现代分析化学与发展动向
现代分析化学与发展动向
张秉孝
(包头师范学院化学系)
1 引言
分析化学的起源可追溯到古代的炼金术,当时的分析手段是依靠人的感官和双手进行分析和判断。16世纪出现了第一个使用天平的试金实验室,使分析化学开始赋有了科学的内涵,直到19世纪末,分析化学基本上由鉴定物组成的定性手段和定量技术所组成,主要为化学方法。
进入20世纪,由于现代科学技术的发展,相邻学科之间的互相渗透,分析化学的发展经历了三次巨大的变革。第一次是在本世纪初,由于物理化学溶液理论的发展,为分析化学提供了理论基础,建立了溶液中四大平衡理论,使分析化学从一门技术发展到一门科学,第二次变革发生在第二次世界大战前后,物理学和电子学的发展,促进了分析化学中物理方法的发展,分析化学从以化学化析为主的经典分析化学发展到了以仪器分析为主的现代分析化学。
从70年代末到现在,以计算机应用为主要标志的信息时代的来临,给科学技术的发展带来了巨大的冲击,分析化学正处在第三次大变革时期,特别是生命科学和环境科学的发展,对分析化学的要求不再局限于“有什么”和“有多少”,而要求提供物质更多的,更全面的信息。从常量到微量及微粒分析;从组成到形态分析,从总体到微区表面,分布及逐层分析,从宏观到微观分析;从静态到快速反应追踪分析;从破坏试样到无损试样分析,从离线到在线分析,等等。
分析化学吸取了当代科学技术的最新成就(包括化学、物理学、电子学、数学、生物学等),利用物质一切可以利用的性能,建立表征测量的新方法、新技术,开拓了新领域,分析化学正处于蓬勃发展的新生过程,因此它是目前最有活力的学科之一。
科学的发生和发展,归根到底是由生产决定的,生产技术的发展,科学技术的进步和分析化学的发展密切相关。在工业发达的国家中,分析化学早已经渗透到工业、农业、国防及科学技术的各个领域,现在事实已经表明分析化学水平是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。
以美国为例,美国是西方工业和科学技术最发达的国家,它在分析化学领域中也处于国际领先地位,美国现有化学家约20万人,其中分析化学家占21%,4万多人远高于其它化学学科的人数(无机5%,有机7%,高分子化学11%,环境化学9%,物化7%,药化6%,生化7%,食业食品3%,其它11%)。多数在工矿企业,科研部门的少,分析工作者绝大多数是学士学位以上的学历,科研部门半数以上则为博士学位。美国“分析化学”杂志具有国际第一流的学术水平,也是全美国发行量最大的杂志(每期35000份),超过了美国所有其它化学学术刊物,美国一年一度的匹兹堡分析化学会议是世界上规模最大的学术会议,也是自然科学中最大的学术会议,参加人数最多(近3万人),学术论文最多(近2000篇),参加展览仪器的公司近900家,展览面积相当于14个足球场那么大,由于世界各国分析化学家竞相参加,国际一流的分析仪器公司纷纷拿出最新仪器参展,使会议充分展现了现代分析化学领域中最新成果及分析仪器的最新产品,因此匹兹堡会议被誉为“世界分析化学及分析仪器的窗口”。
美国在分析仪器制造及使用方面也明显居于世界领先地位,每年用于购买分析仪器费用约占当年全世界分析仪器销售额的40%(西欧占27%,西太平洋地区——日本、中国、澳大利亚占24%,其中日本占20%),销售额最大的是美国的PE中(即珀金——埃尔默公司)(约8亿美元),美国几个仪器公司的销售额总和已达到全世界仪器总销售额的1/4,其次是日本、西欧、前苏联、中国及第三世界仍处于相当落后的地位。
市场的竞争,就是产品质量的竞争,美国每年用于产品质量控制分析的费用为500亿美元,每天进行2.5亿次分析测试,控制着全美国2/3以
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上的产品的质量,严格的分析监测手段使美国绝大多数产品,质量稳定在国际第一流的水平上,由此可见分析化学在国民经济中地位的重要性,以及分析化学的发展所带来的经济效益。美国的分析化学机构在理论研究,应用技术、专业人才,仪器设备及实验条件等方面都是世界一流的。
前苏联也十分重视分析化学在国民经济中的作用,80年代末在前苏联科学院分析化学学部会议上,就为“国民经济七年计划中分析化学的发展前景”作了具体规划,为了“提高生产效率,改善产品质量,加强产品质量控制分析”提出“推广使用仪器分析,发展自动化分析”,这些任务的完成不仅促进了国民经济的发展,而且促进了分析化学水平的提高。
3 分析化学的现状
目前分析化学是化学中7个最活跃的领域之一(分析、无机、有机、高分子,物理化学,环境化学,生物化学)。从分析化学来看,生命科学、环境科学、新材料科学中的分析化学是分析化学学科中最热门的课题,从分析方法来看,计算机在分析化学中的应用和化学计量学是分析化学中最活跃的领域。
目前分析化学中热点之一是与生命科学有关的分析化学,现代科学技术发展的特点是学科之间的互相渗透,不断开拓新领域,促进各学科的发展。回顾过去40-50年代兴趣的材料科学,60-70年代发展起来的环境科学都促进了分析化学的发展,近20年来由于蛋白质,核酸等生物大分子的人工合成以及组成、结构、功能间关系的研究,揭示了生命过程的奥秘。
目前各国都将生命科学列为优先发展的领域,美国大学的化学家将获得投资费用(140亿美元)的54%用于研究开发生命科学中的化学,这样也就又形成了生物无机,生物有机,生物分析,生物物理化学等生命化学的新领域。
因此目前各国都号召分析化学家应该学习生物化学,与生物学家携手共同解决生物工程中存在的生物分析问题,研究发展新的生物分析方法,才能促进生物工程及生物药物的发展。
生命科学向分析化学提出的课题,目前集中在多肽,蛋白质,核酸等生命大分子分析,生物药物分析,超痕题,超微量,生物活性物质分析及活体分析(如单个细胞内神经传递物质多巴胺等),在生物无机分析领域中,痕量分析已集中到元素在生物组织层,单个细胞,甚至细胞膜中,人体蛋白质碎片内的微分布及结合形成方面,使用超微量的微痕量分析,检出限量要求达到fg级(10-5
g)水平,具体如下:
1.光谱分析方面
70年代检测单个原子的激光共振电离光谱的出现,使光谱分析的灵敏达到了极限,80年代崛起的等离子体——质谱(ICP-M S)已成为更接近“理想的多种元素分析”方法。例如使用质子加速——质子诱导X射线发射法及同步加速器-X射线荧光光谱法,粒子束可以聚焦在1L m直径,可作PPm级多元素微区分布分析,如在一根头发丝横截面上作Zn和Se的微区分布分析。激光诱导萤光光谱的灵敏度已达到单分子检测水平,在生物医学中已用于癌症的早期诊断。使用仪器方面,现在光谱分析中已采作电荷耦合列阵检测器,简称CCD检测器,具有量子效率高,暗电流小,噪音低,灵敏度高优良性能,它将会成为图像检测器装配到荧光光度计,拉曼光谱仪,发射光谱仪,高效液相色谱仪及毛电泳仪等仪器中,成为光谱分析的重大革新。
另外光导纤维化学传感器的出现(由激光器、光导纤维、探头,含固定化试剂相及半导体探测器组成),广泛地应用于医学临床分析,环境监测,生物分析及生命科学领域,例如新的血气分析仪装配有pH、CO2、O2三个传感器,进行活体分析,由微机控制已成功地用于心肺外科手术的临床连续监测。
2.电化学分析方面
80年代发展的化学修饰电极,光谱电化学,微电极技术,电化学传感器,使得电分析化学从宏观深入到微观,实现了新功能电极体系的分子设计及分子工程学的研究,特别是生物电化学分析在生物分析及生命科学研究中,已成为一种重要的技术,在有关生物化学过程中的氧化还的、价态、形态、生物微环境中痕量物质的研究测定,现场分析及活体分析中,电化学都是不可缺少的分析手段,现在生物传感器的应用而生,使其成为电化学分析中最活跃的研究领域。
例如研究鱼的鲜度与鱼肉中AT P(三磷酸腺
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苷)的含量有关,故人们可利用A TP仿生物传感器可以迅速地测定出鱼的鲜度,这在食品工业已开始应用。
