化学实验室安全教育虚拟仿真实验教学设计与探索

高校化学实验室事故种类繁多,已引起了社会的广泛关注,对学生的安全教育刻不容缓。利用三维可视化、网络通信、多媒体、人机交互等技术,构建了化学实验室安全教育虚拟仿真教学系统。该系统把化学实验室(无机化学实验室、有机化学实验室、分析化学实验室、物理化学实验室)涉及到的“典型事故案例”“隐患排查”“事故急救与逃生”等内容制作成可交互的虚拟仿真实验,为学生提供了高度仿真的虚拟实验环境,使学生“身临其境”学习如何解决火灾、药品灼伤、气瓶泄漏、触电等安全事故。这种虚实结合的教学方式,增强了学生的学习兴趣,避免了演练实操的不安全和高成本问题,提高了学生的安全技能和解决问题的能力,达到了安全教育的目的,推进了三全育人的教育方针。     

非等温等蒸气压法及其在Pt-Zn相关系研究中的应用

非等温等蒸气压法具有集样品制备、活度测定和相关系研究为一体的特点,本文简要阐述了非等温等蒸气压法的实验原理,分析了活度实验测定的误差以及非等温等蒸气压法在合金热力学和相关系研究中的应用,并讨论了相图十分不完善的Pt-Zn二元系的相关系.     

影响化学机械抛光4H导电SiC晶片表面质量的关键参数研究

选用二氧化硅抛光液抛光4H导电SiC晶片表面,探究影响SiC晶片表面质量的关键参数,获得更高的去除效率和表面质量.实验结果表明,SiC表面的氧化是氢氧根离子和双氧水共同作用的结果.保持压力不变并增加氢氧根离子或双氧水的含量,SiC表面去除速率先增加后保持不变.在更大的压力下增加氢氧根离子的含量,SiC表面的抛光去除速率进一步增加.通过优化的抛光参数,SiC表面的抛光去除速率达到142 nm/h.进一步研究结果表明,保持化学机械抛光过程中氧化作用与机械作用相匹配,是获得高抛光效率和良好的表面质量的关键.表面缺陷检测仪(Candela)和原子力显微镜(AFM)的测试结果表明,SiC抛光片表面无划痕,粗糙度达到0.06 nm.外延后总缺陷密度小于1个/cm2,粗糙度达到0.16 nm.     

离子交换色谱-电感耦合等离子体质谱法测定高纯钛中痕量杂质元素

建立了离子交换色谱-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定高纯钛中Mg、Cr、Fe、V、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Cd、Ba、Tl、Pb等痕量杂质元素分析方法,并对ICP-MS工作参数及条件进行了优化和选择.高纯钛用HF和HNO3溶解后进入离子色谱的阳离子交换柱,经HF(3+97)淋洗后,用HNO3洗脱,洗脱下来的溶液进入电感耦合等离子体质谱检测.方法的检出限在0.00099～0.85 μg/L之间,测定下限为0.0033～2.8 μg/L,各元素的回收率在90%～110%之间.利用本方法对纯度＞99.99%高纯钛样品的杂质元素进行分析,结果表明,其精密度和准确度均满足痕量分析的要求.     

非化学计量金属间化合物DO3型Fe3Al热力学性质

用以CaF2单晶为固体电解质的电池电动势(EMF)法测定了720～850 K温度区间内(－)Pt|Ir|Al_0.85Sn_0.15,Na₃AlF₆|CaF₂|Al_xFe_1－x(x=0.23～0.33),Na₃AlF₆|Ir|Pt(＋)电池电动势,通过DO₃型Fe₃Al的粉末化以及选用富Al合金Al_0.85Sn_0.15作为参比电极,使电池反应较快地达到热力学平衡,EMF测量前后工作电极的X射线衍射分析证明没有化学变化发生.计算了DO₃型Fe₃Al非化学计量金属间化合物均相范围内组元Al的活度及Al的偏摩尔热力学函数ΔG_Al、ΔH_Al、ΔS_Al ,基于Gibbs-Duhem方程计算了DO₃型Fe₃Al中另一组元Fe的活度和偏摩尔Gibbs自由能.计算了750 K时DO₃型Fe₃Al相中Al的扩散热力学因子,在化学计量比成分(xAl=0.25)附近Fe₃Al相中Al扩散的热力学因子达到最大值.     

稀溶液中化学势的计算以及渗透压公式的推导

将溶液中某组分化学势的计算方式归纳为两种:(1)利用气液平衡时,溶液中某组分的化学势和气相中该组分的化学势相等这一关系来计算;(2)利用溶液中某组分化学势的全微分表达式直接积分来计算。在此基础上,给出了渗透压公式的一种新推导方式,并指出部分物理化学教材关于渗透压定义(Π=p2-p1)的不合理性以及推导渗透压时存在的不妥之处。     

“新工科”背景下物理化学实验课程建设实践

为适应“新工科”人才培养需要，北京科技大学通过思想建设，项目赋能，推动物理化学实验在课程体系、教学内容、教学模式、考核方式等方面进行了全面深入的改革，实现了物理化学实验对新工科人才培养的驱动。该实践对传统工科向新工科转型升级具有一定的指导意义。