可乐瓶的妙用

1.25升的百事可乐、中国可乐等高档饮料的塑料容器,具有无色透明、轻而不易碎、塑质易开孔及剪截、挤压能变形松手能复原等优点,在自制化学教具或在学生课外活动中,取材容易、制作简单、实验操作方便,现介绍可乐瓶在化学实验中的几种妙用。     

以助教的视角看定量分析化学实验的教与学

定量分析化学实验教学的质量不仅关系到学生对于分析化学相关知识的理解程度,同样也对学生的实验基本操作训练影响深远。本文从一名兼具学生与教师双重身份的助教视角入手,着重关注影响定量分析化学实验教学质量的几大因素,试图寻找提升教学质量的方案,为广大定量分析化学实验的教学者提供参考。     

化学双语教学微型课程“能量转化”的实践

化学双语教学微型课程"能量转化",在高中必修教材基础上对知识进行拓展,分析了化学反应中3种能量转化形式即化学能与光能、热能、电能的转化。内容包括介绍荧光棒的成分和作用原理;学习粗测饼干所含热量的方法,并分析误差原因;了解冷敷创可贴的应用,体会化学原理与实际生产、生活的联系;通过可乐电池的学生实验,进一步认识燃料电池。化学双语教学微型课程"能量转化"分2课时完成,教学实践包括教学目标的确定、教材的编写、2个阶段的教学过程以及实施教学评价等。     

暑期支教作为化学师范生实践课程的育人研究——以北京师范大学“化育英才”暑期支教队为例

北京师范大学化学学院对化学专业公费师范生的培养目标是面向全国各级各类中学培养卓越化学教师,并将"社会实践与志愿服务"作为公费师范生的实践课程之一。学生开展暑期支教项目,是参加社会实践与志愿服务的一种常见形式。本文以北京师范大学化学学院"化育英才"暑期支教队为例,证明通过重视暑期支教指导教师的指导作用,保障学生实践时间和质量,将学生自身成长与服务社会相统一,将实践内容与开设的其他课程相互补,在实践中体现知识的应用与学习相统一,不仅能使暑期支教项目成为化学专业公费师范生的实践类金课,而且能为化学专业公费师范生未来教师职业发展打下一定的基础。     

原子吸收光谱法检测市售功能饮料中锌钠钾离子含量——推荐一个仪器分析基础型设计实验

功能饮料是一类具有保健作用的饮品,通过调整饮料中天然营养素的成分和含量,以适应某些特殊人群的营养需求。饮料中成分含量是否达标直接关系到民众的健康生活,也是国家食品质量监测工作的重要一环。基于山东大学化学与化工学院仪器分析实验课程,学生自主设计实验方案,教师审阅指导监督,联系密切关乎健康的实际问题强化和拓展了实验学习的意义和应用价值——借助原子吸收光谱法对市售功能饮料中锌钠钾离子含量进行检测,并与包装上标明的参考离子含量对比,鉴定其是否存在食品质量问题。本实验能充分发挥学生主观能动性,让学生在实践中加强理论知识学习、提高实操能力、深化对原子吸收光谱法的理解和应用。该实验充分体现了理论源于实践、理论指导实践,灵活运用课程中掌握的知识解决实际问题,使学生切身体会到化学与生活密切联系。     

加强化学实验教学的几点做法

化学实验教学是在教师的引导下,通过对化学实验的探索研究,达到使学生认识物质的组成、结构、性质、应用的有关知识并培养学生的操作技能,发展学生的学习能力的活动过程。化学实验不仅规定着化学学科本身的建立和发展,同时也是化学教学工作的基础。加强化学实验教学,能最大限度地激发学生的学习兴趣,自觉地探索知识,变被动的学习为主动学习。在实验过程中,学生的思维方法经常地受到实验规律的启示,促使他们改进自己的学习方法,提高学习效率。     

形貌各异ZnO微结构的合成与表征——一个简单有趣的化学综合实验

设计了一个操作简单的合成ZnO微结构的化学综合实验,通过一种形貌改性剂柠檬酸的辅助,可制备出形貌各异的ZnO微粒。通过实验使学生对无机纳米材料的微观结构和形貌有了科学的认识,对纳米颗粒的合成方法及常见的表征手段有了初步了解。实验方案的设计既简单又具有探究性,有利于培养学生的独立科研能力和创新能力。     

介绍一个综合性实验——可乐瓶材料的认知与剖析

设计了一个高分子材料与工程专业的综合性实验。利用红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)、差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)四种分析方法对生活中常见可乐瓶所用的三种材料进行了剖析。实验表明,瓶盖材料为聚乙烯(PE),瓶身材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),商标材料为聚丙烯(PP),合理地解释了不同材料分类回收的现象。该实验加深了学生对高分子材料结构与性能的认识,己多年应用于实验教学中,教学效果良好。     

