有機化合物分析范文

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有機化合物分析

篇1

關鍵詞:TVOC;分析方法;準確度

Abstract: this paper introduces the total volatile organic compounds (TVOC) analysis method of chromatography conditions, and the accuracy, precision and detection limit of this method confirmed, short analysis time, the method with good reproducibility, accurate and reliable.

Key words: TVOC; Analysis method; The accuracy of

中圖分類號:B025.4文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)

引言:

室內空氣污染研究目前已成為環(huán)境科學工作者的一個重要研究內容。隨著化學品和各種裝飾材料的廣泛使用,室內揮發(fā)性有機化合物的種類不斷增加,因此提出了用總揮發(fā)性有機化合物(TVOC)作為室內空氣質量的一項指標,來評價室內揮發(fā)性有機化合物產生的健康和不舒適效應。[1]

總揮發(fā)性有機化合物在GB50325-2010中定義為:在規(guī)定的檢測條件下,所測得空氣中保留時間在正己烷和正十六烷之間且包括它們在內的所有已知和未知揮發(fā)性有機化合物的總量。目前認為,TVOC可有嗅味,表現為毒性、刺激性,而且有些化合物具有基因毒性。TVOC能引起機體免疫水平失調,影響中樞神經系統(tǒng)功能,出現頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶等自覺癥狀;還可能影響消化系統(tǒng),出現食欲不振、惡心等。

TVOC在室內空氣中作為異類污染物,是及其復雜的,而且新的種類不斷被合成出來。由于它們單獨的濃度低,但種類多,一般不予以逐個分別表示,以TVOC表示其總量。TVOC中除醛類外,常見的還有苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、二異氰酸酯類等。主要都來源于各種涂料、粘合劑及各種人造材料等。近10年來,已對上百種的這類化學物質進行了鑒別,盡管大多數以極低的濃度存在,但若干種VOC共同存在于室內時,其聯合作用及對人體健康的影響是不可忽視的。[2]

實驗條件:

儀器配備:

氣相色譜儀:SP3420A,檢測器:FID氫火焰離子化檢測器,熱解析儀:北京中惠普JX-3熱解析儀,空氣源:WYK-2無油空壓機,氫氣源:SPH-300A氫氣發(fā)生器,氮氣:高純氮氣99.999%,工作站:BF-2002色譜工作站,色譜柱:50m-內0.32mm石英柱,內涂二甲基聚硅氧烷,膜厚1-5μm,采樣管:Tenax-TA玻璃管

色譜條件:

柱箱:90℃,檢測器:250℃,進樣器:250℃;解吸溫度:300℃,載氣流量:50ml/min,空氣流量:500ml/min,氫氣流量:60ml/min

標準溶液:

分析步驟:

標準系列管制備:

分別抽取5μL濃度3標準溶液、1μL濃度2標準溶液、1μL濃度1標準溶液、2μL濃度1標準溶液,在有100mL/min的氮氣通過吸附管的情況下,注入Tenax-TA吸附管,5min后應將吸附管取下并密封,以完成標準系列制備。

標準曲線制備:

將制備好的標準管置于熱解吸進樣裝置中,經300℃解析3分鐘,使解吸氣體直接進入進樣閥30秒后,解吸氣體直接進入氣相色譜柱進行色譜分析,以保留時間定性,峰面積定量,以各組分含量μg為橫坐標,峰面積為縱坐標,繪制標準曲線。

質量控制

精密度和準確度測定

用0.05mg/mL標準溶液進行校準,并測定重復性

測定結果:

檢出限:

檢出限以3倍噪音計,最低檢出濃度以10L計

結論

根據以上測定數據,該分析方法快速,準確,重現性好,TVOC在采集10L空氣時的最低檢出濃度,準確度和精密度均可滿足日常檢測要求。

參考文獻

篇2

Abstract: Make a comment on surface metal organic compound respectively carried by inorganic substance and organic substance and some foundational reaction rules of metal organic compound and solid surface and the structure of organic substance.

關鍵詞: 金屬有機化合物;無機物;有機物;載體

Key words: metal organic compound; inorganic substance; organic substance; carrier

中圖分類號:O627文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)08-0184-02

0引言

表面金屬有機化學(Surface Organometallic Chemistry簡稱SOMC)是化學、材料學及催化科學等學科的交叉融合而誕生的一門新型學科。該學科主要以分子金屬有機化學、表面化學和分子配位化學為基礎,以金屬有機化合物與固體表面反應為研究對象,目的是通過在固體表面接枝金屬有機基團制備表面組成和結構明確的、具有特殊性能的無機-有機雜化材料、表面金屬原子簇、表面功能化膜等,是近年來化學和材料學學科中非?;钴S的研究領域之一。金屬有機化合物在固體材料表面的接枝反應性能是SOMC研究的基礎,此類化合物在有機合成、烯烴聚合和氫化異構化等領域表現出卓越的性能。因而一直是當今金屬有機化學研究最為活躍的一類化合物。近年來的研究表明,茂金屬類催化劑一經與固體表面反應后,其所形成的表面金屬有機化合物,不僅可以改善原物種的動力學性能、控制聚合物的形態(tài),而且可以大大減少助催化劑的用量等,因此,有關表面茂鋯金屬有機化合物的研究已經成為人們備受關注的熱點。本文簡要的評述了分別以無機物和有機物作載體的表面金屬有機化合物。

1無機物載體表面金屬有機化合物

1.1 氧化物載體表面金屬有機化合物氧化物表面金屬有機化合物分為兩種反應形式,一種是金屬有機化合物與氧化物表面的羥基發(fā)生反應,另一種是金屬有機化合物與氧化物表面的M-O-M發(fā)生反應。

在500°C下處理的MCM-41分子篩上存在著大量的硅羥基,這些硅羥基親電進攻金屬有機化合物上的配位體,發(fā)生M-C間的斷裂。一個典型的例子就是四新戊基鋯化合物與MCM-41(500)表面羥基的反應[1],反應用紅外光譜檢測,且分析氣體產物,表面接枝產物用13C NMR和化學探針反應等方法表征,結果表明Zr-C鍵在表面羥基的進攻下發(fā)生斷裂,生成烷基鋯化合物。

Michelle Jezequel[2]等用Cp*Zr(CH3)3和Cp2Zr(CH3)2分別與處理過的SiO、SiO2-Al2O、Al2O、Al2O發(fā)生反應,用紅外光譜、元素分析、固態(tài)核磁、EXAFS等表征,推斷出化合物的結構。這些復合材料可用作烯烴聚合反應催化劑,但發(fā)現表面化合物的結構與催化活性有很大的關系。Cp*Zr(CH3)3和Cp2Zr(CH3)2與SiO反應得到的固體無催化活性,而當接枝在SiO2-Al2O、Al2O、Al2O上時則有催化活性。

此外還有王緒緒等用四烷基錫化合物與SiO表面羥基發(fā)生反應,新戊基鈦化合物與MCM-41表面羥基發(fā)生反應;丁基錫化合物分別與MCM-41、MCM-41表面羥基發(fā)生反應;四甲基錫化合物與MCM-41表面羥基發(fā)生反應。

當SiO2在高溫下(>800°C)處理后,其表面羥基發(fā)生縮合形成Si-O-Si橋,可以與金屬有機化合物反應并發(fā)生斷裂,Bu3Sn-O-SnBu3與SiO2(1000)表面的反應是通過Si-O-Si的開環(huán)生成兩個Si-O-SnBu3接枝物種[3]。并且這個反應不僅發(fā)生在四元環(huán)中的Si-O-Si上,而且還與六元環(huán),甚至是八元環(huán)中的Si-O-Si反應。Nicolas.Millot[4]等人報道了在SiO和Cp*ZrMe3反應,主要生成兩種不同的產物。

