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1根据分析原理
化学分析:用物质的化学反应作为基本原理进行分析,这种方法有着悠久的历史,是我们分析化学中的基本,是经典的分析方法。它通过物质的反应情况,来判定物质的化学组成部分。通过在化学反应中物质与生成物之间的数量关系来鉴别组分的相对含量。仪器分析:用物质的物理或化学性质为基本的分析方法,可以通过光化学、电化学、热磁、声等进行分析。使用仪器的话分析过程简单。分析的结过的准确度也比较高,但在物质的微量、痕量方面的分析准确度较低。
2化学分析与仪器分析的共同点
这两种分析方法都是可以定性或者定量的。化学分析法主要是作为含量相对来说高的分析方法,它的准确性很高,一般情况下可以到千分之几,而仪器分析而且它的精确度不低,但是精密性很低,因此只可以监测出常量还有半微量的含量,一般要高于5%以上,作为一般的常量分析中很不使用。
3化学分析与仪器分析的差异
两种方式的使用设置有不小的差别,化学分析普遍的监测被测分析物为常量或者是半微量,而且它的精确度不低,但是精密性很低,因此只可以监测出常量还有半微量的含量,监测微量成分的时候准确度很差乃至压根监测不到;使用这样的方法加以监测任务时需要它的误差不可以高于百分之零点一。仪器分析经常是对微量甚至痕微量展开分析,它的精确性不高但是精密度很好,可以设定或定性的准确监测部分,但是误差不小,通常都会高于百分之一。
4特点及两种方法的关系
仪器分析:仪器分析经常是对微量甚至痕微量展开分析,仪器分析的使用比较快捷灵敏,样品的需要量也很少,分析速度也很快。但它的精确性不高但是精密度很好,可以设定或定性的准确监测部分,但是误差不小,通常都会高于百分之一。在这两种分析方法中,仪器分析是建立在经典的化学分析的基础上,基本的仪器分析方法需要的样品之前的处理都是用化学分析的方法,有很多仪器在进行分析钱还要用化学分析的方法进行分离物质,仪器分析方法基本上可以作为相对的化学分析方法。大多数的分析仪器都有很高的灵敏度,但是仪器也有损坏不准确的适合,在现代社会,科技的进步速度越来越快,化学分析方法也慢慢变得更加现代化和智能化,从分析化学的可靠性和使用成本中来说,不能确切的说明哪种方法比哪种方法更好,化学分析有着合适的是使用范围,它所需的工具价格也不昂贵,而仪器分析方法也不能离开化学分析的方法来进行改正,所以仪器分析是无法代替化学分析方法的。在分析仪器的过程中,要选择合适的仪器进行配备是重要的问题。比如,某公司想要生产处高质量的产品,就要先建立分析实验室,才能保障产品质量安全,现在有部分企业因为一些分析仪器价格比较高昂,贪图小便宜,没有经过分析研究就上市,这就导致了现代社会中经常出现的“食品安全事故”和“破坏环境”等问题。所以无论是从一些小的产品还是我们每天的衣食住行中,如果没有这些分析,社会就无法进步,科学就无法向前发[4]。
5结束语
教师作为课程教学改革活动的实施者与组织者,他们的教学方式、教育思想直接影响着教学改革是否能顺利开展并有效实施。教师应该在深刻认识到传统教学中存在问题的基础上树立新的教学理念,从以传授知识为主的应试型教育,转变为以培养学生实践动手操作能力、职业素养、创新精神为主要目标的“理实一体化”教学模式,从以教师为课堂教学中心的注入式教育,转变为以教师主导作用和学生主体作用有机结合的素质教育,从培养应试教育人才,转变为培养素质教育人才。“理实一体化”教学模式借助现代化科技手段的新型教学模式,并且结合本校实际情况,重新确定了分析化学课程所需掌握的基础理论知识,并强调了基础教育改革课程理念在化学分析课程教学中的渗透,同时增加了综合型问题、研究型问题与创新型问题等课程内容的教学,对课堂教学内容进行优化重组,进而形成“基础型-综合型-创新型”的教学新体系。