我国南京大学终生教授高鸿先生,于60、70年代中,在电化学和电分析化学领域中有过杰出的贡献——其一,他解决了近代极谱分析中一些基础理论问题,高先生对线性变位示波极谱,方波极谱,交流极谱等近代极谱技术的重要电极过程进行了严格的数学处理,推导出了一系列极谱电流公式,并在自己组装的各种仪器上对每一个公式进行验证,为近代极谱分析的理论基础研究做出了杰出的贡献;其二,开辟了新的电滴定分析领域——示波分析,这个首创将电滴定分析技术发展成一个新领域,此项工作的研究受到国际纯粹与应用化学联合会(IU PAC)电分析化学委员会的重视,1989年该委员会举行专门学术会议专门讨论高先生的学术成果,认为很有用处,应向西方介绍,1985-1990年,1992年高先生的《示波极谱滴定》、《示波滴定》、《示波药物分析》三部专著问世,这是世界上在示波分析这个新领域中的第一批专著。故高先生的研究成果在世界上有一定的地位。他于1981-1990年被国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)电分析化学委员会聘为会员,国际分析化学杂志顾问编辑,1998年6月26日南京大学和西北大学都为高先生80华诞进行了庆贺,国务院学位委员会和中国科学院分别赠送了金色纪念章和荣誉章。
此外,我国中科院院士、博士生导师白春礼在1988年领导的科研小组研制了我国第1台原子力显微镜(AFM),当时世界上只有少数几个国家可以研制的,AFM能达到原子能级分辨率,1992年再接再励又成功地研制了激光力显微镜,1993年又研制了第1台低温AFM,对于在低温下研究材料表面性能,为我国扫描隧道显微学奠定了物质基础。
3.色谱分析方面
色谱分析方面是分析化学中发展最快,应用最广的领域之一,现代色谱分析将分离和连续测定结合,也可以浓缩、富集、分离、测定联用,对复杂试样中痕量组分的测定,形态分析及化学性质相近的元素或有机化合物的分析,色谱是一种重要的分析技术。50年代兴起的气相色谱,60年代色谱和质谱(GC-M S)联用技术,70年代崛起的高效液相色谱,离子光谱,80年代初了出现了超临界流体色谱(SFC)适用于环境、食品、农产品、高分子及生物材料中痕量的有机物快速测定,弥补了气相色谱和高效液相色谱的某些不足。及近几年急剧发展的毛细官区域电泳对氨基酸,肽、蛋白质、核酸等快速分析使色谱分析一直充满了活力,发展迅速,在生物分析和生命科学领域中有极为广阔的前景。
4.质谱及核磁共振波谱方面
70年代末到80年代初发展起来的串联质谱(MS/M S),使质谱应用范围扩大到生物大分子,在生物医学、药物、生物工程的研究中发挥了重要作用。质谱分析技术由于具有能定性,定量测定分子量,给出分子式,提供分子结构信息特点,所以这方面的研究和应用一直比较活跃,从研究成果及利用方面我国在质谱研究和应用方面深广度与先进国家相比均有相当的差距。
核磁共振波谱是生物化学研究中不可缺少的手段,傅里叶变换核磁共振波谱已广泛应用在工业产品的质量检测中,1991年瑞典皇家科学院授予瑞士物理化学家恩斯特教授诺贝尔化学家。表彰他对“高分辨核磁共振波谱学的重大贡献”。
5.化学计量学与计算机应用方面
以计算机应用为主要标志的信息时代的来临,给分析化学带来了第三次的大变革,化学计量学应用数学和统计学与计算机的工具,发展了新的分析采样理论,校正理论和其它有关各种理论与方法,化学模式识别与专家系统能协助分析工作者将原始数据转化为有用的信息和知识,为判别决策及解决实际生产科研课题提供依据,例如用航天器运载分析仪器探测火星上有无标志生命的化学物质存在,不需运送分析试样,而是直接将分析信息送回地球。
化学计量学以计算机为工具的兴起,使分析化学已发展成为名符其实的信息科学,使分析化学家真正成为了熟悉化学计量学的分析化学家,所以美国的一位著名的分析化学家,化学计量学的先驱,Kow alski教授(康威斯凯)说:“化学计量学将使分析化学从实验室发展成为一个科学领域”。
4 分析化学的未来
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回顾过去,展望未来,分析化学的飞跃发展,使分析化学经典的定义、基础、原理、方法、技术及仪器等方面都发生了根本性的变化,经典的分析化学与之密切相关的是定性分析系统,容量法、重量法、溶液反应、四大平衡等;基本原理主要是化学热力学及少量动力学,而现代分析化学与之密切相关地是化学计量学,过程控制,传感器,自动化分析,机器人,专家系统,界面,固定化,胶束介质,生物技术和生物过程,以及微型化带来的微电子学,集微光学和微工程学等等,现代分析化学已远远超出了化学的概念,突破了纯化学的领域,它将把数学,物理学,计算机学,生物学等紧密地结合起来,发展成为一门多学科性的综合性科学,因此曾广泛产生过一些“分析学”及“分析科学”的议论,看到分析化学的近况,展望未来分析化学即发生根本性的变化,因此必须加强现代分析化学的基础。
由于工业生产的迅速增长,特别是工业生产的自动化,产品质量控制分析愈来愈显得十分重要,因为它是产品质量保证的关键,而产品质量的保证及改善取决于生产过程中化学成分的控制。为推动“过程质量控制分析”,美国科学基金会于1984年在华盛顿大学(西雅图)建立了“过程分析化学中心”,此中心的任务是研究开发尖端在线分析仪器及分析方法,使之成为自动化生产过程的组成部分,这就是以化学计量学为基础的过程分析化学,将是未来分析化学发展的趋势。
过程分析化学是由化学、化学工程、电子工程、工艺过程及自动化控制等学科领域相互渗透交叉组成。各种现代分析技术,如分子光谱、原子光谱、电化学分析、色谱、质谱及波谱等都要用于过程质量控制分析,80年代末90年代初出现了各种过程控制分析仪器,如新的“过程光二级官阵列分析仪”,可做多组分气体或流动液体的在线分析,在10秒钟内可提供1800种气体、液体或蒸气的分析结果,应用在试剂、塑料、药物及食品工业过程中质量控制分析,而且过程分析化学已从工业过程控制发展到生化及生态过程控制,甚至生命过程控制。
在仪器分析中将采用以传感器为基础的分析仪器,直接在生产流水线中进行分析监控。所以分析化学正经历着一次极其深刻的变革,将使分析化学产生质的飞跃。
1980年,在英国曼彻斯特大学理工学院建立了一个引入注目的“仪器装置和分析科学系”专业,教学内容涉及装置工作原理,生物工程,控制工程和分析化学及化学计量学,计算机学等领域,培养适应现代化工业需要的新一代的分析化学家,吸引了不少的有志青年投身到这一专业领域学习。之后相继美国、日本、德国在大学里也建立了类似相应的专业。我们国家在90年代初,也在个别高校设置了类似的专业,如“武汉大学分析测试科学系”,专门培养新一代的分析人才。
当今世界科学技术领域的发展一日千里,各先进国家在这领域中的竞争异常激烈,但任何一个国家的高科技领域不可缺少的重要手段——就是现代仪器分析,反过来,也就是说高科技推动和支撑着现代分析仪器的发展,使得分析仪器向下列方面发展。
1.各类仪器品种更加齐全
多维色谱法(联用)——德国西门子公司推出了这类仪器(即SFC3000型超临界流体色谱仪与FT IR或M S联用,由计算机控制,实现无人管理自动运行)。英国VG公司(维吉)推出TS-250型磁式无铁蕊(即空气磁芯质谱计),是生物标记测定的姣姣者。
2.各种联用技术产生
有机质谱与色谱仪器联用,有机质谱与液相色谱联用,美国PE公司和英国VG中都先后成功地推出了这方面的联用仪器。
3.从通用型向专用型转化
如为满足生物工程领域对分析仪器的特殊需要,研究开发了面对大生物分子的质谱计,如英国VG公司生产的BIO-Q四极质谱计,利用超高质量技术,可测定大生物分子,其质量范围是66000amu。
4.小型、高自动化产品不断涌现
采用计算机实现高自动化,并基于高超的软件技术提高产品性能,从而涌现出一批体积小,价格、性能较优异且自动化程度高和无需熟炼技术人员操作的分析仪器,如美国的PE公司和美国的VG中,推出的付里叶红外变换光谱仪,台式质谱仪,台式扫描电了镜。
5.新技术新原理的仪器层出不穷(下转第156页)