1.2 非氧化物MgCl2載體表面的金屬有機化合物李現忠[5]等報道了以球型MgCl2為載體的Ziegler-Natta催化劑與含有茂配體的硅烷化合物反應,制備了一種球型MgCl2負載型單茂鈦催化劑,利用該類催化劑進行了乙烯與1-己烯共聚,茂金屬配體影響催化劑活性的高低順序為 Me4Ind>Ind>Cp>Me4Cp(其中 Me表示甲基、Ind表示茚基、Cp表示環(huán)戊二烯基)。Soga[10]等將Cl2Si(Ind)2ZrCl2負載到MgCl2上,制備了相應的負載型催化劑,該催化劑用于丙烯聚合可以制得全同立構的聚丙烯。

1.3 金屬載體表面的金屬有機化合物通過金屬表面與金屬有機化合物的反應可以制備高分散的雙金屬或多金屬催化劑,并且在不同的催化反應中有特定的選擇性。

在氫氣的氛圍下,四丁基錫可以與銠、鎳、或鉑(負載在SiO2或Al2O3上)反應制備Sn-Rh[6]、Sn-Ni合金,這種雙金屬配合物金屬相明顯,穩(wěn)定性得到很大改善,可應用到天然氣催化合成中。同樣,用茂鐵或茂鎳可以將鐵或鎳沉積在鈀上形成鐵鈀合金或表面鎳鈀合金。

2有機物載體表面金屬有機化合物

使用載體催化劑時,無機載體被引入聚合物而影響聚烯烴的性能。和無機載體相比較,有機聚合物載體催化劑與無機化合物載體催化劑相比具有很多的優(yōu)點。用于負載茂金屬催化劑的有機載體很多,一般根據有機物的來源可分為:①天然高分子,如環(huán)糊精(CD)[9];②聚合物,一般由人工聚合而成,主要包括多孔的聚苯乙烯(PS)[10]、聚乙烯(PE)粉末,二乙烯基苯交聯的PS及聚硅氧烷等[16]。

2.1 聚合物表面金屬有機化合物黃葆同以交聯的聚苯乙烯與丙烯酰胺共聚物作為載體,載體先用MAO處理,再負載在Cp2ZrCl2上,載鋯量最高可達0.35%,負載過程如下所示。

1995年,Soga等[7]以含2%二乙烯基苯的PS小球為載體,合成了4種結構不同的PS載體催化劑,MAO用作助催化劑進行丙烯或乙烯聚合。在聚合條件下,將催化劑與MAO的甲苯溶液分為固體和液體兩部分,溶液部分對乙烯聚合無活性,表明PS載體上的茂鋯化合物結合比較牢固,未被MAO萃取下來。1997年,Soga等以苯乙烯和1-乙烯基-4(1-環(huán)戊二烯基-1-芴基)乙基苯的共聚物作為前提體,再與ZrCl4反應合成了PS載體茂鋯(Cs對稱的)催化劑。

2.2 環(huán)糊精載體表面金屬有機化合物含有羥基官能團的環(huán)糊精是目前研究最多的一類天然高分子載體。它是一類由D-吡喃葡萄糖通過1,4-糖苷鍵連成的低聚糖,最常用的3種CD是分別含有6,7,8個葡萄糖基的α-CD,β-CD,γ-CD。Lee等用α,β和γ環(huán)糊精作載體,以MAO或TMA(TMA=AlMe3)為助催化劑制得Cp2ZrCl2(CD/MAO)和Cp2ZrCl2(CD/TMA)催化劑,催化乙烯聚合。聚合物的活性由高到低依次為α-CD,γ-CD,β-CD。

2.3 杯芳烴載體表面金屬有機化合物杯芳烴是一類由苯酚單元通過亞甲基在酚羥基鄰位連接而構成的環(huán)狀低聚物。杯芳烴的上緣是疏水的烷基基團,和苯環(huán)一起構成疏水性杯狀空腔,下緣是整齊排列的親水性酚羥基。具有環(huán)糊精和冠醚二者之長,幾乎可以看做是二者的結合體,故被稱為繼環(huán)糊精和冠醚之后的第三代超分子化學的代表。Floriani[8]等報道了一系列鋯的杯芳烴金屬有機化合物的合成方法。

3有機/無機復合載體表面金屬有機化合物

王文欽[9]將苯乙烯/丙烯酰胺共聚物(PSAm)負載到SiO2上,得到PSAm/SiO2復合載體,該載體負載茂金屬催化劑進行乙烯聚合,證明催化劑的活性較高,并可有效的控制聚合物的形態(tài)。

4存在問題及前景

金屬有機化合物形成載體催化劑后,其化學組成和結構變得復雜,有關載體型表面金屬有機化合物催化劑的機理、結構、活性中心等存在諸多問題。有機化合物載體和無機化合物載體種類也很少,應用催化反應也有一定的局限性,因此研究新型載體,探索提高負載型催化劑的性能、活性和選擇性,是值得探索的課題。隨著深入的研究,結構清楚,催化機理明確,活性高、性能好的新型載體表面金屬有機化合物的催化劑涌現而出。

參考文獻:

[1]王緒緒,傅賢智.MCM-41表面羥基與四新戊基鋯的反應[J].物理化學學報,2001,17(2):165-168.

[2]M.Jezequel,J.M.Basset,et al.Supported metallocene catalysts by surface organometallic chemistry.Synthesis, characterization,and reactivity in ethylene polymerizationof oxide-supported mono-and biscyclopentadienyl zirconium alkyl complexes: establishment of structure/reactivity relationships[J].Journal of the American Society.2001,123(15):3520-3540.

[3]M.Adachi,J.M.Basset,et al.Surface Organometallic Chemistry of Tin: Grafting Reactions on Highly Dehydroxylated Silica[J].Chemistry Letters,1996,25(3):221-222.

[4]N.Millot,J.M.Basset,et al.Synthesis, characterization,and activity in ethylene polymerization of silica supported cationic cyclopentadienyl zirconium complexes[J].Journal of the American Society,2006,128(29):9361-9370.

[5]李現忠,李勇.球型氯化鎂負載型單茂鈦催化乙烯與1-己烯共聚[J].石油化工,2007,36(10):1016-1020.

[6]B.Didillon,J.M.Basset,et al.Surface Organometallic Chemistry on Metals:Evidence for a New Surface Organometallic Material,Rh[Sn(n-C4H9)]/SiO2,Obtained by Controlled Hydro genolysis of Sn(n-C4H9)4 on a Rh/SiO2 Catalyst[J].Journal of the American Society,1993,115(21):9380-9388.

[7]H.Nishida,K.Soga,et al.Polystyrene-supported metallocene catalysts for olefin polymerizations[J].Macromoleclar Rapid Communication,1995,16(11):821-823.

篇3

[關鍵詞] 有機化合物波譜解析;實驗課程;考試方式;教學模式

[中圖分類號]G427 [文獻標識碼]C [文章編號]1673-7210(2009)08(a)-157-02

有機化合物波譜解析是制藥、藥學、中藥等藥學類專業(yè)及相關專業(yè)本科生及研究生的專業(yè)基礎課。本課程主要講述紫外光譜、紅外光譜、核磁共振和質譜的基本理論與一般解析方法及四大光譜的綜合解析方法。通過對本課程的學習,學生能掌握有機化合物結構波譜分析的基本概念、基本原理和基本方法,并能應用光譜法對有機化合物進行結構解析。在近幾年的教學中,我們發(fā)現一個較為普遍的問題:學生普遍反映波譜解析中各大光譜學的基本原理及基本內容過于抽象,難以理解,更不用說讓他們運用所學的相關知識去識圖、解圖,最終推測出未知化合物的結構,因此學習波譜的熱情并不高漲,而且還引不起足夠的重視。經過調查發(fā)現,上述現象的產生主要是因為以下三方面的原因:第一,我校有機波譜解析課程內容設置中沒有實驗內容,由于和實踐脫鉤,學生不能把抽象復雜的知識具體化、簡單化,所以覺得難度較大且枯燥無味,也意識不到該門課程的重要性;第二,波譜解析課程內容涉及到分析化學、無機化學、物理化學、有機化學等多學科的知識,知識點多、難而且系統(tǒng)性不強,如果學生基礎沒有打好,很難把這門課學好,所以大部分學生沒有興趣,有的就干脆放棄;第三,因為考試壓力較大,學生沒有心情培養(yǎng)興趣。因此筆者認為要提高我校有機化合物波譜解析的教學效果,必須進行有機化合物波譜解析教學模式的改革。