例如,在分析化学实验教学中,分别设计以基础技能为主的实验、知识与技能综合性验、具有开放性的创新型实验,在基础技能实验中,教师精心挑选出化学分析课程的精髓,如分析天秤称量练习、滴定分析法操作,重点训练学生的基本操作技能,并且理解“量”的具体含义。在综合性实验中,设计了如鸡蛋壳中钙含量的测定、自来水中氯离子含量的测量、奶粉质量中重要指标的测定等创新性实验,让学生学会对知识的迁移能力,以及能够灵活地运用分析化学的理论知识、化学实验仪器,解决实际问题,有利于学生创新思维能力的培养。这样让学生在做中教,教中学,加强学生在校学习内容与实际工作之间的联系与一致性,进而实现理实一体化教学模式。
2重组教学内容,课程设计模块化分析化学课程
“理实一体化”教学模式,是将理论知识讲解与实践教学、实验教学有机融合的一种模式,其在教学内容上的构建上,应以“实用为主,够用为度,应用为本”为选择依据,改变原来课程的教学顺序与教学体系,对教学重难点进行重组整合,分为若干个项目模块,同时结合分析化学课程专业岗位技能要求,重点挑选出常见的化学分析方法、实验原理、实现现象,弱化理论知识的推导验证,加强分析化学实验与实际应用教学的比例,以突显出岗位的需求。并将理论知识的教学巧妙地融入到实践教学中去,然后以实践应用为主,理论知识为辅,组织课堂教学知识点,设计出从浅入深、从简到难的课程项目。当前分析化学课程教学,多年来局限于传统的教学模式,学生的实验操作技能和实践能力培养已经不能满足行业于企业的要求,为此,我们通过对化工行业与企业的调研,与企业共同解析化工生产和分析检验的主要环节,针对每个项目的技能关键点设计技能模块,按照技能模块组织教学。主要分为分析天秤与称量技术、误差与分析数据处理技术、滴定分析常用仪器操作技术、酸碱滴定技术、氧化还原滴定技术、配位滴定技术、沉淀滴定技术、电位分析技术、紫外可见光谱技术、原子吸收技术、气相色谱技术、高效液相色谱技术共12个项目。这些项目基本包含了分析化学中所常见的四大分析方法与实验仪器分析,为了突出课程的实用性,在项目开始前,教师将所涉及知识点通过统一讲解与学生自学的方式,让学生掌握基本的理论条件,然后再进行实验项目。让学生在完成项目的过程中,学习新知识,边做边学,进而提高学生在分析化学方面的职业技能水平与实践能力。
3改变教学方式,模块教学现场化
分析化学课程传统的实践教学由于受到经费、条件、环境等方面的限制,难以适应教学改革与应用型人才培养的实际需求。为此,在“理实一体化”教学模式下,应打破传统教学中的课堂讲解方式,将分析化学的专业知识与专业技能融合教学,以“课堂-工作间”的方式,把教室搬到车间、实验室、化验室进行现场教学,学生边学边做,让学生完全参与到生产实践过程中去,打破以往传统的黑板上讲解分析化学的抽象、脱离实际、空洞的教学方式,推行理实一体化课堂,将专业知识与专业技能教学有机结合,让学生在做中学,在学中做,形成教、学、做合一,让学生完全地参与到实践生产中去。课外教学实践是帮助学生熟悉职场环境、掌握工作技能的重要途径,通常采用任务式教学模式,让学生们在自主探索中发现问题,并且不断地总结出完成任务的方法。例如,可以让学生几人一组,成立调查小组,分别调查在某一养鸡场内,其土壤与饲料中重金属离子是否超标,含量、分布情况。不同的学生会对于同一个问题分析的角度不同,课外教学实践有利于拓宽学生的视野范围,增强学生的团队协作能力、人际交往能力。此外,学校还可以与企业、实验室进行长期的合作,为学生提供实习基地,这样实现产、学、研三方面的综合,不仅为学生创造了良好的实践机会,促进了学生适应工作环境能力,而且学生在理论联系实际中发现了问题,可以有效地为企业提供技术支持,帮助他们解决企业生产中的问题。如与某水检测实验室建立合作,学生参与到水质监测、样本采集、数据分析等工作;与某农业局建立合作,学生参与到土质土壤的pH值、有机物质、含氮量、含磷量等项目的分析监测工作。通过实践教学现场化,有利于强化学生的自主学习能力、社会适应能力、沟通能力、心理承受能力与实践动手应用能力。