L-胱氨酸试剂纯度测定的一种改进方法

介绍了在定量分析化学设计实验中提出的一种对溴酸钾法测定L 胱氨酸纯度的改进方法。实验表明 ,本方法操作简便 ,准确度和精密度都优于经典方法。     

一个适用于高中化学新课程标准的实验--微波水热合成法制备纳米Fe2O3

以实验为基础是化学学科的重要特征之一,为此,国家教育部新制订的《普通高中化学课程标准(实验)》(以下简称“新课程标准”)在化学选修课中独立设置了“实验化学”的课程模块,该课程模块围绕“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”等三方面的目标,旨在使学生通过实验探究活动掌握基本的化学实验方法和技能、了解化学实验研究的一般过程以及常见物质的制备合成方法和现代仪器在物质研究中的应用。     

香豆素羟胺在糠醛类化合物荧光定量分析中的应用

糠醛类化合物在食品工业中是一种独特的风味物质,但在人体积蓄过多时具有一定的致癌作用,因此在食品工业和环境检测中糠醛类化合物的定量分析十分重要。本实验以香豆素羟胺作为荧光标记物,通过硝酮化反应对糠醛类化合物进行荧光衍生,并结合液相色谱-荧光检测法准确测定了奶粉中糠醛、5-甲基糠醛和5-羟甲基糠醛的含量,具有选择性高、线性范围宽、检测限低等优点。本实验将最新的科学研究成果转换为应用化学专业“综合化学实验”课程中的一个研究设计性实验,力图通过全方位的实验操作和训练,使学生充分了解荧光与分子结构的关系、荧光衍生试剂的设计与选择、现代分析仪器的检测原理及应用范围;通过对仪器测试条件和衍生反应条件进行优化,学会实验设计的优化方法,了解科学研究的基本流程,从而激发学生对科学研究的兴趣,提高学生的动手操作能力,培养其勤于思考的科学精神,全面提升其创新能力和综合素质。     

综合化学实验:苯并21冠7和二级铵盐主客体相互作用的研究*

冠醚的发现开创了一门新的学科--超分子化学。本院开设的“综合化学实验”首次引入这类物质的合成和表征,通过醚化反应合成了典型的冠类化合物--苯并21冠7(B21C7),然后与二级铵盐通过主客体相互作用形成配合物(简称准轮烷);最后采用核磁共振滴定法研究其络合能力。通过本实验的实施,不仅提升了学生的基本实验操作能力,巩固了专业知识的理解,训练了学生的大型仪器测试分析能力;而且拓宽了学生的科研视野,提高了他们的探索创新意识。建议纳入本科高年级和研究生低年级的“综合化学实验”课程。     

Introducing Field Environmental–Analytical Chemistry in the Quantitative Analysis Laboratory

Advances in instrumentation and technology now provide the ability to perform many quantitative determinations in the field. Additionally, the potential for sample degradation and analyte decomposition make it necessary to determine certain analytes (e.g., dissolved oxygen) in the field when conducting environmental analyses. Unfortunately, field environmental—analytical chemistry is not a substantial portion of the analytical chemistry curriculum at many institutions. Students in lower-level analytical chemistry courses are often non-chemistry science majors, particularly at institutions with small chemistry departments. We report here on an experiment in which field environmental-analytical chemistry is introduced in the quantitative analysis laboratory. In the context of a water quality assessment of a local river, students determine temperature, pH, ORP, nitrate nitrogen, and ammonia nitrogen at several points in the river. The experimental objective is to determine the potential effects local agricultural practices and treated wastewater discharge may be having on the water composition. The pedagogical objective is to expose these students to the difficulties involved in making analytical determinations in unfamiliar and/or disruptive settings.     

抗体与多酶负载纳米金的合成表征及纸上化学发光性能研究——介绍一个仪器分析综合实验

对抗体及多酶负载纳米金的合成、表征及纸上化学发光性能进行了研究,实验结合了目前的研究成果,内容涵盖了材料化学、仪器分析、无机合成、胶体化学等方面,涉及材料和生物分析等领域。本实验还可进行后续癌症标志物免疫分析的拓展实验研究,可作为8学时的仪器分析综合实验,给大学三年级的学生开设。     

有机化学实验教学内容改革笔谈

有机化学实验是化学、化工、制药及其他近化学类专业学生必修的一门基础实验课程,对增强学生动手能力、培育创新思维有不可替代的作用。本文以八个具体的实验为实例,介绍了随着时代变迁和人才培养规格的变化,有机化学实验课程建设、教学内容改革的情况,从早期简单的过程模仿、性质鉴定、基本操作实验,发展为现有的“基础规范性实验–综合设计性实验–研究探索性实验”三层次实验,并经实践检验行之有效,使实验教学形式更丰富、内容更充实、手段更新颖,更加有利于学生的多样化成才,教学质量和教师的教研水平得到极大提高。     