1開設實驗課程,加強實踐教學

目前國內大多數中醫(yī)藥院校都開設了有機化合物波譜解析理論課,但對于波譜解析實驗課程國內高校幾乎未有獨立設課的先例,更沒有統(tǒng)一的參考教材。由于僅從課堂上講授理論對于波譜解析課程的教學是遠遠不夠的,必須加大實踐課堂的教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生理論聯系實際的能力,提高學生綜合技能。學??筛鶕陨黹_設相關波譜實驗的條件,自行編寫《波譜解析綜合實驗》講義。講義中盡可能包含基礎型、綜合型和設計型三種實驗類型?;A實驗可編排紫外光譜、紅外吸收光譜、核磁共振譜及質譜的實驗內容,讓學生掌握如何應用每種波譜進行已知簡單化合物的定性和結構分析;綜合實驗是利用“四大光譜”進行綜合分析的實驗,讓學生懂得如何應用現有波譜學知識進行未知化合物結構分析;設計實驗是設計型開放實驗,集分離及結構表征為一體,可以以我校教師科研項目內容為基礎,發(fā)表科研論文,以達到培養(yǎng)學生的探索精神和實際科研能力,為他們后續(xù)從事科學研究奠定了較為扎實的實踐基礎。

2改變考核方式,培養(yǎng)綜合能力

考試是教學過程的重要環(huán)節(jié),而不僅是評價教與學效果的一種手段,它對整個教學活動有強化功能、檢測功能和反饋功能。更重要的是,適宜的考試方式能激發(fā)學生學習的積極性,提高其應用所學知識的實際能力。有機化合物波譜解析作為一門難度較大的課程,大多數院校均采用一次性閉卷考試,這種考試方式在一定程度上可以衡量大多數學生的學習質量,但也存在著一定的弊端。目前我國高校均實施學分制教育,有機化合物波譜解析作為我校藥學專業(yè)的限定選修課,既能防止學生避重就輕,同時有一定的選擇余地,但傳統(tǒng)閉卷的考試方式使學生由于害怕考試不及格而把這門課拒之于門外,有的學生即使選了,也覺得壓力很大,根本沒有精力去培養(yǎng)興趣。因此針對這種情況,應采取一種積極的、合理的考試方式,使學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,充分調動他們學習波譜解析的積極性。筆者認為在開設實驗課的前提下,可以把實驗作為一部分考試內容記入總成績,同時參考平時表現,具體操作如下:理論部分采用閉卷或開卷考試,占總成績的40% ;實驗部分占總成績的40%,主要是培養(yǎng)學生波譜分析實驗技能,拓寬學生知識面,提高學生應用基礎理論知識去解決化學實際問題的能力;平時成績占總成績的20%,這部分主要以學生對該課程的學習態(tài)度、平時行為表現等為基準。

3改變教學模式,提高教學效果

波譜分析課程由于內容比較抽象、信息量大、內在規(guī)律性不強且有大量的經驗數據,對于初學者往往枯燥無味,常有不知所措。為了讓學生加深對各類有機化合物“四大光譜”特征信息及內在規(guī)律的理解,以便讓學生能從中找出一些內在聯系,避免死記硬背,在課堂教學中應始終貫徹一條從同一類化合物某一光譜特征出發(fā),抓住共同特點,領悟同一類中不同化合物的光譜相關特征峰;而且要善于運用聯系對比的教學方法使學生系統(tǒng)掌握更多光譜知識,從而達到提高學生識圖、解圖的能力。由于波譜解析課程中涉及到許多數量巨大、內容復雜而非文字形式的圖片信息,采用傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”的教學模式很難將信息準確地表達出來。隨著計算機信息技術的發(fā)展,現代多媒體計算機輔助教學,已成為最具潛力的教學模式,因此我們可以制作該課程的教學軟件,將紫外光譜、紅外吸收光譜、核磁共振譜、質譜及綜合解析練習題制成課件,教師可根據實際情況充分利用計算機動畫效果等Flash軟件功能進行教學,提高學生的積極性。

[參考文獻]

[1]姚新生.有機化合物波譜解析[M].北京:中國中醫(yī)藥科技出版社,2007:1-5.

[2]郭麗冰,陶曙紅.《波譜解析》課程教學改革及教學效果調查分析報告[J].廣東藥學院學報,2005,21(4):480-48l.

[3]許招會,王生,彭云.波譜解析課程教學方法探討[J].化學教育,2006,27(6):35-36.

[4]陸小蘭,唐洪杰,張桂玲,等.有機波譜分析課程考試模式的改革與探索[J].華工高等教育,2006,(5):32.

[5]許招會,王姓,廖維林,等.淺析波譜分析課程教學改革[J].光譜實驗室,2007,24(35):400-401.

篇4

關鍵詞:高中化學;有機化學;解題方法;解題技巧

有機化學是高中化學中的重要內容,也是每年高考的必考題。但是,許多同學面對有機化學題時,卻感到無從下手,表面上感覺應該會做,卻并未解答出來。究其原因,還是由于學生們的基礎知識不牢固、解題思路不正確,解題技巧不到位。所以在高中化學教學中,加強有機化學的基礎知識訓練,強化有機化學各題型的解題方法和技巧十分必要,也十分關鍵。

1.有機化學的概念及基本題型

有機化學是與無機化學相對立的一個化學名詞。簡而言之,它就是指研究有機物的化學,而有機物是指含炭元素的化合物。

有機化學主要研究有機化合物的基本性質及其轉化規(guī)律,而高中有機化學的各題型也主要是圍繞幾十種有機化合物的基本概念、基本性質、重要反應、結構特性、機理規(guī)律等而設計的。歸納起來,高中有機化學的基本題型有以下四大類:①命名與結構;②反應轉化與反應機理;③結構式推導與合成設計;④活性比較及有機化學鑒別。

2.有機化學的解題思路

高中學生已經具備了一定的思維能力,掌握了一定的思維方法。解答有機化學類的題目,就是要通過思維方法將有機化學的基礎知識轉化為問題答案,帶著疑問去思索、探究。根據有機化學的學科性質,筆者認為其解題思路主要分為三個步驟,依次遞進、層層深入(如圖1所示)。

第一是審題。從題目中獲取相關信息、收集信息,并進行分析理解和定位,將不熟悉的知識點轉化成熟悉的知識點,將概括性、抽象性的目標問題分解為若干具體的、形象的小目標問題,從而真正讀懂題目、理解題意。第二是解題。這時需要將題目中的若干小問題與所學的有機化學知識點聯系起來,提出假設,并根據所收集的信息進行正向推導、反向思維、逆向演變,用已知的概念、程序和方法來解答問題。第三便是檢查與完善。用熟知的知識、原理來檢驗前面的推斷過程是否正確,信息是否吻合,并通過畫示意圖的方式,將問題轉化為公式,補充完善答案。

圖1 有機化學的解題思路

3.有機化學各題型的解題技巧

(1)命名與結構類

高中有機化學中的這類題型主要是考察學生是否掌握有機化合物中的順式、反式、手性特征;是否了解如螺環(huán)、橋環(huán)、雜環(huán)化合物殊的母體;是否掌握了各個官能團的位次、原則、性質和有機反應條件;是否能夠根據化合物命名的結構式推斷其屬于哪一類,從而得出其母體名稱等等。

例如,在分子結構“CH3-CH=CH-CC-CF3”中,這六個碳原子是否在一條直線上和一個平面上呢?這是一道典型的有機化學命名與結構題型,解決這類題目的方法,就是要以扎實的基礎知識為后盾,對各官能團的性質理解并掌握透徹,然后分析已知條件、推導未知答案。根據題目,我們看到結構中的前面四個(CH3、CH、CH、C)碳原子在碳碳雙鍵(具有120°鍵角)的作用下,處于同一個平面;而后四個(CH、C、C、CF3)碳原子在碳碳三鍵的作用下,處于同一直線上。所以,這六個碳原子未在一條直線上,但在一個平面上。

