高中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐

1、高中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論1微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)(irsaleLabratry，L)崛起于20世紀(jì)80年代的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是國際公認(rèn)的一種在微型化的條件下對化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性變革的新技術(shù)和新方法。簡單地說，就是以盡可能用少的藥品來獲取最有效的實(shí)驗(yàn)信息，詳細(xì)講就是藥品用量少(一般為常規(guī)量的1/101/1000)、儀器容量孝根本無污染、操作簡單、方便省時(shí)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀明顯的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)因其具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、平安等優(yōu)點(diǎn)，并以其良好的教學(xué)功能和教學(xué)效果，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革等領(lǐng)域扮演著重要的角色，引起世界各國化學(xué)界的高度重視。中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是把微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理念應(yīng)用于中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，其根本

2、特征是：1儀器微型化，藥品用量少；2微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的簡單縮微或機(jī)械減量，而是在微型化的條件下對實(shí)驗(yàn)重新設(shè)計(jì)與探究，到達(dá)以盡可能少的藥品來獲取盡可能多的、最為有效化學(xué)信息的目的，是在微型化的條件下對常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性變革。2高中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一些理論與探究近年來，結(jié)合?中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究與理論?課題筆者主要開展了以下四個(gè)方面的一些理論與探究。21減量Redue減量主要是減少藥品的用量，主要是以下2方面：1利用小試管、點(diǎn)滴板、多用滴管、井穴板等微型化的儀器，如高一的?氯、溴、碘的性質(zhì)氯離子的檢驗(yàn)?、?同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變?、?濃硫酸的性質(zhì)硫酸根離子的檢驗(yàn)?，高二的?鎂、

3、鋁及其化合物的性質(zhì)?、?乙烯的制取和性質(zhì)?、?鐵及其化合物?、?化學(xué)反響速率化學(xué)平衡?等實(shí)驗(yàn)中均以1270的小試管來代替常規(guī)試管。在?乙烯的制取和性質(zhì)?的實(shí)驗(yàn)中，改換反響容器后使得乙醇與濃硫酸的混合液由書上的18l降為23l。在我們回浦中學(xué)高一有24個(gè)班、高二有24個(gè)班、高三有18個(gè)班，每班每次實(shí)驗(yàn)分成28組。按現(xiàn)有的高二有18個(gè)班來計(jì)算，每組能節(jié)約混合液15l，每班至少可節(jié)約420l，高二年級就可節(jié)約10080l。耗時(shí)方面，原來按書本上要求做，完成性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的全過程一般需十多分鐘。如今只需三分鐘左右即可。由此，還可大大節(jié)約作為能源的乙醇的消耗。在?濃硫酸的性質(zhì)硫酸根離子的檢驗(yàn)?實(shí)驗(yàn)中以6穴點(diǎn)滴

4、板代替常規(guī)試管，尤其在硫酸根離子的檢驗(yàn)中以黑色6穴點(diǎn)滴板代替常規(guī)試管做，由于黑色背景，現(xiàn)象就更明顯，實(shí)驗(yàn)效果也就更好。2降低試劑的濃度，如?同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變?這一實(shí)驗(yàn)中的氯水、溴水、碘水的濃度沒有明確規(guī)定。而高濃度的氯、溴對人身有較大的毒害。因此，我就把氯水、溴水的濃度盡可能降低，如溴水的外觀由棕紅色稀釋至淡黃色。此外，酚酞、石蕊、品紅、甲基橙等指示劑均適當(dāng)降低濃度，如酚酞、石蕊原濃度為0.51.0，可減少到0.10.25，也可以相應(yīng)減少酒精的用量。而硫氰酸鉀、三氯化鐵溶液的濃度那么可由0.01l/L降為0.005l/L。以上實(shí)驗(yàn)藥品的減量都增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果。因此，在保證獲取最有效實(shí)

5、驗(yàn)信息的前提下，應(yīng)盡可能地降低實(shí)驗(yàn)藥品用量，減少藥品損耗，預(yù)防環(huán)境污染。22回收Reyle回收主要包括：1回收未反響的原料、副產(chǎn)物(含“三廢)，如用Kn4制取2所得到的剩余物質(zhì)中主要含有n2、K2n4和未反響掉的Kn4，這三種物質(zhì)的混合物均可用來參加濃鹽酸制取氯氣。再如?濃硫酸的性質(zhì)硫酸根離子的檢驗(yàn)?實(shí)驗(yàn)中學(xué)生稀釋的硫酸還有剩余，這時(shí)就要求學(xué)生將所剩硫酸集中倒到講臺上的燒杯里。還有像在?乙烯的制取和性質(zhì)?實(shí)驗(yàn)中，由于最后的混和液中尚有相當(dāng)?shù)臐饬蛩?，就要求學(xué)生集中倒在指定的廢物桶中，處理后再排放。2回收催化劑等非反響試劑，如?化學(xué)反響速率化學(xué)平衡?的催化劑對化學(xué)反響速率的影響實(shí)驗(yàn)中，n2是H22

