应用化学论文范文

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“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一，它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习，学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作，能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题，并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此，我们的设计理念是“夯实基础，综合训练，创新提高，实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验，加深理解仪器分析的基本原理，掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验，能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品，掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1－2个创新性实验，课下完成，针对生产生活实际中的某个问题，查阅文献，设计实验方案，优化实验条件，得到产品，进行表征或测定，并评价其使用效果，无论成功与否，都要给出合理的解释。通过这样的训练，可以培养学生的问题意识和创新能力，为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习，加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题，增强综合应用能力。

1．2课时安排

在2011版应用化学专业培养方案中，仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设，安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后，48学时，开设12个实验项目，教学大纲提供了26个项目，其他实验项目作为开放实验，供有兴趣的学生课下完成。

1．3课程体系

近年来，我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标，按照仪器分析实验的要求，课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导，以学生实验能力和创新能力培养为切入点，对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革，形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系，体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。

(1)基础性实验

共有8个基础性实验，其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法，选择常用的仪器，开设较为简单的实验，目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作，了解仪器的基本结构，学会记录和分析处理数据，为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验，强化了学生的动手能力和操作技能，并为后续实验奠定了基础。

(2)综合性实验

2个综合性实验为学生必做实验，其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用，学习新型仪器的操作，如气质联用仪、液质联用仪、X－射线衍射仪等，掌握常用的样品前处理方法，培养学生综合运用知识解决问题的能力。

(3)创新性实验

该类实验难度较大，教师精选生产生活实际中的问题，只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出，与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合，培养学生的创新能力和科研意识。

(4)实践实训

为了实现应用型人才的培养目标，课程组非常重视学生的实践实训工作，积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查，对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案，不同小组可以选用不同的仪器进行测定，进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP－OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用，掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果，并与国家标准对照，确定水或土壤是否被污染。2011年，我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习学生进行参观学习或实习，在实践中开阔视野，学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前，接触到的分析仪器都是玻璃仪器，复杂一点的就是紫外－可见分光光度计，所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前，我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心，见识将要用到的大型仪器，对于学校没有的较先进的仪器，就带学生去实习单位参观，了解分析化学的应用领域，大型仪器在现代分析中的重要地位，明确仪器分析要解决的问题，让学生带着实际问题学习，增强学习的目的性和针对性，提高学习效果。教学结束时，部分有兴趣的学生，可以再去实习基地见习或实习1～2周，用学到的知识去解决问题，对实际样品进行处理和测定，深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期，所有的学生都要去基地实习2－3个月，实习期间，学生进行系统的训练，从设计方案，到优化条件，最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法，或者对已有的方法进行改进，在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。

2仪器分析实验课程内容

为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要，我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革，临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。

2．1从生产生活实际出发选择实验内容

仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际，强调知识的应用和内容的开放性，这样才能激发学生的好奇心，从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始，应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考，从项目(主题)及应用性的问题出发，根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定，双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲噁唑片中磺胺甲噁唑含量，循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定，既保证了实用性，又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中，如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验，作为开放性实验，对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用，以及给社会生活带来的便利，并且认识到，如果不合理地利用科学技术，它会给人类带来危害，甚至是灾难，让学生关注与科学有关的社会问题，增强社会责任感。

2．2删除陈旧的内容，增加新技术新方法

传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验，与现代实验方法技术和现实应用等相差较远，无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中，必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法，以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线，以典型的实验为重点，以实际操作为核心，在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时，要让学生通过查阅文献，掌握现代仪器理论的最新动态，了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法，使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法，我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验，如“吹扫捕集－气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。

2．3提高综合性实验和创新性实验的比例

不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们，让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验，把科学前沿领域的知识引入学生实验中来，增加创新性实验，旨在调动学生的积极性，培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取－HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验，学生很好的掌握了样本的提取与预处理，以及气相色谱、液相色谱、紫外－可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项，初步具备了实验方案制定的能力，并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。

2．4及时将教师的科研成果转化为实验内容

课程组教师坚持以教学为中心，教学与科研相互促进，积极开展科研工作，形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新，部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如，“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向，“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向，“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向，“土壤中砷的形态分析”，“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施，既完善了实验教学体系，又充实了实验内容，有助于学生了解科学研究的过程，激发参与教师科研课题的热情。