(2)反應轉化與反應機理類

這一類題型主要考察兩個方面,一是能否根據已知反應進行分類、確定反應的方向、特殊性以及反應產物的順反式、構象的穩(wěn)定性等等。二是了解有機化合物的反應原理,知道反應物與產物間的結構變化,其分子結構中的化學鍵、官能團有何變化;學會區(qū)分其反應的屬性和反應機理類型,找到反應的進攻質點、中間體、過渡態(tài)等等。

解答這類題目時,也必須要有扎實的基礎知識,要有比較地掌握有機化合物的反應現象、反應條件、反應類型和反應機理,熟知不同化合物的不同反應規(guī)則、效應及活性次序等,解題時才能做到游刃有余。比如某有機化合物的結構式為:

CH2=CH-CH2- -CHO

那么,請問該有機物是否具有加成反應和加聚反應的性質呢?解答這道題,首先我們要知道什么是加成反應、什么是加聚反應?其次,我們要學會分析和理解題目中的分子結構式,將“結構式語言”轉化成我們熟悉的語言表達;再者,要善于分析結構式中的各化學鍵、設想各官能團可能出現的變化,然后判斷其反應歸屬。這樣一來,我們就很容易得出答案。

(3)結構式推導與合成設計類

有機化學中的結構式推導題目,其題目本身就是一種思考和解題的方法。即運用流程圖的方式,將問題羅列出來;能夠列出各種化學鍵的組合、計算出結構式中的不飽和度。當然,除了正向推導,也可以采取反向推理的方法,從最簡單、最熟悉的知識點進行突破,然后假設,一步步推導、演變、排除,從而得出結論。而合成設計類題型,則是根據目標分子結構式,分析其骨架結構、所涉及的官能團、對稱性質,學會如何對結構進行分割組合,最終選擇方式合成目標化合物。

(4)活性比較及有機化學鑒別類

高中有機化學中的化合物活性比較是十分重要的,有助于學生更加清晰地了解不同化合物的性質?;衔镉兴釅A性、溶解性、親核性及親電性等性質。例如區(qū)分叔醇、仲醇及伯醇與鹽酸之間的反應活性。我們首先要熟記基本物質的活性次序;然后,要知道這三類化合物的異同處,區(qū)分它們的反應特征及現象;最后做出判斷。此外,還需要注意的時,在進行化合物活性比較鑒別時,要考慮吸電子基團與斥電子基團,誘導效應與共軛效應等因素對其性質的影響。這樣更有助于我們的學習和推導。

參考文獻:

[1]趙文剛.張英鋒.探析有機推斷題的解題策略[J].高中數理化,2009年第4期.

篇5

關鍵詞:有機化學;臨床醫(yī)學;教學效果

在臨床醫(yī)學專業(yè)的課程設置中,有機化學是一門重要的基礎理論課程。對有機化學知識的掌握直接為后續(xù)專業(yè)課程如生物化學、藥理學等學習奠定了理論基礎。在提高有機化學教學效果方面,值得借鑒的方法有很多[1-8]。但在實際教學中我們仍然發(fā)現,許多學生在學習有機化學時經常會出現聽不懂,聽懂了但記不住,記住了但不會做題的現象,致使學習效果不理想,進而產生一定的厭學情緒。分析原因主要有以下三個方面:一是有機化合物的種類比較多,且各種化合物官能團的結構特征也各不相同,特別是對一些立體結構的認識更是難上加難;二是每一種有機化合物通常都有不同的化學性質,致使部分同學在面對大量的有機化學反應時總感到無從下手;三是有機化學本身就屬于一門理論性較強的學科,特別是對反應機理的推導和認識,一些同學雖然花了很大功夫去死記硬背但效果甚微。針對以上問題,筆者在十年的教學實踐中一方面不斷借鑒一些成熟有效的教學方法,另一方面也積極探索嘗試一些新的教學方法和技巧,旨在為提高教學效果貢獻自己的微薄之力。

1前后對比聯系,基礎知識清晰化

有機化學學習中有兩個最基礎也是最重要的知識點———化合物的種類和命名。常見的有機化合物往往是根據官能團進行分類的。有機化合物的官能團很多,看似彼此孤立,實則聯系密切。經過前后對比不難發(fā)現學習有機化合物的順序往往也是一個組成元素逐漸增多、官能團結構逐漸復雜的一個順序。烴類有機物主要由C、H組成,包括烷烴、不飽和烴、脂環(huán)烴、芳香烴等,官能團主要和碳碳鍵(如單、雙、三鍵等)有關。醇、酚、醚類主要由C、H、O組成,官能團主要以極性的碳氧單鍵(羥基、醚氧鍵)為特征。醛、酮類仍然是由C、H、O組成,但官能團是極性的碳氧雙鍵所組成的羰基。羧酸類化合物雖然也是由C、H、O組成,但官能團卻是以碳氧單鍵和碳氧雙鍵共同組成的羧基。有機胺類物質主要由C、H、N組成,官能團主要是結構與NH3分子類似的氨基、亞氨基等。氨基酸則由C、H、O、N組成,官能團包括羧基和氨基。至于糖類及代謝中的輔酶等物質需結合雜環(huán)化合物的結構進行學習。掌握了這樣一個規(guī)律之后,學生對各類化合物的認識也就大致有了個輪廓,再學習起來也就容易一些。我校臨床醫(yī)學專業(yè)所使用的教材是由呂以仙主編、人民衛(wèi)生出版社出版的《有機化學》,該教材中各類有機化合物命名在每一章中單獨進行講解,其中系統(tǒng)命名法是要求學生重點掌握的。由于不同化合物之間的系統(tǒng)命名規(guī)律完全相似,為加深學生對該知識點的理解和認識,筆者在教授烷烴類化合物時就對系統(tǒng)命名法進行高度概括和歸納。先將命名原則總結為三大步驟:第一步選主鏈;第二步給主鏈編號;第三步確定支鏈。除了在選主鏈和給主鏈編號時注意把握“主官能團”優(yōu)先考慮這一原則之外,確定支鏈的辦法對于所有的鏈狀化合物來說基本上都是完全相同的。然后再以學生比較熟悉的烷烴、烯烴、醇等幾類化合物的命名為實例,,這樣一來,學生對命名通則的理解和認識就變得容易了。環(huán)狀化合物的命名也可以參考之。掌握了構造式的命名之后,再講到后面的順/反異構、對映異構體的命名時,重點放在構型的判斷上,再加上相應構造式的名稱就可以了。

2搭建分子模型,抽象結構形象化

在有機化學的教學中,有關碳原子的雜化類型、順反異構及對映異構等立體異構體的概念,常常會讓學生感到既枯燥又難懂。采用多媒體授課方式,雖然可以將這些抽象的概念較為生動且直觀地展現出來[9-10],但對于一些空間思維較差的同學來說理解起來總還是有難度。故而可以考慮使用傳統(tǒng)的教學工具———球棍模型,再借助問題教學法[11]進行輔助教學。例如,在講解對映異構現象時,可以分成以下幾個步驟進行:(1)讓學生分成幾個小組自己動手搭建2-丁醇分子的球棍模型(見圖1,結構式1),再任意互換2-位碳上的兩個基團后又得到一個2-丁醇的分子模型(結構式2),此時讓學生思考這兩個分子模型是否完全相同?能否完全重合?當學生發(fā)現這兩個看似相同的分子模型不能完全重合時,及時向學生強調這是一種立體異構現象,結果表明結構式1和結構式2為不同的化合物;(2)使用完全相同的辦法引導學生搭建2-丙醇的分子模型,根據2-丁醇和2-丙醇分子結構之間的差異引出“手性碳原子”的概念;(3)引導學生將結構式2在豎直方向沿著底平面旋轉180°,這樣得到的結構式3和結構式2實則為同一種化合物,然而結構式3和結構式1明顯具有相互照鏡子的關系,這種分子就稱為“手性分子”,結構式1和結構式3之間互稱為“對映異構體”。經過這樣一步一步動手搭建模型,同學們不但對這種立體結構有了一定的認識,而且對其中所涉及到的基本概念也會理解比較透徹。在建立了對映異構體的概念之后,再利用多媒體教具對2-丁醇的球棍模型進行投影,并根據課本上的要求按“橫前豎后”的原則引出Ficsher投影式的書寫要點,引導學生順利地將立體結構向平面式進行轉化。最后,利用前面所搭建的兩種不能重合的2-丁醇分子模型,講解“方向盤法”所確定的R/S構型。對有興趣的同學還可根據立體構型和Ficsher投影式之間的轉換關系,總結直接利用Ficsher投影式判斷R/S構型的方法。這樣逐步引導學生充分利用手中的分子模型,從簡單到復雜,環(huán)環(huán)相扣,在掌握與對映異構相關的基本概念的同時,也對這種立體異構體的特征留下了深刻的印象。

