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化学实验仪器

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化学实验仪器

化学实验仪器范文第1篇

关键词:初中化学 自制 ML仪器 化学实验

一、背景

我从事初中化学教学多年,任教班级的学生数均在55人左右,为完成教研工作我所到听课班级的学生数也在55人左右。在这些班级,每次做演示实验时,只有前三排的学生能看见实验现象。如教师拿着实验仪器往教室后面走,一是不方便;二是有些实验现象显示时间较短,刚走到第二排时,现象就消失了,后面的学生仍看不见。如进行分组实验,2~3人一组,实验时经常是一名学生操作,另一名学生观看,学生没有均等的实验操作机会。实验教学进行了一个学期后,学生的基本实验操作仍存在问题。ML仪器是我从事初中化学教学时制作并使用的,现已向其他学校推广使用。

二、原理

我自制的ML仪器尽量保持了普通仪器的实验原理,与课程标准及教材实验能够较好地匹配。我对部分实验装置进行了改进,改进后的装置易操作、实验现象明显。如用稀硫酸和锌制取氢气及用二氧化锰催化过氧化氢制取氧气的气体发生器装置;用青霉素瓶代替试管、胶塞;用空油笔芯塑料管代替玻璃管;用气门芯胶管代替胶管;用2 ml注射器代替长颈漏斗或分液漏斗,根据注射器注入溶液的量来控制反应速度就是对原有装置的改进。再如,滴瓶用塑料眼药水瓶制成。在塑料眼药水瓶口用针扎一个小口,使用时轻轻挤压瓶体,溶液会一滴一滴地滴出,用后再盖上瓶帽,以防止挥发,当瓶中溶液用完后也便于吸入溶液,这也是对原有装置的改进。

三、仪器、制作说明及材料和用途

(一)仪器

(二)仪器制作说明及材料和用途

1.点滴板(图2)――用塑料铝箔药品包装片制作,大

(二)仪器制作说明及材料和用途

1.点滴板(图2)――用塑料铝箔药品包装片制作,大

小据需要选取,用于不需加热的实验,如酸、碱、盐和氧化物之间的反应等。

2.滴瓶(图3)――用塑料眼药水瓶制作,大小据需要选取,用于盛放溶液,挤压瓶体,溶液滴出。

3.加热试管(图4)――用庆大霉素等针剂安瓿制作,大小据需要选取。用于完成加热在试管内进行的实验,如高锰酸钾分解等。

4.试管夹(图5)――用电线夹连接木质手柄制作,用于夹住加热的试管等。

5.气体发生器(图6,不加热)――用青霉素瓶(带胶盖)、空油笔芯塑料管气门芯胶管和2 ml注射器制作。需要加液时,注射器针头插入胶盖中。用于完成固体和液体反应,不需加热制取气体的实验,如氢气制取、二氧化锰催化过氧化氢制取氧气等。

6.固体试剂瓶(图7)――用青霉素瓶制成。盛放固体试剂。

7.铁架台(图8)――用罐头瓶铁盖上固定自行车辐条制作,辐条上固定的夹子用伸缩裁纸刀上的刀片固定装置,试管夹或铁圈可固定在夹子上,和辐条同时固定。用于固定加热的试管和铁圈等。

8.酒精灯(图9)――用玻璃药瓶、小铜管和衣服上的金属圆标签制成。标签上打孔,穿入小铜管,标签下套入耐高温胶皮,固定灯芯不水平移动。不用时灯芯放入另一瓶中密封保存,灯芯湿润。盛放酒精的玻璃瓶盖上瓶帽,防止酒精洒出。

9.水槽(图10)――用透明塑料瓶底制作。大小据需要选取,用于排水法收集气体。

10.集气瓶(图11)――用锉摩沙青霉素瓶制作。大小据需要选取,用于收集气体。

11.毛玻片(图12)――用锉摩沙玻璃制作。大小据集气瓶大小配制,用于盖集气瓶。

12.药匙(图13)――用硬塑料片剪成,热水中浸泡后弯曲成勺状,大小据试剂瓶口确定,小头为小匙。用于取固体药品。

13.表面皿(图14)――用玻璃片制作,放在铁圈上可用酒精喷灯加热压成锅形(不压也可)。

14.烧杯(图15)――用小酒杯代替,用于罩在火焰上方检验物质燃烧的生成物。

15.玻棒(图16)――用砂纸摩去玻璃条棱角制作。用于搅拌,如蒸发、溶解等。

16.蒸发皿(图17)――用瓷质酒杯代替。大小据需要选取,用于蒸发,如粗盐提纯中的蒸发。

17.铁圈(图18)――用铁丝弯成,大小根据蒸发皿确定。用于夹在铁架台上固定蒸发皿蒸发溶液,如粗盐提纯。

18.镊子(图19)――用弹性的金属片制成。用于取块状固体药品。

19.燃烧匙(图20)――用漆包线一头砸扁成锅形弯曲而成。做固体物质在集气瓶中燃烧实验,如硫、磷在氧气中燃烧等。

四、实验及说明

(一)实验

(二)实验说明

1.制取氧气及收集(图21)――该实验用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气,用排水集气法收集气体,用2 ml注射器中的过氧化氢注入青霉素瓶中的量控制反应速度。

2.氧气使带火星火柴复燃(图22)――收集好一青霉素瓶的氧气,观察其物理性质,伸入带火星的火柴棍,复燃。

3.高锰酸钾分解(图23)――用带柄电线夹夹住放入高锰酸钾的安瓿,经加热后高锰酸钾分解,安瓶口放带火星的火柴棍,复燃。

4.氢氧化钠潮解(图24)――用镊子取一片固体氢氧化钠置于玻璃片上,观察现象。

5.制取二氧化碳(图25)――与二氧化锰催化过氧化氢制取氧气的发生气装置相同,用向上排空气法收集气体。

6.蒸发(图26)――用药瓶制作的酒精灯加热酒杯,用玻璃棒搅拌。

7.制取氢气(图27)――与二氧化锰催化过氧化氢制取氧气的发生气装置相同,用排水法或向下排空气法收集气体,并把收集满的氢气倒放在桌面上。

8.氢气点燃(图28)、检验氢气燃烧产物(图29)――点燃氢气,火焰上方罩一个酒杯,观察水珠。

9.溶液之间反应(图30)――点滴板右边滴氢氧化钠溶液2滴,再滴酚酞试液半滴,氢氧化钠溶液变红。点滴板左边滴2滴硫酸铜溶液,再滴2滴氢氧化钠溶液,反应出现蓝色沉淀。