4以培养创新型人才为导向,构建科学考核体系
分析化学课程理实一体化教学改革,应以培养应用型、创新型人才为价值导向,构建科学的考核体系。将课程考核分为理论知识与实践操作两部分,学生总成绩考核体系组成:40%化学理论知识考核+20%平时成绩+40%实践操作技能。实践操作技能部分,主要从学生实验操作规范性与熟练性、实验数据处理、实验报告撰写等方面进行考核,平时成绩根据学生的日常学习态度、上课考勤记录、课堂参与度、课后作业等方面给予综合评分,要让学生通过分析化学课程的学习,提高自身的化学检验、化学分析等方面的能力,使其专业技能达到国家所颁布的化学分析工种的职业要求标准。
5结语
综上所述,“理实一体化”教学模式在分析化学课程改革中的应用,通过对课程教学内容进行合理重组,创新教学体系,课程设计模块化,项目设计现场化,同时采取丰富的教学手段与方式,有效地弥补了传统分析化学课堂教学中的不足,调动了学生的学习热情与兴趣,提高课堂教学效果的同时,为满足社会、企业发展需求培养出具有高素质、高水平、创新型、应用型的人才,为学生将来的就业奠定坚实基础,符合当前本科教学改革发展要求。
作者:孙强强 单位:商洛学院化学工程与现代材料学院
参考文献
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关键词:纳米通道; ; 单分子检测; DNA测序; 综述
1引言
自20世纪70年代以来,随着光学、微机电加工(MEMS)、纳米科技等的飞速进展,已经发展了一些可以使工作者在单分子水平上探索生命体系的新工具。它们主要包括原子力显微镜(AFM)、基于荧光的技术、光磁镊等,这些技术已经可以使人们探讨生命体系的结构与功能。结合传统的分析技术(例如,X射线晶体学、NMR与凝胶电泳等),单分子技术已经在探索神秘的生命体系及其过程中(例如,DNA的复制、ATP的合成、不同物质穿越细胞等)展现了曙光[1]。
生物体内存在各种各样的及纳米通道,它们是连接内部与外部并进行能量、物质交换的途径[2]。科学家们受细胞膜上离子通道的启发制备了多种人工体系,例如蛋白与人工固态等, 不仅促进了新型生物传感器、纳流控装置、分子过滤设备、单分子检测等方面的快速发展,而且极大地加快了第三代DNA测序研究的进步[3]。目前主要是从这些装置的形状上区分和纳米通道:被简单定义为直径在1~100 nm之间,且直径(d)≥其深度(l)的孔;如果孔的深度远远大于其直径,则称这种结构为纳米通道。目前已构建的纳米尺度装置包括生物(通道)(由各类蛋白质分子镶在磷脂膜上组成)、固态(通道)(包括各种硅基材料、SiNx、碳纳米管、石墨烯、玻璃纳米管等)及上述两类相结合的杂化(通道)。基于这些纳米尺度装置的,均将其简称为(Nanopore analytical chemistry)或分析学(Nanopore analytics)或学(Nanoporetics)。基于的传感技术可能是最年轻的单分子技术,该技术无需标记、无需放大[4]。2简介