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教学效果不很理想。现在我采用了多媒体仿真技术摸拟的分子加之辅以简单的演示实验,学生可直观地感受到分子是真实存在的,永恒运动的一种微粒,真运动速度与温度有关,分子间有间隔,当物质发生化学变化时,构成物质的分子会发生变化,产生新分子,从而轻而易举地理解了分子的定义和分子具有的基本性质;通过录像播放桂林溶洞中的钟乳石、石笋等科教片,让学生开阔眼界,了解大自然中的变化;通过水的存在及污染的录像播放,让学生深切感受水的珍贵,培养他们高度的社会责任感和使命感;学习氢气的性质时,通过电视画面展示未经验纯的氢气点燃后导致氢气发生装置发生爆炸的过程,在进行综合复习时,利用计算机的贮存功能进行总结、概括、分析、对比等,大大增加了课容量,增大了学生的学习密度,提高了学习的能力,优化了课堂结构,有效地提高了教学效果。
3 要具有教育教学的科研能力
教育教学的改革形势使我们教师的职业角色发生了深刻的变化。要求我们每位教师要做教育家,不做教书匠。对化学教师而言要不仅熟悉教学内容及方法,具有丰富的教学经验,还必须掌握一定的教育理论,心理学知识,具备现代教育,教学研究的主要方法和手段,及时了解国内外教育改革的形势和动态,以教育规律和教学原则为依据,寻找有价值的可行性、实用性的素材,要做研究型的教师,不做念经型教师,要做专家型,不做转嫁型,运用调查、研究、提炼、综合、创新等方式进行教育教学的科研活动,并及时把自己及他人的研究成果融入教学中,在实践中得到提高和完善。只有以教学为基础进行科研,这样才有现实意义,其成果更具有价值,二者才能相得益彰,产生共生效应。
4 要具有更新知识的能力
创新教育的核心和重点是实施素质教育,而素质教育又是创新教育的基础和源泉。目前在中华大地实施的素质教育使教学目标呈现出了多元化,这就给我们每位教师提出了更高层次的要求。它要求我们化学教师既是一专多能的“通才”,又是多能一专的“专才”,既要熟悉大量的化学与社会、与科学技术、与生产劳动和人们生活密切相关的事实,又要通晓物理、地理、生物、历史、哲学、政治等相关知识,充分体现各学科相互渗透的原则,将对学生的全面教育与培优教育相结合,使学生不仅能融会贯通地掌握本学科知识,还能兼学别样。近年来,中考、高考的化学试题的命题也有了全新的思路,一些当今世界化学领域的高科技成果以信息给予题的形式呈现在学生面前,如C60、氢能源、新导磁材料等科技前延性的知识及化学与其它学科间相联系,渗透的试题等在中、高考试题中均占有一席之地,且据媒体报到说,专家估计在今后的各级各类大考中,此类题的分布将会稳中有升。面对这种趋势作为化学教师我们应有职业的敏感性和紧迫性,学习、学习、再学习,在知识体系上要及时捕获信息进行分类加工筛选,把有用的纳入自己的知识体系中,在教学理念上、方法上重视学科间的联系和整合,否则,就无法拿到通向21世纪的通行证。
收稿日期:2001年10月12日
(上接第153页)
90年代初,美国VG中生产了世界上第1台X射线光电子成像仪器,它既可作高能量分辨的能谱仪,又可作高能量分辨和高空间分辨的光电子成像镜,两种模式在分析过程中同时工作,产生出XPS能谱及ESCA图像。
另一个例子是以原子尺度分辨观测表面的扫描隧道显微镜,我国从PE公司引进技术也开始生产,目前正向隧道电流强度能谱法开发并与其它表面分析技术联用。
6.计算机向着更高等级发展
一年一度的美国匹兹堡分析化学会议上,逐年展出了功能更高的新型数据处理系统,如美国的PE公司及英国的VG公司均有新的试验室信息管理系统展出。
分析仪器正向高精度、高自动化、高智能化发展。可以预期,不久的将来,一个崭新的分析科学的时代将来临。
参考文献
〔1〕汪尔康.分析化学编委会.分析化学〔J〕.长春应用化学研究所出版,1991-1998有关文献
〔2〕高鸿.分析化学已发展到分析化学阶段〔J〕.大学化学.北京大学出版社,1999.14(4)
〔3〕世界分析化学机构及其研究动向编委会〔M〕.北京地质出版社,1992.6收稿日期:2001年7月16日
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化学教师的能力应适应创新教育的新要求 第27卷
现代信息技术在化学教学中的应用
现代信息技术在化学教学中的应用 湖北南漳霍效菊 关键词：信息技术化学教学应用 内容摘要：运用多媒体教学可创设情境，解剖化学难点，优化化学实验，提高教学效率，培养创新能力。 随着教育改革的全面展开，信息技术的迅速发展，现代化教学媒体已逐步进入了课堂。传统化学教学中的教学媒体如实物、图片、模型等，虽然形象、直观，但有一定的局限性，多媒体技术在课堂教学中的应用能最大限度地、生动形象地以声、形、视听等手段，形象逼真地进行模拟，多方位刺激学生的感官，激发了学生的学习兴趣，增大了课堂容量，优化了教学过程，取得了最佳的教学效果。 一、运用多媒体创设情境，激发学习兴趣 情境是使人入胜的好途径。利用多媒体计算机，创设愉悦的课堂情境、求知的课堂情境、成功的课堂情境，适时地呈现适当内容的形象材料给学生多渠道的刺激，让学生边听边看边思考，充分调动学生的多种感官来认识理解化学表象和本质。用生动、具体的化学现象揭示物质结构、化学反应，变枯燥为生动，就能极大地激发起学生对化学的兴趣，引起探索化学世界的好奇心，为积极主动地学好化学打下良好的基础。比如：在讲煅烧石灰石时，运用多媒体的缩影作用，把开发、煅烧石灰石、技术人员检验煅烧后生成物的成份以及于谦的名诗《吟石灰》，用图像、声音、文字，动态地展示整个过程，让学生身临其境，对煅烧、石灰石、生石灰、熟石灰有了深刻的理解，效果颇佳。再如教“二氧化碳的性质”一节时，播放溶洞的视频文件，要求学生结合所学的化学知识解释大自然鬼斧神工般地形成蕴有千姿百态钟乳石、石柱、石笋的溶洞的化学原理，学生为自己能用所学的化学知识解释自然现象而兴奋，从而对学习化学产生浓厚的兴趣。 二、运用多媒体解剖化学难点
化学分析试题及答案
化学分析试题及答案 一、判断题。10分 1、（× ）在化学定量分析中，常采用的分析方法是微量分析。 2、（√ ）金属指示剂与金属离子生成的配合物的稳定性应比金属EDTA配合物的稳定性要差一些。 3、（√ ）指示剂的变色范围越窄越好。 4、（× ）酸碱滴定中溶液愈浓，突跃范围愈大，可供选择的指示剂愈多。 5、（√ ）当金属离子与指示剂形成的显色配合物的稳定性大于金属离子与EDTA 形成的配合物的稳定性时，易产生封闭现象。 6、（× ）高锰酸钾法通常在强酸性溶液如HNO 溶液中进行。 3 7、（√ ）使用酸式滴定管时，应大拇指在前，食指和中指在后。 8、（√ ）随机误差具有重复性，单向性。 9、（× ）滴定分析中，指示剂颜色突变时停止滴定，这一点称为化学计量点。 10、（× ）有两组分析数据，要比较它们的测量精密度有无显着性差异，应当用Q验。 二、选择题。20分
1、分析化学依据分析的目的、任务可分为：…………………………………………（ A ） A：定性分析、定量分析、结构分析 B：常量分析、半微量分析、微量分析C：无机分析、有机分析 D：化学分析、仪器分析 2、下列误差属于系统误差的是：……………………………………………………（ B ） A：天平零点突然变化 B：读取滴定管的度数量偏高 C：环境温度发生变化 D：环境湿度发生变化 3、用于反应速度慢或反应物是固体，加入滴定剂后不能立即定量完成或没有适当的指示剂的滴定反应，常采用的滴定方法是：………………………………………………（ B ） A：直接滴定法 B：返滴定法 C：置换滴定法 D：间接滴定法 4、以下试剂不能作为基准物质的是：…………………………………………… （ D ） A：优级纯的Na 2B 4 O 7 ·10H 2 O B：99.99％的纯锌 C：105-110。C烘干2h的Na 2C 2 O 4 D：烘干的Na 2 C0 3
《化学材料的发展与应用》
《化学与人类文明》课程论文 化学材料的发展与应用 学院：机械学院 专业：机械制造及其自动化 班级：机制101 学号： 学生姓名： 电子信箱： 2012年12月12日