10.大匙取药品(图31)――大匙取多量硫酸铜晶体。

11.小匙取药品(图32)――小匙取少量硫酸铜晶体。

12.红磷在高锰酸钾分解的氧气中燃烧(图33)――高锰酸钾加入安瓿后加热分解,加入一小粒红磷,红磷燃烧,出现火焰、白烟,用棉花堵住安瓶口。

13.硫在氧气中燃烧(图34)――燃烧匙中放入硫,在空气中点燃,伸入充满氧气的青霉素瓶中,硫燃烧,火焰为明亮的蓝紫色。

五、使用现状和发展方向

利用自制的ML仪器能完成初中化学的全部实验,可以完成高中化学的部分实验。学生能够独立实验,人人都能看到明显的实验现象,较快地掌握化学实验的基本操作,有效提高了实验教学中的学生参与度,同时也提高了实验教学质量,为学生学习化学理论知识奠定了基础。

自制的ML仪器对实施课程标准中强调的三维目标,即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观有着积极作用。

自制的ML仪器所需的生活用品或废品易找,无论是城镇学生还是农村学生都能制成这套仪器,可以推广使用。一些企业也可以生产这套仪器,为有购买能力的学生提供方便。

参考文献:

化学实验仪器范文第2篇

关键词:化学实验;实验技能;操作技能

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)51-0241-02

高等教育改革和发展的战略目标是建设高等教育强国,创新教学观念、教学体系和教学模式,提高人才培养质量已经成为高等教育发展的核心任务。作为一门以实验为基础的学科――化学,它的存在和发展,实验贯穿始终。化学实验教学是整个实践教学工作的重要组成部分,在本科化学类专业教学中占有特别重要的地位,它与理论教学相辅相成,是培养新世纪人才的重要环节。化学实验教学主要培养学生的观察能力、分析能力、实践能力、解决问题能力,培养学生掌握科学的研究方法,形成严谨的科学态度和实事求是的作风;通过实验课程掌握基本操作,规范使用仪器,获取正确实验数据;通过认真观察现象,进行分析判断最终得出科学结论。因此,实验教学是培养学生创新实践能力的重要环节和基本途径之一。

良好的实验习惯、规范的实验操作、严谨的治学态度和科学的思维方法等的养成,都是从实验这里迈出第一步的,这个阶段对学生的成长来说是至关重要的。然而,在化学实验教学中发现,学生在基本操作中普遍存在不少共性的错误问题。

一、化学实验操作常见问题

1.物质称量。常见问题有:称量前没仔细检查电子天平是否在水平面上;没有关闭天平门,就直接读数;药品洒落在天平托盘外;减量法称量时,直接用手接触称量皿;敲击称量皿用力过大,致称量皿损坏;直接称量时,未掌握轻弹手背;称量完后,不及时打扫。

2.移液管和吸量管使用。常见问题有:未注意管内是否水珠挂壁,就直接使用;未用移取溶液来润洗管;润洗衣管从上端口放液体;常用大拇指封住上端管口,无法控制液面;读数时眼睛没有与刻度线平视,仰视较多;贪方便,放液体时用吸耳球快速吹出液体;放液体完后时,没使管停靠在容器内壁10~15秒;移取低于吸量管满刻度液体时,常使用管嘴以上刻度直接吸取,未从满刻度慢慢放出液体到所需量度处。

3.滴定管的使用。常见问题有:选用滴定管不当,酸式当碱式来用;涂凡士林过多或不均,造成堵塞孔或漏液;使用之前未做检漏和未用滴定溶液来润洗滴定管;滴定前未排空气泡;接近滴定终点时,未掌握滴半滴或一滴,致终点过量;滴时速度太快;滴定液滴在锥瓶内壁,未用洗瓶用水冲下去;滴定管嘴上有挂水珠就直接读数;读数时,俯视或仰视刻度线或未从滴定管架取下读数或手握滴定管下方;滴定姿势不规范。

4.容量瓶的使用。常见问题有:未注意瓶内是否水珠挂壁,就直接使用;手握容量瓶的位置不对,常拿瓶底或刻度线以下部位;读数时,眼睛没有与刻度线平视;摇匀液体时,只是晃动瓶子,没有上下摇匀;直接用洗瓶来定容,以致过量;直接把容量瓶置于烘箱干燥。

5.蒸馏和回流等装置的连接与安装。常见问题有:圆底烧瓶直接放在桌面上容易滚动而掉到地上被打破;连接处没检查密封;冷凝管进水管与出水管反接;装置安装零乱,摆放不整齐。

6.分光光度计的使用问题。常见问题有:未用空白液调零就直接测定;未注意调节测定波长就直接进行测定;手指常接触比色皿光亮一面;比色皿与比色皿之间不配套;未把比色皿的光面放置光路的方向;用比色皿盛装所测试的样本溶液过程中,操作不规范;比色皿及比色托架在使用中放不到位,拉不到位。

7.有效数字的掌握。各种量器有有效数字不明确;实验报告里有效数字的记录、取舍和运算均没有准确表达。

二、化学实验技能比赛的组织与实施

为了贯彻落实“高等学校创新能力提升计划”,全面提高学生积极参与化学实验操作与创新研究的兴趣,规范学生化学操作,强化实践教学环节,促进我校本科化学实验教学质量的提高,也为选拔优秀学生参加广东省大学生化学实验技能大赛做准备,学院面向全校理工学生举办化学实验技能比赛。化学实验技能比赛是对学生化学实验技能的一种综合检验,比赛着重考核学生综合运用实验基础知识的能力,考核学生的实验综合技能,考核学生的操作能力和创新精神,内容涵盖相关化学实验的基础知识、基本技能、实验原理、实验方法等知识领域。因此,开展实验技能竞赛,提高化学实验技能和基本操作水平,在化学化工等专业人才培养中有着举足轻重的作用,同时也是提高学生科研创新能力和培养高素质人才的重要途径。经过两届比赛,取得了良好的效果,大大提高了学生的化学实验操作技能。

