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2024 / 07 / 23
“绿色化学”是顺应“美丽中国”主题的学科发展方向,也是促进化学学科得以可持续发展的重要抓手.当下化学界对“绿色化学理念”的研究方兴未艾,笔者作为一名奋斗在教学一线的髙中化学教师,也在思索着如何将绿色理念融人到高中化学实验教学中来,培养学生的健康、绿色的化学意识和实验能力,引领着化学教学朝着更为绿色、环保、节能的方向发展,本文就该话题谈几点笔者的看法,望能有助于课堂教学实践。
一、严格规范实验操作
化学实验通常都具有一定的危险性,因此,实验的过程中操作应该非常严谨、科学,操作务必规范,那么,不规范的操作与“绿色理念”有怎样的冲突呢?实践经验表明,任何一个实验过程中的微小差错,都有可能造成不良的后果,轻则造成实验污染程度的加大,重则会导致安全事故.所以,严格规范实验操作是有序开展绿色化学实验的前提。
严格规范实验操作如何落到实处呢?
笔者认为我们教师应该注重学生最基础的实验操作技能的培养,这不仅仅是口头上的强调与疏导,必须落实到实验每一个环节的操作中去,只有严格规范实验操作才能尽可能地减少安全事故的发生,有效减少污染物的排放,同时还能节约不必要的实验耗费。
例如,我们在学生开始实验之前,应该要求学生认真地检查制备气体装置的密闭性是否符合要求,只有在确保合格的情况下才能进行实验,如此做法可以有效避免在实验操作的过程中,气体由泄漏造成的环境污染,也保证了实验的安全性,有效避免化学实验对学生人体的危害;在实验的过程中,有时需要闻气体,这个时候,应该提醒学生正确的操作方式,同时要求学生切忌太用力去吸气;实验选择容器的时候,引导学生观察教材中的装置图,思考为什么不能选择敞口容器的原因,继而帮助学生树立绿色实验的意识。
二、基于绿色理念优选反应物
高中化学实验,几乎所有的化学反应发生的过程中都会有一些污染环境的物质生成,为了有效突破教学重点、难点,有时不可避免造成污染时怎么办?笔者认为,这个时候,我们教师应该对化学反应进行分析,思考有没有对环境污染更小的反应替代物,采取“两害取其轻”的方式降低污染,当然如果能够找到绿色无污染的反应物更好。
例如,高中阶段,“氣气的制取实验”,如果按照传统的实验方式,会有大量的氯气生成,就算教师有收集装置对氯气进行收集起来,但这些收集起来的氣气最终还是会排放到空气之中,造成污染的根本性问题没有得到有效解决.怎么才能让污染的排放减少呢?当下有很多教师在实验试剂上进行改进,以医用高锰酸钾片(通常说的PP片)作为反应物与浓盐酸发生反应制取氯气,这样考虑的出发点是什么呢?由于PP片有很高的密度,即使将其浸泡几个小时,也无法做到完全溶解,如此一来,PP片是固体与浓盐酸发生反应的接触面比起液体与液体的接触而言,效果要差太远了,大大减弱了化学反应的剧烈程度,借此减少氯气的生成量,让整个实验过程变得相对而言环保一些。
由此可见,选择恰当的反应物,是实现绿色实验的有效手段。
三、积极推广微型实验
与传统实验相比微型实验”能够明显减少药品的消耗,自然也就减少了污染的排放,是一种基于低耗减排的绿色实验理念而开发和设计出来的实验方式。
对于微型实验由于我们国内,尤其是高中老师研究并不深人,很多老师讲微型实验片面地理解为“简单的减少试剂、药品的用量”,其实不然,微型实验不仅仅包括微量药品,还包括实验仪器等其他实验条件的的微型化,蕞终达到大幅降低实验成本和污染排放的绿色实验目的。
微型实验有个问题,那就是实验条件的微型化带来反应现象可观察度不够,怎么办?笔者认为为了提高实验的可视化,应该借助于投影仪等工具对微型实验的实验现象进行放大处理。
四、努力在实验中做到废物利用
在当前建设节约型经济社会的大背景下,“循环利用”是重要的是环保理念和减少污染的方法.那么,在化学实验教学中,我们的绿色实验在想办法减少污染物排放的同时,有没有其他途径呢?笔者在实践中常常将“废物的循环利用”作为绿色实验思考的一个方面,并以此来实现绿色课堂的有效实现。
例如,在“银镜反应”中生成的银,我们可以将其与稀HN03进行加热反应生成AgN03,如此一来生成物又可以用于下一次实验,实现物品的循环利用。
除此以外,废物利用也是节约消耗的一个重要方面,环顾我们的身边,废旧物品随处可见,这些物品有没有价值了呢?是否可以用于化学实验探究呢?笔者认为有一些还是有价值的,经过简单的加工改造,也可以变成不错的化学实验器具。