化学材料的发展与应用 摘要：随着现代科学技术的飞跃发展，以前传统的材料早已不能满足我们人类的需求和发展，为了获得更多满足人类工业和日常生活中所需要的具有特定性能的材料，化学材料先如今得到了很大的发展，化学材料不仅获得了传统材料的有点，还具备了一些特殊的功能，极大的满足了工业生产和生活所需。本文章分析了一些常见的化学材料的应用和发展状况，并提出了未来材料化学的发展趋势的一些简单看法。 关键词：材料化学；化学材料；性能；应用；发展 化学与材料息息相关，面对传统的材料不能满足工业生产、日常生活的时候，世界上各国都已开始把目光看向了材料化学，材料化学的发现和使用，使之研发出一系列的新材料，材料化学在原子和分子的水准上设计新材料的战略意义有着广阔的应用前景。然而，材料化学在发挥巨大作用的同时也不短的推动自身理论与技术水平的提高，并且为材料工程的发展带来了新的活力和更加广阔的发展空间。 1材料化学简介 材料化学是材料科学的一个重要分支，也是材料科学的核心部分，在新材料的发现和合成，制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域所作出了的独到贡献。材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品的性质的物质，是人们利用化合物的某些功能来制作物件时用的化学物质。而化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、件能、反应和应用的学科。材料与化学试剂不同，后者在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质，而材料则一般可重复持续使用，除了正常消耗以外，它不会不可逆的转变为别的物质。化学则是关于物质的组成，结构和性质以及物质相互转变的研究。显然，材料科学和化学的对象都是物质，前者注重的是宏观方面，而后者则关注原子和分子水平的相互作用。材料化学正是这两者结合的产物，它是关于材料的结构、性能，制备和应用的化学。2化学材料的分类、功能及应用 材料一般按其化学组成，结构进行分类。通常可把材料分成金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料四大类。此外，随着材料科学的迅猛发展，
现代分析化学与技术 要点整理
现代分析化学与技术 第一章：概述 (王恩飞) 1、现代分析化学的定义？ 分析化学是发展和应用各种方法、仪器和战略以获得有关物质在一定时间或空间内的组成、结构和能态的信息的科学。（欧洲化学联合会(FEC S)化学部(DAC)定义） 现代分析化学不仅能确定分析对象中的元素、基团和含量，而且能回答原子的价态、分子的结构和聚集态、固体的结晶形态、短寿命反应中间产物的状态和生命化学物理过程中的激发态。不仅能提供空间分析的数据，而且可作表面、内层和微区分析，甚至三维空间的扫描分析和实践分辨数据分析，尽可能快速、准确和全面的提供丰富的信息和有用的数据。（李向军的课件） 现代分析化学把化学与数学、物理学、计算机科学、精密仪器制造、生命科学、材料科学等学科结合起来，成为一门多学科性的综合科学。(武汉大学分析化学课件) 2、分析化学的发展方向 1．更高的灵敏度/更低的检测限2．更好的选择性/更少的基体干扰 3．更高的准确度/更好的精密度4．更快的分析速度 5．更高的自动化程度6．更完善的多元素同时分析检测能力 7．更完善可信的形态分析8．更小的样品量要求并且实现微损和无损分析 9．原位、活体、实时分析 10．更大的应用范围，如遥感、极端和特殊环境的分析11．高分辨成像。 分析化学发展方向是高灵敏度、高选择性、快速、自动、简便、经济、分仪器自动化、数字化和计算计化并向智能化、信息化纵深发展。 第二章分析过程 (王恩飞) 1、分析过程可分为几个步骤？哪个步骤引入误差最大？哪个步骤耗时最长? 五个步骤：1、分析方法的选择2、采样3、样品处理4、分析测试5、数据处理，结果报告采样可能引入的误差最大 样品处理步骤耗时最长 2、采样的重要性 假设不存在系统误差，分析结果的总方差S2可以简化的看作采样过程方差S s2与化学分析过程方程方差S o2之和。S2=S s2+S o2 一般说来，分析工具远比采样工具精确，分析过程远比采样过程精密，而且分析过程的误差容易随着技术的进步而降低。分析过程方差可以忽略，采样可能引入的误差最大。 3、采样的原则和方法 正确的抽样方案必须掌握两个基本原则;(1)随机性原则。保证总体的各个单位都有入选的机会。（2）保证实现最大的抽样效果原则。 四种方法：（1）简单随机抽样（2）等距抽样（3）分层抽样（4）多级抽样 4、样品预处理的目的 主要有6点（1）浓缩痕量的被测组分，（2）消除基体及其它组分对测定的干扰， （3）通过衍生化处理，使有响应，（4）衍生化还用于改变基体或其他组分的性质，提高它们与被测组分的分离度，改进方法的选择性，
最新浅谈现代分析化学的发展趋势
浅谈现代分析化学的发展趋势 医化学院 09化工3班何玲栋 0932210080 分析化学学科的发展经历了三次巨大变革：第一次是随着分析化学基础理论，特别是物理化学的基本概念(如溶液理论)的发展，使分析化学从一种技术演变成为一门科学，第二次变革是由于物理学和电子学的发展，改变了经典的以化学分析为主的局面，使仪器分析获得蓬勃发展。 目前，分析化学正处在第三次变革时期，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求，生物学、信息科学，计算机技术的引入，使分析化学进入了一个崭新的境界。第三次变革的基本特点：从采用的手段看，是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学：从解决的任务看，现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成及含量，而是要对物质的形态(氧化一还原态、络合态、结晶态)、结构(空间分布)、微区、薄层及化学和生物活性等作出瞬时追踪、无损和在线监测等分析及过程控制。随着计算机科学及仪器自动化的飞速发展，分析化学家也不能只满足于分析数据的提供，而是要和其它学科的科学家相结合，逐步成为生产和科学研究中实际问题的解决者。近些年来，在全世界科学界和分析化学界开展了“化学正走出分析化学”、“分析物理”、“分析科学”等热烈议论，反映了这次变革的深刻程度。 未来化学在人类生存、生存质量和安全方面将以新的思路、观念和方式继续发挥核心科学的作用。应该说，2O世纪的化学科学在保证人类衣食住行需求、提高人类生活水平和健康状态等方面起了重大作用，21世纪人类所面临的粮食、人口、环境、资源和能源等问题更加严重，虽然这些难题的 解决要依赖各个学科，但无论如何总是要依靠研究物质基础的化学学科。 1 化学仍然是解决食品问题的主要学科之一 化学将在设计、合成功能分子和结构材料以及从分子层次阐明和控制生物过程(如光合作用、动植物生长)的机理等方面，为研究开发高效安全肥料、饲料和肥料／饲料添加剂、农药、农用材料(如生物可降解的农用薄膜)、生物肥料、生物农药等打下基础。利用化学和生物的方法增加动植物食品的防病有效成分，提供安全的有防病作用的食物和食物添加剂，改进食品储存加工方法，以减少不安全因素等，都是化学研究的重要内容。 2 化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用 在能源和资源方面，未来化学要研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应：新能源如太阳能以及高效洁净的化学电源与燃料电池等都将成为2l世纪的重要能源，这些研究大多都需要从化学基本问题作起，否则，很难取得突破。矿产资源是不可再生的，化学要研究重要矿产资源(如稀土)的分离和深加工技术以及利用。 3 化学继续推动材料科学的发展 各种结构材料和功能材料与粮食一样永远是人类赖以生存和发展的物质基础。化学是新材料的“源泉”，任何功能材料都是以功能分子为基础的，发现具有某种功能的新型结构回引起材料科学的重大突破(如富勒烯)。未来化学不仅要设计和合成分子，而且要把这些分子组装、构筑成具有特定功能的材料从超导体、半导体到催化剂、药物控释载体、纳米材料等都需要从分子和分予以上层次研究材料的结构。20世纪化学模拟酶的活性中心的研究已取得进展，未来将会在可用于生产、生活和医疗的模拟酶的研究方面有所突破，而突破是基于构筑既有活性中心又有保证活性中心功能的高级结构的化合物。2 1世纪电子信息技术将向更快、更小、功能更强的方向发展，目前大家正在致力于量子计算机、生物计算机、分子器件、生物芯片等新技术，标志着“分子电子学”和“分子信息技术”的到来，这就要求