在的发展历程中,有几项工作是至关重要的。Coulter于20世纪40年代末提出了基于孔(Porebased)传感的概念,并发明了库尔特粒度仪(Coulter counter)[5]。库尔特粒度仪的测量原理相对简单(见图1a),将一个带有小孔(_SymbolmA@_m~mm)的绝缘膜分开两个电解质槽,分别插入两根电极后测量离子通过小孔时电导(电流)的变化。Coulter的发明不仅能够测定小的粒子,更重要的是可以对细胞进行分筛和计数,是历史上为数不多的、对于临床诊断与检测具有革命性意义的发明。
另外,1976年Neher和Sakamann采用微米玻璃管所发明的膜片钳技术,测量膜电势、研究膜蛋白及离子通道,对于研究进程具有重要的意义,两人于1991年获得生理与医学诺贝尔奖[6]。1977年Deblois和Bean采用径迹蚀刻法使库尔特粒度仪的孔径缩小到亚微米,这样可以检测纳米颗粒与病毒[7]。对于基于孔传感概念的真正的第是1996年Kasianowicz等[8]采用从金黄色葡萄球菌分泌得到的崛苎兀ㄡHemolysin)镶嵌于磷脂膜上,用于检测单链DNA(ssDNA)(图1b)。他们不仅将孔径从m(mm)降到nm级,而且将分析对象从细胞扩展到离子与生物分子。另外,还引入了一个与化学紧密相关的问题 ―― 纳米尺度界面问题(所有分析物与或通道均有相互作用),突显了化学的重要性。该工作不仅宣布了学()的诞生,更重要的是它提供了快速、廉价DNA测序的可能性,使的研究得到了各国政府、各大公司及学术界的高度关注与投入。2001年, 物理学家们也加入到的研究中,Golovchenko等[9]采用离子束在SiN薄膜上制备固态孔。其优点显而易见,主要是经久耐用,易于集成化。近年来将生物与固态孔相结合,形成了杂化孔,有望结合两者的优点[10];另外,还将玻璃纳米管[11,12],单层石墨烯用来制备[13]。的研究是典型的交叉学科研究,目前朝气蓬勃、方兴未艾[14,15]。图2列出了一些目前研究中采用的。
区域和放大器电容噪声大于40 kHz的区域。首先讨论1f区域,当无外加电压时噪声是平的,主要是由热扰动引起的;当有外加电压时噪声与频率的负二次方成正比。另外,1f的斜率值与离子穿越的流量有关。第二区域是高频区域,随着频率的增加,噪音增高。在该区域,膜电容主导电流噪音平方谱,随着测量频率带宽的增大,噪音增强。通常采用模拟或数字低通滤波器来减少高频带宽所引起的噪音,但同时,测量的时间分辨率将会受到较大影响,也会影响测量信号及掩蔽分子穿越的一些重要特性,特别是掩蔽DNA测序中的结构信息及单碱基分辨率。近年来,大量的工作在于改进分子穿越的信号质量,例如,通过改进支撑膜的物质的介电性质,优化屏蔽效果可以减小膜电容;优化的设计、选择适当的支持电解质和控制外加电压等均可改进测量信号。更加详细的有关噪音的工作可参考近期的一些工作及综述[16~19]。
关键词:分析化学实验;教学;优化
随着当前教育教学不断发展,在分析化学实验教学过程中,传统教学模式及方法方法已经无法满足实际需求及要求,导致在实际教学中存在很多问题,影响教育教学较好开展。所以,在当前分析化学实验实际教学中,采取有效措施优化课堂教学已经十分必要,在此基础上才能够使课堂教学中存在的问题得以消除,提升课堂教学质量及水平,促进实验教学进一步发展。
1优化分析化学实验课程体系