例如,“一次性针筒”经过消毒处理后,我们化学实验中可以用来替代量筒,塑料吸管更是随处可见,我们化学实验中可以将其用来代替移液管等,在化学实验教学中,借助于这些废旧物品来自制实验仪器能够给学生带来耳目一新的感觉,不仅渗透了环保的思维与理念,同时,将这些随处可见、随处可用废旧物品拿来自制仪器还是一种意识上的渗透,能够大大增加学生的实验机会和提髙实验的便利性和可重复性,如果引导学生自制仪器,学生参与到制作过程之中,能有效培养学生的动手实践能力,学生的在选材和设计的过程中,是知识创新和应用的过程,这是一个一举多得的有效之举。
五、妥善处理实验废弃物
从当前高中阶段的化学实验本身来看,有一些实验本身就是一定有污染的,这与实验手段和方法无关的,这时候怎么办?笔者认为“妥善地处理这些实验废弃物”也是充分体现绿色实验理念的一个重要的方面,因此我们在实验教学的过程中,一定要正确地疏导学生,确保其能够养成科学处理实验废弃物的习惯与能力。
例如,在处理“实验废液”时,要求学生按照要求将实验倒入专门的、对应的废酸槽或者废碱槽,如果有些实验生成的废液不能倒弃排放怎么办?必须引导学生从其化学性质出发,思考如何处理?是搁置一段时间,还是再添加其他化学药品通过化学反应生成污染小的生成物然后再进行排放等等。
总之,笔者认为作为教师,我们要努力把绿色化学理念自始至终地贯彻于化学实验教学的各个环节,让学生在化学课堂上养成环保意识,形成环保能力。
指导老师:
实验目的:练习使用刻度尺和秒表,测量小车的平均速度实验原理:速度=距离s用符号表示V=时间t
实验器材:木块木板小车刻度尺秒表实验过程:
1、检查实验器材是否齐全、完好。
2、按课本23页图组装器材。
3、把小车放在斜面顶端,小木板放在斜面底端,用刻度尺测出小车将要通过了路程s1,填入表格中。
4、用停表测量小车从斜面顶端滑下到撞击小木板的时间t1,填入表格中。
5、根据测得的s1和t1,利用公式算出小车通过全车的平均速度v1
6、将小木板移至斜面中部,测出小车到小木板的距离s27、测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路程s2所用的'时间t2,算出小车上半段的平均速度v2。
摘要:
电子自旋共振(Electron Spin Resonance),缩写为ESR,又称顺磁共振(Paramagnetic Resonance)。它是指处于恒定磁场中的电子自旋磁矩在射频电磁场作用下发生的一种磁能级间的共振跃迁现象。这种共振跃迁现象只能发生在原子的固有磁矩不为零的顺磁材料中,称为电子顺磁共振。1944年由前苏联的柴伏依斯基首先发现。它与核磁共振(NMR)现象十分相似,所以1945年Purcell、Paund、Bloch和Hanson等人提出的NMR实验技术后来也被用来观测ESR现象。目前它在化学、物理、生物和医学等各方面都获得了极其广泛的应用。用电子自旋共振方法研究未成对的电子,可以获得其它方法不能得到或不能准确得到的数据。如电子所在的位置,游离基所占的百分数等等。
1939年美国物理学家拉比用他创立的分子束共振法实现了核磁共振。1945年至1946年珀赛尔小组和布洛赫小组分别在石蜡小组分别在石蜡和水中观测到稳态核磁共振信号,从而在宏观的凝聚物质中取得成功。此后,核磁共振技术迅速发展,还渗透到生物、医学、计量等学科领域以及众多生产技术部门,成为分析测试中不可缺少的实验手段。
关键词:电子自旋共振 共振跃迁 铁磁共振 g因子
引言:
顺磁共振(EPR)又称为电子自旋共振(ESR),这是因为物质的顺磁性主要来自电子的自旋。电子自旋共振即为处于恒定磁场中的电子自旋在射频场或微波场作用下的磁能级间的共振跃迁现象。研究了解电子自旋共振现象,测量有机自由基DPPH的g因子值,了解和掌握微波器件在电子自由共振中的应用,从矩形谐振长度的变化,进一步理解谐振腔的驻波。
铁磁共振和顺磁共振、核磁共振一样是研究物质宏观性能和微观结构的有效手段本实验采用扫场法进行微波铁磁材料的共振实验。即保持微波频率不变,连续改变外磁场,当外磁场与微波频率之间符合一定的关系时,可发生射频磁场的能量被吸收的铁磁共振现象。微波铁磁共振在磁学和固体物理学中占有重要地位。它是微波铁氧体物理学的基础。微波铁氧体在雷达技术和微波通信方面有重要的应用。
顺磁共振
1、实验原理:
一、 电子的自旋轨道磁矩与自旋磁矩
原子中的电子由于轨道运动,具有轨道磁矩,其数值为:
2me?l??Pl 负号表示方向同Pl相反
在量子力学中Pl?