比赛形式以初赛、决赛两个阶段以及集中强化训练阶段。

初赛阶段:化学实验理论笔试(闭卷,考试时间1.0小时)含无机化学实验、化学分析实验、有机化学实验内容,包括误差理论、数据处理、化学实验室基本知识、化学实验室安全知识、电和气的使用、重要常规化学品的安全使用、常规化学实验仪器的使用、基本的实验操作规范、化学实验基本知识等。

决赛阶段:化学实验操作考试(4~5小时),决赛人数为30名。设置两组实验,每组的实验操作题不同,但均全面考查基本的化学实验技能、实验设计、实验操作、实验现象的观察和记录、基本化学计算、仪器使用和数据采集及其分析处理能力、实验报告的拟定、分析和解决实验中出现的问题等多方面的实验综合工作和研究能力。

强化训练阶段:是为参加广东省大学生化学实验技能大赛的选手作选拨。由决赛阶段产生的约20名选手作为广东省大学生化学实验技能大赛参赛候选人,设置多组实验,集中强化技能训练,最后挑选4~6名学生参加大赛。

三、化学实验技能比赛的实践体会

1.促进学生的自主学习,提高学生学习的主动性和积极性。由于报名比赛学生较多,而进入最后决赛名额有限,最终能代表学校参加省竞赛的名额只有几个,因此学生想要通过初赛,进入决赛,最后突围而出,就必须进行系统的学习和复习,全面掌握化学实验基本知识和操作等,熟练完成各种实验项目。这样就激发了学生学习兴趣,提高了学生学习的主动性和积极性。

2.有助于提高学生对实验课的重视。平时学习过程中有些同学对实验课不重视,常采用应付的态度,上课动手不认真。参加这类比赛能给学生带来一定的荣誉,通过实验竞赛可使学生所学的理论知识与实际相结合,重视实验课,使学生认识体会到实验操作在化学学科当中的重要性,并对以后毕业论文和就业工作具有重要的指导意义。

3.实验技能比赛有利于增强学生的化学实验操作能力。玻璃器皿使用、化学分析、实验器材的维护等,都属于化学实验操作的基础,规范地掌握这些基础,是做出良好实验的根本,也是学生们基本实验操作的体现。学生在比赛实验操作阶段时,评委教师在实验中评分,及时发现和纠正学生实验中的不规范操作,耐心引导他们思考实验中出现的各种现象和问题。技能比赛培养了学生的创新能力,有助于提高学生的综合能力。初赛、复赛题目涉及众多的化学知识和实验操作,要求学生具有较高的综合设计与实践能力。在此过程中,提高了学生的组织能力、动手能力,运用基本理论、基本知识和基本技能解决问题的能力,对以后毕业论文的完成和专业工作岗位上均有很大的帮助。

4.实验技能比赛促进了实验教学水平的提高。通过化学实验技能比赛,收集学生比赛过程表现出来的错误问题,反馈或组织实验课任课教师进行讨论和总结,找出实验教学中的不足,在实验课当中重点指出常见出错问题,有针对性地对实验内容和教学方法进行改进,并对今后的实验教学改革提出意见,从而促进了实验教学水平的提高。

四、结语

开展化学实验技能比赛促进化学教育教学创新与实践,在创新人才培养方面发挥了很大的作用,受到全体师生的欢迎,另外,通过化学实验技能比赛,对学生们起到了很大的帮助作用,让学生们对此有了积极性和对化学实验的热情与兴趣,使得大学生学习态度严谨,养成了认真仔细的思维方式,大大提高了学生们对实验的实际操作能力,锻炼了学生们的创新能力与实践能力。比赛也提高了教师的教学水平,为我校培养人才也做出了很多的有益的启示。

参考文献:

[1]陈六平,邹世春,石建新.从第5届全国大学生化学实验邀请赛看当前实验教学存在的问题[J].大学化学,2007,22(1):14-22.

[2]任乃林,衷明华,林曼斌.地方高校化学化工实验技能大赛的组织与实践[J].广东化工,2011,38(1):243-244,236.

[3]邢宏龙,朱文晶,徐国财.普通高校开展化学实验技能竞赛的实践与思考[J].高教论坛,2011,(12):23-25.

[4]罗士平,陈若愚,周刚.11届化学实验技能竞赛的实践与思考[J].化工高等教育,2012,(5):59-63,73.

[5]蔡毅飞,薛来,周娟.化学实验竞赛促进实验教学改革[J].实验室研究与探索,2010,29(3):139-141.

化学实验仪器范文第3篇

关键词:常见实验仪器;维护和保养;实验室管理

文章编号:1008-0546(2013)01-0085-02

中图分类号:G632.41

文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.034

一、现状分析

在多年的教学过程中,无论在笔者自己还是在听其他老师上课时,常常会看到实验现象和预期不相同的情况。例如:有一次听课,看到一位青年教师做硫在氧气中燃烧时,并没有看到预期的蓝紫色火焰,而是黄色火焰。课后交流才知道燃烧匙不干净,里面有上次实验时留在里面的石蜡。再如:用双氧水制取氧气时,常用的分液漏斗经常会发现分液漏斗活塞被粘连在漏斗颈处,旋转不动。诸如此类问题和实验仪器本身有一定的关系,这些情况如果不及时处理,肯定会影响课堂教学效果。

以上类似问题的出现,和我们老师在实验过后,没有养成及时对实验仪器的处理和维护有很大的关系。实验仪器的维护不是实验员一个人的事情,而是化学老师和实验员之间,相互配合、相互协作完成的工作。

二、常用仪器的维护和保养

实验仪器的及时维护,能延长仪器设备的使用寿命,提高课堂效率,保证教学和科研的正常进行。仪器设备的维护和保养做起来从难度上讲并不大,但化学老师首先要有维护和保养实验仪器的长期的责任心和意识,要做到责任心强、使用时细心,按各种仪器设备的保养规程来操作并形成习惯。

在化学实验过程中,实验仪器是实验者应用和操作的物质实体。为了更好地发挥每一件实验仪器的作用,对包括简单的玻璃仪器在内的各种实验仪器,特别对那些精密的现代化科学仪器,化学老师还必须对它们的功能、基本构造原理、使用注意事项以及规范化实验操作程序等有所了解。[1]