分析化学专业博士研究生课程
分析化学专业博士研究生课程 教学大纲 课程名称：激光光谱分析技术 课程编号：0703021X04 学分：4 总学时：80 开课学期：2 考核方式: 开卷（结合各阶段学习讨论、报告等） 课程说明： 现代分析化学学科的发展新阶段，分析科学阶段，融合各学科先进的研究成果和技术，对物质进行全方位深入的表征和测量。激光技术的发展和引入，极大的促进了分析科学及相关联用技术的发展，已成为分析化学学科重要的前沿热点研究方向之一。国际各发达国家及重点实验室均竞相开展该方向的研究。我们在国内较早开展该研究方向，已取得系列创新性的研究成果。本博士学位课程：激光光谱分析技术，包括激光光谱分析技术、方法基本理论、仪器装置、应用以及部分激光光谱分析实验等。课程内容与国内外处于同步。既立足于激光光谱分析基本理论知识和实践，又着眼于国内外分析科学发展趋势和研究动态。致力于博士生宽厚的理论知识和创新能力的培养。通过该学位课程的学习，掌握现代激光光谱分析基本理论和方法，现代光谱分析理论知识进一步增强，从而在其博士学位论文研究以及今后的
工作实践中做出创新性的成果。 课程内容： 第一章：激光基本原理和特性 激光基本原理； 激光的特性（指向性、单色性、能量密度和光谱亮度）； 连续波激光、超短脉冲激光 第二章：长池（多光程）激光吸收光谱分析技术 吸收定律；池结构； 长池程激光吸收光谱分析技术； 多光程激光吸收光谱分析技术 第四章：激光内腔吸收增强激光光谱分析技术 内腔吸收增强效应； 仪器装置； 激光内腔吸收增强光谱分析及应用 第六章：激光电离光谱分析技术 基本原理； 共振电离光谱分析； 激光增强电离光谱分析； 激光增强电离光谱分析新进展及应用 第七章：激光光声光谱分析技术 光声效应（气体、固体、液体光声效应）； 光声池结构；仪器装置（连续波、脉冲）；
现代化工分析方法与实验技术实验报告
实验一紫外可见分光光度法测定碱木质素的酚羟基 （一）实验目的 用FC法测定漆酶活化的碱木质素酚羟基含量 （二）实验原理 碱木质素为造纸黑夜的主要成分，其难溶于水，可通过磺化使其成为两亲性的聚合物。但是因为碱木质素分子活性位点太少，可通过漆酶活化后再磺化，便可提高磺化后产物——木质素磺酸盐的磺化度。漆酶的酶活已经预先测定，单位为U/g(漆酶)，漆酶的用量表示为U/g（碱木质素）。因为碱木质素在波长为280nm 处有最大吸收波长，可通过紫外可见分光光度法测定其含量，又因为香草醛标准溶液与FC试剂反应后在波长为760nm处有最大吸收波长，也可通过紫外可见分光光度法测定漆酶活化后碱木质素的酚羟基的含量（碱木质素也有类似于香草醛和FC试剂的反应）。 （三）实验步骤 1漆酶改性碱木质素 先用漆酶改性碱木质素，后对产物干燥处理。 2酚羟基含量测定 FC法步骤如下： a)取120 mg干燥样品溶解并定容于100 mL容量瓶中，同时取一小部分出来稀 释测浓度（波长为280nm）。 b)取以上溶液1 mL于25 mL容量瓶中，加入1.5 mL FC试剂，再加入15 mL 去离子水稀释。 c)往以上溶液加入5 mL 20% Na2CO3溶液（20 g Na2CO3溶解于100 mL容量 瓶）后用去离子水定容。 d)将以上溶液移至150 mL锥形瓶中，在摇床中于30 ℃，200 rpm的条件下反 应2 h e)在760 nm处测定以上溶液的吸光度。 根据香草醛的标准曲线：y=0.011x+0.0503可求得一定体积的碱木质素溶液酚羟基的摩尔数；同时根据碱木质素的标准曲线为：y=0.01342x-0.01651可求得一定体积的碱木质素的含量。 酚羟基的含量表示为1 g的碱木质素所含有的酚羟基的摩尔数。
如何促进信息技术与化学课堂教学的深度融合
如何促进信息技术与化学课堂教学的深度融合 信息技术应用于课堂教学，不只是帮助教师传授知识的手段，而且是提高教育教学活动的效率、更好地进行素质教育的工具；对于学生来说，信息技术则是学习知识和提高技能的认知工具。下面我以《原电池原理》教学中，谈谈如何促进信息技术与课堂教学的深度融合的。 首先利用信息技术创设情境，激活学生探究的兴趣，引起学生对所学知识的研究与学习欲望，使学生由被动接受知识转为主动学习，积极配合课堂教学，主动参与教学过程，激发学习兴趣，使乐学落到实处。教学中导入新课时我利用多媒体把生活中各种电池展示出来，例如干电池、手机锂电池、电动车电池、纽扣电池等，提出问题这些电池的原理是什么？如何转化成电能？充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境，为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具，真正改变传统教育单调模式，引起学生兴趣。 其次，利用信息技术与化学课堂教学的深度融合重点体现在突破教学难点，突出教学重点上。在学习原电池的原理时，锌铜原电池的原理是难点，在实验中铜片上有气泡，如何转化为电能？学生不易理解，而传统教学手段往往不得力，这时可以通过在装置连接电流传感器，屏幕上显示装置中的电流曲线图，使学生感受到化学能转化为电能的真实性和直观性，追问实验中铜片上有气泡，产生气泡的原因，继续通过课件用动画展示微观过程：锌片失电子，电子经导线流向铜片，电解质溶液中阴离子氢氧根离子向负极锌片移动，阳离子氢离子向铜片移动，获得电子生成氢气，从而使学生对原电池相关的离子移动，电子得失，反应过程有清晰的理解，计算机进行动态的演示，恰恰可以弥补了传统教学方式在直观感、立体感和动态感等方面的不足，从而能以具体形象的媒体展示给同学,使其能从中体验形象与抽象的关系。有学生提出锌片上有气泡，又是什么原因呢？引起学生的注意，参与到分析原因中来，如何避免锌片上产生气泡？继续多媒体演示用盐桥成双液电池，去掉盐桥电流计指针不偏转，并指出盐桥的作用：形成闭合回路，平衡电荷。对调动师生双方的学习积极性起到了推动作用，诱导学生深入浅出，并主动地参与其中。 另外，利用多媒体技术编写的系列有针对性的练习，能轻松巩固已学知识，从而切实激发学生发自内心学习兴趣，比如在练习中编各种形式的选择题、填空题、是非题等，并配以不同铃声响应，由软件来判断学生解答的正确与否，根据练习的情况，给予必要表扬鼓励或重复练习等，提高学生的学习成就感。 信息技术与学科整合既需要计算机方面的技术，更需要本教师的专业素质，这就需要教师具备计算机应用能力，课下积极向其他老师学习，同时要提高自己的教育科研意识，不断创新，使现代信息技术教学更好地辅助课堂教学，把它作
现代波谱分析化学第三次作业
1.将下列两组化合物按λmax大小顺序排列，并说明理由（只考虑π→π*跃迁） (A) c>b>a。没有共轭的孤立双键在激发时，所需能量大于共轭双健所需能量；共轭体系越大，激发所需能量越小。 (B) b>a>c。有共轭体系的，激发能量小于无共轭体系的，1，2-不饱和醛酮的激发，其能量高于激发存在延长共轭双键时所需能量。 2.乙烷、甲醚和环戊烯的λmax分别为135、185和190nm，它们各由何跃迁引起的？ 3.指出下列异构体所对映的紫外光谱数据： λmax：244 εmax：16000（B ）；λmax：275 εmax：16（A）。 4.紫外吸收光谱谱图又称紫外吸收曲线，是以波长为横坐标；以吸光度为纵坐标。 5.红外光谱定性分析的基本依据是什么简要叙述红外定性分析的过程。 答：依据峰的形状以及出峰位置（波数）来定性。大致过程：1、首先按照各大峰区，找到各个出峰位置，并确定峰的形状；2、对各个吸收峰进行定性，确定可能存在的结构；3、确定可能的连接方式，在与标准谱图对照。 6.试分别计算乙炔和苯分子自由度总数及振动自由度数目。 乙烯：总自由度：3×4=12；振动自由度：12-5=7； 苯：总自由度：3×12=36；振动自由度：36-5=31。 7.某液体化合物分子式C5H10，试根据其红外光谱图，推测其结构。