l?e?B 其中?B?e?2me称为玻尔磁子。
电子除了轨道运动外还具有自旋运动,因此还具有自旋磁矩,
其数值表示为:?s??emePs?由于原子核的磁矩可以忽略不计,原子中电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成原子的总磁矩:?j??ge2mePj 其中g是朗德因子,g?1?j(j?1)?l(l?1)?s(s?1)2j(j?1)
在外磁场中原子磁矩要受到力的作用,其效果是磁矩绕磁场的方向作旋进,也就是Pj绕着磁场方向作旋进,引入回磁比???ge
2me,总磁矩可表示成?j??Pj。同时原子角动
量Pj和原子总磁矩?j取向是量子化的。Pj在外磁场方向上的投影为:
Pj?m? m?j,j?1,j?2,??j
其中m称为磁量子数,相应磁矩在外磁场方向
?j??m???mg?B m?j,j?1,j?2,??j
二、电子顺磁共振
原子磁矩与外磁场B相互作用可表示为:E???j?B??mg?BB???m?B
不同的磁量子数m所对应的状态表示不同的磁能级,相邻磁能级间的能量差为?E???B,它是由原子受磁场作用而旋进产生的附加能量。
如果在原子所在的稳定磁场区又叠加一个与之垂直的交变磁场,且角频率?满足条件 ???g?BB即????E???B,刚好满足原子在稳定外磁场中的邻近二能级差时,二邻
近能级之间就有共振跃迁,我们称之为电子顺磁共振。
当原子结合成分子或固体时,由于电子轨道运动的角动量常是猝灭的,即Pj近似为零,
所以分子和固体中的磁矩主要是电子自旋磁矩的贡献。根据泡利原理,一个电子轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子,若电子轨道都被电子成对地填满了,它们的自旋磁矩相互抵消,便没有固有磁矩。通常所见的化合物大多数属于这种情况,因而电子顺磁共振只能研究具有未成对电子的特殊化合物。
三、弛豫时间
实验样品是含有大量具有不成对电子自旋所组成的系统,虽然各个粒子都具有磁矩,但是在热运动的扰动下,取向是混乱的,对外的合磁矩为零。当自旋系统处在恒定的外磁场H0中时,系统内各质点的磁矩便以不同的角度取向磁场H0的方向,并绕着外场方向进动,从而
形成一个与外磁场方向一致的宏观磁矩M。当热平衡时,分布在各能级上的粒子数服从波耳兹曼定律,即:
N1?exp(?E2?E1kT)?exp(??EkT)
式中k是波耳兹曼常数,k=×10-16(尔格/度),T是绝对温度。计算表明,低能级上的粒子数略比高能级上的粒子数多几个。这说明要现实出宏观的共振吸收现象所必要的条件,既由低能态向高能级跃迁的粒子数比由高能级向低能级跃迁的粒子数要多是满足的。正是这一微弱的上下能级粒子数之差提供了我们观测电子顺磁共振现象的可能性。
2、实验装置
微波顺磁共振实验系统由三厘米固态信号发生器,隔离器,可变衰减器,波长计,魔T,匹配负载,单螺调配器,晶体检波器,矩形样品谐振腔,耦合片,磁共振实验仪,电磁铁等组成,为使联结方便,增加了H面弯波导,波导支架等元件
三厘米固态信号发生器:是一种使用体效应管做振荡源的信号发生器,为顺磁共振实验系统提供微波振荡信号。
隔离器:位于磁场中的某些铁氧体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同的吸收,经过适当调节,可使其哦对微波具有单方向传播的特性。隔离器常用于振荡器与负载之间,起隔离和单向传输作用。
可变衰减器:把一片能吸收微波能量的吸收片垂直与矩形波导的.宽边,纵向插入波导管即成,用以部分衰减传输功率,沿着宽边移动吸收可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率以及去耦合的作用。
波长表:电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中,当频率计的腔体失谐时,腔里的电磁场极为微弱,此时,它基本上不影响波导中波的传输。当电磁波的频率满足空腔的谐振条件时,发生谐振,反映到波导中的阻抗发生剧烈变化,相应地,通过波导中的电磁波信号强度将减弱,输出幅度将出现明显的跌落,从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度,通过查表可得知输入微波谐振频率。
匹配负载:波导中装有很好地吸收微波能量的电阻片或吸收材料,它几乎能全部吸收入射功率。
微波源:微波源可采用反射式速调管微波源或固态微波源。本实验采用3cm固态微波源,它具有寿命长、输出频率较稳定等优点,用其作微波源时,ESR的实验装置比采用速调管简单。因此固态微波源目前使用比较广泛。通过调节固态微波源谐振腔中心位置的调谐螺钉,可使谐振腔固有频率发生变化。调节二极管的工作电流或谐振腔前法兰盘中心处的调配螺钉可改变微波输出功率。