2-羟基-1-萘甲醛缩邻苯二胺席夫碱及其铜(Ⅱ)配合物的合成及组成测定——介绍一个大学化学综合实验

设计开发了一个大学化学综合性实验,合成了2-羟基-1-萘甲醛缩邻苯二胺席夫碱及其铜(Ⅱ)配合物,分别采用化学分析法和仪器分析法对配合物的组成进行了测定,并结合红外光谱、核磁共振氢谱对产物的结构进行了表征,取得了满意的实验结果。该实验一定程度上弥补了大学化学教学实验中合成有机金属配位化合物教学资源的匮乏。通过该实验的实施,可使学生进一步巩固回流、纯化、离心等基本操作技能,掌握摩尔比法测定配合物配位数及稳定常数的原理和方法,同时掌握运用有机波谱技术推断和鉴定分子结构的方法。本实验有利于培养学生综合运用有机化学、无机化学、化学分析及仪器分析等知识解决具体问题的能力,同时有利于学生了解席夫碱及其金属配合物的性质、研究动态等,激发学生对科学研究的热情,培养学生系统的科学思维和研究能力。     

2,4-二甲基吡咯-3,5-二羧酸二乙酯的合成——推荐一个大学有机化学实验

采用Knorr吡咯合成法,以乙酰乙酸乙酯和亚硝酸钠为原料,在醋酸和锌粉作用下采用“一锅法”得到2,4-二甲基吡咯-3,5-二羧酸二乙酯。本实验涉及到控温、回流、重结晶、熔点测定、红外光谱及核磁共振等实验操作和分析检测方法。该实验原料简单易得、产物收率高,结合波谱解析方法,可以培养和提高学生合成实验的能力,加强学生对杂环合成和波谱解析的理解与分析。     

新创实验:废旧棉中纤维素的提取改性及水凝胶的制备

水凝胶作为一种有着广阔应用前景的高分子材料,是当今科学研究的热门领域,其制备方法相对简单,还将有机合成化学、高分子化学、无机配位化学和分析化学结合于一体,显示出进一步改编为教学实验的潜力。水凝胶自身环境友好的特点还十分贴合绿色化学的主题,便于在教学实验设计中引入相关内容。虽然绿色化学教育在当今的化学专业人才培养中的重要性与日俱增,但在实际推广中也遇到了一些困难,比如定性描述较多,概念模糊不清,很难激发学生兴趣;定量计算过于简单,只关注反应前后质量变化等。针对绿色化学的教学困境,我们在将水凝胶这一科研成果转化为教学实验外,还引入了最新的绿色化学半定量评价方法,引导学生在实验准备阶段运用新颖的半定量评价方法找寻绿色程度较高的水凝胶合成路线。最终以废旧棉为原料提取改性得到羧甲基纤维素钠,再以滴定法测定其取代度,然后采取金属离子交联方法制备出可视化水凝胶产品,并对其吸附性能进行了初步测试。     

甲基橙制备实验的衍生与探索

Preparation of methyl orange is regarded as a classical basic experiment in organic chemistry. Based on the derivation of methyl orange preparation, we design a mini comprehensive experiment by combining the synthetic experiment of azobenzene compounds with spectral analysis to achieve the multi-disciplinary interactions. It not only can guide students to further understand properties of azobenzene compounds, but also can help to improve the synthetic operation skills of solid organic compounds and master the spectral analysis methods. In the meantime, we hope to break the limitation of basic experimental training and make it easier for students to cultivate scientific thinking methods.     

将生物信息学与有机化学结合初探酶促反应原理与实践——介绍一个国外本科生实验并讨论其相关问题

21世纪是生命科学与信息科学高速发展的时代,化学作为理科的中心学科与此二者均有紧密的联系。伴随着各种交叉学科的诞生与发展,将信息科学技术整合有机化学方法并用于认知生物大分子进而解决生命科学问题也是大势所趋,而在生物化学与化学生物学基础教学中引入相关内容也具有前瞻性与必要性。国外化学本科的基础教育也切合时宜地以一个生物信息学的最常用软件PyMOL为例设计相关实验,让学生在了解反应中的有机化学机理的基础上,学习酶的三维结构,并探究酶催化该反应的原因。此设计结合了有机化学、生物化学、生物信息学、蛋白质结构生物学等多学科,可以加深学生对多肽与蛋白质的高级结构的认识,并为今后的生物化学学习与研究打下基础,同时有利于培养学生对于化学的兴趣,可谓一举多得。这对于培养交叉学科人才,做出开创性研究极为重要。对国内生物有机化学实验的设计有借鉴作用。