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在实验中探究化学通识教育核心课程化学化工学院大学化学教研室化学化工学院基础化学实验中心内容介绍课程设置的目的、思想；课程的总体安排；课程选修的要求；联系方法。课程设置的目的、思想课程宗旨：通过与生活紧密相关的综合设计性实验，让学生完成一个化学实验全过程的训练和体验；从学习化学实验的原理设计思路完成实验样品的分析测试结果的分析讨论等；课程开设目的：1.学会运用最基本的化学原理来体会并设计实验，最主要的是学会化学领域科学研究的方法和思想；2.学会发现问题以及学会尝试着用所学（包括自学）的知识的原理去发现、分析和解决问题，总结并得到提升；3.提升学生科学思维与科学实践相结合的能力。在完成整个过程的同时，还可以达到提高实验技能、接触和了解基本的化学仪器的分析方法。从经典化学实验了解化学分支学科的发展理解学科的科学思维方法探讨科学的方法论课程的目标1科学技术2科学精神3科学思维熟悉理解养成课程的总体安排一、课程内容：与多项Nobel奖紧密相关的分离技术体会现代药物合成的发展历程——了解有机化学的研究方法色谱分离技术的演变和发展侯氏（德榜）联合制碱法——我国无机化学工业的发展电化学的发展演绎——自己动手设计和体验表面活性剂的原理和应用——从简单中寻找科研的方法改变有机分子的结构——Diels-Alder反应人工合成高分子——PMMA的合成——高分子学科的研究思路与多项Nobel奖紧密相关的分离技术与重结晶相关的Nobel奖1903，1911居里夫人，1964Hodgkin结晶牛胰岛素的合成和提纯重结晶从粗盐中提取KCl，KNO3与NaNO3的分离提纯对提纯物的分析——XRD对纯度的分析——测主、副产物含量，不同产品的不同方法（分光光度、色谱）本实验目的重结晶基本实验技能训练艰辛细致科学相关发展学科色谱分离技术的演变和发展1906年俄国植物学家Tsweet分离植物色素1941，Martin和Synge提出液-液色谱,1952年诺贝尔化学奖1951年提出气相色谱三聚氰胺分析仪GC/MS11干蛋白原来添加0.1μg/ml三聚氰胺及其同类物标准品的色谱图三聚氰胺NNNNH2NH2H2NHNNHNHOOO三聚氰胺三聚氰酸NNNNNNHHHHHHNNNOOOHHH当混在奶粉中的这种网格结构被摄入人体后，由于胃液的酸性作用，三聚氰胺和三聚氰酸相互解离，从而破坏了这种复合物，三聚氰胺和三聚氰酸于是分别被吸收入血。由于人体无法转化这两种物质，最终三聚氰胺和三聚氰酸被血液运送到肾脏，准备随尿液排除体。然而，就在肾脏细胞中，两种物质又一次相遇，于是又进行了相互作用，以网格结构重新形成不溶于水的大分子复合物，并沉积下来，形成结石，结果造成肾小管的物理阻塞，导致尿液无法顺利排除，使肾脏积水，最终导致肾脏衰竭。本实验的目的学会科学方法的拓展掌握各分离方法的区别和联系体会色谱分离技术的发展历程动手分离几种天然色素和有机物4321侯氏制碱法——中国化工发展的里程碑体会绿色化学的主要思维方式理论与实际生产的联系，如何学以致用？原：2NaCl+CaCO3=CaCl2+Na2CO3NH3改：NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑加热体会现代药物的发展历程乙酰水杨酸COOHOH+CH3COCH3COOCOOHOCCH3OH++CH3COOH水杨酸Dr.FelixHoffmann本实验目的学会简单的酯化反应产物的重结晶（同1）产物的分析（红外，纯度检验）——有机化学不同于无机化学的表征方法物质结构与性质的关系——为什么要酯化？电化学的发展演绎本实验目的自主设计制作几种电化学反应装置掌握知识的相关性如何利用化学能？避免、延缓金属腐蚀的发生？拓展到生活中的应用（选做）表面活性剂的原理和应用洗涤剂的制备表面活性剂用于介孔材料的合成——二维六方（p6mm）介孔材料SBA-3的合成如何设计合成产物？本实验目的学会简单的洗涤剂制备、无机合成生活中的化学与科学发展前沿的联系改变有机分子的结构——Diels-Alder反应CH2CCCH2MeMeCH2CCCH2H3CH3CCH2CH2CHOCHOCHCH2CHO100%CH2CCCH2HHCH2CCCH2HHCH2CH2CH2CH278%本实验目的学会Diels-Alder反应有机化学的分子设计——由小分子直链到大分子环的转化，取代基团对分子性质的影响分子空间构型的计算机绘图和分析人工合成高分子——PMMA的合成Staudinger,1953；Flory,1974；导电高分子,2000目的：从小分子到大分子的人工转变高分子与小分子的性质差别（分子量）——从量变到质变——认识化学的另一面课程的总体安排二、授课方式：实验前的讨论——之前要查阅文献、相关书籍，给出初步的预案；实验进行——在教师的指导下，运用指导过的实验方案；实验完成后的讨论——就做过的实验进行结果总结以及分析，探讨可以改进的环节，总结该实验设计的方法的原理；课程结束讨论——探究科学研究方法的特点，总结课程实践的体会。讨论+实验！