一種新型水蒸氣蒸餾裝置的設(shè)計及應(yīng)用

1、一種新型水蒸氣蒸餾裝置的設(shè)計及應(yīng)用張 欣*孫德軍 何丹鳳(大慶師范學(xué)院化學(xué)系 黑龍江大慶 13712摘要 介紹一種新型水蒸氣蒸餾裝置,和教材中傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置相比,具有所需儀器少、安裝簡單、節(jié)約能源、提高產(chǎn)率、減少污染、縮短時間、安全可靠等優(yōu)點,在學(xué)生 水蒸氣蒸餾提取檸檬烯 實驗中收到很好的效果,而且可以推廣到使用水蒸氣蒸餾法從固體物質(zhì)、天然植物中提取有機(jī)化合物操作中。關(guān)鍵詞 水蒸氣蒸餾 裝置 應(yīng)用水蒸氣蒸餾是分離、提純有機(jī)化合物的重要方法之一,是有機(jī)化學(xué)實驗中的一項重要基本操作。通過此實驗可以使學(xué)生掌握水蒸氣蒸餾的原理、操作方法和應(yīng)用范圍。水蒸氣蒸餾操作是將水蒸氣通入不溶或難溶于水、但有

2、一定揮發(fā)性的有機(jī)物質(zhì)的混合物中,使該有機(jī)物在低于100!時隨著水蒸氣一起蒸餾出來,從而達(dá)到分離和提純有機(jī)化合物的目的1。在使用水蒸氣蒸餾法從固體物質(zhì)或天然植物中提取有機(jī)化合物的操作中,傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置中涉及到較為繁瑣的儀器,安裝復(fù)雜、耗時長、耗能多、且存在不安全隱患(實驗過程中要隨時觀察安全管的水位。針對這些不足,高連珍等2對水蒸氣蒸餾裝置進(jìn)行了改進(jìn),但他們改進(jìn)的實驗裝置只適用于液體有機(jī)化合物的分離和提純。因此,作者對水蒸氣蒸餾實驗的裝置進(jìn)行了新的設(shè)計,并在實驗教學(xué)中取得了非常好的效果。實驗結(jié)果表明,這種新型水蒸氣蒸餾裝置減少了儀器(如導(dǎo)氣裝置和減少一個熱源、降低了藥品的用量、縮短了實驗時

3、間、提高了實驗效率、減少了污染、安全可靠,使原本6學(xué)時3的學(xué)生實驗在2學(xué)時內(nèi)就能完成,大大地提高了實驗效率。1 裝置對比教材中傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置(見圖1,以下簡稱原裝置4和新型水蒸氣蒸餾裝置(見圖2,以下簡稱新裝置,2種實驗裝置相比,新儀器比原儀器具有以下優(yōu)點 :圖1 傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置圖2 新型水蒸氣蒸餾裝置(注:在圖2中,可根據(jù)被提取物顆粒的大小來選擇金屬網(wǎng)(致密度不同;#三頸瓶也可用二頸瓶(1所需玻璃儀器省略了導(dǎo)氣部分,且安裝快速、方便;(2減少了一個熱源;(3蒸餾過程非常平穩(wěn),不會出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象,不存在不安全隱患。2 應(yīng)用從橙皮中提取檸檬烯在水發(fā)生器中加入200mL 蒸餾水,蒸餾瓶中

4、加入60g 碎的鮮橙皮,進(jìn)行水蒸氣蒸餾(詳細(xì)步驟略,當(dāng)水沸騰時開始記錄,實驗結(jié)果見表1。表1 2種裝置從新鮮橙皮中提取檸檬烯的實驗結(jié)果對比裝置名稱 第1滴流出液流出的時間 收集流出液50mL 所需的時間 檸檬烯提取完全所需時間(用0 01%的KM nO 4檢驗新裝置 4%11& 12%25& 20%17&原裝置7%34&24%36&90%23&3 結(jié)果與討論3 1 結(jié)果(1本實驗裝置適合于從固體原料通過水蒸氣蒸餾提取有機(jī)化合物,恰好與文獻(xiàn)3的水蒸氣蒸餾裝置互補(bǔ)。(2從實驗數(shù)據(jù)可以看出,使用新裝置無論對新鮮的或干的植物原料的提取都可以大大的縮短實驗