3緊扣結構特征,化學性質生動化

有機化學課程的學習重點就是掌握各類有機化合物的結構特征和性質特點,由于有機化合物種類繁多,各類化合物的性質又各不相同,因此學生在學習有機化學時總感到內容多、共性少,既難學又難記。如果我們在重點分析官能團的結構特征之后能因勢利導,讓學生嘗試自己根據官能團的結構特征推斷這類化合物可能表現出來的化學性質,將會有利于學生對各類有機化合物化學性質的記憶。比如在講有機胺類物質這一章的內容時,首先以大家熟悉的氨分子結構特征(三角錐型)為例,當氨分子中的氫不同程度被烴基取代之后就得到不同結構的伯、仲、叔胺,而這種取代并沒有破壞氮原子本身所含有的孤對電子,由此讓學生對此類化合物的化學性質進行簡單的推理:(1)按照路易斯(Lewis)酸堿理論,孤對電子將賦予胺類物質堿性,而氮原子上所連接的取代基必將會影響到其供電子性,即堿性強弱;(2)孤對電子的存在使胺類物質具備了親核試劑的結構特征,可以與鹵代烴、酰鹵、酸酐、酯等發(fā)生親核取代反應;(3)當氮原子上連接有苯環(huán)時,會發(fā)生p-π共軛效應,使苯環(huán)電子云密度增加,有利于苯環(huán)上親電取代反應的進行。這樣先通過簡單的推理,使學生對胺類化合物的化學性質有一個大致的認識,然后再進行具體講解學生就比較容易接受了。在有機化學的學習中,對反應機理的理解也是學生普遍遇到的難題。對于臨床醫(yī)學專業(yè)學生,教材中所涉及的反應機理都只是進行簡單的推理[12],即使這樣,大部分學生還是搞不清“親電”和“親核”是怎么回事。經過多年的實踐教學,筆者在講解反應機理時,首先會引導學生觀察此類化合物官能團的結構特征可能會引起什么反應?如果反應可能帶來什么產物?接著給學生重點介紹一些實驗事實,根據實驗事實再引導學生分析具體反應過程。比如,在講苯環(huán)的親電取代反應時,先讓學生根據苯環(huán)上碳原子的sp2雜化特征判斷出苯環(huán)存在共軛效應,共軛大π鍵的存在使環(huán)平面上下都有密度較大的電子云分布。而外界試劑在進攻這樣的“富”電子結構時勢必是“親電”的過程,再加上苯環(huán)共軛結構的穩(wěn)定性,最可能發(fā)生的就是取代氫的反應。所以苯環(huán)上發(fā)生的化學反應從機理上來說是親電取代反應。這樣通過擺事實,講道理的方法引導學生自己進行合理的推斷,加深其對化學性質和反應機理的理解和認識非常有幫助。

4理論聯系醫(yī)學,授課內容趣味化

我校為臨床醫(yī)學等醫(yī)學相關專業(yè)所開設的有機化學通常都安排在大學一年級第二學期,對于接觸醫(yī)學專業(yè)課較少的一年級學生來說,還意識不到學習有機化學的重要性,這也是他們在思想上對有機化學學習不夠重視的主要原因。筆者在平時的授課中,一般會利用上緒論課的時間向學生介紹有機化學與人體疾病、遺傳變異等的密切聯系,以及有機化學與醫(yī)學、分子生物學之間的相互影響、促進和發(fā)展,激發(fā)學生從專業(yè)的角度對有機化學有個較為客觀的認識。在學習各類有機化合物時,遇到與醫(yī)藥關系密切的結構就適當進行展開,拓寬學生的知識面。比如在講到順反構型時,以臨床上廣泛使用的己烯雌酚為例,其反式構型與天然激素分子相似,具有較強活性,可用于對某些婦科疾病的治療;而順式構型卻因為藥效低而不能藥用。在講到羧酸的酸性時,以早期臨床上普遍使用的抗生素青霉素為例,先將青霉素的結構呈現給學生,然后讓他們思考青霉素為什么常常是以鈉鹽或鉀鹽的形式存在?等同學們發(fā)現是利用其羧基成鹽的性質改變溶解性時,又進一步提問學生為什么做成粉針劑現配現用,而不是直接做成注射劑?引導學生發(fā)現結構中的四元環(huán),這樣又把前面所學習過的小環(huán)不穩(wěn)定性復習了一遍。除此之外,平時還可以通過網絡資源或和專業(yè)課教師多交流,也可以多讀一些與醫(yī)學基礎相關的書籍,積累與有機化學相關的基本醫(yī)學知識,在教學中將有機化學內容與醫(yī)學知識相互融會貫通。這樣的教學方式,不但可以達到增加學生對有機化學學習興趣的效果,同時還能充分讓學生認識到有機化學與醫(yī)學之間的緊密聯系,從思想上重視有機化學。兩者相互促進,共同提高學生的學習效率。每當看到學生一臉恍然大悟的表情,以及逐漸露出的笑臉,作為老師也會感到收獲滿滿??傊?,有機化學教學是一個長久的、不斷探索、不斷進步的過程,以上所談到的幾點僅僅是筆者在多年教學實踐中的一點經驗和總結,對激發(fā)學生的學習積極性和提高教學效果均有一定的幫助。在今后的教學實踐中我們還需不斷努力,改進教學,為培養(yǎng)高質量的醫(yī)藥衛(wèi)生人才打下堅實的基礎。

參考文獻

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[10]吳文鑲.多媒體技術在有機化學教學中的應用[J].中國成人教育,2007(2):180-181.

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其實化學教材中的很多知識都是來自于生活的,如果老師脫離現實生活進行教學,那么就會使整個教學氛圍變得單一枯燥,不利于高中化學教學水平的提高。因此,老師在化學教學的過程中,要充分地挖掘化學教材中存在的生活元素,使得整個課堂可以“活起來”,改變過去沉悶的教學氛圍。舉個例子,老師在教“有機化合物”這部分知識時,可以提問學生:“大家能不能舉出生活中常見的有機化合物呢?”學生聽到這個問題,便開始思考有機化合物的特性是什么,生活中有哪些物體是屬于有機化合物的,有的學生回答“葡萄糖”,還有的回答“汽油”,這時老師便可以順著問下去:“同學們說的這些都很對,在平時生活中,我們看到這些有機化合物是沒辦法水解的,知道這是為什么嗎?”學生都陷入了深思,有的學生說:“這是由有機化合物的內部結構決定的?!崩蠋煴憧梢越又鴮W生的話說:“對的,這是由有機化合物的結構所決定的,下面我們就來講講有機化合物的結構?!蓖ㄟ^這種生活場景的融入,可以使學生更加深刻地認識問題,明白很多生活用品的用途是由其性質決定的,從而形成一種科學的化學學科思想,有利于正確指導學生的行為。

二、小組合作,提高效率

小組合作的教學方式逐漸被推廣開來,很多老師在教學時都會嘗試使用這種教學方式,但是在實際的操作中,由于更多的是“走形式”,使得小組合作學習的效率反而下降了。因此,老師要組織高效的小組合作,從而提高學生的合作意識和合作能力,保證高中化學的課堂效率。舉個例子,老師在講“化學與資源綜合利用、環(huán)境保護”這部分知識時,可以讓學生自由組成小組,對化學在資源利用、環(huán)境保護中所起的作用進行探討和總結,每個小組成員都要思考,然后將想法說出來,進行小組的內部討論,選擇正確的想法和思路,共同總結,最后由小組內部推選出一名代表發(fā)言。通過這種小組合作的方式,學生的思維得到極大的發(fā)散,小組的激勵討論可以使成員之間相互學習,互相進步,提高了學生的合作意識和合作能力,同時小組合作也能使課堂教學的氛圍變得更加活躍,使得學生的課堂參與度得到提高,從而有效地提高了高中化學的教學效率,保證課堂教學的質量。