只有掌握各种仪器的基本构造和注意事项,化学教师才能有效地进行对实验仪器的维护和保养。

1.托盘天平的维护和保养

托盘天平是初中化学实验中常用的测量仪器,一般精确到0.1g。在使用完托盘天平后,要进行及时的维护。首先在托盘两盘下面要装好胶垫,防止托盘上下移动。然手用干燥洁净的餐巾纸将托盘和横梁及砝码擦拭干净,将托盘天平及砝码都放在有干燥剂的密闭容器中。

2.铁架台的维护和保养

铁架台一般是由生铁底座、铁杆、铁夹和铁圈组成。底座和铁杆之间靠螺丝拧紧,如果螺丝生锈,则底座和铁杆之间很难拧紧,铁杆容易晃动,所以在底座和铁杆之间要常涂一些防锈油。在使用完铁架台后,铁杆也要擦干净。如果铁架台长时间不用,则应将铁架台拆卸,把铁圈、铁夹、铁杆都要进行防锈处理。

3.酒精灯的维护和保养

在化学实验中,酒精灯的使用频繁,酒精灯不及时维护极易引发安全事故。酒精灯使用结束后,要检查灯芯是否完好,灯体是否有裂纹。如果长时间不用酒精灯,则要将酒精灯内的酒精倒出来保存。

4.试管、烧杯、烧瓶、胶头滴管等玻璃仪器的维护和保养

化学实验室中的很多玻璃仪器在实验时,药品在反应过程中或与有腐蚀性的试剂相接触时,经常会产生难洗的物质附着在仪器的表面,若不及时地清洗和维护就会影响仪器的性能,在观察实验现象时,会影响实验现象和实验结果。例如:加热高锰酸钾制氧气的实验后,试管内的剩余物要及时清理,试管内壁附着的化学物质要用水浸泡多时,再清洗。否则原本干净的试管内壁会出现残留物,影响下次实验的使用。另外刚加热过后的试管,要注意不要急于取下来,如果一定要取下,则要注意不要放在桌面上,要放在石棉网上,只有冷却后才能清洗,同样蒸发皿也是如此。

5.坩埚钳、镊子、燃烧匙的维护和保养

坩埚钳、镊子都是铁质的,维护它们主要是防止其生锈,平时我们化学老师只要做个有心人即可。

对于燃烧匙,目前我们初中化学实验室使用的燃烧匙一般是铜质的,不管哪种燃烧匙都要及时进行维护。如:面粉、蔗糖、葡萄糖、红磷、硫磺等物质在燃烧匙内灼烧后,要及时清理燃烧匙内的残留物,否则影响下次燃烧时的实验现象。燃烧匙的维护比较简单,只需清理掉燃烧匙内的各种残留物,将燃烧匙洗净擦干,如长时间不用,将其装在塑料袋中或用纸包住保存。

6.启普发生器的维护和保养

在初中化学教学中,启普发生器主要用来制取氢气和二氧化碳,这两种气体的制取都要用到酸液。启普发生器使用结束后,不能随手放在实验室,要及时将容器内的酸液和固体药品倒出,清洗后在球形漏斗和反应容器连接处涂上凡士林,带导管的橡胶塞表面的酸液要清洗干净,擦干后保存。

7.分液漏斗的维护和保养

分液漏斗在初中化学实验中是常见的制取气体的仪器,在固体和液体反应制取气体时,常用分液漏斗滴加液体药品。分液漏斗有两处活塞,一个在漏斗口部,一个在漏斗颈偏上位置,无论在哪处的活塞在化学实验结束后,将分液漏斗洗净的基础上,用纸包裹活塞和漏斗连接好放置,防止漏斗和活塞磨砂处粘连。

8.水电解器的维护和保养

这里所说的水电解器是上海教育出版社出版的义务教育教科书,九年级化学上册2011版,第48页上介绍的那种电解器。电解器主要有两个滴定管、漏斗、胶管、电极组成的。这种电解器的维护,关键在于电极的维护。有少数优良的电解器的两极是铂电极,但是目前教学用的较多的是普通金属电极,这些金属电极极易被氧化,而金属电极被氧化,自然就会影响电极的使用寿命。另外氧化的产物进入水中,会影响水的颜色的变化,造成对实验现象的干扰。那么如何延长普通金属电极的使用寿命呢?笔者认为,在电解水时尽量不要加稀硫酸而是选用稀氢氧化钠溶液来增强水的导电性。另外,每次做完实验后,要及时倒出电解器中剩余的溶液,并将两个电极清洗干净并打磨后,涂上油用纸包好,以便下次使用。

三、实验仪器维护和保养的意义

化学实验是进行科学探究的重要方式,化学实验应高度关注安全问题,避免污染环境,要求学生遵守化学实验室的规则,初步养成良好的实验工作习惯。[2]

化学实验仪器的及时维护和保养,可以使实验能安全有效地进行,同时对培养学生养成良好的实验习惯,具有重要的促进作用。

实验仪器的及时维护,能使教学仪器保持着高效、低耗、整洁的运行状态。化学实验室中的各种仪器,经常与有腐蚀性的试剂相接触,若不及时地维护就会影响仪器的性能,从而缩短使用期限;在遇到故障的时候,若不及时检修,就会影响数据分析和教学程序。

化学仪器的维护对下次教学实验时,具有很大的帮助,不会因为仪器的故障而导致实验的效果降低。所以仪器的及时正确维护,从某种程度上讲也将提高课堂教学效率;化学仪器的维护同样对节约资源有很大的帮助,教师在实验时,不会因为试管、烧杯、烧瓶洗不干净而去换新的;化学教师对化学仪器的及时维护,可以相对减轻化学实验员的工作量,使实验员有更多的时间,去协同化学教师完成各种实验教学工作,从而间接地提高了化学课堂教学效果。

四、加强实验室管理,形成教师维护实验仪器的责任意识

在强化实验室管理方面,笔者学校的具体做法如下:

(1)填写实验单,每次教师在实验前都要填写好所需各种仪器和药品的名称,教师在拿到仪器后都要及时检查,各种教学仪器是否完整、是否可用。在实验后都要再次检查各种仪器的性能和损耗情况,并做好记录,如有损坏说明原因。