魔 T:魔 T是一个具有与低频电桥相类似特征的微波元器件,如图(2)所示。它有四个臂,相当于一个E~T和一个H~T组成,故又称双T,是一种互易无损耗四端口网络,具有“双臂隔离,旁臂平分”的特性。利用四端口S矩阵可证明,只要1、4臂同时调到匹配,则2、3臂也自动获得匹配;反之亦然。E臂和H臂之间固有隔离,反向臂2、3之间彼此隔离,即从任一臂输入信号都不能从相对臂输出,只能从旁臂输出。信号从H臂输入,同相等分给2、3
臂;E臂输入则反相等分给2、3臂。由于互易性原理,若信号从
反向臂2,3同相输入,则E臂得到它们的差信号,H臂得到它们
的和信号;反之,若2、3臂反相输入,则E臂得到和信号,H臂
得到差信号。
当输出的微波信号经隔离器、衰减器进入魔 T的H臂,同相
等分给2、3臂,而不能进入E臂。3臂接单螺调配器和终端负载;
2臂接可调的反射式矩形样品谐振腔,样品DPPH在腔内的位置可
调整。E臂接隔离器和晶体检波器;2、3臂的反射信号只能等分给E、H臂,当3臂匹配时,E臂上微波功率仅取自于2臂的反射。 右图 魔T示意图
样品腔:样品腔结构,是一个反射式终端活塞可调的矩型谐振腔。谐振腔的末端是可移动的活塞,调节活塞位置,使腔长度等于半个波导波长的整数倍(l?p?g/2)时,谐振腔
谐振。当谐振腔谐振时,电磁场沿谐振腔长l方向出现P个长度为?g/2的驻立半波,即TE10P模式。腔内闭合磁力线平行于波导宽壁,且同一驻立半波磁力线的方向相同、相邻驻立半波磁力线的方向相反。在相邻两驻立半波空间交界处,微波磁场强度最大,微波电场最弱。满足样品磁共振吸收强,非共振的介质损耗小的要求,所以,是放置样品最理想的位置。 在实验中应使外加恒定磁场B垂直于波导宽边,以满足ESR共振条件的要求。样品腔的宽边正中开有一条窄槽,通过机械传动装置可使样品处于谐振腔中的任何位置并可以从窄边上的刻度直接读数,调节腔长或移动样品的位置,可测出波导波长?。
3、实验步骤:
1、连接系统,将可变衰减器顺时针旋至最大, 开启系统中各仪器的电源,预热20分钟。
2、将磁共振实验仪器的旋钮和按钮作如下设置: “磁场”逆时针调到最低,“扫场” 逆时针调到最低,按下“调平衡/Y轴”按钮(注:必须按下),“扫场/检波”按钮弹起,处于检波状态。(注:切勿同时按下)。
3、将样品位置刻度尺置于90mm处,样品置于磁场正中央。
4、将单螺调配器的探针逆时针旋至“0_刻度。
5、信号源工作于等幅工作状态,调节可变衰减器使调谐电表有指示,然后调节“检波灵敏度”旋钮, 使磁共振实验仪的调谐电表指示占满度的2/3以上。
6、用波长表测定微波信号的频率,方法是:旋转波长表的测微头,找到电表跌破点,查波长表——刻度表即可确定振荡频率,使振荡频率在9370MHz左右,如相差较大,应调节信号源的振荡频率,使其接近9370MHz的振荡频率。测定完频率后,将波长表旋开谐振点。
7、为使样品谐振腔对微波信号谐振,调节样品谐振腔的可调终端活塞,使调谐电表指示最小,此时,样品谐振腔中的驻波分布如图7-4-5所示。
图7-4-5 样品谐振腔中的驻波分布示意图
在本学期的实验课中,我学到了很多在平时的学习中学习不到的东西。基本每次实验都达到了实验目的要求。每次上实验课,老师都给我们认真的讲解实验原理,轮到我们自己动手的时候,老师还常常给予我们帮助,我真心地感谢他们对我们的付出。在大学物理实验课即将结束之时,我对在这一年来的学习进行了总结,总结这一年来的收获与不足。取之长、补之短,在今后的学习和工作中有所受用。
通过物理实验的学习,我认识到了实验是物理学的基础,许多理论直接来自于实验。而要设计一个实验去验证某个理论或者利用某个理论去测量某个物理,更是十分有学问的,是非常复杂的。我们学理科的同学,尤其要重视实验课,注重理论与实践相结合。
总的来说对本学期的实验还是很大程度上开阔了我们的视野,也和科技前沿的一些东西开始有了亲密的接触。基本上和我们的实验初衷吻合,完成了实验任务,达到了我们实验目的。
下面我就对我这一年所学到的东西做一个概述:
1、实验课的基本程序
、 课前预习:
学生对于将要进行的实验做预习,通过阅读实验教材和参考资料,弄清本次实验的目的、原理和所要使用的仪器,明确测量方法,了解实验要求及实验中特别要注意的问题等。预习报告包括:实验目的、试验中所用的仪器、实验原理及实验内容、实验步骤这四大部分。同学做好实验预习报告以后才可以拿着预习报告去做实验,预习报告在试验中占有一定的分值。
、 实验操作
我们做实验是在双周周二的下午,先由实验辅导老师对实验进行讲解,一般来说我们一个班是分成两个两个实验组,每个组做不同的实验。老实讲解完后,会分组再详细的对该组的实验仪器的使用进行讲解,在对基本实验的装置了解之后,我们对自己动手实验也不象以前的有一种很陌生的感觉,这一点对我们来说很有利,我们可以很投入和很成功的完成实验。因为我们已经知道什么地方是操作的要点,什么可能导致失败。并且物理实验本就在很大程度上调动我们学习的积极性。实验完毕,实验数据须经教师审阅、签字,再将仪器整理好。