在分析化学实验课堂教学过程中,为能够使教学优化得以实现,首要任务就是应当优化实验课程体系,从而为更好开展教学奠定理想的基础条件。首先,对于基础操作技能加强训练,对相关实验操作加强规范。在实际教学过程中,实验教学效果之所以比较差,主要是由于学生基础操作能力比较差,相关实验操作缺乏规范,导致其在实际实验操作中往往出现错误,最终影响实验教学较好开展,因而教师应当使学生掌握相关实验要求及相关操作要求,实验操作中重难点内容,从而使学生能够更好进行实验操作,使其实验操作更加规范,在此基础上也就能够提升其实验操作能力及水平。其次,科学合理选择验证性实验,使学生对相关理论知识更加深入理解。在分析化学实验教学过程中,验证性实验属于十分重要的组成部分,主要对学生实验操作能力进行训练及培养,使学生对相关理论知识更好了解。在对验证性实验进行选择过程中,应当注意选择与实际生活具有密切联系的一些实验,从而使实验实用性能够得以增强,有效激发学生兴趣,并且也可使学生通过实验更好理解及掌握相关理论知识,使其化学能力及水平得以提升。此外,尽量多开设创新性及开放性实验,从而对学生创新能力进行培养。在当前教育教学中,对于学生创新能力也有着越来越高的要求,因而培养学生创新能力也就十分必要。所以,教师应注意增设开放性实验,使学生自主进行探究,自主获取实验结果,这对学生探究能力及创造能力培养十分有利,可使学生综合能力得以提升,促进其更好发展[1-2]。
2优化教学方法及教学过程
在分析化学实验课堂教学过程中,为能够使教学优化得以更好实现,优化教学方法及教学过程中也是十分重要的一个方面。在教学方法优化方面,教师应当注意选择各种现代化教学方法开展实验教学,从而使课堂教学更加灵活、丰富,同时也使学生学习兴趣得以提升,使其更加积极主动学习相关分析化学实验知识。在实际教学过程中,教师可选择多媒体教学方式开展教学,通过多媒体课件,可更好展示实验操作内容,也能够更好演示实验反应现象,特别是在课堂上无法演示的一些实验,利用多媒体课件可实现较好演示,这对学生理解及掌握这类实验实验有利。另外,在实际课堂教学过程中,教师还应当科学合理安排实验教学过程中,对于课程教学过程应当科学合理设计,对于课前预习环节应当加强重视,使学生能够使相关实验原理及实验内容与步骤较好了解,从而使其更好进行相关实验操作,避免在实际实验操作中出现疏漏。此外,在课堂教学中还应当注意加强实验讨论,使学生能够通过讨论更好了解实验过程中存在的一些问题,以便更好进行总结,防止在今后实验中再有类似错误发生,在此基础上也就能够使学生实验能力及实验水平得以有效提升,促进实验教学得以更好发展,取得更加理想实验教学效果[2-3]。
3优化实验考核评价
在分析化学实验课堂教学过程中,实验考核评价也是十分重要的一项内容,因而优化实验考核评价也就十分必要。就目前分析化学实验考核实际情况而言,通常都是依据学生平时实验成绩及笔试成绩。在对学生平时实验成绩实行考核评价过程中,教师通常都是依据实验结果及实验报告,这种方式存在很大弊端,主要就是有些学生为能够得到较好成绩,往往都是伪造实验数据,往往抄袭其它学生实验数据,但是并未能够真正将实验掌握,导致教师判断错误,使实验考核评价丧失公平性及合理性。所以,实际课堂教学中,教师应当注意积极改变这种考核评价方式,对学生实践操作能力考核加强注意,将学生实验操作作为考核评价的重要内容,从而使实验考核评价更加科学、合理、全面,也就能够更好了解学生实际情况,为今后课堂教学的更好开展提供理论依据[3]。
4结语
在当前分析化学教学过程中,实验教学属于十分重要的组成部分,对学生实践能力培养具有重要作用及意义。在分析化学实验实际课堂教学过程中,化学教师应当注意实行实验教学优化,从各个方面入手优化课堂教学情况,从而使课堂教学质量及水平得以提升,对学生实验能力进行更好培养,促进其得以更好发展。
参考文献:
[1]赵燕,程苑莉.分析化学实验教学改革的研究与探索[J].实验科学与技术,2015(02):107-109.
[2]李松栋,周激,吴跃焕,张翠红,张颖.分析化学实验教学改革与探索[J].实验科学与技术,2012(03):90-92.
