高校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的改善論文
[關(guān)鍵詞]高校 物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
[摘要]通過對(duì)壓力測(cè)量、溫度測(cè)量、控制技術(shù)的改進(jìn)和測(cè)定體系的優(yōu)化，以及實(shí)驗(yàn)小型化、微型化及綜合性發(fā)展，不斷改善實(shí)驗(yàn)技術(shù)，改良實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
物理化學(xué)是化工、應(yīng)化、冶金、成型、環(huán)境等專業(yè)學(xué)生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，物化實(shí)驗(yàn)自然也是這些專業(yè)學(xué)生的一門重要的實(shí)踐課。近幾年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，我們通過對(duì)壓力測(cè)量、溫度測(cè)量控制技術(shù)的改進(jìn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)和測(cè)定體系的改進(jìn)以及實(shí)驗(yàn)小型化、微型化及綜合性發(fā)展，不斷改善實(shí)驗(yàn)技術(shù)，改良實(shí)驗(yàn)環(huán)境，創(chuàng)建高、精、準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)條件和無(wú)汞、無(wú)苯、無(wú)毒的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，大大提高了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證性功效，同時(shí)改善了實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
首先，從儀器入手進(jìn)行了改良
在物化實(shí)驗(yàn)中，純液體飽和蒸汽壓的測(cè)定和碳酸鈣熱分解等實(shí)驗(yàn)中都涉及到壓力值的測(cè)量，原來使用的u型壓力計(jì)含有大量的汞，操作不慎容易污染環(huán)境，危害實(shí)驗(yàn)人員的健康。現(xiàn)在我們把U型水銀壓力計(jì)換成電子數(shù)顯壓力傳感器測(cè)壓計(jì)。既不會(huì)污染環(huán)境，讀數(shù)更快更便捷。另外，在一些實(shí)驗(yàn)中要用到測(cè)溫裝置和控制裝置，例如燃燒熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵是測(cè)試溫度的變化，對(duì)于測(cè)量精度要求較高，原來我們一直使用貝克曼溫度計(jì)測(cè)量溫度，雖然測(cè)量精密度高，但其含有大量汞，而且操作繁瑣，現(xiàn)在我們把它換成電子精密數(shù)顯溫度計(jì)，并且與計(jì)算機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化跟蹤和數(shù)字化輸出，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率和測(cè)定速度。還有一些物化試驗(yàn)都需要在恒溫條件下進(jìn)行，如飽和蒸汽壓測(cè)定、蔗糖水解、電導(dǎo)法測(cè)定醋酸電離平衡常數(shù)、乙酸乙酯皂化、最大泡壓法測(cè)定溶液表面張力等實(shí)驗(yàn)，以前是使用水銀導(dǎo)電溫度計(jì)來調(diào)節(jié)，現(xiàn)在都更換成數(shù)顯的超級(jí)恒溫器，恒溫精度可達(dá)0.02度。
其次，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)定體系
BZ震蕩反應(yīng)已成為物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，在以往的實(shí)驗(yàn)中，都采用記錄儀和數(shù)字電壓表記錄BZ震蕩反應(yīng)波形，存在分辨率低、易引入人為誤差、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)，并且記錄數(shù)據(jù)以及最終處理的工作量大。針對(duì)這一問題，我們引入了計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)，不僅有利于開展單人實(shí)驗(yàn)，訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算機(jī)能力，而且提高了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代化測(cè)試水平。另外我們對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)體系也做了改進(jìn)。取液系相圖是一個(gè)比較傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，過去很多年來一直測(cè)定的是苯-乙醇體系，由于苯的毒性強(qiáng)，使得實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境嚴(yán)重污染，現(xiàn)在改為環(huán)己烷-乙醇體系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有代表性，而且環(huán)境得到了大大改善，另外飽和蒸汽壓的測(cè)定改用無(wú)水乙醇，介電常數(shù)的測(cè)定也采用四氯化碳作為試樣。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改進(jìn)和測(cè)定體系的更換，使得物化實(shí)驗(yàn)朝著更科學(xué)、更安全的方向發(fā)展。
另外，物化實(shí)驗(yàn)逐步朝著小型化、微型化及綜合性發(fā)展
在當(dāng)今大力提倡建立數(shù)字環(huán)保型實(shí)驗(yàn)室的'呼聲下，高校的實(shí)驗(yàn)室更應(yīng)該積極響應(yīng)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)的規(guī)模上和用料上也做了改進(jìn)。原電池電動(dòng)勢(shì)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，原來采用多個(gè)電子元件用導(dǎo)線連接起來，形成不同電路來進(jìn)行測(cè)量，由于元件多，學(xué)生連起來顯得凌亂，時(shí)有接觸不良的情況發(fā)生。現(xiàn)在我們把所有元件都組裝在一個(gè)小箱子里，只留兩個(gè)接線柱，并且以電子顯示屏的方式顯示測(cè)定結(jié)果，這樣測(cè)定起來更便捷。還有在金屬相圖實(shí)驗(yàn)中，以前測(cè)定的是鉛-錫合金相圖，樣品為熔融態(tài)的合金，其蒸氣的毒性很大，而且所用的玻璃管易破裂，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗和毒氣泄露。現(xiàn)采用金屬管來裝樣品，金屬管有蓋可以封閉，樣品的量減少很多，并且可以重復(fù)使用，這樣既降低了實(shí)驗(yàn)成本，又減輕了環(huán)境污染。
經(jīng)過對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的優(yōu)化和對(duì)測(cè)定體系的修正，使得物化實(shí)驗(yàn)更加完善，也更加環(huán)保，節(jié)省了試劑和實(shí)驗(yàn)空間，卻提高了功效，先進(jìn)的儀器設(shè)備和現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)理念激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣。
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