(2)教师在每次实验后,包括学生实验,都要记录实验室日志,特别要记录实验仪器损耗的原因和数量。

(3)每位化学教师,每学期都配备好一个提篮,并准备好常用的基本化学实验仪器,如:酒精灯、铁架台、试管、试管架、试管夹、药匙、烧杯、石棉网、玻璃棒等。每过一星期,将提篮交给实验员检查仪器的损耗情况,并要求教师填写好仪器损耗的原因和经过。

通过这两年实验强化管理,本校实验仪器的损耗情况有明显降低。几年前,本校实验室每年要购置一批铁架台、试管、烧杯等常用仪器。这两年几乎没有再购置各种仪器和设备,这和教师对实验仪器的正确维护是分不开的。

参考文献

[1] 刘知新.化学实验论[M].南宁:广西教育出版社,1999

化学实验仪器范文第4篇

1传统化学实验的局限性

化学是一门以实验为基础的科学,只有将化学理论知识和实验相结合才能使学生头脑中抽象的化学概念、实验场景具体化,最终实现对理论知识的理解和巩固。由教师组织和指导学生完成实验对于促进学生的合作意识、动手能力和激发学生学习化学知识的求知欲至关重要。传统基于标准化仪器的化学实验在培养学生的综合实验素养方面起到了巨大的推动作用,然而传统化学实验存在的两大弊端严重制约了它的发展。一方面,对于实验经费短缺的学校只能以少数人甚至只由教师一人操作而其他同学观察的方式进行实验,难以实现预期的实验效果和提升学生整体的实验动手能力;另一方面,即使学校实验经费充足,但为所有同学购买实验仪器及药品也是一笔不小的开支,不利于实现化学实验的长久发展,这在高校化学类专业中表现尤为突出。传统化学实验除上述两大缺点外还伴有产生“三废”问题突出、容易发生安全事故以及浪费实验药品和试剂等不足。针对传统化学实验的种种弊端,人们逐渐尝试用微型实验对其进行替代。

2基于废弃物的微型化学实验的产生及研究

微型化实验(英文名称为Mini-ChemicalExperiment,MicroscaleChemicalLaboratory,MircoscaleChemicalExperiment或MircroscaleLaboratory,简写为M-C.E、M.C.L、M.C.E或M.L)没有一个明确的定义,一般认为“在微型化仪器装置中进行的化学实验,实验所消耗试剂比对应常规实验少90%以上”。微型化学实验起源于20世纪80年代经济发达国家,其高校为解决化学专业耗资巨大、容易发生安全事故及一些试剂价格过于昂贵等问题而逐渐尝试开展微型化学实验。北京大学周宁怀教授在国内率先倡导与开展微型化学实验的研究和推广,由其牵头的微型实验课题研究协作组的成立,标志着我国的微型实验的开始。我国于1989年将微型化学实验课题正式列入高等学校化学教育研究中心的科研计划。微型化学实验在我国的发展呈现出引入时间虽短,但推广和发展速度很快的特点。现在不仅在高校已大力推广微型化学实验,而且越来越多的中学化学学生实验也开始积极实践。很多学校更是独辟蹊径,利用生活中常见废弃物自制实验仪器开辟了微型实验的新篇章,在实践和理论方面的研究逐渐深入。目前,许多学校和研究人员已经利用生活中微型废旧物品取代传统标准实验仪器进行了大量探究并取得了可喜成果。刘予生利用生活中常见的废弃物品制作制备氧气的微型化学实验仪器及装置,这为学生业余开展家庭小实验提供了素材,也为化学实验走进生活创造了条件,还培养了学生的创新精神和实践能力,激发了学生学习化学的兴趣。魏周英则从微型代用仪器的制作和代用微型实验仪器在实验教学中应用两方面进行了较为详细地论述,为用废弃物制备微型实验仪器提供了参考和应用实例,很好地解决了当地因教学经费紧张导致约有85%的初中完全不开设学生实验,70%左右的学校连演示实验都无法做的不良局面。周红萍结合教育教学实践中的体会,浅谈了医用废旧注射器在微型实验中的一些应用,很好地体现了微型化学实验的设计原理。毕秀成等利用自制的制取、净化和收集CO2微型装置,通过对CO2分子量测定的实验,证明该条件下具有消耗试剂少、实验结果和常规实验结果准确性一致的优点等。总之,基于废弃物的微型实验不仅解决了许多常规实验仪器和药品耗资巨大、产生“三废”问题突出、容易发生安全事故、严重损害师生身体健康以及标准化微型实验仪器难于购买、数量缺少的现实,更在微型实验的基础上,很好地体现了资源循环利用等观点,较好地吻合了循环经济的思想理念。

3基于废弃物的微型实验与循环经济

3.1循环经济的产生及其内涵传统经济发展模式中资源、能源、环境和经济发展的不协调促使人类对自我行为进行深刻反思。由美国生物学家蕾切尔•卡逊于1962年发表的《寂静的春天》一书中,作者用触目惊心的案例阐述了大量使用杀虫剂对生物界和人类产生的严重危害。同年,美国经济学家鲍尔丁提出了循环经济,著名的宇宙飞船经济理论被认为是循环经济的早期代表,他将人类生活的地球比做太空中的宇宙飞船,指出如果人类不合理地开发和利用有限的资源,当超过地球供给能力时人类就会像宇宙飞船一样走向毁灭,对资源进行循环利用是实现人类社会持续发展的根本出路。自循环经济提出以来,以其抓住了当前工业社会发展欲望无限、资源有限但未合理利用这一关键症结,受到了世界各国的高度重视,我国在20世纪90年代引入循环经济并开始了相关研究。循环经济(英文名称为RecyclingEconomy,或CircularEconomy,简写为R.E或C.E)要求在经济发展过程中要以资源的高效利用和循环利用为核心,以资源和能源的减量化(Reduce)、再利用(Reuse)和资源化(Recycle),即“3R”为基本原则,以低投入、低消耗、低排放和高效率为基本特征。它通过对开采、生产、消费和再生利用等各个环节的资源和能源循环、高效利用,使传统经济中“资源产品废弃物”的线性发展模式转变为“资源产品废弃物再生资源和产品”的闭路循环发展模式,最终实现以尽可能少的资源、能源消耗和尽可能小的环境代价,使目标产物产出效益最大化、使废物排放最小化,实现经济增长、环境保护和社会效益同步增长的完美统一,所以说从本质上讲它是一种生态经济。