三、高效組織化學實驗,強化化學實驗學習

我們知道,化學作為一門以實驗為基礎的學科,很多原理需要通過實驗來分析和驗證,如果老師只是按照課本的實驗步驟進行教學,那么教學的效果并不會很明顯,因此,老師務必要高效地組織化學實驗,提高學生的動手實踐能力,讓學生在實驗的過程中發(fā)現問題、解決問題,真正地提高學生的思維能力,保證了高中化學的教學質量。舉個例子,老師在教學“酸堿”這部分知識時,可以讓學生用pH試紙對不明溶液測定酸堿性,通過自己操作來發(fā)現問題和解決問題。比如,有的學生在用pH試紙進行測定時,發(fā)現試紙都是沒有顏色出現的,他沒有馬上詢問老師,而是自己再認真地根據課本的步驟進行操作,最后成功了。通過這種高效的實驗教學方式,可以使學生在實驗的過程中自主地思考和探究,提高了學生的動手實踐能力和思維能力,同時也能使化學課堂教學的效率大大提高,老師不用再花過多的時間給學生解釋,而是將時間留給學生,讓學生自主地利用時間,提升自己的能力,從而優(yōu)化了高中化學課堂的教學模式。

四、結語

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關鍵詞: 高職;藥學專業(yè);有機化學教學

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.224

高職和大學的教育存大著一定的差別,其表現主要有兩點分別是: 在培養(yǎng)的標準上,高職主要培養(yǎng)技術型人才; 在培養(yǎng)的形式上,高職以社會的需求為目的,以適用的能力為主設計相對應的培養(yǎng)方案,以學生的應用能力為重點進行培養(yǎng)人才。有機化學屬于藥學專業(yè)一門比較重要基礎性課程,可以直接稱其為藥學的核心。在經過對有機化學的學習后能讓學生更好的學習藥物的組成結構及其性質合成,了解藥物的結構及藥效的相互聯系。為以后的藥物生產,藥物質量的檢測及新藥的研發(fā)打下堅實的基礎。在高職,有機化學教育的改革實踐中出現了很多非常出色的教育工作人員。針對教育方法他們提出了很多觀點。從總的方面來看,所有高職院校的有機化學課的學習還沒有更有效的方法。本文以高職院校學生學習水平差課時少有機化學知識應用廣的一些主要特點,提出了在有機化學的教學中著重關注的問題,為培養(yǎng)合格的藥學專業(yè)人才盡一份力。

1 有機化學與藥學的關系

藥學和有機化學的是同時存在的,他們一同走過了極為久遠的歷史路程。有機化學是在19世紀初其出現的,有機化學當時注重的是關于有機體的問題,針對的目標大多數是,從有機體中經過分離純化的有機化合物。藥學的持續(xù)發(fā)展,也在帶動著有機化學的進步。我們堅信藥學和有機化學在將來的社會發(fā)展中它們依舊會相互緊密結合,共同促進發(fā)展。因此學生們如果能把有機化學學好可以為藥學專業(yè)起到非常大的作用。

2 有機化學的課程特點

有機化學所研究的是有機化合物這一門科學。研究其結構,理化性質、合成方法、應用及命名,以及有機化合物相互間的轉變所遵照的規(guī)律等。針對有機化學的課程來說,最主要的特點是其整體性特別強,大多數教學內容都遵照各官能團化合物來給章節(jié)順序排列,但它們沒有被孤立也不是零散個體,他們都有著很強的聯系。因此把握好有機化學教學的結構,對于學好這門學科是比較有益的。

3 有機化學在高職藥學專業(yè)中,探討內容整合、編排方式及教學方法

在選擇教材的,高職醫(yī)藥類專業(yè)大都選擇用劉斌主編《有機化學》,內容主要以官能團教授各有機化合物的相關的主要化合物,著重講述構效關系有機化學原理。在結合高職教材的基礎理論問題,以基礎知識和基本理論為重點介紹,讓學生可以從整體上理解并運用有有機化學的相關知識,避免針對性的理論知識講述,應盡可能的采用藥學普遍的化合物及化學現象的案例,增強實際應用性。在有機化學的教學經驗中了解到,如一程不變的按原來的課本的順序拿過來應用,在學習的過程中教學人員與學生都會感到自如,但當把教材的內容學完后大多數的學生都會感覺有機化學的知識太過復雜,各種化合物品種眾多,需要硬背的知識太多。在這樣一種問題上,依照大學的有機化學課本,對高職的教學內容進行一定的編排和調整,全部的課程分為三個部分。第一部分有緒論、命名和異構 ,這一部分是講述,有機化學的歷史、基本理論概念這些基礎性的內容。學習有機化學這類學科的內容,對于高職學生來說并沒有什么自信心。如果在學習的初期學生對學習就沒產生興,讓學生對這一學科失去自信心的話,那么在以后的教學中,對老師和學生都會是一種折磨。因此開始對基礎內容的理解程度,對于學生和老師來說非常重要的。這就使教師用簡潔易懂、有趣的方法把有機化學的內容在藥學中的作用,展現給學生。用易懂的形式把有機化學的理論知識解釋給同學,讓學生深入理解,讓學生樹立學好有機化學的信心。第二部分,幾章化合物的相關內容。這幾種化合物比較簡單,主要的難點就是對學生清楚講述基礎的有機化學中的基礎概念及術語,講述的目的是讓學生深入的理解。教師在教學過程中要注重引導學生自主的學習提高學習的水平。第三部分,講從醇到藥用,高分子材料的內容。這一章節(jié)化合物的理化性質有些雜亂不好理解,如果我們仔細分析便會察覺,其化合物的理化性質是由其自身的結構特點位判定的。因此本章的重要學習內容是在了解各化合物的性質結構及其變化的基礎上,深入清楚并分析各類化合物其結構特征和理化性質之間的聯系,主要是各類化合物電子效應,只要掌握其分析的方法,推測其自身的理化性質就容易多了。并且是高職學生對有機化學學習的主要目的。第四部分,有機合成的簡介,在有機化學中,最難學習的部分便是有機合成,其主要是熟悉和掌握各類化合物的理化性質和相互轉化反應的基礎上,建立適合的逆合成分析思路。使學習者對整體內容關于化合物性質歸類匯總,在其思想中形成一套完整的體系,然后經過多多的練習來設計形成思路。對于高職的學生這章的內容難度較大。

4 結束語

在我們的教學中,首先必須要跟學生說明有機化學這門學科,其在藥學專業(yè)中的地位是不可替代,不可動搖的。在引導學生對學習產生興趣的基礎上,再把有機化學這一W科的基本特征展現給學生,循序漸進的進入到主題的內容上。此種方式的學習經進實際的實踐,得到了很好的效果。但是,教學沒有固定的模式和方法法,教師的教學方式與方法也應隨著目標人才培養(yǎng)、學生自身的能力發(fā)生改變。

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食品中的有機化合物是我們初學化學者步入有機世界的開始.對糖類(碳水化合物)、蛋白質的了解也是對生命活動及其規(guī)律的初步認識.蛋白質組成生命體的物質都來自于日常飲食,對食品中有機化合物的初探對今后學習有機化學有著重大意義.

一、 食品中的營養(yǎng)物質

我們每個人每天都要進食,食物中包含很多營養(yǎng)物質.中考化學涉及到的六大營養(yǎng)物質:水、無機鹽、糖類(糖水化合物)、油脂、蛋白質、維生素等,我們每天都要攝入一定量來維持生命的正常運行.當生命體里缺少或者食品中有機化合物對生命體補給不足時,生命體的代謝就會受到影響.