（1）不饱和度U=5-10/2+1=1，可能存在C=C或环（U=1）。 （2）谱峰归属 13077cm-1双键=C-H伸缩振动，可能是烯烃 22970 cm-1～2883 cm-1CH3或CH2的C-H伸缩振动 31651 cm-1C=C伸缩振动 41466 cm-1CH3的C-H不对称伸缩振动或CH2的剪式振动 51377 cm-1CH3的C-H对称变形缩振动 6887 cm-1末端烯烃，同碳二取代C-H变形振动特征吸收峰（3）可能结构 8.化合物C6H12，根据如下IR谱图确定结构，并说明依据。 （1）不饱和度U=6-12/12+1=1，可能存在C=C或环（U=1）。 （2）谱峰归属 13079 cm-1双键=C-H伸缩振动，可能是烯烃 22960 cm-1饱和C-H伸缩振动，可能存在CH3或CH2 31643 cm-1C=C伸缩振动 41467 cm-1CH3的C-H不对称伸缩振动或CH2的剪式振动 51386 cm-1～1368 cm-1CH3的C-H对称变形振动，裂缝可能为异丙基 6994 cm-1，911 cm-1末端烯烃单取代-CH=CH2的C-H变形振动 （3）可能结构 （4）结构确定 谱图中甲基对称变形振动1377 cm-1发生裂分，且裂分双峰的强度在1386 cm-1、1368 cm-1相等，应为异丙基裂分的情况，而由994 cm-1，911 cm-1知，只有一个氢被烷基取代，故推断得上式结构。 9.根据IR和MS谱图确定化合物（M=70）结构，并说明依据。
环境监测站化学分析方法
环境监测站化学分析方法 摘要：环境监测站化学分析方法的运用，需遵循灵活性、目标性以及准确度等 原则，使环境样品的化学分析工作质量得到应有的保障。事实证明，只有如此， 环境监测站作用的可持续建设环境，才能达到预期的目标，进而推动各行各业的 可持续发展进程。 关键词：环境监测站；化学分析；方法 1研究环境监测站化学分析方法的现实意义 当前阶段，人们对生产生活的环境保护需求越来越大，这就要求环境监测应 升级更新至对应的水平。此过程，环境监测工作的开展应对污染程度有个全面的 认识，即需对污染物的组成成分进行精确分析，这就对材料分析提出了更高的要求。具体来说，要想使环境污染物的监测达到预期效果，需优选化学分析方法来 提高分析过程的质量效果，进而提高环境污染物监测的准确性。然而，在实践过 程中，科技水平的不断进步，市场环境中的化学分析方法呈现出多样性特点，这 就增加了监测站化学分析方法选择合理性的控制难度。为此，研究人员应对以往 环境监测站选用化学分析方法的情况进行分析，以明确选用原则的情况下提高方 法应用实践的质量效果。如此，环境监测站的作用稳定性与可靠性就能充分发挥 出来，进而优化人们生产生活的环境条件[1]。 2环境监测站化学分析方法的选用原则 2.1材料基本组成 为消除因环境监测站污染样品本身引起的问题影响，化学分析方法的选用应 对待测环境样品的主要元素种类、基体以及杂志元素进行初步的预估。如此，就 能避免分析过程受化学或是物理因素的干扰，继而提高监测分析的准确性。 2.2准确度 环境监测站化学分析方法的准确度，可通过标准物质进行确定。但标准物质 获得的难度较大，研究人员可通过加标回收法提高确定的速度。但在实践过程中，加标回收法运用的可靠性不佳。这是因为加标回收率即使达到100%，也无法保 证测定加入物质后的测量不存在系统误差。换句话说，就是加标回收难以控制未 知样品在测定过程中系统误差。因此，研究人员应选择具有准确度的化学分析方法，来强化环境监测站设置的作用效果[2]。 2.3灵活性 研究表明，环境监测站应用的化学分析方法中没有一种类型的分析方法能够 完成全部的分析工作，即使是化学分析实验室，也要采取不同类型的分析手段， 才能完成环境污染样品的检测工作。为此，相关人员应将灵活性作为化学分析方 法的选择原则，即使化学分析法的运用能够对高含量、微量元素以及常量进行分析。此外，对于微量、痕量以及常量的问题，化学分析法应采用仪器分析法。如此，不同类型的化学分析法选择，就可满足不同环境样品的监测要求。 3化学分析过程中误差发生原因 3.1分析方法不当 化学分析方法给分析结果造成的影响较为明显，例如，分析常量成分时也会 引入误差，即，滴定操作时反应进行不彻底，因控制反应条件不当，导致副反应 的发生等，都会导致误差的出现，因此，选择化学分析方法时应注重采用定量分 析法，消除引入误差的因素。 3.2操作不够规范
怎样实现信息技术与化学学科课程有效整合
怎样实现信息技术与化学学科课程有效整合 李明达 摘要：信息技术作为一项教学工具（Learn from IT），能够把各种技术手段完美地融合到课程之中.就像教师在上课时使用黑板和粉笔一样，计算机已成为真正的教学工具, 教师最主要的任务不再是开发软件，而是如何应用现有的软件把计算机的优势发挥出来，进行学科教学。教师在化学教学中应用多媒体可激发学生的学习兴趣，启发学生的想象力，增加课堂容量，满足学生不同的需求，完善课堂教学结构。多媒体技术与传统教学相结合，可以提高学生的观察效率，可以把一些抽象的、不易理解的知识转化为熟悉的、形象的知识，可以创设情景、拓展思维空间，激发学生的学习兴趣，使学生喜欢化学，爱学化学。作为教学手段之一的信息技术在学科中的整合，将会有助于推动课程改革、教学内容改革及教学方法改革的进程。 关键词: 信息技术化学教学整合 以网络技术和多媒体技术为核心的信息技术的广泛应用和不断发展，使世界由此进入了一个人机交互的多媒体化、网络化、信息化时代。将信息技术与学科教学的整合，已经成为我国教育教学改革的新视点。利用信息技术，把各种教学媒体、课程资源以及技术手段完美地融合到学科教学之中。为达到这一目标，众多的教师正在积极探索、实践信息技术与学科课程整合的模式和方法。 一、信息技术与化学学科课程整合的意义 信息技术与学科课程整合，即以信息技术为先导，以系统论和教育技术理论为指导，在教学过程中将现有课程的教学活动与信息技术有机结合，融为一体。其宗旨是实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式的变革，使信息技术真正成为学生认知、探究和解决问题的工具，培养学生利用信息技术探究、解决问题的能力。就化学而言，学科的研究范围，大到宇宙，小到微观粒子。利用信息技术，可以变抽象为具体、变微观为可见、变静态为动态、变瞬间为缓慢等等，使学生能根据自己的兴趣去主动发现、主动探索。电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、化学教育网站、教师个人网站等网络化学教育信息资源的出现和丰富，为学生创设了基于网络下的自主学习环境，并使教学媒体从单一媒体向多种媒体转变；使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变；使学生从单独的学习向合作学习转变。信息技术与化学学科课程整合，将实现化学教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生的互动方式的转变。信息技术与化学学科课程整合，能激发学生学习化学的兴趣，提高认知能力，克服化学学习中的障碍，培养探索科学的实践精神和创新精神，为使学生具有良好的科学素养和信息素养打下坚实的基础，促进学生的全面发展，达到整体协调，和谐发展。 二、电脑模拟，发挥演示实验、虚拟实验室的功能 化学是一门以实验为基础的学科，实验教学和演示实验是中学化学教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是化学实验教学的特点，利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤，而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通化学课堂的演示实验中，由于受到常规实验仪器本身的限制，实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助, 模拟一些重要的，但在现实实验环境下难以完成的一些化学实验，则可弥补常规