(安徽工业职业技术学院 安徽 铜陵 244000)
摘要:探讨高职《分析化学》定量分析的教学方法,从物质中含量测定的准确性要求出发,提出定量分析“准” 字是该课程的教学灵魂,为了实现“准” 字,从仪器、水、试剂、方法、操作、数据六个方面加以论述和提出要求,并始终贯穿于理论和实践教学中。
关键词 :高职;分析化学;定量分析
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)01-0106-03
“分析化学”是高职应用化工技术专业一门重要的专业基础课,学好这门课对学生毕业从事化学检验工及相关工作起着十分关键的作用。教好这门课,教师必须把握这门课的灵魂所在。“分析化学”包括定性分析和定量分析两部分,高职“分析化学”只讲述定量分析部分。定量分析是测定物质中有关成分的含量。含量测定的准确与否就是测定值与真实值的接近程度,也就是误差。其灵魂所在,就是一个 “准” 字,它始终贯穿于理论和实践教学中。
笔者在教学中始终围绕着“准”这个中心从以下方面来组织教学,以“准”为目标开展以任务驱动的教学方法和教学设计。“准”体现的几个方面,如图1所示。
仪器
知识要点 分析中的仪器包括两大类仪器,即仪器分析的仪器(通常为仪器分析的主要设备,如分光光度计、气相液相色谱仪、原子吸收光谱仪等等,该仪器为真正意义上的仪器,其使用主要依据仪器操作规程和使用说明,必要的技能还有化学分析中的标准溶液的配制)和化学分析中的一般仪器。化学分析中的仪器包含玻璃仪器和天平等仪器,按照用途可分为计量仪器和一般仪器。计量仪器有准确计量物质质量大小的分析天平和准确计量溶液体积大小的玻璃器皿移液管(吸量管)、容量瓶、滴定管三种。
教学设计与实施 为了在定量分析中达到“准”,教学中先从一般仪器如烧杯、三角烧瓶、量桶等玻璃仪器的用途说起。该类仪器计量上是大致的,但使用过程中不应引入新的杂质而产生误差,这就包括玻璃仪器的洗涤方法的教学。其次在准确计量溶液体积大小的玻璃器皿移液管(吸量管)、容量瓶、滴定管的教学中,一要把握仪器的洗涤;二要把握保证容量仪器的计量准确,即该三种容量仪器的校正方法;三要把握仪器使用过程中试液浓度的变化,包括移液管(吸量管)、滴定管洗涤后用试液置换润洗的方法和滴定管、容量瓶检漏方法。再者就是该三种仪器体积数字读出有效数字正确位数。对于定量分析天平的教学,由于现代科技的发展,电子天平基本上已取代了机械砝码光学天平和单盘精密天平。在电子天平的教学中把握电子天平与其他天平的显著区别是电子天平是采用电磁力平衡原理,重量通过传感器由电路最终通过数字显示出来。要使称量准确,电路必须预热30分钟以上才能达到稳定状态。再者就是称量方法,突出减量称量法的教学,学生能根据试样的密度大小,由体积判断质量的大小,减量操作应在三次达到所称的质量范围。
实验室用水
知识要点 相应的国家标准规定了实验室用水的质量,具有一定的级别,可视为用量最大的试剂。不同的分析方法有化学分析和仪器分析、常量分析和痕量分析等。为了达到“准”,要求使用不同级别的“分析实验室用水”。
教学设计与实施 教学中先从实验室用水的作用讲起,实验室用水包括玻璃器皿的洗涤、试剂的配制、溶液的稀释等。要得到各种规格用途的水,分析中做到“准”,在水的使用过程中要求不在分析操作中引入新的杂质。实验室用水必须要从源水中净化制得,源水通常为自来水。首先说明自来水中成分的主要杂质(电解质、有机物、颗粒物质、微生物、溶解气体),然后是如何净化自来水(源水),即实验室用水的制备,也就是实验室用水纯化方法,以及各种纯化方法的比较。这里要交待实验室用水的标准(规格)一、二、三级水及用途。
化学试剂
知识要点 定量分析实验用试剂按作用主要分为两大类:第一类为一般作用的试剂如调节酸度、分解试样、沉淀剂等,第二类为对纯度有严格要求的试剂如标准溶液的配制和标定的基准物质、常量分析用的分析纯试剂、微量及痕量分析用的高纯、光谱试剂等。
教学设计与实施 为了“准”,第一类试剂的使用原则是不应引入与试样相同的成分以使试样有效成分损失,第二类试剂则对于纯度有更加严格的要求,教学中从试剂的用途到试剂的分类和规格,以及试剂的选用路线讲述,同时强调试剂使用“就低不就高的原则”。
方法
知识要点 根据分析要求、分析对象、测定原理、试样用量与待测成分含量的不同及工作性质等,分析方法可分为许多种类。如定性分析、定量分析和结构分析;化学分析和仪器分析;无机分析和有机分析;常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析;例行分析和仲裁分析等。
