高職化學實驗微型化的研討

　　摘要：本文從三方面進行了常規用量實驗改進微型實驗的探索，并總結了微型實驗的優點和存在的問題。
　　關鍵詞：實驗；微型；改進；環保
　　
　　微型化學實驗是目前各高校研究的熱門課題，是近20年來在國內外進展很快的一種化學實驗方法，也是近年來在我國引起國內化學教育界極大關注的一類實驗。
　　微型化學實驗，指的是相對常規實驗而言，在可能的實驗條件下，采用盡可能少的試劑，使用儀器裝置微型化的實驗。雖然其化學試劑用量一般只為常規實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便和防止環境污染等目的。
　　
　　　一、微型化實驗的優點
　　
　　　微型儀器價格低廉，節省藥品，減少對環境的污染，節約實驗經費，實驗成本僅是常規實驗的1/10，比對應常規實驗少90％左右，比如常規滴管用量1mL，改用井穴板(點滴板)用量只需1滴。
　　對學生環保教育，屬于“綠色化學”的內容。
　　易于實現學生人手一套，個個動手，這對于解決職業院校既要加大實踐教學力度，又要顧全經費緊張，是有效的途徑。
　　不少微型實驗設計巧妙，操作簡便，安全程度提高了，火災、傷害等意外事故顯著減少。
　　微型實驗的儀器精致、細巧，與玩具栩似，學生拿到手中立即興趣盎然，愛不釋手，馬上從心理上縮短了與化學的距離。
　　微型玻璃儀器的破損率也顯著下降。這是因為：①學生在做微型化學實驗時比較細心；②微型玻璃儀器的質(量)壁(厚)比顯著下降，儀器耐沖擊性提高。
　　除了具有現象明顯、操作時快速、節省經費、減少污染、安全實驗成功率高，激發學生對化學的興趣等優點外，微型實驗在培養提高學生的科學素質上有著獨特的作用。
　　
　　　二、存在的問題
　　
　　　微型實驗的優點很多，但e6796e252946089184b9dbe8dc6dca4b3c83310e9449c87b6ad203cc9888eb22缺點也突出，主要有：
　　微型化學實驗較忽視基本操作的規范性，解決辦法是兩種實驗形式并存，倡導實驗微型化，但并不完全取消使用常規用量的化學實驗，對于藥品價格相對低廉的實驗，如氯化鈉、氫氧化鈣等的實驗，仍舊采用原來試管操作。
　　有些實驗由于儀器小、藥品少而現象不明顯：
　　有些需要加熱、高溫條件下完成的實驗不能用塑料儀器；
　　有些微型實驗現象一瞬即逝，易導致實驗的失敗。
　　教師上微型化學實驗課，工作量成倍增加，課程需要提前一兩周就著手準備，還得考慮方方面面的問題。
　　如果管理不善，很容易丟失。
　　微型實驗比較適合的實驗類型有：性質實驗、有毒氣體制取實驗、滴定實驗、電化學實驗、趣味性實驗。
　　
　　三、由常規用量實驗改進的微型實驗
　　
　　1.　改進方式一：使用點滴板操作
　　由于微型化學實驗的成套儀器較貴，要完全實現化學實驗微型化，還有一定的困難；但可以在能夠達到實驗目的的前提下，在可能的實驗條件下，通過改造實驗裝置，使之趨于微型化。比如化學實驗中的性質實驗，傳統的做法都是在試管中進行，試劑使用量一般為1-2mL，我們采用點滴板操作，試劑用量減少為幾滴，同樣可以達到實驗效果，減小了化學藥品對環境的污染，使這部分實驗趨于綠色化。
　　2.　改進方式二：濾紙實驗
　　(1)鐵離子顯色反應：在一片濾紙(裁成3×8cm的長條，下同)上滴三滴三氯化鐵溶液，再滴一滴硫氰化鉀或亞鐵氰化鉀溶液，濾紙上立即出現血紅色或藍色。其他如酚酞與堿液混合，淀粉溶液與碘液反應等操作也相同。
　　(2)氯氣的性質實驗：在一張濾紙上依次滴碘化鉀溶液、紅墨水、溴化鈉溶液，插入一個充滿氯氣的集氣瓶(集氣瓶配膠塞，膠塞中間劃一刀，夾入濾紙條)中，可見紅墨水褪色(次氯酸的漂白性)，并分別出現碘、溴單質的顏色。
　　(3)電解實驗(電解飽和食鹽水，電解氯化銅溶液等)：取一張濾紙用飽和食鹽水和酚酞溶液潤濕，貼在一塊木板上，用兩顆大頭針或縫衣針作電極。接通直流電，片刻后，陰極附近的濾紙變紅，說明有堿性物質生成。同時放出氫氣，在陽極附近滴幾滴淀粉碘化鉀試液，可見藍色，說明有氯氣生成。
　　(4)原電池實驗：把濾紙條放在干凈的玻片上，在濾紙的一端滴2-3滴硫酸銅溶液，并覆蓋一小塊銅片；另一端滴2-3滴硫酸鋅溶液，覆蓋上一小塊鋅片。濾紙中間滴幾滴氯化鉀溶液，通過它將兩端溶液聯系起來而構成原電池。用檢流計的表棒分別接觸銅片和鋅片，指針發生偏轉。
　　發生的電極反應如下：
　　正極(還原反應)：Cu²⁺＋2e^-＝Cu
　　負極(氧化反應)：zn－2e^-＝zn²⁺
　　該裝置操作簡單，測量快速。
　　3.　改進方式三：使用危險化學藥品的替代品
　　沉淀溶解平衡實驗，實驗目的是根據溶度積規則及平衡移動原理驗證沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的轉化。傳統實驗中，沉淀離子及沉淀劑大部分使用的是Pb(NO)和KCrO；采用這些沉淀離子及沉淀劑，現象比較明顯，但是Pb、cr是有毒重金屬，實驗廢棄物排放到水中，會對水資源造成嚴重污染。為了既保留傳統實驗的精華，又減少實驗廢棄物對環境的污染，我們根據多種離子平衡的實驗原理重新選擇沉淀離子及沉淀劑，并對傳統實驗和改進后的實驗進行了對比，見表。
　　結果表明：改進后的實驗效果也非常好，現象很明顯，同樣達到了實驗目的，而且減少了有毒物質的使用和排放，實現了無機化學實驗的綠色化。
　　需要指出的是，微型化學實驗與傳統實驗相比，具有節約開支、減少污染等優點，但微型化學實驗不是常規實驗的簡單縮微，也不是對常規實驗的補充，更不是與常規實驗的對立，它是用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規實驗進行改革和發展的必然結果，是化學實驗方法的創新性的變革。
　　微型化學實驗是創新思維、環保觀念和面向全體學生的教育思想指導下的教改實踐。迄今為止國內已有千余所大學采用了微型化學實驗，高職院校中更應該大力推行微型化學實驗，更好地培養學生設計實驗裝置、親自動手實踐的基本實驗操作技能。
　　
　　　作者簡介：張榮，女，1970年生，山東萊陽人，黑龍江省大慶職業學院教師，大學本科，副教