6、分解生成2的催化劑。在實(shí)驗(yàn)完畢時(shí)，要求學(xué)生將小試管中的H2和n2一起倒入指定的回收容器燒杯等中，以便集中回收n2。23重復(fù)使用Reuse重復(fù)使用主要是將上一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟中剩余的藥品以及回收來的化學(xué)藥品用到下一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟中或用到其他的實(shí)驗(yàn)中去。如前面提到的濃硫酸稀釋后，不是直接倒掉，而是用到后面的濃、稀硫酸的性質(zhì)比擬實(shí)驗(yàn)中去。再如回收的n2、K2n4和Kn4用于濃鹽酸制取氯氣的實(shí)驗(yàn)中。這樣，大大減少了藥品用量，進(jìn)步了藥品使用效率。24盡可能密閉可控、處理尾氣制備H2S、S2、l2、N與N2等氣體，在u與硝酸、濃硫酸的反響實(shí)驗(yàn)中，往往會(huì)有有毒氣體進(jìn)入空氣而毒化教室、實(shí)驗(yàn)室的空氣，又直接影響師生安康。

7、以銅和濃硫酸反響為例，如按照教材上的要求，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組取2l濃硫酸，每實(shí)驗(yàn)小組產(chǎn)生417lS2氣體，以每班分28個(gè)實(shí)驗(yàn)組為計(jì)，全班一次實(shí)驗(yàn)就排放出11.68LS2氣體。按實(shí)驗(yàn)室平均面積為502計(jì)算，實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)S2氣體的質(zhì)量濃度為3.68g/3約是我國規(guī)定居民區(qū)大氣中S2平均最大允許質(zhì)量濃度0.15g/3的28倍。而每個(gè)年級有一、二十個(gè)平行班，連續(xù)做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室里S2的濃度會(huì)更大。因此，在這類實(shí)驗(yàn)中除了安裝尾氣處理裝置外，還要盡可能使整個(gè)裝置密閉可控。在高中微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的理論中，我深深地覺得微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要優(yōu)點(diǎn)有：1有利于向?qū)W生傳播綠色化學(xué)的觀點(diǎn)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)減量、減廢、回收等防治污染的

8、重要方法，使他們樹立綠色化學(xué)觀念、保證人類生存質(zhì)量的責(zé)任感。正確引導(dǎo)并妥善處理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的廢棄物回收、無害化處理，既進(jìn)步了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)操作的標(biāo)準(zhǔn)化，又培養(yǎng)了學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。2有利于學(xué)生把握藥品的實(shí)際用量，培養(yǎng)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)化操作，進(jìn)步實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和實(shí)驗(yàn)效果，從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。3有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、實(shí)現(xiàn)人人動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、強(qiáng)化動(dòng)手才能的訓(xùn)練、全面進(jìn)步學(xué)生科學(xué)素質(zhì)、樹立進(jìn)步實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益，強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育，培養(yǎng)具有創(chuàng)造才能人才?？傊袑W(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡單微縮，也不是對常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，更不是與常規(guī)實(shí)驗(yàn)的對立，而是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中貫穿了綠色

9、化學(xué)的思想，有效實(shí)現(xiàn)“盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)、省資源、少污染、減本錢，還增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識，是對中學(xué)化學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展的改革和開展。讓我們每一位中學(xué)化學(xué)老師都為此作出新的、更大的奉獻(xiàn)參考文獻(xiàn)】1周寧懷，等第四屆全國微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研討會(huì)論文集杭州：19982周寧懷微型無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)北京：科學(xué)出版社20003周寧懷微型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)北京：科學(xué)出版社19994朱清時(shí).綠色化學(xué)J北京：化學(xué)進(jìn)展.2001115閔恩澤，傅軍.綠色化學(xué)的進(jìn)展J北京：化學(xué)通報(bào).199916朱文祥.綠色化學(xué)與綠色化學(xué)教育J北京：化學(xué)教育.200117華東師范大學(xué)?化學(xué)教學(xué)?編輯部化學(xué)活動(dòng)課及微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與理論中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)分冊北京：民主建立出版社19998朱恩淺談中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的三個(gè)問題J上海：化學(xué)教學(xué)200249朱恩中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)教育杭州：中國化學(xué)會(huì)2002年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集200210李榮強(qiáng)、朱恩中學(xué)化學(xué)教學(xué)理論與理論新探北京：中國檔案出版社200211朱恩中學(xué)綠色化實(shí)驗(yàn)