3.2基于废弃物的微型化学实验中的循环经济理念

3.2.1实验取材体现了R.E中的再利用原则以废弃物为实验仪器的微型化学实验极大地减轻了传统化学实验所需的仪器费用负担,因而可以为实验经费紧张的学校顺利开展化学实验提供可能。医用输液管、口服液小瓶、注射器、饮料盒、饮料管、青霉素药瓶、平底瓶盖、废弃园珠笔芯(去笔头)、止咳糖浆瓶、旧笔杆、西药胶囊包装盒、泡沫塑料、易拉罐皮、回形针,甚至盛装喜之郎的塑料小盒等废弃物都是微型化学实验的实验器材,将这些物品进行合理改造均可成功运用于化学实验。需要注意的是,所选择的微型废弃物应该能够保证化学实验顺利、安全进行,因此,对拟用于微型实验的废弃物的综合性能予以评价至关重要。总之,基于废弃物的微型化学实验在节省实验经费的同时还使这些废弃物得以再生利用,而这一点正是循环经济所遵从的3R原则中对废弃物再利用(Reuse)的具体体现。这不仅延长了这些废弃物的生命周期、避免直接投入环境造成负面影响,而且有利于对其循环利用和集中处理,具有鲜明的经济价值和生态效益。另外,对于许多无力大批次购买实验器材的学校还实现了一些实验“从无到有”的转变,扩大了学生可参与实验的领域,极大地促进和激发了学生学好化学的求知欲。最后,很多科研工作由于种种原因,为避免在不确定条件下造成实验仪器、试剂等方面的损失或出于安全考虑,往往先以废弃物为实验仪器,以微型实验进行预实验,验证实验的可行性,很好地避免了不确定型实验对标准仪器的破坏和安全事故,为改用标准实验仪器进一步验证奠定了基础,因而,它对科研工作也有较大的协助作用。

3.2.2实验药品、试剂及能耗量体现了R.E中的减量化原则基于废弃物的微型化学实验不仅实现学生实验仪器的低耗资甚至零耗资,还实现反应物、产物的减量化,从这一点上讲,它符合循环经济3R原则(3Rprinciple)中的“减量化(Reduce)”原则。循环经济不是简单地通过对废弃物的循环利用使其资源化,侧重于在优先减少资源、能源消耗和减少废物产生的基础上综合运用3R原则,所以,3R原则在循环经济中的重要性并非等同的,其优先顺序是:减量化—再利用—资源化。“减量化(Reduce)”原则通常是排在首位,它主要是针对产品输入端,强调以最小的资源、能源消耗,实现最大的经济、生态效益。微型化学实验试剂用量一般为常规用量的1/1000~1/10,用量比相应的常规实验节省90%左右。这就极大地减少了学校在试剂经费方面的投入,而实验现象依旧明显,通常情况下并不影响实验效果。与此同时,反应物的减少必然导致反应过程中产生有毒、副产物的减少,因而更有利于减少环境污染,有利于减少实验后残留物的处理成本。在当前环境保护日益加强、排污量控制日趋严格的形势下,对于降低学校用于处理废气、废液等方面的成本具有重要的意义。最后,由于反应物量大大减少,反应的剧烈程度远弱于常规实验,所以微型化学实验的安全性较好。可见,试剂的“减量化”在以废旧材料为实验仪器的微型化学实验中具有显著的经济效益、生态效益和安全保障。伴随着实验仪器的微型化,实验试剂也相应减量化,这已成为无需争辩的事实,而对于一些需要加热、搅拌等条件才能完成的化学实验来讲很重要的一点就是实验耗能的减少。而减少能源消耗也属于循环经济理念中很重要的一项。具体来讲,在微型化的仪器中以减量的实验药品进行实验必然缩短反应时间,或者说提高反应速率。所以,用于实验加热的酒精、水、电能以及油等都相应减少。例如,常规实验需要每一小组或一位实验者一瓶酒精,现在改用废旧玻璃瓶等自制的微型酒精灯后,一瓶常规酒精灯进行实验所需要的酒精现在就可满足多个小组进行实验;另外,常规实验由于药品量多、实验仪器体积偏大,为保证实验充分进行可能需要每组或每位实验人员对试剂单独进行加热、搅拌等操作,而微型实验由于仪器的微型化可将多个小组的反应仪器集中而统一加热等,这样耗电、耗材都得以减少,缩短反应时间,在相同的时间内甚至可以完成更多的实验任务。因而,在当今全球资源、能源紧张的背景下,基于废弃物的微型化学实验不仅对于建设两型社会具有现实意义,还有利于培养学生的合作意识、环保意识和独立完成实验的能力。

3.3基于废弃物的微型化学实验的优缺点

3.3.1有利于培养学生的实验兴趣和创新能力以废弃物为实验仪器的微型化学实验往往需要教师按照实验要求发动学生自行寻找所需实验仪器,这不仅有利于改变学生对微型废弃物的传统认识,还有利于培养学生的实验兴趣和创新能力。很多实验学生可能都会利用常规实验仪器完成,但以自制微型仪器能否实现同样的效果以及怎样保证自己的实验顺利完成需要学生认真思考,需要课下对实验的可行性不断探讨、摸索,所以,基于废弃物的微型实验会极大地调动起学生的实验兴趣和参与热情。另外,对于同样的实验,不同的学生会选择不一样的废弃物作为实验器材替代标准仪器,这就极大地丰富了课堂画面,实验场景灵活多样,为其他学生提供了不同的实验思路,开拓了学生的实验视野。因而,这是一个互相学习,共同促进的过程。最后,通常条件下,微型化学实验能大大缩短反应时间,在既定的实验时间内,学生可以针对同一实验多设计一些方案,进行探究实验,比较不同方案的优缺点,提升学生改进实验的思维广度,培养学生的创新能力;也可以在既定的实验时间完成其他实验,提高课堂效率,进而提高实验课的教学质量。