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2.有机化学发展在医药领域的应用

目前随着科学技术的不断进步，许多先进的科学技术都被应用到了药物研究领域。早在中国的古代，酿酒技术和发酵工艺就体现了有机化学技术，而在当今社会，人们也将有机化学融入到了药物研究中。例如：青蒿素类药物研究—青蒿素是最早被发现具有抗疟疾作用的活性物质。后来我国研究者对青蒿素化学结构进行了改造，以青蒿素基团为基础，在青蒿素的碳氧双键上加上不同基团，人工合成了二氢青蒿素、蒿甲醚和青蒿琥酯等衍生物。这些衍生物保留了原有的过氧桥结构，但稳定性更好。抗高血压药物研究进展—利尿降压药是最早利用高血压病变机理研发的降压药，始于1948年。这类药物主要通过减少钠和体液潴留，降低血容量而使血压下降。此类药可单独使用降低血压，也可与其他降压药联合使用。抗病毒天然产物GlaucogeninC(I)前体化合物的合成——GlaucogeninC及其皂苷类化合物分离自萝藦科植物芫花叶白前CynanchumglaucescensHand-Mazz的干燥根。GlaucogeninC具有新颖的双裂孕甾烷骨架结构，同时它的皂苷糖链部分含有个2-去氧糖片段。因此通过对它的研究发现，I及其苷类化合物都能高效地选择性抑制烟草花叶病毒等。

3.有机化学在材料领域的应用

有机高分子材料在我们的生活中已经成了不可缺少的的一部分。例如：不同酸掺杂聚苯胺复合聚丙烯的制备及抗静电性能—聚丙烯具有优异的物理机械性能，广泛应用于汽车、电子、纺织、包装等领域。但纯聚丙烯体积电阻率较高，极易产生静电，而抗静电剂的应用是很有效的解决办法。卟啉类有机化合物在染料敏化太阳能电池的应用研究进展—采用高比表面积的纳米多孔TiO2膜电极替代传统的平板电极，以过渡金属钌(Ⅱ)的多吡啶配合物作敏化染料，选用I3-/I-氧化还原电对的电解质体系，研究出了新型太阳能电池染料敏化纳米晶多孔半导体薄膜太阳能电池，实现了高效、低成本的光电转换。

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1、CO2与温室效应：（此知识已在初中化学学习）

我们知道燃烧矿物燃料燃烧后，产生CO2、CH4、CFCl3、N2O…，允许阳光进入地面，对红外线有强烈吸收作用，使大气温度上升。它的危害将非常深远：近百年地球气候年均升温0.6℃；夏季降水量将减少，台风频繁发生；森林减少，荒漠扩大，昆虫北移；预计到2100年全球气温上升3.5℃；两极冰山融化，海平面上升15-95cm；中纬度气候带北移150-550km。

2、SO2与硫酸酸雾：（此知识在高一化学氧族元素）

SO2来自含S的煤石油的燃烧，H2SO4厂，矿物煅烧：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4。在SO2、NO2和水作用下形成酸雨，它将使祖国土壤、江河湖泊酸化，导致鱼类不能繁育，腐蚀建筑和古迹，影响人体健康，使农作物枯死。而且酸雨可以漂移，造成大范围公害。有季节性，夏季pH高。我国酸雨属硫酸型。

3、NOx与光化学烟雾（此知识在高二化学氮族元素）

氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾，在这种复杂的光化学反应过程中，主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种复杂的化合物，统称光化学烟雾。CxHy化物、NO2在日光下：NO2NO+O、O+O2O3、O3+CxHyRCHO、RCHO+NO2+NOCH3(CO)OONO2（PAN）、PAN+O3+RCHO光化学烟雾（强氧化剂）。

1943年，美国洛杉矶市发生了世界上最早的光化学烟雾事件，此后，在北美、日本、澳大利亚和欧洲部分地区也先后出现这种烟雾。经过反复的调查研究，直到1958年才发现，这一事件是由于洛杉矶市拥有的250万辆汽车排气污染造成的，这些汽车每天消耗约1600t汽油，向大气排放1000多吨碳氢化合物和400多吨氮氧化物，这些气体受阳光作用，酿成了危害人类的光化学烟雾事件。目前，由于我国内地汽车油耗量高，污染控制水平低，已造成汽车污染日益严重。部分大城市交通干道的NOx和CO严重超过国家标准，汽车污染已成为主要的空气污染物；一些城市臭氧浓度严重超标，已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。

4、气臭氧层及其破坏（此知识在高一化学氧族元素）

大气臭氧层分布于平流层，是地球的天然屏障，可以吸收99%的紫外线。氟里昂即氯氟烃，包括F-11（CFCl3）F-12（CF2Cl2）哈龙1301（CF3Br）等。当氟里昂进入同温层受紫外线照射并与O3反应：CF2Cl2CF2Cl·+Cl·、Cl·+O3ClO·+O2、ClO·+OCl·+O2。每一Cl·(氯自由基)消耗10万O3。O3减少10%，紫外线辐射增加19-22%，皮肤癌增加15-25%。危害角膜、免疫系统。