5、時間、提高實驗效率。3 2 討論(1新型水蒸氣蒸餾裝置所用能耗比傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾裝置大大地節(jié)省了。因為新型水蒸氣蒸餾裝置比傳統(tǒng)水蒸汽蒸餾裝置不僅節(jié)省了一個熱源,而且蒸餾時間大大縮短。(2新型水蒸氣蒸餾裝置安全可靠,是因為儀器裝置省略了導(dǎo)氣部分,因此,不存在傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾可能出現(xiàn)的導(dǎo)氣管堵塞現(xiàn)象。(3新型水蒸氣蒸餾裝置節(jié)約時間,提高效率,是因為裝置簡單,易于安裝和操作。(4使用新型水蒸氣蒸餾裝置提取物質(zhì)的產(chǎn)率高于傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾裝置,是因為被提取物質(zhì)可以更快速、更大面積地被水蒸氣包圍。4 小結(jié)總之,本實驗裝置是作者通過多年的實驗教學(xué)研究而設(shè)計出來的,經(jīng)過學(xué)生實驗的驗證,是一個非常好的水蒸氣蒸餾裝置。

6、它可以用來從橙皮、八角茴香、煙堿等多種天然植物及固體物質(zhì)中提取有機(jī)化合物。新型水蒸氣蒸餾裝置與教材中傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置相比,具有裝置簡單、操作方便、節(jié)約能源、提高產(chǎn)率、減少污染、縮短時間、安全可靠等優(yōu)492007年第11期 化 學(xué) 教 育點,是一個非常好的實驗裝置,適合學(xué)生實驗及科學(xué)研究,具有很好的使用價值,是用水蒸氣蒸餾法提取天然有機(jī)化合物的首選裝置。參 考 文 獻(xiàn)19-2051-543 高蓮珍,仲麗.化學(xué)教育,2004,25(7:584 山東大學(xué),山東師范大學(xué)等高校合編.基礎(chǔ)化學(xué)實驗(有機(jī)化學(xué)實驗.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004書 評 對化學(xué)教科書從設(shè)計理念到設(shè)計實踐的深度探研評走向生本

7、的教科書設(shè)計王 磊(北京師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 100875當(dāng)前,伴隨著新課程的進(jìn)行,中小學(xué)教科書也呈現(xiàn)出多樣化的局面。面對教科書的多樣化,人們開始從不同角度關(guān)注并研究教科書。教科書是課程的物化形態(tài),是教學(xué)設(shè)計的藍(lán)圖,是學(xué)生學(xué)習(xí)的載體。它的首要功能是教學(xué)內(nèi)容的承載,其次是教學(xué)思路、過程和活動的引導(dǎo)。教科書要符合課程計劃、課程標(biāo)準(zhǔn)(或教學(xué)大綱的基本要求,這表明教科書應(yīng)有計劃性。所以統(tǒng)一社會背景下的相同科目的不同教科書會具有一定的共同屬性。但是,教科書多樣化并不在于要用新的一種統(tǒng)一代替舊的一種統(tǒng)一,它的根本價值應(yīng)該在于不同版本教科書所體現(xiàn)的編寫理念,對課程、學(xué)科、教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的理解,以及對教材本

8、身的認(rèn)識。所以,我們研究一本教科書,不應(yīng)僅僅是為了執(zhí)行教科書;我們比較不同版本的教科書,也不應(yīng)僅僅是為了搞清楚考試的深廣度范圍,甚至也不是為了編寫出一本所謂更優(yōu)秀的教科書。畢華林教授的走向生本的教科書設(shè)計中學(xué)化學(xué)教科書設(shè)計的理論與實踐是國內(nèi)第一本系統(tǒng)論述中學(xué)化學(xué)教科書設(shè)計理論和實踐問題的著述。該書明確提出,當(dāng)代教科書的設(shè)計必須從 以知識為中心 轉(zhuǎn)向 以學(xué)生發(fā)展為本 ,即 走向生本 是當(dāng)代教科書設(shè)計的必然趨勢。全書以中學(xué)化學(xué)教科書設(shè)計為例,系統(tǒng)論述了 以學(xué)生發(fā)展為本 的具體內(nèi)涵,分析了生本教科書的基本特征、結(jié)構(gòu)和功能,闡明了生本教科書設(shè)計的理論基礎(chǔ),構(gòu)建了生本教科書設(shè)計的理論模型和設(shè)計策略,并從