3.3.2有利于推进绿色化学、循环经济理念微型化学实验将废弃物再利用为实验仪器,延长了产品生命周期,间接地减轻环境负荷;另外减少了有毒有害物质的生成量,减轻环境污染,这两点都很好地体现了对生态环境的保护,也符合建设两型社会的要求。关于微型化学实验、绿色化学和循环经济的关系学术界有少量研究。微型化学实验方法是绿色化学的一部分,是在绿色化学思想指导下的化学实验方法的一项重要的发展与变革。徐玲等较为详细地论述了微型化学实验与绿色化学的相互关系,指出了微型化学实验是绿色化学思想在实验中的体现,符合绿色化学的理念,还利于培养学生的环保意识和关心自然环境的情感。张雪利则指出微型化学实验是绿色化学新理念、新方法和新技术在化学实验中的改革和应用。对于绿色化学和循环经济的关系,季胤[指出绿色化学是循环经济的必然选择,具体又从循环经济的特点和循环经济的发展与实践进行了论述等。由此可见,微型化学实验和循环经济都与绿色化学相联系,微型化学实验是推进循环经济不可缺少的一部分,三者之间相辅相成,共同为构建可持续发展社会贡献力量。

3.3.3基于废弃物的微型化学实验的局限性当然,微型化学实验只是大大减少了环境污染,还不是将污染消灭在生产的源头。实验结束后,依旧产生有毒、有害物质,如何使实验中产生的有毒、有害等物质资源化或彻底无害化处理还需要在设计实验时充分考虑。当然,做好这项工作如果完全依赖于学生还存在诸多局限性,教师需要予以适当引导。另外,并不是所有的化学实验都适合采用废弃物为实验仪器并以微型实验的方式来进行,传统实验的某些固有优点是这类微型实验难以相比的,因此,必须正确处理好基于废弃物的微型实验和传统化学实验之间的关系。考虑到实验药品的减量化和实验仪器的微型化,教师应该发挥主导作用选择在微型条件下实验效果和现象不受影响或者受较小影响的化学实验指导学生开展实验。最后,资源化(Recycle)在当前基于废弃物的微型实验中还体现的较少,因此,加强资源化在微型实验中的作用也是今后需要努力的方向。体现该原则可以从以下两个方面进行考虑:首先是实验产物或过量反应物的资源化。中学化学及高等教育里学生所进行的实验主要是验证性实验,其反应的产物甚至副产物都已知,因此,根据化学实验的具体方程式制定针对过量反应物或产物的资源化或无害化处理完全是有可能的,关键问题是处理或资源化这些废弃物的成本和效益,效益不仅包含潜在的经济价值还包括无形的生态效益。从长远利益考虑,通过逐渐累积会对生态环境和人类健康产生不利影响的化学反应废弃物都要进行资源化和无害化处理。其次是实验仪器的资源化,基于废弃物的微型化学实验依托于日常生活中的废弃材料,对这些废弃物的循环利用具有一定的期限,将彻底不能用于微型化学实验的废弃物丢弃于环境中会产生环境污染及资源浪费,因此,必须加强这类废弃物的资源化工作。由于其处理具有量少而集中的特点,易于统一收购和管理,因此废弃微型实验材料的资源化从本质上讲就是收集日常零散的生活废弃物并对其再利用,失去再利用价值时集中处理使其资源化的过程。

化学实验仪器范文第5篇

    老年人是一组易患多种慢性疾病、多种器官同时损害,活动能力减退,生活难以自理,以及对社会健康服务、生活照料、医疗需求较多的人群。人口老龄化使慢性病呈上升趋势将成为21世纪老年人的主要死因和导致残疾的主要根源。中风、心血管病、癌症是老人的主要灾难。在美国引起老年人残疾的主要原因为跌倒骨折、骨质疏松和心血管疾病。因此,积极的防治这些不仅影响寿命而且影响到晚年生活质量的慢性疾病,应看作是对抗衰老求得长生,提高生命质量的主要手段和途径。本世纪随着科学发展的日新月异,各种新科技的应用使不少疾病的诊断与防治方面有了一些突破性的进展。如对老年性痴呆发病机制的分子医学认识;帕金森病的内外科治疗方法;骨质疏松症的诊断和预防;老年人心脑血管病的药物治疗和介入疗法;如应用溶栓药治疗急性心肌梗死,使病死率下降,应用抗血小板药预防缺血性脑卒中和心肌梗死也收到一定效果;美国科学家对中风发生在三小时内的病人应用组织型纤溶酶原激活物(t-PA)治疗,使病人得到完全康复;等等,都显示出了新的希望,大大提高了老年人的平均寿命(以发达国家美国为例,其老年人的平均寿命已达80岁)。

    国际老年学会主席GaryR.Andrews教授在总结第16届国际老年医学会(LAG)会议时指出:“许多慢性疾病的预防已成为可能,要延长健康的寿命而不仅仅是增加寿命也是能切实做到的。”以及“要使老年人能得到健康有价值感的生活”。上海市华东医院老年医学研究所的多年研究结果及文献资料均证实:“老年认识障碍及老年阿尔茨海默病(AD)尚与其他非遗传因素,包括动脉硬化、自由基、氧损伤、微循环障碍、高血压、糖尿病、慢性支气管炎、肺气肿、冠心病、脑血管病、I型疱疹病毒及精神抑制药等因素有关。”“提出对老年认知障碍及AD的防治亦须采取综合措施(如防治高血压病、动脉硬化、改善自由基代谢与微循环障碍等)。”日本亦有学者通过对8000多例健康人在长达28年的跟踪研究后发现“最一致的老龄健康预报因子是:血压不高,低血清葡萄糖,不吸烟和不过度肥胖。同时还指出:除老龄生物学影响外,与老年人病残最有关的危险因素出现在中年。以及老年人的多数伤残和长期医护需要是由临床疾病引起的,包括心脏病、中风、糖尿病、关节炎、视力损伤和髋骨骨折。”