例1 (2012年·淮安中考)中考期間,小芳媽媽為她制定的早餐食譜是:饅頭、煎雞蛋、牛奶,從膳食平衡角度看,你認為最好還應補充( )

A. 豆?jié){ B. 蔬菜

C. 牛肉 D.米飯

例2 (2012年·無錫中考)下列食物中富含維生素的是( )

考點 生命活動與六大營養(yǎng)素.

分析 做這些常規(guī)題型,要了解一日三餐食品中所含的營養(yǎng)物質,根據所提供的食品中含有的主要營養(yǎng)成分考慮本題.

解答 饅頭中含有淀粉;煎雞蛋中含有油脂、蛋白質、無機鹽;豆?jié){、牛奶中含有水、蛋白質;牛肉中含有豐富的蛋白質;水果蔬菜中富含有維生素.故例1選(B),例2選(C).

點評 要知道常見物質中含有哪些營養(yǎng)物質.糖類、脂肪、蛋白質、維生素是食物中含有的重要有機物,是食物中的主要營養(yǎng).

二、 食品中的有害物質

近幾年來對食品安全問題頻頻報道,惡性食品安全事件頻頻曝光,“蘇丹紅辣椒醬”、“三聚氰胺毒奶粉”、“地溝油”、“塑化劑飲料”、“瘦肉精火腿腸”、“石蠟大米”、“毒膠囊”等等連續(xù)粉墨登場.本著“以人為本”、“民以食為天”, 作為一種必備的知識,讓學生進一步體會、理解化學與生活的關系.

例3 (2012年·揚州中考)食品安全關系到人體健康,下列說法正確的是( )

A. 霉變的米中含有黃曲霉素不能食用

B. 應在國家標準規(guī)定的范圍內使用食品添加劑

C. 用甲醛浸泡水產品,延長保質期

D. 將地溝油回收作為食用油

例4 (2012年·徐州中考)明膠中富含蛋白質,食用明膠以新鮮的動物皮或骨骼為原料,經過復雜的工序制成;工業(yè)明膠常以廢舊皮革等為原料,其熬制過程簡單,產品中對人體有害的鉻元素嚴重超標.下列有關說法錯誤的是( )

A. 鉻屬于金屬元素

B. 灼燒明膠會產生燒焦羽毛的氣味

C. 生成明膠的過程中有化學變化發(fā)生

D. 工業(yè)明膠能用來生產藥用膠囊

考點 化學與社會生活的聯系.

分析 讓學生知道某些物質(如甲醛、黃曲霉素、重金屬鹽等)有損人體健康,認識掌握化學知識能幫助學生抵御有害物質的侵害,認識化學科學的發(fā)展在幫助人類戰(zhàn)勝疾病與營養(yǎng)保健方面的重大貢獻,認識有機物對人類生活的重要性.

解答 霉變的大米中黃曲霉是一種毒素人畜都不可食用,甲醛可使人體蛋白質變性失去生理功能,地溝油中含致癌物質都不宜食用,食品添加劑在國標范圍內允許合理使用.故例3選A、B,例4選D.

點評 食品中有機化學的知識與生產、生活實際有密切的聯系.學生通過本章的學習,能夠提高科學素質,豐富生活常識,有利于他們正確地認識和處理有關飲食營養(yǎng)、衛(wèi)生健康等日常生活問題.

三、 食品中有機化合物重難點的突破

糖類(碳水化合物)和蛋白質知識是食品中有機化合物的重點,糖類的來源、消耗以及檢驗和蛋白質的性質實驗重點中的難點.維生素對人體健康的重要性也越來越受到關注.光合作用和呼吸作用是有機環(huán)境與無機環(huán)境相互循環(huán)的兩個重要反應,光合作用提供物質基礎,呼吸作用提供能量保障.

例5 (2012年·蘇州中考)富含淀粉的谷物、甘薯等可以釀酒.在釀酒過程中淀粉在酶的作用下轉化為葡萄糖,葡萄糖發(fā)酵為酒精.香甜的酒釀就是利用該原理.用酒曲酶(俗稱酒藥)制作的.家庭一般制作酒釀的簡單流程圖如下:(注:有機反應化學方程式可用箭號表示)

(1) 配平化學方程式:(C■H■O■)■+ ?搖 H■O■nC■H■O■

(2) 如溫度、水分等因素控制不當,易導致乳酸量過多而味偏酸,清完成該反應的化學方程式:C■ H■O■■2 .

(3) 成熟的酒釀放置時間越長酒味越濃,因為更多的葡萄糖在酒化酶作用下發(fā)酵分解為酒精(C2 H5OH )和二氧化碳,寫出該反應的化學方程式

(4) 若用1 kg大米釀米酒,假設其中有0. 81kg的淀粉全部轉化為酒精,則理論上可釀制含酒精質量分數為10%的米酒 kg.

【提示:由淀粉轉化為酒精的關系式為(C6H10O5)n~(2nC2H5OH】

考點 考查碳水化合物的知識.

分析 題目雖然沒有直接考查光合作用和呼吸作用,只有糖類知識的全面掌握,解此類題目才會感到得心應手,從給定的題目信息看,比直接考光合作用、呼吸作用的化學方程式要巧妙得多.

解答 (1)小題是多糖在酶的作用下轉化成葡萄糖,(2)、(3)兩小題考查葡萄糖在不同條件下可以轉化成乙醇和乳糖,前三小題都考查了有機化合物的化學方程式,(4)小題考查化學方程式的計算.根據質量守恒定律,故答案為:

(1) n,(2)C3H6O3,

(3) C6H12O6■2C2H5OH+2CO2,

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為培養(yǎng)學生良好的實驗方法和科學素質,能保證實驗室正常有效安全地運行,保證教學質量,實驗室操作人員必須嚴格遵守實驗室規(guī)則。

1.1制定實驗室安全規(guī)則

有機化學實驗室應根據實驗室的基本情況、具體實驗項目制定實驗室安全規(guī)則:(1)學生進入有機化學實驗室前,必須了解實驗室的注意事項,有關規(guī)定及事故處理辦法和急救措施的常識;(2)每次實驗課前必須認真仔細預習實驗,寫好預習報告,必要時應網上搜索相關材料,保證每次實驗的安全有效進行;(3)實驗過程中,每次實驗裝置裝配完成后,應經指導教師檢查確認后才可以開始操作,并且實驗過程中,應認真操作、仔細觀察、不得擅自離開實驗崗位,積極思考,認真記錄實驗現象和實驗數據,有疑點及時向指導教師詢問,實驗后,應寫出復合實驗要求的實驗報告;(4)每次實驗完畢后實驗儀器放置要整齊有序,應清洗干凈,水電燈關好。不得將固體物或腐蝕性的物體倒入水槽,實驗后留下的有機物應收集在專用的收集容器中;廢酸、廢堿應倒入廢液缸中;廢紙應放入廢紙桶中;廢玻璃應放在指定的地點,進行專業(yè)處理;(5)實驗相關規(guī)定:實驗室內應穿專用實驗服,不準吸煙、吃食物,不得穿裙子、短褲、拖鞋,不得大聲喧嘩吵鬧,實驗結束后必須洗手;(6)愛護實驗室財產,正確使用儀器和設備,損壞儀器應及時填寫破損單,節(jié)約使用試劑溶劑和相關物品。

1.2專人管理有機化學實驗室

有機化學實驗室常使用大量的有機試劑和溶劑,大多數有機物易燃、易爆,有些物質在不同程度上有毒性,因此必須有專人嚴格管理實驗室藥品,分類分放,定期檢查和清理實驗室藥品,同時進行實驗教學和科學研究時監(jiān)督和分析可能存在的危險,能保證實驗室的安全。

