的作用。引导学生按照实验题目准备必要 第1页 的实验仪器和试剂,教会学生科技文献的查阅方法,让学生 参阅列出实验的详细步骤,培养学生连接单元操作、设计实 验、分析问题和解决问题的能力。通过综合实验,拓展学生 的科研思路,提高其科研工作能力。 3 大学化学综合实验教学方案的设计与实施 本实验以有机合成、分光光度法测定无机金属离子为主线, 辅以物理化学中表面张力的测定及临界胶束浓度(CMC)的确 定方法,培养学生综合解决实际问题的能力。 3.1 实验目的 (1)学*和掌握有机化学实验中水杨基荧光酮的合成方法。 (2)巩固物理化学实验中表面张力的测定方法及表面活性剂 临界胶束浓度(CMC)的确定方法。(3)掌握分析化学实验中分 光光度法测定金属离子含量的原理及方法。 3.2 实验仪器与试剂 仪器:电动搅拌器、三口烧瓶、回流冷凝器、加热套、721 型 (或 722S 型)分光光度计、pHS-3C 型酸度仪。试剂:对苯二酚、 乙酸酐、浓硫酸、无水乙醇、重铬酸钾、水杨醛。钼(Ⅵ)标 准储备溶液:1mg/mL,准确称取 0.1500g 光谱纯 MoO3 于 100mL 烧杯中,加入 10mL10%的氢氧化钠溶解,移入 100mL 容量瓶中, 用水稀释至刻度,摇匀。使用时逐级稀释为 1.00μg/mL 的标 准工作溶液;水杨基荧光酮(SAF):0.001mol/L;十六烷基三 甲基溴化铵(CTMAB):0.02mol/L;pH=1.8 的 KCl-HCl 缓冲溶 第2页 液。 3.3 实验内容 (1)无机离子显色剂水杨基荧光酮的合成水杨基荧光酮的中 文别名为邻羟基苯基荧光酮,9-(2-羟基苯基)-2,3,7-三羟 基-6-荧光酮。水杨基荧光酮以其高灵敏度和较好的选择性 被广泛用于铁、铜、锌、钴、钼、铝、锡、锗、钨、锰、锑、 铬、钛、铑等金属离子的测定中。在岩石、矿物、药物、食 品、环境水等领域的无机离子分析、药物分析以及生化分析 中有着广泛的应用。水杨基荧光酮按文献[10]由 30g(0.12mol)的 1,2,3-三乙酰氧基苯溶解在热的 400mL50% 的乙醇中,滴加 20mL 浓硫酸,在 70~80℃时与 8g(0.0655mol) 水杨醛反应 4h.冷却,在暗处放置二周后,用乙醇重结晶而 得。反应方程式如下:(2)水杨基荧光酮与金属离子钼(Ⅵ)的 显色反应学生可根据实际需要选用某种金属离子与水杨基 荧光酮进行显色反应。本文仅以与钼(Ⅵ)显色为例说明实验 的设计过程。钼的特性和钼工业的发展为钼的分析提出更高 的要求,也为钼的分析研究与发展提供良好的机遇。钼的分 析方法甚多,其中分光光度法因其灵敏度高,操作简便,分析 速度快而倍受欢迎。而荧光酮类试剂光度法以其高灵敏度和 较好的选择性被广泛用于钼的测定中。 3.4 实验方法 在 25mL 容量瓶中,分别加入 5.0mL 的 1.00μg/mL 钼(Ⅵ)标 第3页 准溶液,2.0mLpH=1.8 的 KCl-HCl 缓冲溶液,3.0mL0.001mol/L 的水杨基荧光酮(SAF)溶液,2.0mL0.02mol/L 的 CTMAB 表面活 性剂,水定容,摇匀,10min 后,以试剂空白为参比,用 1cm 比色 皿于最大吸收波长 525nm 处测定溶液的吸光度。 3.5 结果与讨论 (1)吸收光谱按照实验方法进行显色,测定有或无表面活性 剂存在下相应配合物在不同波长下以相应试剂空白为参比 的吸收光谱曲线,绘制吸收光谱,求出两种情况下最大吸收 峰所对应的工作波长。探索表面活性剂是否使最大吸收波长 发生红移,是否对显色反应起到增敏作用。(2)临界胶束浓度 (CMC)与络合物形成的关系探索取一定量的 CTMAB 溶液按实 验方法显色,以试剂作空白参比测量吸光度,并用表面张力 仪测定相应 CTMAB 浓度下显色液的表面张力,得到不同浓度 CTMAB 溶液的吸光度和表面张力,结果见表 1。以 CTMAB 浓度 的对数 lgc 为横坐标,以对应的吸光度和表面张力 γ 为纵坐 标绘制 CTMAB 浓度与表面张力(曲线 1)和吸光度(曲线 2)的 关系曲线。从曲线 1 折点求出此体系中 CTMAB 的临界胶束浓 度(CMC),找出吸光度与表面张力的关系见图 1。(3)工作曲线 取不同量的钼(Ⅵ)标准工作溶液,按实验方法测定在 2.0mLCTMAB 存在下的吸光度,绘制工作曲线,求出线性回归 方程、表观摩尔吸光系数及 25mL 溶液中钼(Ⅵ)符合比尔定 律范围。 第4页 4 结语 本文仅以水杨基荧光酮与钼(Ⅵ)显色为例说明实验的设计 过程。本实验建议 32 学时,其中水杨基荧光酮的合成实验 10 学时,水杨基荧光酮与金属离子钼(Ⅵ)



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