    同样据大量研究发现,中风发生的危险因子有:高血压、动脉硬化、糖尿病、高血脂和吸烟等,其发病机制与血管因素、血液成分的改变和血液动力学因素有关。根据上述这些国内外学者的研究报导都充分揭示了对于老年人常见慢性疾病要通过有效的方法及时阻止慢性病的进程,提高慢性病的诊治效果和逆转由慢性病导致的功能残疾和生活能力的下降。使老年人尽管存有一种或多种慢性病,而能保持生活自理能力功能的时间——即提高健康期望寿命。

    二、老年性疾病的诊断和防治与检验医学的关系

    在老年性常见慢性疾病中,心血管系统疾病有:高血压、冠心病、急性心梗、冠状动脉粥样硬化等;在神经系统疾病有:脑动脉硬化症、短暂性脑缺血发作、脑梗死、脑栓塞、脑出血、蛛网膜下腔出血、震颤麻痹、老年性痴呆;在代谢性内分泌疾病有:糖尿病、骨质疏松症、高脂血症、痛风等;在呼吸系统疾病有:慢性支气管炎、阻塞性肺气肿、肺源性心脏病、肺血管栓塞等;在泌尿系统疾病中有:前列腺增生症、前列腺癌等。其中心脑血管病已成为我国人口病死原因的第一位,发病率随人口老龄化呈增加趋势,严重威胁着老年人的健康,是造成老年人病残的主要原因。我们在对上述相关疾病的发展与恶化以及发病机制病理过程综合分析研究后发现,老年人常见慢性病尤以心脑血管病的发展与恶化均与血栓形成及血栓栓塞有着密切的关系。随着医学新科技的应用以及检验医学的飞速发展,尤其血液学中血栓与止血研究的发展,促进了对血栓性疾病发病机制的深入认识和诊断方法的进步。同时在国际临床医学领域“循证医学”学说的建立,使实验室的检查数据和结果成为临床在对疾病的预防、早期诊断、治疗和预后判断过程中,提供科学依据的必不可少手段,限于篇幅,下面将有关的实验室检查方法与标志物的检测浅述如下:

    (一)血栓性疾病和血栓前状态的实验诊断参考指标

    血栓前状态(PTS.Prethromoticstate)是指血液有形成分和无形成分的生化学和流变学发生某些变化。同样地在这一病理状态下,既有利于发生但又不一定发生血栓形成或栓塞性疾病,如此时进行预防性应用药物干预(或治疗)将可阻止或逆转血栓性疾病的发生,发展与恶化,故在临床预防上具有非常重要的实际意义。其发病机制与血管内皮细胞的损伤、血小板的激活、白细胞的激活、高凝状态、纤溶活性降低和血液流变学的改变有关。PTS的实验诊断指标可分为二大部分:1.综合性筛选指标:(1)血浆凝血酶原时间(PT)活化的部分凝血活酶时间(APTT)测定。(2)血小板聚集试验(PAG)。(3)血浆纤维蛋白原含量(Fg)测定。(4)血液粘度测定。2.特异性实验诊断指标:(1)反映血管内皮细胞受损的化验指标,血浆血管性血友病因子抗原(vWF:Ag)测定。(2)反映血小板被激活的化验指标,血浆β-血小板球蛋白(β-TG)测定。(3)反映凝血酶生成增多的化验指标,血浆纤维蛋白肽A(FPA)测定、血浆凝血酶——抗凝血酶Ⅲ复合物测定。(4)反映生理性抗凝物减弱的化验指标,抗凝血酶Ⅲ活性(AT-Ⅲ)测定。(5)反映纤溶系统活性的化验指标,血浆组织型纤溶酶原激活物(t-PA)测定、血浆纤溶酶原活化剂的抑制物(PAI)测定,等。

    (二)老年人的骨质疏松症

    骨质疏松症是中老年人的常见病、多发病,严重危害老年人的健康,成为世界广泛关注的严重社会问题之一。当今医学界把治疗骨质疏松症预防骨折和治疗高血压预防中风,治疗高脂血症预防心肌梗死的重要性等同起来。据估计,美国每年65岁以上人群有25万人发生髋骨骨折。用于治疗骨质疏松症的医疗费每年高达100亿美元之多,并呈增长趋势。随着我国人口老龄化、高龄化,骨质疏松症发病率有明显增高趋势。有研究证明,60岁以上老年人约1/3都有跌倒史,80岁以上的老年人近九成患有骨质疏松症,是引起严重残疾或致死的主要原因。骨质疏松症是单位体积内的骨量明显减少,骨微小结构破坏,骨的脆性增加,易于骨折的一种全身性骨病。老年人骨质疏松症是一种与老化有关的过程,一方面随着年龄增长,造骨功能减退,越是高龄骨流失得越多,越会出现骨质疏松症,同时老年人的生理代谢也发生了许多变化,如合成VitD的功能减退,肾功能减退,使VitD活化能力降低以及糖尿病、长期应用糖皮质激素都会使老年人发生骨质疏松。骨质疏松的实验室检查:1.骨密度仪的应用:用于四肢骨骼骨密度的检查。2.骨吸收和骨形成的生化标志物检测可用于判断骨丢失的速率和骨代谢的情况,以及治疗的监测。(1)反映骨形成的指标有:血清总碱性磷酸酶、骨特异性碱性磷酸酶、血清骨钙素、I型胶原C端肽。(2)反映骨吸收的指标有:血清抗酒石酸酸性磷酸酶、γ-羧基谷氨酸、尿羟辅氨酸、尿胶原分解产物。

    (三)老年人前列腺增生与前列腺癌

    前列腺疾病是男性特别是中老年人泌尿生殖系统的多发病。其实验室诊断目前主要应用前列腺特异抗原(PSA)的检测。PSA产生于前列腺管上皮细胞,具有特殊的生物化学及免疫学特性,正常血清含量恒定且微量。前列腺癌细胞株保持其合成PSA的特性,并可释放该抗原于血循环中,因而前列腺癌患者由于其前列腺恶性病理性增生,而使血清PSA浓度显着升高。PSA已被公认为检测前列腺癌最具临床价值的瘤标。但并非前列腺癌的专一特异性物质。由于前列腺良性病理性增生,使得前列腺增生症、前列腺硬结及可疑癌的患者血清PSA也显着升高,而前列腺癌患者的PSA水平又较前列腺增生症、前列腺硬结及可疑癌患者升高更明显,因此在临床上为中老年人前列腺疾病的诊断提供了可靠的依据。