5、铅污染

自1923年美国实际使用四乙基铅作为汽油的抗爆性能（即汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧能力，用辛烷值表示）起，到70年代初，世界各国大都采用含铅汽油。在当时的技术水平和历史条件下，汽油加铅对改造汽油性能起到了重要作用。但是，四乙基铅是一种无色油状、易溶于汽油的剧毒物质。使用含铅汽油的车辆，所排放的废气中铅主要是以氧化铝形式存在，它损害人的造血机能，使肠胃中毒，严重时可使神经中枢中毒，还能损害心脏和肾脏功能。它对孕妇和婴儿的影响尤为重要，血铅含量过高影响儿童的身体发育和智力；儿童血铅含量每公斤体重增加10微克，智商水平下降2－4个智商数，而铅在人体中蓄积，不易排出，衰期为12年，一旦婴儿体内血铅增高，将产生长期的危害。铅不仅使人体健康遭到严重损害，也可使汽车净化装置中的催化剂“中毒”而失去净化效果，使机动车辆排放氮氧化物、一氧化碳等二次污染。据分析，城市中80％的空气污染物源于含铅汽油，全世界有17亿人的健康因此受到威胁。

二、高中化学理论下水污染：水体富营养化与赤潮与海洋污染、重金属污染。

水污染的种类有：1.无机污染物、2.有机污染物、3.水体富营养化、4.水体热污染、5.赤潮与海洋污染等。其中水体富营养化与赤潮与海洋污染是高中化学经常接触的。（此知识在高二化学氮族元素）

1、水体富营养化与赤潮与海洋污染

赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实际上是许多赤潮的统称。

由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物质在水体中副集，造成海域富营养化。此时，水域中氮、磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明，赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染，富营养化。氮磷等营养盐物质大大超标。据研究表明，工业废水中含有某些金属可以刺激赤潮生物的增殖。在海水中加入小于3mg/dm3的铁螯合剂和小于2mg/dm3的锰螯合剂，可使赤潮生物卵甲藻和真甲藻达到最高增殖率，相反，在没有铁、锰元素的海水中，即使在最适合的温度、盐度、PH和基本的营养条件下也不会增加种群的密度。

2、重金属污染。

1）水俣病事件：1953～1956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食用毒鱼后受害。1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283，其中60人死亡。2）痛痛病事件：1955～1972年日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含废水污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。

三、高中化学理论下土壤污染：无机污染物、有机污染物

无机污染物：Hg、Cd、Pb、Cr、As、F、Cl、P、S等；有机污染物：酚、氰、农药等。（此知识在高二化学氮族元素）

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二、利用化学实验充实化学课堂

1．创建教学情景在以课本实验教学为基础的前提下，教师首先需要创建教学情景，渲染课堂气氛，锻炼学生的化学思维，激发学生的学习兴趣，从而有助于学生理解化学知识．在做化学实验之前，教师应使学生大胆假设实验结果，锻炼学生的创新能力，在假设的实验结果基础上，讨论实验步骤，通过亲自动手实验，得出实验结果，与假设相对比．在课堂实验过程中，教师可发现学生的脑力发展空间无限大，思维创新能力也较强．这样的实验教学，不仅激起教师的教学兴致，而且激发学生的学习欲望，促进学生的学习效率．

2．增加实验课堂教师尽量将化学课本的结论，通过学生实验，使学生在实验过程中自己发现总结化学知识，并锻炼学生的动手动脑能力，促进学生的团结协作关系．在化学实验中，可将学生分为若干小组，提供比赛机会，增强学生的学习动力，鼓励学生在课下利用日常实验器具做一些简单的化学小实验．例如，教师可以引导学生进入厨房，利用小苏打与食醋的反应，观察酸碱中和反应，并鼓励学生举一反三，学以致用，学会利用醋酸去除水垢的日常小常识．与此同时，促使学生喜爱化学，让学生感受到化学的魅力，学会通过自己动手进行化学实验，得出结论，提高学生的学习信心．

3．教师教学注意事项

(1)引课的重要性引课作为一堂课的开端，教师应特别注意．在课堂开始，教师可利用生活情景，吸引学生的注意力，逐步将知识由浅入深引入课堂．在备课时，要求教师查阅足够的相关资料，尤其注意新发现的科技成果，紧密结合所学内容与生活实际．在教学方式上，大胆引用新型方案，对教材进行整合，设计实验，带领学生探究化学问题．