基于Python的沉淀滴定学习软件设计与教学应用

在滴定分析教学中,将现代信息化Python编程语言与沉淀滴定分析法深度融合,设计开发了沉淀滴定学习软件。该软件无需安装和建立复杂的函数或计算方程,用户只需选择和输入相应参数,即可实现沉淀滴定曲线的可视化绘制、滴定可行性判断、化学计量点和滴定突跃范围以及滴定误差的计算等。软件以图形界面形式呈现,设计简洁、操作方便、内容丰富,可选择内置或自定义滴定实例,基本涵盖了沉淀滴定法教学大纲中重要知识点内容,便于教师教学和学生自主学习应用,协同提升教学效果。     

生物化学产甲烷动力学的教学实践

厌氧消化是自然界有机物质分解代谢的重要途径,对实现环境和经济的可持续发展具有重要意义。消化中产甲烷过程涉及众多生化反应,其规律很难准确描述。教师在生物化学课程中引入厌氧消化产甲烷动力学教学,设计了5个紧密衔接的教学模块,介绍了3种常见产甲烷动力学模型的推导过程、适用范围、参数特点,教授学生利用软件完成数据拟合的方法,并训练其对拟合结果进行分析。本教学改革通过将产甲烷动力学引入课堂,使学生在更好地理解复杂的厌氧消化反应过程基础知识的同时,构建了理论与实践应用间的桥梁,不仅掌握了精准定量描述厌氧消化过程中产甲烷规律的模型,还学到利用比较动力学参数来评价不同原料发酵规律差异的方法,为未来其参与实际生产和工程实践奠定了基础,获得了良好的教学效果。本文介绍了教学改革的具体内容,对完善生物化学的教学框架和改善教学质量具有重要意义,同时为环境工程、化学工程、新能源工程、生物工程等相关专业课程及实验教学的改革和探索提供了有益参考。     

晶态高聚物模量-温度曲线的教学探讨

不同于非晶态聚合物的模量-温度曲线中出现明显的“三态”和“两转变”,晶态高聚物的模量-温度曲线的宏观表现情况复杂。尽管部分高分子物理教材或习题中对此进行了讨论,但缺乏清晰的规律总结与图像描述。本文就晶态高聚物的模量-温度曲线进行分析,以期解答学生的疑惑,并实现更好的教学效果。     

超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱法快速筛查睫毛用化妆品中前列腺素F2α类化合物

采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF MS/MS)技术,建立了睫毛用化妆品中9种前列腺素F2α类化合物(比马前列素、曲伏前列素、他氟前列素、他氟乙酰胺、拉坦前列素、比马前列素酸甲基酯、氯前列醇异丙基酯、15-酮-曲伏前列素、比马酰胺)的快速定性筛查方法。样品经乙腈超声提取,采用Waters ACQUITY UPLC BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7μm)色谱柱,以2 mmol/L甲酸铵水溶液(含0.05%甲酸)-乙腈为流动相,分离后进入四极杆飞行时间质谱,采用电喷雾离子源正离子模式(ESI+),以MSE模式进行数据采集,建立了9种前列腺素F2α类化合物的筛查数据库。9种化合物在各自质量浓度范围内线性关系良好,相关系数(r²)均大于0.99,检出限为0.075～0.75μg/g,定量下限为0.25～2.5μg/g。所建立的筛查数据库无需对照品即可对化妆品中的9种前列腺素F2α类化合物进行筛查。结果表明,该方法特异性良好,应用于48批睫毛类化妆品的定性筛查具有良好的选择性,可为化妆品中前列腺素F2α类化合物的筛查分析提供技术支...     

催化光度法时间程序测定土壤中痕量碘

碘是评价环境的重要元素之一,是地球化学勘察样品常测元素。本实验建立了艾斯卡试剂分解-热水提取样品,催化分光光度法时间程序测定碘的方法。详细讨论了艾斯卡试剂手工制作与行星球磨机制作的利弊;;参比液的选择;17℃-25℃不同环境温度条件对实验结果的影响;全程序空白溶液,与36g/L的碳酸钠溶液两种方法制作标准曲线及标准曲线线性范围;样品烧结时间及温度;乙酸用量对样品测试吸光度的影响。结果表明：利用行星球磨机制作艾斯卡试剂,选择试剂空白为参比液,在19℃的恒温环境下,采用36g/L的碳酸钠溶液制作0-8ug/mL标准曲线,样品采用0-300℃、300-500℃、500-750℃三阶段升温,750℃保持30min的烧结程序,乙酸用量为5mL时可以得到可靠的结果。该方法克服了艾斯卡试剂制作困难、样品烧结结块及实验反应速率过快等困难。通过方法学考察表明：基于所建方法碘元素校准曲线系数＞0.999;方法检出限为0.2 mg/kg;测定GSS36、GSS37、GSS38、GSS40、GSS47、GSS48、GSS49等9种国家一级标准物质,结果均在参考值范围内,相对标准偏差RSD＜5%。该方法测定的结果准确度及精密度高、 检出限低、减少碘记忆效应的存在,适用于地球化学勘察土壤样品中碘的测定。     

