综合化学实验:方钠石型2-甲基咪唑锌的合成、表征与气体吸附*

以Zn(NO3)2·6H2O与2-甲基咪唑(2-Hmim)为起始原料,在室温下甲醇溶剂中,通过快速搅拌法方便地合成了著名的方钠石型2-甲基咪唑锌(MAF-4)MOF化合物。通过粉末X射线衍射确认了该化合物的结构,并进行了热重、红外以及系列气体吸附等温线的测试实验。该实验涵盖了合成、单晶结构和拓扑分析、稳定性和官能团分析、多孔材料吸附和分离性能分析等多种技能,总时长2 d,值得纳入综合性化学实验教学课堂。     

利用循环伏安法模拟技术理解电极过程可逆性**

循环伏安法测定电极过程可逆性实验在仪器分析实验中有着重要的意义。现行的实验设计中一般将铁氰化钾作为氧化还原反应研究的对象。由于铁氰化钾/亚铁氰化钾的氧化还原过程在电化学上可逆,学生通过实验很难理解电化学不可逆的过程,不易区分可逆和不可逆过程。本文利用循环伏安模拟的方法,通过改变电子转移速率常数(k0),得到不同的循环伏安谱图,结合课本上对于可逆性的判据(Epa-Epc=0.056 V/n,ipaipc≈-1)来解释不同的电子转移速率对于电极过程可逆性的影响。     

供给侧改革视角下高职院校生活化学实验的设计与教学实践*

在供给侧改革背景下,结合高职院校教学实际,分析了生活化学实验课程在实验设计、教学内容、教学方法等方面存在的问题。从精心设计的实验项目、基于实验展示的教学方法和凸显学生专业特色的考核方式等3个方面进行实践,体现了课程的科学性、实用性、趣味性和可操作性,有助于提升高职院校学生的科学素养。     

维生素C的3种分光光度法测量比较*——仪器分析设计性实验教学的探索与实践

仪器分析设计性实验是培养大学生创新能力的重要手段和途径。根据仪器分析实验课的特点,开设“维生素C的3种分光光度法测量比较”设计性实验项目,通过文献调研、原理阐述、方案制定、性能测试、SPSS数据处理分析软件应用等实验环节,培养学生的综合能力和创新能力。分别建立了每种方法的标准曲线,比较相关系数、回收率和相对标准偏差,并对3种方法进行精密度与准确度实验。实践表明,通过设计性实验的实践,学生的实践能力、创新能力、基本科学素养和综合素质得到明显提高。     

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。     

The glucocorticoid derivative with the phthalimide group cationic nanocrystal for ophthalmic application: a design space development approach

The glucocorticoid derivative of budesonide with a phthalimide group is a drug candidate to treat inflammatory eye diseases; nevertheless, it presents low water solubility. Drug nanocrystals have been proposed to overcome this hurdle. The development of an innovative ophthalmic anti-inflammatory nanosuspension was performed using a design space approach. We obtained the particle size reduction of this glucocorticoid derivative on a nanometer scale (approximately 165.0 nm), applying wet bead milling on a super reduced scale. The design of experiment supported the optimization of the formula evaluating the parameters that influence reducing the particle size and also allowed determining the design space. Considering the two statistical models developed and the size range obtained, we proposed that the optimized formulation for the glucocorticoid derivative nanosuspension may be 1.0 wt% glucocorticoid derivative and 0.092 wt% cetylpyridinium chloride. This formulation was characterized by the morphological, physical–chemical, and mucoadhesive in vitro test and showed potential for ophthalmic use with reduced frequency of product application, improved efficiency, and safety, which may promote better patient compliance.     

量子化学和统计热力学结合的实验:确定过氧化氢二面角

介绍一个面向高年级本科生的计算化学实验。通过量子化学计算与统计热力学方法相结合,预测了298 K时过氧化氢的二面角,并与实验值进行比较。通过这一应用实例,使学生能够深入理解结构化学和物理化学的相关理论知识,尤其是对统计热力学的本质有一个直观认识,提升学生利用统计热力学处理科学问题的能力。     

三组分体系相图教学实验——微乳的制备*

为了让三组分体系相图的教学紧跟学科发展前沿,设计了一个研究型综合性实验——微乳的制备。实验以油酸乙酯为油相、吐温-80和乙醇质量比为3∶1的混合体系为乳化剂相,蒸馏水为水相,采用水滴定和油滴定结合的方法绘制了拟三元相图。通过电导率法对微乳3种类型的转变点进行了初判,按照电导率实验结果制备了3种不同类型的微乳样品,并利用染色法、黏度法和光散射法对微乳的物理化学性状进行了表征。通过实验,可以使学生获得分散体系的前沿知识,有利于创新人才的培养。     

正溴丁烷合成虚拟仿真系统的设计与辅助实验教学研究*

介绍了正溴丁烷合成虚拟仿真系统的设计与功能,并结合具体的教学实践和研究结果的对比分析,提出了虚实结合的混合式教学模式,这种教学模式能有效解决传统实验教学过程中实验预习效果差、过程性评价难的教学痛点。     

电化学法检测水果中抗坏血酸含量的本科生综合化学实验

将电化学检测方法引入到本科教学实验中,设计了利用循环伏安法检测水果中抗坏血酸含量的综合探究性实验。采用多壁碳纳米管为活性物质,通过红外光谱表征材料化学组成,通过透射电子显微镜表征材料形貌特征,利用抗坏血酸在电极表面的氧化反应,通过反应电流曲线定量测定水果中抗坏血酸的含量。该实验原料贴近生活,能够提高学生参与积极性,所涵盖电化学理论较系统,有助于学生灵活掌握课本上的电化学知识,涉及了部分科研类大型仪器设备,帮助学生学习和了解仪器使用方法及工作机理,提高学生钻研热情。该实验可作为化学化工类本科生专业综合性实验开设。