淺談中學(xué)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的使用與優(yōu)勢(shì)

【內(nèi)容摘要】微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。它的特點(diǎn)是儀器微型化、藥品微量化、實(shí)驗(yàn)綠色化。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐闡述了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的具體做法和優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】微型 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 做法和優(yōu)勢(shì)

所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指相對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)用盡可能少的化學(xué)試劑在相對(duì)較小的化學(xué)儀器裝置中進(jìn)行的（或相對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)采用代用品的）化學(xué)實(shí)驗(yàn)。它的特點(diǎn)是儀器微型化、藥品微量化、實(shí)驗(yàn)綠色化，是能體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。

下面就列舉幾個(gè)本人在教學(xué)實(shí)踐中使用的微型化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，談?wù)勎⑿突瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的具體做法。

1.粉筆的妙用

人教版選修五《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》中19頁(yè)講物質(zhì)的分離、提純方法中色譜法時(shí)提到粉筆的妙用。

色譜法需要有吸附劑，還要把吸附劑裝在色譜管上，操作會(huì)比較復(fù)雜一些，用粉筆來(lái)模擬柱色譜法，既簡(jiǎn)單又有趣。具體操作如下：取5克新鮮的菠菜葉（或其他綠色植物的葉子），用剪刀剪碎后放入研缽中，加入10mL無(wú)水乙醇或丙酮研磨成漿狀，過(guò)濾除去渣子，將濾液放入50mL燒杯中，再在燒杯中心垂直放置一根白粉筆。約10min后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

可以觀察到粉筆顏色分段，上段為黃色，下段為綠色。

2.注射器的妙用

人教版選修四《化學(xué)反應(yīng)原理》中18頁(yè)做化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用注射器作為集氣和量氣裝置，代替了傳統(tǒng)的排水集氣量氣法，使實(shí)驗(yàn)得到了簡(jiǎn)化。下面再舉個(gè)利用注射器微型化化學(xué)實(shí)驗(yàn)的例子。

銅與稀硝酸的反應(yīng)一般都是在試管中進(jìn)行的，其缺陷有生成的一氧化氮?dú)怏w的無(wú)色不易觀察，無(wú)色氣體變成紅棕色的界限不明顯，生成的二氧化氮會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。而如果改在注射器中進(jìn)行，讓裝置密封，氣體不能外逸，這些問(wèn)題都能解決。具體方法如下：

①拔下注射器（5ml）的活塞，向注射器內(nèi)放入少量已經(jīng)繞成螺旋狀的細(xì)銅絲，裝上注射器的玻璃活塞，推動(dòng)活塞排盡注射器內(nèi)的空氣，然后吸入少量（2ml）的稀硝酸，迅速將注射器針頭插在事先配好的膠塞上，可看到銅絲表面產(chǎn)生大量氣泡，注射器活塞被后推（說(shuō)明有無(wú)色氣體生成），同時(shí)溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色溶液。

②反應(yīng)完畢后，將膠塞拔掉，拉動(dòng)活塞吸入少量的空氣，再迅速將注射器針頭插在膠塞上，可以觀察到注射器內(nèi)無(wú)色氣體迅速變成紅棕色。

③將氫氧化鈉溶液吸入注射器內(nèi)，將剩余溶液和有毒氣體除掉。

醫(yī)用注射器用過(guò)之后可以說(shuō)是一種垃圾，但是在我們化學(xué)實(shí)驗(yàn)里只要將用過(guò)的注射器進(jìn)行消毒，就可以作為化學(xué)儀器來(lái)使用，這樣不僅廢物利用，減少了垃圾的產(chǎn)生，而且注射器還有很多優(yōu)點(diǎn)：它來(lái)源廣，成本低，密封性好，活塞可上下移動(dòng)，有刻度，使用方便等等。所以它的用途也很廣泛；可用于加壓、減壓，可用于加樣、取樣；可用于集氣、量氣，還可以有效防止有害氣體泄漏，減少大氣污染等等。用注射器代替很多常規(guī)儀器后，增加了學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)和實(shí)驗(yàn)安全性，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。

3.點(diǎn)滴板的妙用

我們?cè)谧鰸饬蛩岬拿撍院臀詴r(shí)，可以用點(diǎn)滴板來(lái)進(jìn)行。在一個(gè)白色點(diǎn)滴板的孔穴中分別放入小紙片、火柴梗和少量膽礬（如圖所示），然后分別滴入幾滴濃硫酸和稀硫酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

點(diǎn)滴板上有許多小孔，在點(diǎn)滴板上可以同時(shí)做許多實(shí)驗(yàn)，濃硫酸的脫水性和吸水性這是一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，使用點(diǎn)滴板能更好的達(dá)到對(duì)比的效果。實(shí)驗(yàn)中使用點(diǎn)滴板就可以不用或少用試管，實(shí)驗(yàn)所需儀器減少，減少了實(shí)驗(yàn)中儀器的使用與損耗，同時(shí)使用點(diǎn)滴板所需使用的化學(xué)試劑用量也非常少，從而節(jié)約藥品，減少了實(shí)驗(yàn)廢液的產(chǎn)生，也降低了實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，符合綠色化學(xué)的理念。

中學(xué)中常見的為白色點(diǎn)滴板，其實(shí)點(diǎn)滴板分白色和黑色兩種，帶色反應(yīng)適用于白板上進(jìn)行，白色或淺色沉淀反應(yīng)適于在黑板上進(jìn)行。

點(diǎn)滴板還可以用家庭廢棄物來(lái)代替，一些巧克力包裝盒內(nèi)的塑料襯板，某些較大顆粒的藥丸包裝底板等等，都可以成為一種簡(jiǎn)易的點(diǎn)滴板，而且不易破碎。

通過(guò)以上微型實(shí)驗(yàn)的介紹，我們不難看出微型實(shí)驗(yàn)相對(duì)大多數(shù)常規(guī)實(shí)驗(yàn)是有優(yōu)勢(shì)的。微型實(shí)驗(yàn)雖然試劑用量少，但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確，明顯，安全，環(huán)保和方便等。除此之外，在價(jià)格上微型化儀器比一般儀器經(jīng)濟(jì)，可以大大降低實(shí)驗(yàn)成本，易于學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)每人一套，人人動(dòng)手，所以微型實(shí)驗(yàn)大大提高了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的普及率，學(xué)生人人都能參與實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，使學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手，理論聯(lián)系實(shí)際，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察能力和創(chuàng)新思維，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式變?yōu)椤爸鲃?dòng)”和“探索式”，更好的使“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學(xué)方式得以實(shí)現(xiàn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的革命，值得廣泛推廣。

（作者單位：江蘇省如皋市薛窯中學(xué)）