水热合成时间对Cu/Ce-Zr催化水气变换反应性能的影响

以硝酸盐为铈、锆原料,以柠檬酸代替碱类沉淀剂,固定n(Zr∶Ce)为2∶8,采用水热法合成Ce-Zr氧化物载体,再通过浸渍法制备Cu/Ce-Zr催化剂。通过XRD、BET、H₂-TPR、XPS等手段对载体和催化剂进行表征,研究水热时间对催化剂结构、性质和水气变换反应性能的影响。结果表明,催化活性主要与Cu比表面积、CuO的还原温度以及催化剂表面氧空位含量有关。其中,Cu/Ce-Zr-12催化剂的Cu比表面积较大、CuO的还原温度较低,催化剂表面的氧空位数量较多,表现出较好的催化活性。在320℃、水气比(W∶M)为2,体积空速GHSV=6600 h^-1的反应条件下,CO转化率为96.9%,与热力学平衡值97.1%接近。     

小组作业及Origin软件在高分子化学教学中的应用

将Origin软件用于高分子化学教学,选择合适的习题设计成小组作业,并通过翻转课堂进行交流、总结,让学生在做中学、教中学、学中做、学中思,取得了良好的教学效果。找到了将工程教育专业认证所要求的,学生使用现代工具的意识与能力、合作意识与能力、交流与表达能力的培养,渗透、融入到高分子化学教学中的结合点与切入点,找到了在高分子化学教学中培养学生上述意识与能力的具体方法与实现形式,使学生在完成这些小组作业的过程中,不仅学会并练习用Origin软件解决高分子化学相关问题,同时相关意识与能力也得到培养。同时,也使"以学为中心"、"以学生为中心"的理念在教学设计与教学实践中得到有效贯彻。     

用硝酸银溶液沉淀及分步沉淀卤素离子的数字化实验研究*

卤化银难溶电解质的沉淀溶解平衡是中学化学教学的重要知识点。应用本项目组研制的MXLab21先进数字化实验系统,结合银硫离子电极,测定AgNO₃溶液沉淀Cl^-,Br^-,I^-及其混合离子的沉淀曲线,即电动势(E)随AgNO₃溶液体积(V)变化的关系曲线。3种单一离子的沉淀曲线可以直观体现出滴定的电动势突跃范围与相应沉淀的溶度积大小的关系及其规律性变化。通过混合离子的沉淀曲线分析3种离子两两混合或3者混合时分步沉淀的可行性。Cl^-,Br^-,I^-的沉淀及分步沉淀的动态E-V曲线的建立,对中学化学教学具有重要作用,对化学学科核心素养的发展和培养具有重要价值。     

基于曲线问题情境的信息化教学尝试*——以“沉淀溶解平衡”为例

基于高中生对实验曲线理解困难的现状,为挖掘实验曲线的教学价值,以沉淀溶解平衡为例,结合课堂演示实验和教学软件,设计了“宏观微观符号曲线”多重表征教学为一体的实验探究课。根据沉淀溶解平衡实验证据,绘制实验曲线,构建微观模型和图像,从而培养学生的证据收集与应用意识,提高学生对曲线的分析和理解能力,领会各种变化曲线的来源。在曲线理解的基础上建立“溶解平衡转化”思维模型,以此为开展“曲线融入式”的问题引导型实验教学提供参考案例。     

互联网B/S架构交互式软件在核心概念教学中的应用*——以国际IB课程中“电解质”内容为例

基于核心概念教学的思路,国际IB课程互联网B/S架构交互式软件能够使学生围绕“电解质”核心概念,通过自行操作软件获得多个从微观到宏观、定性与定量相结合、可视化的实验证据,有利于学生深度理解概念与概念之间的逻辑和发展关系,促进学科知识系统框架的形成。