实验操作是物理实验基本程序中的核心,使学生主动研究,积极探索的好时机。每一实验收获大小主要取决于学生主观能动性的发挥程度。
、 整理实验报告
实验报告是实验成果的文字报告,是实验过程的总结。与别的实验班不同的是我们班并不是在做实验的时候交报告,而是在做完实验的下一周交报告,这样的好处是我们不会为了写报告手忙脚乱而且还会很好的帮我们能复习一下实验内容。实验总结报告包括:实验结果分析与计算,实验思考题两大部分。
实验报告对我们整个大学期间的物理实验都是很重要的一步,这也是检测我们学生学到什么的重要一步,并且也是考察我们数据处理能力的一个重要依据。
2、物理实验的基础知识
、误差的分类
(.测量结果都存在误差,误差不可避免)
、误差的表示
a.绝对误差:绝对误差 = 测量结果 - 被测量的真值
b.相对误差:相对误差 = (测量的绝对误差 / 被测量的真值)x100%
、误差的主要类型
a.系统误差:在相同条件下,对同一被测量的多次测量中,误差的绝对值和符
号保持恒定或在条件改变时,误差的绝对值和符号按一定的规律变化。
b.随机误差:在相同条件下多次重复测量同一个量时,每次测量出现的误差的
测量值和符号以不可预知的方式变化。
、测量的`不确定度
测量的不确定度是测量结果必须具有的一个参数,其反应了对被测量真值不能肯定的程度,或者说测量值作为被测量真值和估计值可能存在的一个分布范围并在这个分布范围内以一定的概率包含被测量真值:
测量结果 = x +/- △ (P = 90%)
式中,x是测量值;△是不确定度;P是包含真值的概率。
依照相对误差的定义,可以定义相对不确定度:
Ur = (△/x)x100%
、不确定度中分量的评定方法(按数值)
类:采用统计方法评定
类:其他,相当于仪器的误差△仪
总不确定度 = sqar(△A2 + △B2)
、有效数字
3、物理实验数据处理的基本方法(列表法、作图法、最小二乘法、逐差法)
一般在记录原始数据的时候用列表法,在处理数据的时候有时为了直观会用到作图法,另外两种方法并不是很常用。
在实验中我们还用到了很多原来没有接触过的仪器,如:万用电表、示波器等等,我们知道在使用仪器前一定要调整仪器的初态使之处于安全位置,还要对零位作调整如果没有归零的话应使其归零,在做某些实验如:薄透镜焦距的测定(需使用分光计)需要将仪器调整至水平则还需要做这方面的调整,还需要在转动机械摇杆时注意避免空程误差……
总之在实验中需要注意的事情很多,但也是因为这些事情让我们能体会到,物理实验需要的是严谨的思维,需要认真的去想,每一步都要做的很严谨,不然就会产生不该产生的误差影响最终的数据结果,导致实验失败。
大学物理实验是我进入大学以来接触的第一门实验课,通过对其长时间的学习与了解,我学到了很多关于大学实验的方法与要求,更重要的是,在自己亲自尝试与接触各种实验操作过程中,我了解到要作为一个合格的实验者,必须具备很多综合素质:
1、科学的严谨性;
2、解决问题的主动性;
3、对知识的探索性。开放实验教会了我许多东西,而这些东西,恰是我今后大学生活乃至日后的科学研究方面所必须具备的。
物理实验远没有我想象的那样简单,要想做好一个物理实验,容不得半点马虎。大学物理实验正是这样一门培养我们耐心、恒心和信心的课,让我们的思维和创造力得到了大幅度的提高,让我们的科学素养有了很大的飞越。真真正正变学生的被动学习为主动学习,激发了我们的学习热情,不管实验成功或是失败,我们都能从中获得很多从其它地方得不到的知识,让我们获益匪浅!
当然对于这门课程,我也有一些想法,我们所做的八个实验都是按照已经设计好的路子走下来的,有点变化也不怎么大,如果这门课程可以变成一门开放的课程就更好了,让学生自己去摸索,自己去查阅资料,自己去想办法做好一个实验,或者让学生自己去设计一个实验验证一些理论,这样的话这门课将会变得更加有吸引力,而且学习效果也会更加的明显。 回顾八个实验的过程,总的来说收获还是很多的。最直接的收获是提高了实验中的基本操作能力,并对各种常见仪器有了了解,并掌握了基本的操作。但感到更重要的收获是培养了自己对实验的兴趣。还有,就是切身的体验到了严谨的实验态度是何等的重要。
首先说的是化工工艺在化工领域中的地位和作用,如果把化工厂比作一个电脑的话,化工机械设备相当于电脑的硬件设施,那化工工艺就相当于是电脑运行的软件系统。如果没有化工工艺操作,那么化工厂里的所有设备都是无意义的摆设。化工工艺是专业性较强的课程,是一门涉及无机化学、有机化学、物理化学、化工热力学、化学反应工程学及化工机械等多门学科的综合课程。强调化工生产的产品类别和操作单元,并具有较强的连续性和综合性,要求学生具有扎实的化学化工基础知识。通过学习,对典型的化工、石油化工的生产有较深入的认识。
对于初中毕业生来学习这门课来说,还是有一定难度的。