教学设计与实施 对于一定量的试样选择什么分析方法,教学中先举例;如测定试样中Ca2+的含量,怎样测定?可用的方法有:(1)酸碱滴定法:Ca2+CaCO3Ca2+(加入过量HCl),以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定过量HCl。(2)络合滴法:
Ca2++H2Y2-CaY2-+2H+,在pH=10时,以铬黑T为指示剂,用EDTA直接滴定Ca2+。(3)氧化还原滴定法:Ca2+CaC2O4Ca2+(加入强酸)+H2C2O4,用KMnO4滴定H2C2O4来间接测量Ca2+。
2MnO4-+5C2O2-4+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O。
(4)重量分析法:Ca2+CaC2O4,经过滤、洗涤、干燥,用天平称量CaC2O4,再换算为Ca2+;(5)如果是微量的试样可选用仪器分析法。以上分析方法都可用,选用哪种方法?做到误差最小而快速简捷,这样一一来讲解各种分析方法的原理及优缺点,教学效果会更加显著。
操作
知识要点 定量分析的操作主要包括试样的采取和制备、试样的分解、重量分析基本操作、滴定分析基本操作、各种仪器设备的操作等,这部分内容着重是实践教学。
教学设计与实施 教学中向学生说明为使分析结果准确无误,操作过程中怎样保证不引入新的杂质,又不会使待测物质损耗,化学反应完全,无副反应,化学计量点与滴定终点的重合等。再教学生各种分析方法的操作,如在硫代硫酸钠标准溶液标定中反应分两步进行:
1.第一步反应:
Cr2O2-7+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O
反应后产生定量的I2,加水稀释后用硫代硫酸钠标准溶液滴定;
2.第二步反应:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
以淀粉为指示剂,当溶液变为亮绿色即为终点。为什么反应进行时要加入过量的KI和H2SO4,反应后又要放置在暗处10分钟?为什么第一步反应后,用Na2S2O3溶液滴定前要加入大量的水稀释?为什么淀粉指示剂要在滴定终点前加入?为什么淀粉指示剂不能长久保存?为什么标定硫代硫酸钠滴定中指示剂加入前要快滴慢摇,指示剂加入后要快摇慢滴?通过这个实例向学生一一讲解上述问题。每种操作实验应充分训练。在操作中指导,在失败中总结,培养学生每个实验都能独立完成,独立思考,这样会达到事半功倍的效果。分析化学是一门实践性很强的学科,学习的目的就是为了应用,因此操作训练这部分格外重要。高职实践教学要求课时不少于总课时的50%,笔者的教学实践操作占60%,很多操作要点都是在实验过程中讲解。
数据
知识要点 无论是数据的记录、分析运算还是最终报出定量分析的结果,任何一个环节都离不开数据。因此,在实际工作中经常遇到两方面的问题需要解决:一方面是怎样记录数据,哪些数据应保留、哪些应舍弃,运算得到的分析结果应保留几位数字,多余的位数应怎样处理;另一方面是怎样评价分析结果,方法的准确度、精密度如何,误差和偏差有多大。
教学设计与实施 教学中向学生讲明我们有正确的分析方法及严格完善的操作过程,那怎样记录操作中分析天平和滴定管、移液管、容量瓶的数字呢?记录几位数?怎样计算?计算结果取几位有效数字?在定量分析工作中,我们经常做多次平行的测定,然后求出平均值。但多次分析的数据是否都参加平均值的计算,有的偏差较大,能否舍去?这就需要我们科学判断。为解决这些问题,要求分析人员必须熟悉有关误差的基本理论,掌握实验数据的科学处理方法。这样来讲解定量分析中误差的概念,有效数字及运算规则,分析结果数据处理等内容。
以上是笔者这些年在分析化学中教学的一点体会,从六个方面阐述了定量分析的教学。化学检验中还有分析试样的采集与制备这个环节,由于高职“分析化学”没有涉及这方面内容,在此将不一一赘述。怎样教好一门课?学者专家都有完善的论述和理论,但笔者认为教好一门课要用心去教,首先要让学生了解该课程在所学专业中的地位和作用,本专业为什么开设该课程,学生怎样学好这门课;其次是教师怎样教好这门课,要把握这门课的精髓和灵魂所在,在分析化学定量分析教学中灵魂就是一个“准”字,也是这门课的精髓所在。按照这种教学思路和设计,在教学实施过程中取得了良好的教学效果,近三年我校应用化工技术专业毕业生参加国家职业技能鉴定中级化学检验工种通过率均为100%,在连续两届全国有色行业高职院校化学检验工技能大赛中取得了优异的成绩。
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