现代分析化学
高效液相色谱与质谱连用接口 液-质联用接口技术主要是沿着三个分支发展的： （1）流动相进入质谱直接离子化，形成了连续流动快原子轰击（continuous-flow fast a tom bombarment, CFFAB）技术等； （2）流动相雾化后除去溶剂，分析物蒸发后再离子化，形成了“传送带式”接口（moving -belt interface）和离子束接口（particle-beam interface）等； （3）流动相雾化后形成的小液滴解溶剂化，气相离子化或者离子蒸发后再离子化，形成了热喷雾接口（thermo spray interface）、大气压化学离子化（atmospheric pressure ch emical ionization, APCI）和电喷雾离子化（electrospray ionization, ESI）技术等。有关液相质谱的接口技术和LC-MS 技术的发展，Niessen 曾经进行了较为详细的综述。 1 液体直接导入接口 1972 年，Tal’roze 等人提出了直接将色谱柱出口导入质谱的思想，当时称之为毛细管入口界面。相继有许多研究组开展这方面的研究，在1980 年这种液质接口已经用于商业化生产。为了避免非挥发溶剂的污染，Melera 使用一个小的横隔膜对这一接口进行了改进，研制成了液体直接导入接口（direct liquid introduction interface）技术。该接口是将液相色谱的流动相沿着进样杆流动，然后通过一个直径为3-5μm 的针孔，使液体射入质谱计的CI 离子源中。采用传统的CI 离子源可以很容易地把色谱与质谱计相连或脱开。 液体直接导入接口的优点是：接口简单，造价低廉，可将非挥发性和热不稳定性的化合物温和地转化成气态，样品以溶液状态进入质谱形成了CI 条件，可得到分子量信息。缺点是：分流过程中需要减少大量的流动相，使用的隔膜经常堵塞。 质谱仪 2 连续流动快原子轰击
仪器分析技术发展趋势及应用
仪器分析技术最新发展趋势及应用 摘要:本文阐述了现代科学技术发展中仪器分析发展的现状及其基础地位,仪器分析的特点及存在的局限性及最新发展趋势。特别是当今仪器分析技术吸取数学、物理学、计算机科学以及生物学中的新思想、新理念、新方法和新技术,不断完善现有的仪器分析技术,使仪器分析技术正朝着快速、准确、自动、灵敏以及适应特殊分析方向而迅猛发展，这就是当今仪器分析技术发展的总趋势! 关键词:仪器分析分析方法发展趋势 当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合,分析化学也不例外。分析化学是四大化学之一,包括两大范畴化学分析和仪器分析。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。仪器分析又分为基础仪器分析和现代仪器分析，现代仪器分析又分为波谱分析、光谱分析、电化学分析、色谱分析、电镜分析、放射化学分析等。 1 仪器分析技术的基础地位 现代仪器分析是一门信息科学，用于陈述事物的运动状态，促进人与环境的相互交流.现代仪器分析也是一门信息技术,涉及信息的生产、处理、流通、也包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等,有效地扩展了人类信息器官的功能.人们通常将信息与物质！能源相提并论，称为人类社会赖以生存发展的三大支柱。世界由物质组成的,没有物质世界便虚无缥缈。能量是一切物质运动的源泉，没有能源，世界便成为静寂的世界。信息则是客观事物与主观认识相结合的产物，没有信息交换，世界便成为没有生气的世界,人类无法生存和发展。 生产和科研的发展,特别是生命科学和环境科学的发展，对分析化学的要求不再局限于“是什么”、“有多少”？而是要求提供更多更全的信息,即从常量到微量分析，从微量到微粒分析,从痕量到超痕量分析，从组成到形态分析，从总体到微区分析，从表现分布到逐层分析,从宏观到微观结构分析,从静态到快速反
水化学分析方法汇编
水化学分析方法汇编 1. 简分析：简分析用于了解区域地下水化学成份的概貌。分析项目少，但要求快而及时。分析项目除物理性质（温度、颜色、透明度、嗅味、味道等）外，还应定量分析以下各项：pH值、游离二氧化碳、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、OH?、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、总硬度及溶解性固体总量等。通过计算求得水中各主要离子含量及总矿化度。在需要时还作NO2-、NO3-、NH4+、Fe2+、Fe3+、H2S定性分析。简分析适用于初步了解大面积范围内各含水层中地下水的主要化学成分及水质是否适于生活饮用。 2. 全分析：全分析项目多，要求精度高。通常在简分析的基础上选择有代表性的水样进行全分析，以较全面地了解地下水化学成分。其测定项目除简分析项目外，另增加NH4+、T Fe（Fe2+、Fe3+），NO2-、NO3-、F-、PO43-、H2SiO3、CO2、H2S、化学需氧量、悬浮物、灼烧残渣、灼烧减量等项目。上述项目按实际任务可略有增减。 总则 1本标准规定了“地下水标准检验方法”编写的一般要求和原则 1．检验方法中所采用的名词、术语均应符合国家规定的标准。 2．计量单位应符合国家法定计量单位。 3．检验方法中用于稀释或配制试剂的水，在未其它要求时，系指其纯度能满足要求的蒸馏水或去离子水。指明亚沸蒸馏水的，必须是用亚沸石英蒸馏器蒸馏的。 4．试剂与溶液 4．1配制溶液的试剂及溶剂，必须符合检验项目的要求。 4．2检验方法中所用试剂，除已指明规格的外，均指二级（分析纯）以上，当试剂纯度达不到要求需要提纯处理的，在相应项目检验方法中单独列出。 4．3溶液未指明何种溶剂时，均为水溶液。 4．4检验方法中，溶液的浓度有以下表示方式： 4．4．1摩尔浓度（mol/L）以每升溶液中含有溶质的摩尔数表示。 4．4．2当量浓度（N）以每升溶液中含有溶质的当量数表示。对氧化—还原反应中的试剂浓度仍采用当量浓度表示，作为暂时过渡办法。 4．4．3质量溶量百分比浓度（% M/v）系指100mL溶液中含有溶质的克数。如1%氢氧化钠溶液，是100 mL水溶液中含有1gNaOH。 4．4．4体积比浓度（1+1 v/v）系指液体溶质与溶剂的比例。 5．玻璃器皿及仪器
中学化学和现代化学科学发展’汇总
中学化学和现代化学科学发展《基础教育课程改革纲要》中这样明确指出，要改变课程内容“难、繁、偏、旧”和过于注重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能。可见在新课程中课程内容的改革同样占有重要的地位。高中化学新课程以提高学生科学素养为宗旨，其课程内容的选择改变了传统的以物质结构为基础、以元素周期律为主线的知识体系，突出化学基本观念的主导作用，注重在社会背景中引导学生学习化学知识，并将科学探究作为重要的课程内容。而在不同的课程模块中课程内容既具有连续性，又具有层次性。 中学化学的教育改革要注意以下几个问题： 1.学科的现状与发展趋势及社会需求是教育改革的基础和推动力。 2.要学习并重视现代教育学和学科教学研究所提供的新理念和方法论。 3.探究性学习仍然是教育改革的突破口。 4.要区分职业性要求和素质性要求。 5.学段的衔接更着重于能力。 中学化学教师要想更好的理解新教材的内容选择上的变化，更好的使用新教材，就应该进一步明确现代化学发展及其对中学化学的影响。 一、化学学科的成就和地位 1.化学学科的地位