第一,这门课程涉及面广、理论多,实际工作当中动脑多于动手。本门课不仅涉及到基础的化学理论知识,还有机械、电器自动化方面的知识。因为化工生产以工艺流程为核心,确定一个工艺路线和工艺条件需要综合考虑温度、压强、流速、物态等各个方面的因素,所有课程设计面比较大,初学这门课常感觉摸不着边际,没有主线和思路。
第二,学习这门课要把握好化工生产特点。对一个化工生产过程或一个具体的工艺流程,起初从表面上看很复杂繁琐,但都有规律可寻。其实任何一个化工过程都由三大块组成,即原料的预处理、核心反应和净制为成品这三部分组成。只要遵循这个规律,让学生用这三步工艺过程去学习看待任何工艺流程都会简单明了了。
第三,单元操作的学习很重要。这门课的名字虽然叫化工工艺,但每个工艺过程都是由若干相对独立的单元操作组成,即使同一产品有不同的生产工艺流程,但其基本的单元操作都是相同的。第四就是这门课所讲述的内容都是在平常生活中不容易见到的,只讲理论显得很生涩枯燥,如果有直观的物体或多媒体课件的话,会使学习效果和兴趣有极大的提高。
对化工工艺这个专业的就业状况和工厂的实际岗位状况,近几年我参加了一些招聘会,也关注过很多化工企业的网站和网上的一些招聘信息。化工企招聘,从专业上看:需求最多的.就是化工工艺,其次是化工机械设备,再者就是化学仪表电器自动化。从学历层次上看:招聘的人数多少与学历层次高低成反比。也就是说,中专中技类的人数最多,通常占到六成以上。这就要求我们在教学内容上要突出理论知识的应用和实践能力的培养。基础理论教学要以应用为目的,以必需和够用为度;专业课教学要加强针对性和实用性;增加课堂上的信息量,要及时反映科学技术和社会发展的最新成果。减少实验教学的演示、验证性,增加培养学生创新思维和综合技术运用能力的工艺性、综合性内容。建设基本技能、专业技能、技术应用能力训练相结合,能够形成教学、生产、管理培训相结合的实习、实训基地。在传授知识的同时要注意培养学生科学的思维方法和创新精神,将素质教育和能力培养贯穿于教学过程的始终。课程设置中的每一门课程,都要与能力培养相对应,即在完成课程教学的同时,也达到能力培养的要求。在教学手段上应尽可能采用先进技术,使课程体系和教学内容建立于现代化教育技术的平台上。
在教学方法上采用启发式、讲座式、提问式,以培养学生独立思考的能力,促进学生个性发展,因材施教。对于专业课要以职业能力培养为主线,通过重新整合、削枝强干,突破学科性的束缚,形成了讲、练、操作融为一体的课程结构。如:打破无机化学、有机化学、物理化学的学科界限,从职业需要出发,从文化素质着眼,整合为化学基础课;将原来的工业电器和工业仪表及自动化两门课程整合为工业电器与仪表;化工单元过程及操作课程是在原化工原理课程的基础上,调整教学内容,加强了操作技能的教学和练习,对于一些理论推导做了适当的削减,形成了化学工艺专业融理论、实践和技能训练于一体的一门主干专业课程,教学与操作交互进行;化学工艺课程纠正专业理论偏多、偏深的倾向,增加主要工艺操作技术和分析处理一般故障等理论联系实际的内容等。
通过这个学期的大学物化实验,我体会颇深。首先,我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,学会了许多种不同的测量分析方法,基本实验仪器的使用等;其次,我也提高了独立与合作做实验的能力,大大提高了我的动手能力和思维能力以及基本操作与基本技能的训练,并且我也深深感受到做实验要具备科学的态度,认真态度和创造性的思维。在老师的耐心讲解及细心指导下,通过本学期的物理化学实验,实验技能有了显著提高,接触并掌握了很多新仪器的使用方法,学会了将课堂上的知识灵活运用到实验中去,并可以用自己所学知识来解决实验中所出现的问题,做到理论与实际紧密结合,活学活用。以下是我个人所做的每个实验的小结与个人心得体会。
实验一:燃烧热的测定
实验通过测定萘的燃烧热让我们掌握有关热化学实验的一般知识和技术,同时了解氧弹式量热计的原理、构造及其使用方法,还有知道了高压钢瓶的有关知识并能正确使用。在实验过程中要注意观察恒温槽的温度和测定水当量、萘的燃烧热时的时间记录,如果有错会造成校正曲线的不准确,从而造成误差。同时也要注意样品和燃烧丝的取用和称量,以免造成误差。点火成功、试样完全燃烧是实验成败的关键。
实验二:纯液体饱和蒸汽压的测定
通过这个实验我们可以掌握静态法的原理及操作方法,学会用图解法求平均摩尔汽化热和正常沸点,同时理解纯液体的饱和蒸汽压与温度的关系与克—克方程式的意义,还有知道了真空泵、恒温槽及气压计这些实验仪器的使用方法和注意事项。实验时体系中的空气要排除干净,同时要防止倒灌现象和保持恒温槽的温度,减小实验的误差。实验中的乙醇可以用蒸馏水代替,降低成本,而且实验的成功率也比较高。
实验三:完全互溶双液系的平衡相图
我们通过实验测得的数据绘制环已烷—乙醇双液系的T—x图,以此找出恒沸点混合物的组成和最低恒沸点,同时也掌握了阿贝折射仪的使用方法。实验在
每测定一组实验数据时都要将气相凝液吸光,否则会影响实验结果。 实验四:凝固点降低法测定摩尔质量
