苯的溴代实验微型化设计

现行高中化学课本中苯溴代反应的实验,药品用量较大,造成的污染较严重。为此,笔者对该实验进行了微型化设计的改进。     

苯跟溴取代反应实验的改进

按照现行高中化学课本第二册(人教版)介绍的方法去做演示实验时,常存在如下问题:(1)实验仪器容积大,药品用量多,反应剧烈难以控制;(2)装置不密闭,不能避免苯、澳和嗅化氢蒸气对空气的污染;(3)锥形瓶上玻璃导管易下垂而插入蒸馏水中,有碍实验正常进行。现将我的改进方法介绍如下。     

利用"气流"做氧气性质的微型实验

传统的氧气制取及性质实验所用药品量多,污染严重。笔者设计了一种可控式储气装置,将收集的氧气按实验需要用多少放多少,产生“氧气流”更集中更剧烈地与各种物质反应,具有可控性强,节省药品,现象明显,污染极小的显著特点。本文介绍了这一装置在氧气制取及性质实验上的应用。     

苯和溴化学反应实验的改进

正为了研究和探讨苯的化学性质,普通高中课程标准实验教科书·化学《有机化学基础》(江苏教育出版社2008年5月第2版)P50安排了苯跟溴反应的实验[1],利用这一实验能很好地探讨清楚苯跟溴发生的取代反应,而且作者将实验设计成一套全封装置,虽然解决了实验污染严重的问题,但仍存在以下问题:(1)该实验装置所用仪器多,且仪器价格较高,许多学校由于没有购买这些仪器的经济实力而不做这个实验;(2)该装置过于复杂,不     

对铁与硫反应实验的探讨

1 提出问题 在现行人教版高中化学教材中叙述到"加热时,铁还能与硫反应" [1].对该实验的研究资料比较多,但这些研究结果中存在反应物铁与硫的质量比不清楚[2,3]、混合物质量不准确[2,4]、实验的危险性描述过度[2,3,5]等问题.为此,在参考他人研究成果的基础上,在对这个实验进行验证和研究的过程中,发现实验中取用的铁与硫混合物质量较大和反应结束后的冷却方式是引起试管炸裂的主要原因,而SO2的产生来自试管的炸裂.笔者从减少实验药品的用量出发,使反应能够在普通小试管中进行,克服了该实验过程中试管炸裂和产生SO2等"危险",取得了很好的实验效果.     

一种新颖高效的气体发生器

针对启普发生器使用过程中存在液体使用量大、反应溶液利用效率低、安全性差等问题,研制了一种新型的气体发生器。该装置由储液杯、流量调节器、排气管和反应容器组成。利用流量调节器将反应液滴加到固体药品上,固-液反应充分,排出的废液基本不含反应试剂,大大减少了液体药品的用量。实验结果表明,该新型制气装置具有液体试剂用量少、利用效率高、安全性能优良、操作方便,同时兼具随开随用等特点,可有效地应用于化学实验教学中。     

Friedel-Crafts酰基化反应的改进及其在对叔丁基苯乙酮制备中的应用

大学基础有机化学实验教学中,苯乙酮的制备通常利用Friedel-Crafts酰基化反应进行,但目前该反应存在药品乙酸酐购买受限,催化剂无水三氯化铝易失效、难保存等问题。针对实验中所存在的上述困难,对Friedel-Crafts酰基化反应的条件进行了探索与改进,并将其应用于对叔丁基苯乙酮的制备中。实验采用浓硫酸为催化剂,五氧化二磷为脱水剂,冰醋酸为酰化试剂与叔丁基苯进行反应,物料的物质的量比为1∶0.75∶2∶1,反应温度为78℃,成功制得了对叔丁基苯乙酮,结构经1HNMR和13CNMR得到确证。该方法不仅反应条件温和、原料廉价易得、操作简单,而且还兼顾了学生对芳香化合物的取代基定位效应、位阻效应知识的认识,另外实验中增加的减压蒸馏操作,也有利于学生实验技能的训练和教学内容的充实。     