课程的总体安排教师内容上课日期陈虹锦绪论第1周章烨获得Nobel化学奖的合成实验——Diels-Alder反应。第3，4周梁竹梅人工合成高分子第5，6周马荔与多项Nobel奖紧密相关的分离技术第7，8周张卫色谱分离技术的演变和发展第9，10周韩莉阿司匹林的合成第11，12周陈虹锦总结第13周备注：1.红字的为实验周，如果没有特殊通知，在建工楼229室2.黑字为讨论周，在教室：下院-310（晚上，407）上课时间：下午：12：30；晚上：17：30开始联系方式：陈虹锦[e-mail]章烨[e-mail]马荔[e-mail]张卫[e-mail]梁竹梅[e-mail]韩莉[e-mail]有关每一个实验的要求分组；准备ppt；课堂讨论；实验；实验后讨论；撰写实验报告。实验前准备实验后工作实验前准备分组：5人一组组长（联系方式）助教讨论准备：每组做一个ppt发给指导老师，由老师选择组别、及宣讲人（随机）上台宣讲并进行讨论；（60人，6A+6B）ppt：作者、组员、上课时间、图文并茂有效页15－20；提前一周交发Email给相关老师；参考各实验所列的思考题（网站）；A组主要根据前1/2的思考题准备，B组主要根据后1/2的思考题准备。实验要求独立完成！认真记录数据、现象；在实验中注重观察实验现象，自己设计环节来验证预期意外的现象的原因——探究！积极进行课后讨论。实验后讨论通过实验总结实验结果；讨论实验现象；提出改进方案；拓展实验设计；讨论时间由指导老师定，可以在实验课上（做完实验后），也可以在下一个实验的讨论课前进行。撰写实验报告手写！简单明了的实验原理和步骤；重点在结果讨论以及现象的解释；回答思考题：1.A组回答前1/2，B组回答后1/2；2.实验课上留的思考题。关于讨论题荣获Nobel化学奖的有机反应——Diels-Alder反应讨论题章烨[e-mail]什么是绿色化学？什么是原子经济的反应？微型实验的量一般是多少？使用微型实验有什么好处？查阅双烯合成的发明者Diels和Alder的生平介绍？他们为什么能获得Nobel大奖？什么叫周环反应？包含哪几类反应？举例说明什么叫双烯合成。本反应对反应物有什么要求？怎样才能提高双烯合成的产率？为什么大部分有机反应需要加热？为什么大部分有机反应需要溶剂？有机反应中的溶剂应该怎样选择？本反应中的溶剂是什么？如果要使反应在1100C进行，应该使用什么溶剂？与诺贝尔有关的化学实验讨论题马荔[e-mail]1、哪些诺贝尔化学奖与分离技术有关？2、化学中分离技术有哪些？3、你生活中的哪些用品是用分离技术得到的？4、以海盐提出为食用盐为例，回答下列问题：（1）可溶性杂质有哪些？（2）用什么样的化学试剂可以将其除去？其中用到了什么化学原理？（3）什么样的操作可以将杂质分离开来？（4）K+可不可以除去？H+怎样除去？（5）怎样知道杂质已经除去了？5、设计一个实验，选择生活中的一个物品，用结晶提纯的方法得到纯产品。（尽量详细！）参考书：实验化学（上册），陈虹锦主编居里夫人传，第十二章、十三章。3.图书馆中的：无机化学实验、普通化学实验等等色谱分离技术的演变和发展讨论题张卫[e-mail](1)什么是色谱分离技术？它经历怎样的发展、演变过程？(2)讨论色谱分析方法的基本原理。(3)常用的色谱分析方法有哪些？分别有怎样的特点及适用范围？(4)薄层色谱中，最常用的固定相（吸附剂）有哪些？其颗粒的大小对于分离效果有何影响？影响固定相活性的主要因素有哪些？(5)薄层色谱的分离效果的评价指标是什么？如何进行计算？(6)若化合物本身无色，薄层色谱的色谱图中组分迁移产生的展开斑点位置如何确定？(7)柱色谱的色谱柱如何进行填充？填充过程中需要注意哪些问题？(8)简述柱色谱常用的洗脱剂，如何选择合适的洗脱剂？(9)简要说明气相色谱法的定性及定量分析原理。(10)简述气相色谱法和高效液相色谱法的主要区别。人工合成高分子材料讨论题梁竹梅[e-mail]1.结构单元、聚合度以及高分子化合物的定义什么？2.人类在衣、食、住、行等方面对天然高分子的简单利用有哪些？3.高分子（材料）科学是如何建立与发展起来的？4.高分子化合物的特点以及与小分子化合物的主要区别有哪些？5.高分子化合物有哪些分类方法？是如何分类的？6.如何确定高分子化合物的分子量及其分布？7.高分子化合物的合成方法有哪些？自由基聚合的反应机理是怎样的？8.自由基聚合的四种实施方法及其优缺点分别是什么？9.甲基丙烯酸甲酯本体聚合的实施方法及注意事项有哪些？10.有机玻璃的应用及市场前景如何？实验讲义获得Nobel化学奖的合成实验——Diels-Alder反应合成9,10-二氢蒽-9,10-α,β-马来酸酐实验目的1.通过马来酸酐与蒽的Diels-Alder加成反应制备9,10-二氢蒽-9,10-α,β-马来酸酐。2．学习用离心法分离产物实验内容学习Diels-Alder加成反应，掌握其原理，学习微型仪器的使用。掌握离心管的使用。学习红外光谱的测定。实验示意图实验讲义和思考题在教务处课程中心的课程网站上有。其他问题时间，讨论和实验均为：下午12：30，晚上17：30第三周讨论第一个实验，第四周开始做第一个实验，后类推；评分标准：1.讨论，30%~40%；2.实验，30%~40%；3.报告，30%