9、理論與實踐相結(jié)合的角度,闡述了走向生本的化學(xué)教科書設(shè)計的具體策略,為我們展現(xiàn)了一個現(xiàn)代教科書設(shè)計理念走向設(shè)計實踐的生動范例。該書對于生本教科書的結(jié)構(gòu)作了比較具體的闡釋,發(fā)表了頗有新意的見解。作者認(rèn)為生本教科書的內(nèi)容構(gòu)成應(yīng)包括事實性知識、理論性知識、技能性知識、策略性知識和情意類內(nèi)容5個方面;提出生本教科書的形式要素從所具有的教育教學(xué)功能的角度可分為導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)、課文系統(tǒng)和課文輔助系統(tǒng)3種類型;同時闡述了教科書的結(jié)構(gòu)應(yīng)包括微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu),生本教科書的宏觀結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)主線和輔線,并兼顧網(wǎng)絡(luò)體系中主線知識和輔線知識及它們的結(jié)點間的合理組織。生本教科書的微觀結(jié)構(gòu)應(yīng)由 學(xué)什么 、 為什么學(xué) 、 怎么學(xué) 、

10、學(xué)的怎么樣 4個部分構(gòu)成。宏觀層面著重從教科書的內(nèi)容構(gòu)成角度對教科書整體結(jié)構(gòu)的分析,而微觀層面則注重從學(xué)生的學(xué)習(xí)活動角度對教科書局部結(jié)構(gòu)的分析。這些見解對于教科書設(shè)計者很有啟發(fā)意義。該書系統(tǒng)概括出生本教科書具有5大功能:提供學(xué)生學(xué)習(xí)的范例、激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、促進(jìn)學(xué)生科學(xué)價值觀的形成、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思與評價。在 走向生本的化學(xué)教科書設(shè)計 一章中,作者首先探討了化學(xué)學(xué)科對學(xué)生發(fā)展的價值,然后分別深入論述了 基于問題學(xué)習(xí)的化學(xué)教科書設(shè)計 、 基于基本觀念構(gòu)建的化學(xué)教科書設(shè)計 、 基于科學(xué)本質(zhì)教育的化學(xué)教科書設(shè)計 ,充分反映了新課程改革的基本理念,體現(xiàn)了化學(xué)新課程改革

11、的核心思想。應(yīng)該特別指出的是,該書在 余論 中提出從靜態(tài)設(shè)計走向動態(tài)生成的觀點,指出在活動中生成教科書內(nèi)容的意義,并明確提出應(yīng)全面提升教師的教科書素養(yǎng),從教科書設(shè)計的角度說,這一部分使得教科書設(shè)計成為一個 不斷往復(fù)遞進(jìn)的、動態(tài)的開放系統(tǒng) 。該書觀點鮮明順應(yīng)大趨勢,內(nèi)容豐富凸現(xiàn)實踐性,基于改革經(jīng)驗又具有創(chuàng)新性,對于教科書的編制和教學(xué)實踐活動均有指導(dǎo)作用,對化學(xué)課程和教學(xué)理論的發(fā)展具有積極意義。它從原有的純分析描述性的研究轉(zhuǎn)為基于某種立場和理念的實踐研究,這拓展了教科書研究的視角和范式。從教科書編制到教科書設(shè)計,更加突顯了專業(yè)性并強(qiáng)調(diào)了設(shè)計者的主體性。從 知識為中心 走向 以學(xué)生發(fā)展為本 的教科書設(shè)計理念,更加