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物理化学实验教学问题与改进

一、饱和蒸汽压的测定

本实验室目前测定饱和蒸汽压的加热装置是双层水浴结构的超级恒温水浴,显示温度为外层水浴温度,而样品又放置在内层水浴,为了保证显示温度与样品温度一致就必须保证内外层水浴温度一致,而达到这样的温度平衡一般需要30分钟左右,从而要么导致学生在4个学时内无法完成实验,要么未到温度平衡就读数致使实验结果不准,另外学生调平衡用的U型管液面也不易观察。为此,我们增加一支温度计直接测定内层水浴温度,这就保证了测定温度与样品温度一致而无需内外层水浴温度平衡,实验快而结果准,U型管内加入不影响实验结果的红色试剂(如:苋菜红、胭脂红等)也很好地解决了液面不易观察的问题。

二、最大泡压法测定溶液的表面张力

本实验室新近购置的表面张力实验仪采用了成套的玻璃装置加数字压力计的结构,较好地解决了过去读数的人为误差,但该装置很难观察到气泡均匀单一的冒出,实验现象很不明显,学生基本上无法读到稳定的最大值,实验成功率极低。经过多次试验,我们发现对于给定的实验溶液,毛细管是决定气泡能否均匀单一冒出的关键因素,通过采用一根0.5ml移液管代替原装置昂贵的毛细管,冒泡问题迎刃而解,不仅将实验成功率提到了100%,而且缩短了实验时间。

三、实验方法改进

(一)双液系的气液平衡相图

本实验室目前的气液平衡相图装置采用的是内加热方式,不仅学生不易掌握而且液体易爆沸冲出烧瓶发生意外。为此,我们用小功率可调电热套进行外加热并加入小块沸石的方法较好地解决上述问题,实验过程既直观又没有危险。

(二)旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

蔗糖在水溶液中转化成葡萄糖和果糖是一个二级反应,在纯水中反应速度很慢,需要氢离子催化,实验方法使用的是3mol/lHCl做催化剂。在实际教学过程中,4学时的实验在冬季会经常拖堂到6-8个学时,造成这一结果的主要原因是冬季温度过低。经过多次实验我们制定了HCl浓度随环境温度而变的改进实验方法(见表1)。这样一个小小的改进就解决了原来经常拖堂的问题。点,并且也在持续不断地进行,目前的总体趋势是培养学生的创新意识和实践能力,目的是为了能使学生更好地跟上社会时代发展的步伐,可以更快地融入实际工作中。实验教学改革作为高校教学改革的重要一环,也是围绕这一趋势开展的。第二,针对教学过程中出现的问题开展了“以提高学生实践能力为本、传统装置与现代仪器兼顾、技术引进与技术改进结合”的物理化学实验教学改革,成效显著,有效增强了大学生的基本操作技能和独立实验能力,重点培养了相关专业大学生的创新意识和实践能力,进一步加深了基础理论原理和基本概念的理解,学生和老师都从中受益匪浅。第三,对锡铋合金相图、饱和蒸汽压测定、溶液表面张力测定、双液系的气液平衡相图、蔗糖转化反应的速率常数测定等多个实验项目的装置和方法升级过程中出现的问题进行了分析总结和改进优化,实验项目成功率、准确率和准时率明显提高。

作者:余朝琦 单位:成都理工大学


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