氨气与氯化氢反应的研究性教学实验

基于目前氨气与氯化氢反应实验中存在的诸多问题,设计反应在密封玻璃管中进行,把绿色化学思想渗透到实验教学中。该实验装置简单,易控制,试剂用量少,操作安全方便,反应时间适中,现象明显直观,适宜于演示实验教学和学生分组实验,避免了溶剂挥发造成对环境的污染和对人体健康的危害。     

中学化学实验的微型化探讨

中学化学实验微型化的探讨对于防止污染环境、保证实验安全、节约实验药品、方便实验操作等方面无疑有重要意义。笔者对H2、N2S、CO2、C2N2、NO2NO、SO2等几种不需加热可制备的气体的性质实验进行了微型化探讨,收到了一定效果。     

环己酮合成方法的改进

环已酮的制备方法,在有机化学实验教科书中,一般都是采用在酸性介质中用重铬酸钾或重铬酸钠氧化环已醇制备。该法缺点较多,除Cr~(6+)污染环境外,尚需乙醚萃取,药品较贵,操作繁琐。在参考国外有关文献资料的启发下,改用漂白粉代替重铬酸盐作氧化剂合成环已酮,并删去乙醚萃取这一步。实验结果表明,效果较好。实验过程中采用四因素三水平的正交试验方法,对乙酸、漂白粉的用量、反应温度,反应时间等因素对合成环已酮的影响进行了探讨,找出了最佳反应条件及影响反应的主要因素。环已酮的得率在65～70％左右,沸程、折光率及红外     

CH4、CO2与O2制合成气催化剂研究Ⅵ.催化剂表面积炭种类和积炭动力学研究

利用XPS考察了甲烷、二氧化碳和氧气制合成气反应前后Ni/γ-Al2O3和Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面炭物种.发现反应后Ni/γ-Al2O3催化剂表面积炭有四种类型-表面碳酸盐、污染炭、金属炭化物和非活性炭,而高活性和稳定性Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O3催化剂表面积炭仅有两种类型--污染炭和金属炭化物.非活性炭是导致催化剂失活的主要原因之一.积炭动力学研究表明: Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O 3催化剂上积炭反应的动力学方程为: r0=A·e(-E)/(RT)·PCH41.1·PO2-0.45·PO2-1.80,该催化剂积炭反应的表观活化能较高,从而抑制积炭反应的进行.     

CH_4、CO_2与O_2制合成气催化剂研究 VI.催化剂表面积炭种类和积炭动力学研究

利用XPS考察了甲烷、二氧化碳和氧气制合成气反应前后Ni/γ-Al2O3和Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面炭物种.发现反应后Ni/γ-Al2O3催化剂表面积炭有四种类型-表面碳酸盐、污染炭、金属炭化物和非活性炭,而高活性和稳定性Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面积炭仅有两种类型——污染炭和金属炭化物.非活性炭是导致催化剂失活的主要原因之一.积炭动力学研究表明:Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂上积炭反应的动力学方程为:-0.45·PO2-1.80,该催化剂积炭反应的表观活化能较高,从而抑制积炭反应的进行.1.1·PO2r0=A·e-ERT·PCH4     

巧用智能手机测定抗贫血药物中铁的含量

铁离子和硫氰化钾反应生成稳定的血红色络合物硫氰化铁,用智能手机拍摄所得图像的颜色反映在图像的RGB值上。随着该溶液浓度的增大,溶液颜色逐渐加深,反映在拍摄的图像中颜色的RGB值也在变化,并且得出该溶液颜色的R值与溶液的浓度成线性关系。结果显示,用该实验方法测得的抗贫血药物中铁的含量与用紫外分光光度法测得同一药品中铁的含量相比误差为5%;并且该实验方法在中学的化学实验课中很容易实现,避免了学生用目视比色法测量抗贫血药物中铁的含量时因标准溶液的色阶选择不合适而导致实验的失败。     