本实验通过测定水的凝固点降低值计算尿素的摩尔质量,从而让我们掌握测定技术和精密数字温度测量仪,并加深对稀溶液依数性质的理解。本实验影响测定结果的主要因素有控制过冷的程度、搅拌速度和寒剂的温度,在这几个因素中尤其要注意的是过冷现象的'控制,它影响着实验凝固点的准确获得,所以只要掌握好这几个因素就可以有效的降低实验的误差,更好的完成实验。
实验五:液相反应平衡常数
实验通过测定液相反应平衡常数来掌握分光光度法测定甲基红电离常数的基本原理和分光光度计及PH计的正确使用方法。实验要注意溶液的配制,PH测定误差及作图误差。分光光度法和分析中的比色法相比较有很多优点,首先它的应用不局限于可见光区,可以扩大到紫外和红外区,所以对没有颜色的物质也可以应用。还可以在同一样品中对两种以上的物质进行测定。
实验六:电极的制备和原电池电动势的测定
实验通过测定Zn—Cu电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势,让我们学会一些电极的制备和处理方法,同时亦掌握电位差计的测量原理和正确使用方法。实验前可初步估算被测电池的电动势大小,以便测量时能迅速找到平衡点,避免电极极化,同时要选择最佳实验条件使电极处于平衡状态,并且要求电池在可逆的情况下工作。实验要注意电解质的浓度、反应的温度及仪器的误差,从这几方面入手可以降低实验误差。
实验七:黏度法测定高聚物的摩尔质量
实验通过测定右旋葡萄糖苷的摩尔质量来了解黏度法测定高聚物摩尔质量的基本原理和公式和掌握用乌式粘度计测定高聚物溶液黏度的原理与方法。实验过程中要注意溶液的配制及仪器的正确使用,降低实验误差,同时恒温槽的温度也要控制好,以免影响实验结果,还有黏度计要垂直放置,实验过程中不要振动黏度计,否则影响结果的准确性。
实验八:电导的测定及其应用
实验通过让我们掌握溶液电导的测定及应用,计算弱电解质溶液的电离常数及难溶盐溶液的Ksp,以此了解溶液电导、电导率的基本概念,并学会电导仪的
使用方法。在实验溶液配制时应该要尽量准确,可以减少误差,还有在最后一步蒸馏时可以多过滤几次,把杂质彻底除干净,以降低实验误差。同时实验要注意温度的控制,因为温度变化导致电导变化,会影响到实验结果的获得,但测电导池常数可以不需要控制温度,因为它不随温度变化。
实验九:最大包压法测定溶液表面张力
实验通过测定不同浓度乙醇溶液的表面张力,由实验数据得出分子的截面积及吸附层的厚度,从而掌握最大包压法测定表面张力的原理,并了解影响表面张力测定的因素。实验首先是要保证装置不漏气和毛细管的洁净和完好。实验时毛细管尖端必须恰与液面相切,否则测得的实验数据不准确,会使得曲线绘制不准影响实验结果,还有切线的选择也会影响结果,而且影响较大。
实验十:蔗糖的转化
实验让我们通过了解旋光仪的构造、工作原理,并掌握旋光仪的使用方法。以此来测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期,并求出反应的活化能。实验误差主要来源为恒温槽的温度和水浴加热的温度,会影响实验结果的获得。因为实验为一级反应,所以反应物的起始浓度不影响反应速率常数。 实验十一:乙酸乙酯皂化反应
实验用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率让我们学会用图解法求二级反应的速率常数,并计算该反应的活化能,同时也学会使用电导率仪和恒温水浴。实验受温度的影响,所以要控制好恒温槽的温度,以免测得的数据有偏差。实验配好的氢氧化钠溶液要防止空气中的二氧化碳气体进入,会影响溶液浓度。因为乙酸乙酯溶液需临时配制,所以配制时速度要快,以减少挥发损失,影响实验结果。
实验十二:丙酮碘化
实验通过测定用酸作催化剂时丙酮碘化反应的速率常数及活化能,让我们初步认识了复杂的反应机理,并了解复杂反应表现速率常数的求算方法。实验所需的溶液要准确配制,并且本实验受温度影响较大,在实验过程中要控制好温度,保持恒温。还有比色皿在使用时要用待测溶液洗涤过方可进行测定。 实验十三:二组分金属相图的绘制
实验通过掌握热分析法测绘Sn—Pb二组分固—液平衡相图的原理和方法,
让我们学会JX—3DA型金属相图测试仪的使用方法。实验中使用计算机来记录数据,大大的减少了我们的工作量,提高了实验的效率。实验过程中操作要小心,防止烫伤,还有加热样品时温度要适当,否则步冷曲线转折点测不出。 实验十四:希托夫法测定离子的迁移数
实验通过测定硫酸铜溶液中铜离子和硫酸根离子的迁移数让我们掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法。由于离子的水化作用,离子迁移时实际上是附着水分子的,所以由于阴,阳离子水化程度不同,在迁移过程中会引起浓度的改变。而这种不考虑离子水化现象所测得的迁移数称为希托夫迁移数。
摘要:基于研究及笔者多年工作实践,首先对化工生产工艺流程展开分析,随后在此基础上就如何对化工生产工艺技术进行优化谈一谈自己的看法,以供同行参考。