早在1985年，美国学者G.C.皮门特尔指出：“化学是一门中心科学，它与社会多方面的需要有关。化学的基础研究则将有助于我们的后代赖以满足演化中的需要，赖以解决许多难以预期的问题。” 化学是一门承上启下的中心科学。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游，化学是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。化学是中心科学，是从上游到下游的必经之地。 化学又是一门社会迫切需要的中心科学，与我们的衣、食、住（建材、家具）、行（汽车、道路）都有非常紧密的联系。 化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学（sun-rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透的中心科学。 今天，在人类社会发展过程中迫切需要解决的几个重大问题：环境、粮食、能源、生命进化等，都需要化学的参与。 2.20世纪化学的重大成就 在20世纪的100年中，化学与化工取得了空前辉煌的成就。“空前辉煌”数字（3771万，2001）。1900年在Chemical Abstracts(CA)上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。化学是以指数函数的形式向前发展的。 报刊上常说20世纪发明了六大技术: 1.包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术；
信息技术在学化学中的应用
现代信息技术在化学教学中的应用 太和县税镇中心学校邹方剑 摘要：现代社会是信息技术占主导地位的社会，信息技术将对社会产生巨大的变革，也会给教育产生巨大的影响。把信息技术引入化学课堂，必将发挥其积极作用，在化学课堂教学中运用现代信息技术，能让学生主动地学，提高学生学习化学的兴趣和强烈求知欲。有利于学生在轻松的氛围中学习并掌握知识，有利于形成系统的知识结构，提高教学质量，最终形成学生的创新精神和科学探究能力。 关键词：信息技术化学教学应用 在中学化学教学中的许多重点、难点，运用传统的教学手段很难突破，一些演示实验的现象不能保证每个学生都能观察到看清楚，化工的生产、工艺的流程、自来水的净化等内容的教学往往会变得枯燥乏味，现代信息技术的应用能弥补这些缺点并能在短时间内作用于学生的各个感官，使学生产生一种深刻的感受。在化学课堂教学中运用信息技术，能让学生主动学习，从而活跃思维，提高学习化学的兴趣。有利于学生在轻松的环境中掌握知识，形成系统的知识结构，从而培养学生创新精神和科学探究能力，结合本人在教学中的具体做法，谈一谈在化学教学中运用现代信息技术的好处。 一．现代信息技术的应用能激发学生学习兴趣 兴趣是最好的老师，如果学生带着兴趣参与学习活动，往往会伴随着积极的因素。传统教学老师往往依赖于语言和板书，而现代信息技术的引入极大地增强了课堂真实感和表现力，它能让学生有亲临其
境的感觉，有助于调动学生的积极性，激发学习兴趣。比如我在上《二氧化碳和一氧化碳》时，用中央电视台科教频道“探索与发现”栏目中播放的盗墓贼身上携带着宝物在离开墓葬却死在墓道中的一段视频作为新课的导入，激发学生去探究为什么人进入墓中时间长了会出现死亡的现象，从而引出要学习的内容二氧化碳的性质，学完后再回过去回答盗墓贼死亡的原因。对初中学生来说，一段小视频可以让大家情绪高涨，很显然在接下来的学习中积极性会大大提高。 通过幻灯片、视频等信息手段呈现适当内容的形象资料，结合形象思维和逻辑思维，让学生边看边思考，极大地激发学生发现问题的兴趣,为积极主动学好化学打下一个稳固的基础。 二．现代信息技术的应用能使抽象知识概念化 一些在课堂上很难讲清的化学概念、化学规律的形成过程、某些物质的结构，学生理解起来比较困难，现代信息技术的应用以其丰富的表现力能很好地解决这个问题。特别是对学生平时无法观察的难以了解的知识更显示出巨大的作用。例如，可以利用Flash动画可将水通电分解的过程即水分子分裂成氢、氧原子，原子重新组合成氢分子和氧分子的过程展示出来，信息技术能使许多肉眼看不见的反应过程变成生动有趣的化学过程。又例如，在学习离子化合物的形成，利用图片展示Na原子、Cl原子的结构示意图，在通过flash动画生动形象的模拟Na原子、Cl原子得失电子形成NaCl这一过程，从而使学生们对离子的形成这一知识点理解得非常透彻。比如在《原子的构成》中“核外电子排布”，虽然我们可以通过课本上的图片来解释，也可
新材料新技术给生活带来的两面性
高科技新材料给生活带来的两面性 众所周知，科技是第一生产力，放眼古今中外，人类社会的每一项进步，都伴随着科学技术的进步。科学技术对人类生活的影响体现在诸多方面，有利亦有弊。一方面，科学技术的进步和普及，为人类提供新的认识外部世界和自身的途径，带来巨大的利益和效益，为人类提供了传播思想文化的新手段，更新人们的思想观念，破除迷信等具有重要意义。同时对于丰富人类的物质生活，提高人类生活质量的改善提供了巨大的帮助，电脑、电话、汽车等现代人类生存的必需品，给人类生活带来了极大的便利。另一方面，人类在享受科学技术带来的众多便利的同时，也深刻的认识到科技对生活带来的负面影响，给我们带来的问题似乎同样越来越让我们难以承受，越来越让我们陷入一种难以自拔的生存困境，甚至不得不让我们付出成倍的代价和加倍的回补，才能平复那些提高和改善背后的塌陷和毁损。 一科学技术给人类生活带来的正面影响。 生物科技给人类生活带来的好处。现代生物科技在我国已经得到了长足的发展，在基因组和蛋白质组、干细胞、生物信息、生物医药、生物育种等前沿领域的原始创新能力不断提升，而生物科技对生活的影响也是深远的。 科技不单单改变了我们的衣、食、住、行，更是改变了我们的各个方面，改变了我们农业的发展，医疗技术的革新，通讯技术的提高，使得我们的生活更加的方便、快捷、幸福。 科技使医疗技术迅猛发展，医疗环境也得到了很好的改善，挽救了大量生命垂危的病人，人类的平均寿命也得到了提高，以前人们认为的绝症，现在都顺利的成功的治疗了，现在发达的医疗技术，也可以是那些看不见光明的盲人，得以重见阳光。 科技也使通讯技术得到了飞跃的提高，因为通讯技术的高速发展，就算是远隔万里，也能通过视频看见对方，所以就有了“地球村”的说法。以前飘洋过海是多么辛酸的事，因为距离的遥远，使人们不知道何年何月才能在见上一面。可现在，不仅有电话手机之类可以随时报告行踪，还有电脑、网络、视频可以随时传递图象，远在大洋彼岸的家人也马上能知道。科技改变了一切，大到一个国家，小到我们每一个人的生活，它改变了人类的历史，使人们迈向更高的文明，我们应该感谢它，但是当人们在享受科技带来的巨大好处的同时，也逐渐意识到科技是一枚双刃剑。 二科学技术给人类生活带来的负面影响。任何事物都具有两面性，科技同样也是一把双刃剑。我们感谢科技丰富了我们的生活，提高了我们的生活质量，但我们也无法阻挡科技负面影响的产生。现代科技给我们提供了我们所需求的东西，而沉溺其带来的便利使我们失去了很多选择的机会和能力，依赖其飞速的发展也使我们成为了现代科技的一部分，被工具化和模式化。要说对人类日常生活的负面影响，相信令人们感触最深的就是现代发达的、时刻陪伴人们左右的信息网络科技了。 电脑。许多年青人有一种错误的观念，他们只需每天坐在电脑前工作即可，很多人已经不习惯手写了，而用WORD处理的文件或信件经常不准确或漏字。”正是这些高科技的设备，使我们丧失了一些基本的能力。 网络。制造的垃圾信息，对青少年的消极影响尤为严重。主要体现在：可能造成青少年信仰的缺失或价值观的多元化，影响青少年正确的人生观、价值观的形成，引起青少年道德意识弱化、社会责任感下降，甚至极容易使青少年做出一些违反常规的事情，走上犯罪的道路；长期上网会引发青少年网络孤独症，人际情感淡漠，对现实社会产生不认可甚至逃避的心理，诱发青少年的双重人格障碍，使青少年变得孤独、敏感、忧郁、警觉、不服从社会规范，甚至出现精神障碍、自杀等情况；在网络环境下，青少年交往的对象、身份都不确定，这就减弱了青少年的社会角色的获得能力，网络交往的虚拟性、自由性，很容易导致人们行为的普遍失范，不利于青少年的社会化，甚至导致青少年社会化的失败。 三、科学合理的利用科技，使之真正造福人类。