多功能微型气体制备实验装置的设计研究

传统的气体制备实验装置是由一套玻璃器材组合而成,而这些玻璃装置的体积较大且易破,而且在实验前的准备与实验中的操作皆有不便之处,做实验时若一不小心便会弄破。由于延续等的制备与其性质的检验不易,实验过程较费时间,耗用药品也较多,并且也较易产生更多废液而造成污染。本文中所设计改进而成的实验装置“多功能微型气体制备装置”。其实验装置器材简单、制作容易、操作方便、效果显著又正确,此外又可减少很多药品,使用过的药品也可回收再重复使用,降低污染,真可谓是具有减量减废环保理念的绿色实验,实值得推广。     

CH4、CO2与O2制合成气催化剂研究VI．催化剂表面积炭种类和积炭动力学研究

利用XPS考察了甲烷、二氧化碳和氧气制合成气反应前后Ni/γ-Al2O3和Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al2O3催化剂表面炭物种.发现反应后Ni/γ-Al2O3催化剂表面积炭有四种类型-表面碳酸盐、污染炭、金属炭化物和非活性炭,而高活性和稳定性Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O3催化剂表面积炭仅有两种类型--污染炭和金属炭化物.非活性炭是导致催化剂失活的主要原因之一.积炭动力学研究表明 Ni-Ce-Mn-Li/γ-Al 2O 3催化剂上积炭反应的动力学方程为 r0=A·e(-E)/(RT)·PCH41.1·PO2-0.45·PO2-1.80,该催化剂积炭反应的表观活化能较高,从而抑制积炭反应的进行.     

从SISS扩大研究看我省中学化学实验教学

近年来,随着中学化学实验条件的改善,四川省中学化学实验教学取得了较大进展,实验教学研究取得了可喜的成绩。研制、改进了一些教学仪器,在提供演示实验的可见度、操作的方便性和灵活性,以及揭示反应本质和防止污染环境等方面,起了很大作用。深入研究、改进了重难点实验,教材中一些过去认为难以成功的演示实验,现在大多数教师都能顺利完成。实验条件较差的学校,利用代用药品、废旧器材努力开出演示实验和学生实验。     

溴苯制取实验的绿色化设计

液溴与苯在铁粉催化下的反应非常剧烈,反应容器的温度很高,常规条件下即使使用洗气瓶也仍然有大量溴蒸气以及苯蒸气溢出;另外,由于苯和液溴都易挥发,而试剂的取用以及产物的分离操作都是在敞口条件下进行的,也会不可避免地造成苯与溴的挥发泄漏,污染十分严重。因此,中学化学教师基本上都不做该演示实验了。笔者对此实验重新进行了绿色化设计,利用一次性注射器、输液器、粉针瓶和普通小药瓶做实验仪器,实现了实验过程的全封闭操作,解决了污染问题,收到了很好的效果。     

氯气和氨酸钾的制备微型化实验研究

氯气和氯酸钾的制备及性质实验是师范院校化学专业无机化学实验的重要内容。按教材[1]进行实验,药品用量大,实验成本高,废弃物多,污染严重。     

催化光度法测定伊文思蓝褪色反应速率常数——推荐一个物理化学新实验

介绍了一个关于复杂反应动力学测量的物理化学实验。基于亚硝酸钠作用下溴酸钾氧化伊文思蓝褪色反应，通过测量不同初始反应条件下系统吸光度随时间的变化情况，推导伊文思蓝和溴酸钾的分级数，探讨亚硝酸钠对反应的加速作用，并根据不同温度下的测量数据计算表观反应活化能。本实验可依据学时安排开设为基础性实验或综合设计性实验。两个学期的教学实践表明，作为综合设计性实验，本实验可加强学生对表观速率常数、表观活化能以及催化作用的认识，并促进学生综合实验能力的培养；此外，本实验也可适当精简后作为基础性实验项目“丙酮碘化反应”的替代方案，能克服该实验中存在的反应速率较快不易记录实验数据、碘不易清洗污染比色皿等问题。     

H2O2分解反应动力学实验的改进

基于目前H2O2分解反应动力学实验中存在对反应的起始时刻计时不准确及实验中需标定H2O2溶液原始浓度的问题，对该实验的反应器及数据处理方法进行了改进。改进后的反应器操作简便，实验结果较真实；提出的数据处理方法(差减法和微分法)较简单并无须标定H2O2溶液原始浓度。