微流控纸芯片的加工及其分析应用的实验设计*

设计了一个使用喷墨打印法加工微流控纸芯片的实验,在经烷基烯酮二聚体(AKD)的正己烷溶液浸泡过的滤纸上,以三乙醇胺溶液为打印墨水,用喷墨打印机打印出设计好的芯片图案。滤纸加热后,打印区域呈现亲水性,非打印区域为疏水性,从而制备出纸芯片,用该纸芯片通过数字比色法实现了亚硝酸根离子的定量测定。该实验不使用昂贵仪器设备,易普及。通过实验,促使学生了解微流控芯片这一前沿科学技术,锻炼学生细致、灵巧的动手能力,激发学生科技创新活力。     

QEPAS系统中石英音叉模态仿真计算与研究

对石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)系统中常用的石英音叉进行了有限元模态计算，获得石英音叉前6阶振型与模态频率，认知了第4阶对称摆动振型为有效振动，利用单因素法分析了石英音叉的音臂长度l₁、音臂宽度w₁、音臂厚度t、音臂切角θ、音臂圆孔直径d及音臂圆孔高度h对低阶有效共振频率(Fre)的影响，敏感度依次为： l₁> w₁>d>θ>t>h，考虑实际设计情形，筛选出了l₁，w₁，d与h四个石英音叉设计变量，采用Box-Behnken实验设计方案与RSM(response surface methodology)方法，以Fre为函数目标，建立l₁，w₁，d与h的二次回归响应面模型，得到了参数之间的交互作用，利用Design-Expert软件对响应面模型进行设计参数反求，结果表明，在15 000 Hz≤Fre≤25 000 Hz计算区域内误差较小，基本满足QEPAS系统的计算需求，所提出的研究与设计方法具有一定通用性，可为QEPAS系统中石英音叉结构参数设计提供参考。     

硫在氧气中燃烧实验的新设计

利用吸滤瓶、玻璃棒、燃烧匙、气球等设计的封闭式实验装置,很好地解决了实验过程中可能存在的污染问题,保障了师生的健康,培养了学生的环保意识。     

浓硫酸性质实验的整合创新设计

对浓硫酸的几个性质(吸水性、脱水性、强氧化性、遇水放热性、催化性)实验进行了整合创新设计,解决了教材实验中的药品耗量大、不易操作、药品易撒落、易污染水源、耗时长、不适合学生分组实验等缺点。整合创新后设计的实验不仅操作简便、体现绿色实验理念,而且操作安全,适合中小学生开展课外活动。     

婴儿湿巾缓冲能力的测试——一个贴近生活的实验

为了有效提升学生在缓冲溶液学习过程中的学习兴趣及积极性,在此推荐一个将现实中的生活用品作为实验对象引入实验课教学过程中的案例。该实验设计将性质实验扩充到婴儿湿巾,将实验内容变为对婴儿湿巾工作原理的验证,而不再是过去简单的酸碱体系的配制及相关验证实验。通过该实验的实施,学生普遍反映能够有效激发其在学习缓冲溶液相关课程中的学习积极性与兴趣,并最终促使学生认知缓冲体系内pH变化的特点及缓冲机理。     

基于原理解读的铁吸氧腐蚀实验再设计

由教材中吸氧腐蚀原理的解读引发思考,对相关铁吸氧腐蚀实验再研究,从溶液中的氧气参与吸氧腐蚀反应的角度设计吸氧腐蚀实验器,用数字化实验技术中的溶解氧传感器进行实验,能直观形象地看到溶解氧参与反应,且有电流产生,还探究了氯化钠溶液进行实验时的最佳浓度。     

《电化学阻抗谱》

本书在全面阐述电化学需要的背景基础知识和电化学阻抗谱测试实验设计的基础上,详细地论述了不同电化学过程的电化学模型,介绍了电化学阻抗谱解析的终极目标。最后,阐述了采用统计分析方法,分析电化学阻抗谱测试的误     

电解生成亚铁离子返滴定法测定消毒液中过氧化氢含量的数字化实验*

氧化还原与电解的相关知识是中学化学学习的重点内容。应用自主研制的MXLab21先进数字化实验系统电解Fe₂(SO₄)₃溶液,用电解生成的Fe²⁺直接滴定KMnO₄溶液以测定其浓度,再用返滴法测定消毒液中H₂O₂的含量。对恒电流电解的最佳条件如Fe₂(SO₄)₃溶液浓度及电解电流大小进行了优化。该数字化实验系统相比较于常规数字化仪器(或手持技术)的优越性在于其自带电解、搅拌及控制系统,能在电解的同时利用电生物质实现对待测物质的准确测定,测定时间短(不超过4 min)。本实验采用预设终点电势值的方法自动估计滴定终点,不但便捷准确,且呈现出的实时直观的电势和电量随时间变化的动态曲线便于学生理解电解及氧化还原滴定反应的微观本质,对中学化学教学及化学学科核心素养的培养具有重要价值。     

氯气的制取与性质实验绿色化设计

针对氯气有毒及其与金属反应易于泄露等实验不足,设计了氯气制取、氯气与金属反应和氯水成分探究的全封闭实验。其中,氯气与金属的反应采用原位电加热的方式,加热速度快,金属在氯气中的燃烧现象明显,且能快速识别产物,有效地消除了因加热带来的氯气泄露问题;氯水成分的探究是通过青霉素瓶在封闭条件下进行的。整个实验仪器常规,装置简单,药品用量少,操作容易,现象明显,安全无污染,非常适合课堂演示。     

物理化学教学研究会第三次会议纪要

物理化学教学研究会第三次会议以物理化学实验教学改革与建设为主题,介绍了教指委制订的实验教学建议内容,并就今后的物理化学实验教学改革进行了交流和研讨。本文介绍了物理化学实验的特点、当前的改革进展及其局限性,总结了部分高校在实验的目标导向设计、教学模式改革、教学理念和方法改革、教学达成度考核设计、实验新原理新方法引入等方面的做法和经验。论述了近期需要开展的重点工作。对今后的物理化学实验教学改革和建设具有一定的指导意义。