关键词:化学工程;化工生产;工艺
1化工生产工艺流程分析
通过对相关文献研究以及结合笔者工作实践来看,化工生产工艺流程通常涉及三个方面:
原材料预处理
为了确保化工生产中反应能够充分地进行以及降低原材料使用量,通常各企业在生产前都需要进行原材料预处理。目前在化工生产中对原材料进行预处理的方法众多,根据材料状态可以将其分为三类:
(1)固体原材料预处理。化工生产中固定原材料预处理环节主要是溶解、粉碎或混合;
(2)液态原材料预处理。液态原材料预处理上通常为过滤、预热蒸发;
(3)气体原材料预处理。气体原材料预处理主要为净化、加温或加压。对此,各化工企业在生产前应依据产品实际选择适宜的原材料预处理方法,这样一来既确保生产有效开展,同时对于降低成本也大有帮助。
各步化学反应控制
化学反应是化工生产中重要环节,其反应情况直接决定了化工产品的质量,这就要求企业必须基于相关生产规范对各部化学反予以严格控制。从实际来看,化工生产中所涉及反应种类众多,并且不少反应发生条件相互矛盾,比如某些化工生产反应过程中需要进行加温,而另外一些则要冷却,因而为了确保化工产品质量企业必须对各步化学反应进行准确控制。对此,化工企业首先需根据产品生产所涉及化工反应予以掌握,随后在此基础上对反应中所需仪器设备、条件等分析出来,之后根据化学反应不同环节制定出相对应的控制与保障措施,最后还需做好化学反应过程中的监控工作,从而确保生产中各步化学反应得到切实有效的控制。
分离产物与精制
通过前面所进行的各项准备以及呼吸反应后,就可得到初步产物。然而这离预期想要获得的产物还相差甚远。因此,还需要对产物进行分离与精制。在分离完成后,切勿马上将杂质当做废物处理掉,因为大部分杂质还能够重复利用,变废为宝,在保护环境的同时还能够提升原材料的利用率。由于产物的分离纯化与最终产物的产率密切相关,并且在很大程度上关系着企业的经济效益。所以在选择化工生产设备时,企业必须要全面考虑到设备对化工工艺产品产率的影响,选取最佳反应设备,从而不断提高化工生产的效益。
2提高化工工程中化工生产工艺探究
对化工生产工艺技术进行优化
除了上述工艺之外,还需要从根本上对化工生产工艺技术进行优化,深入研究化工反应的一系列原理与条件。以乙烯为例,合成乙烯的方式多种多样,可以通过将乙醇脱水、裂解石油品或是将长的碳链断裂成短的碳链等多种方式来获得。合成方式较多时,就有必要深入研究哪种原料来源更便利、哪种方式更节能、哪种工艺流程产率更高等。因为原料不同,其生产原料及方式均有所差别。所以在实际生产过程中,应当结合具体情况来选择合适的工艺流程,以促使工业化生产更高效、节能、环保的开展。换而言之,我们应当对当前化工生产现状进行深入研究,除去弊端并积极研发新工艺。
进一步优化化工生产工艺条件
正如上文所述,反应条件不仅是保证化工工艺生产得以有效开展的环节,同时更是确保其产品质量的重点。另外,对化工生产工艺来说,良好的反应条件在提高生产效率与降低废料生成方面发挥着积极作用。鉴于此,为了提升化工生产工艺成效,进一步优化反应条件就显得十分必要。首先,化工企业在各种反应材料采购上除了要充分结合生产所需购进齐全外,材料质量也应要达到相应标准。其次,化工生产中所使用到的诸如催化剂、器皿以及设备等也需要根据要求准备齐全。最后,选择最适宜的化工生产反应设备,比如精馏塔作用力出现变化,则会造成反应过程中回流比减小,而采用热泵蒸馏则能够降低反应使能力损失,对此各化工企业应当在充分结合自身产品、生产工艺等实际情况下,并基于国家、行业相关规定指导选择最适宜的反应设备。
3尽可能降低生产过程中的动力能耗
积极采用变频控制
一般情况下,电机拖动系统常常被运用于化工生产过程中。然而在使用过程中,电机拖动系统往往需要耗费大量电能,而变频节能调速则能够对普通的`阀门静态调节技术起到改善的作用,从而让电动拖机系统的输出与输入均可以维持动态平衡,以降低生产过程中的电能损耗。所以在生产过程中可以选用变频控制进行调速以起到节能的效果。
升级与改造供热系统
在实际操作过程中,化学工艺需要热能来促成反应,因此在生产过程中需要耗费大量的热能。在升级与改造供热系统过程中,应当突破以往单套装置的约束,在整体上优化组合装置,从而在根本上解决“高热低用”的问题,将热能的利用率发挥到最大化。
4结束语
总而言之,化工生产是化学工程中的重要组成部分,如何有效提升其生产效率与质量,并有效解决其对环境所造成的影响是当前摆在化工企业面前的重要课题。为此,本文通过对化学工程中化工生产工艺进行解析,希望能为促进化工生产进步以及化工企业的发展贡献一份力量。
参考文献
[1]张爱国.化学工程中化工生产的工艺解析[J].城市建设理论研究:电子版,20xx,(2).
[2]孙英.浅谈化学工程中化工生产的工艺解析[J].中国厨卫:建筑与电气,20xx,(7):66.
[3]刘小刚.关于化学工程中化工生产的工艺的分析[J].中国化工贸易,20xx,(7).