2有機化學實驗室火災分析及應急救援

2.1易燃有機化合物

有機化學實驗室常用的一些有機試劑和溶劑,它們的閃點很低,很多都屬于易燃液體。易燃液體具有易揮發(fā)性、易流動擴散性、受熱膨脹性、帶電性、毒害性等特征,大部分易燃液體屬于沸點低、閃點低、揮發(fā)性強、黏度較小、易流動、摩擦易產生靜電,所以使用易燃液體時特別注意安全,實驗室使用易燃液體時,周圍環(huán)境必須避免明火。(1)蒸餾、回流、分餾實驗中,對沸點低于80℃的液體,一般時應采用水浴加熱,不能直接用明火加熱。蒸餾或回流操作前必須加入沸石,預防爆沸引起爆炸,同時應提前預防有機蒸氣泄露,必要時應在通風櫥里進行。實驗完畢后溶劑試劑產物應收集在收集瓶中保存,廢液倒入廢液缸中進行妥善處理。(2)有機化合物制備實驗中,要注意試劑溶劑的準確選擇,嚴格控制反應條件,提前預防其它產物或副產物的產生,以避免不明物質產生火災的危險。(3)有機化合物性質檢測實驗中,需要加熱時不能用明火加熱,必須用水浴加熱,以免產生火災。

2.2明火的使用

有機化學實驗中常用的明火有煤氣火焰燈、非封閉的電爐、酒精燈和酒精噴燈等。使用這些明火時必須遠離易燃液體,還應注意充滿有機物蒸氣的實驗室里使用明火。實驗室萬一起火,首先不要慌張害怕,根據使用的明火,果斷關電源、關煤氣(如酒精燈或酒精噴燈的話套住蓋子或用濕布撲滅,千萬不能吹滅),然后進行滅火。(1)可燃性物質的器皿著火時,可用石棉布、表面皿、大燒杯等將其蓋住,與空氣隔絕。(2)衣服著火時,應先冷靜,不能跑,迅速脫衣服或滅火毯裹住身體滅火或在地上打滾撲滅火焰。為了辦證安全,有機化學實驗室應具備黃沙、石棉布、滅火器等滅火用具,同時在實驗課前必須告訴學生滅火用具的存放地點及使用方法。

3有機化學實驗室易爆分析及應急救援

爆炸是指一種極為迅速的物理或化學的能量釋放過程。有機化學實驗中用到的過氧化物、芳香族多硝基化合物、重金屬的炔化物、硝酸酯等均屬于易爆炸藥品,還有一些常用的乙醚、丙酮在存放過程中容易產生易爆炸物,所以使用時特別注意安全。(1)易爆物:使用操作前必須認真檢查有無易爆的過氧化物或其它的易爆物存在。如有過氧化物,加入硫酸亞鐵的酸性溶液進行除去。操作過程中必須要注意安全,蒸餾時不能將物料蒸干。(2)合成反應中:對于產生大量熱的有機合成反應中,如消化反應(用濃硫酸、濃硝酸等),要小心慢慢滴加物料,注意冷卻。使用的滴液漏斗應符合使用條件,不宜漏液。(3)玻璃儀器的爆裂:實驗時操作不當會引起玻璃儀器的爆裂,因此,儀器安裝應聽從教師的指導,完畢后再檢查儀器安裝是否合理有效,是否符合規(guī)定。操作時也認真觀察實驗進行程度,不能擅自離開,喧嘩吵鬧,以免發(fā)生碰撞而爆炸。在常壓操作時儀器系統(tǒng)與大氣的暢通,減壓操作時,不能使用不耐壓力的玻璃儀器,選擇耐溫耐壓的儀器,以免產生爆炸。

4有機化學實驗室有毒性藥品分析及應急救援

有機化學實驗中的很多試劑溶劑都具有毒性。毒性藥品主要以氣體、蒸氣、氣溶膠形態(tài)經過呼吸道和皮膚進入體內,再經肺部吸收后直接進入血液循環(huán)分布于全身危機人的生命。也可經消化道進入體內,分布于全身。所以操作必須認真仔細小心,盡可能使用無害的有機化合物,盡可能減少產生意外。同時實驗室內應具備相應的急救器材備用。

4.1毒害品特性

很多毒害品的水中溶解性或脂中溶解性比較強,溶解性越大毒性就越強;大多數毒害品的揮發(fā)性也比較強,容易引起蒸氣,吸入中毒,揮發(fā)性越強,毒性越大;一些固體毒害品顆粒越小,分散性越好,越容易引起中毒。

4.2有機化合物毒性危害

多數有毒有機化合物對粘膜和皮膚產生刺激作用和致敏作用,長期接觸可發(fā)生接觸性皮炎、毛囊炎、座瘡、皮膚局限性角化。急性吸入時主要作用于中樞神經系統(tǒng)和植物神經系統(tǒng),慢性毒作用可誘發(fā)神經衰弱綜合征和周圍神經病,嚴重的可出現神經系統(tǒng)器質性損害、感覺障礙、不全麻痹和運動失調等。同時也可以影響造血系統(tǒng),其中苯對造血系統(tǒng)的損壞最嚴重,可導致白細胞減小、血小板減小、貧血等,苯的氨基和硝基化合物可能引起白血病和溶血。也可以損壞肝臟、腎臟、膀胱甚至產生致癌,其中鹵烴類、硝基化合物損壞肝臟較明顯,有些有機化合物急性中毒時不同程度地損壞腎臟膀胱,某些氨基化合物有致癌作用聯苯胺作用較明顯,可引起膀胱癌。

4.3急救措施

實驗操作中有毒有機化合物或刺激性很強的氣體時必須在通風櫥里進行,必要時佩戴防毒面具和手套,應當避免手直接接觸有機品。使用前仔細看好化學品標識,充分了解化學品的危害性。操作過程中化學品沾在皮膚上應當快速用大量水沖洗,用肥皂洗干凈,千萬不能用有機溶劑洗,眼部濺入毒物,應立即用清水清洗或整個臉浸入清水中,睜開眼并不斷擺動頭部清洗毒物;如誤吞毒物,應及時徹底洗胃或催吐,除去胃內毒物,及時用中和藥、解毒藥減輕毒物的吸收;濺落在桌面或地面的化學品也應該及時清掃;如實驗室內出現中毒,中毒者脫離感染區(qū),安置在通風好的地方,應在現場立即急救,心臟停止的,立即拳擊心臟部位的胸壁或左胸外心臟按摩;呼吸停止者,趕快進行人工呼吸(一般用口對口吹氣法,劇不宜用口對口),人工呼吸和胸外心臟按摩交替進行,至到恢復心搏和呼吸。之后速送醫(yī)院救治。

5有機化學實驗室其它突發(fā)事故的分析及應急救援

有機化學實驗室除了以上危險之外還可能發(fā)生割傷、灼傷、燙傷等突況。割傷:玻璃工實驗中易引起割傷,較小的割傷用清水清洗后涂上紅汞水。較大的割傷立即用繃帶扎緊傷口上部止血,急送醫(yī)院救治。傷口中有玻璃碎片的也必須去醫(yī)院處理。灼傷:有機化學實驗中一般用到濃酸堿,常用的酸:硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸、甲酸、乙酸、乙二酸;常用的堿:氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、氧化鈣等,都具有較強的腐蝕性。所以使用這些酸堿的時候要做好個人防護,穿戴好必要的防護用品,實驗室配制中和劑:2%~5%碳酸氫鈉溶液、2%~3%硼酸溶液,發(fā)生化學燒傷時進行自救,還必須備用橡膠手套、膠鞋、防護眼罩、清水盆等防護用具。同時加強安全衛(wèi)生教育,提高自我保護能力,避免燒傷事件的發(fā)生。燙傷:回流、蒸餾、分餾操作中水浴鍋加熱時可能會發(fā)生燙傷意外,所以操作時小心謹慎進行,不能直接觸碰加熱裝置以免燙傷。如果燙傷突發(fā)時,輕者可用藍油烴或玉樹油等藥劑涂在傷處,重者立刻送醫(yī)院。酸堿不小心濺入眼睛后,立刻用大量清水沖洗,如果酸濺入眼睛,用1%碳酸氫鈉中和沖洗;如果堿濺入眼睛,用1%硼酸中和沖洗,最后用清水清洗,嚴重者立刻送醫(yī)院救治。

6結論

篇10

【關鍵詞】氣相色譜;生油巖;熱解;生油豐度

最近幾年,在生油巖評價方面,熱解分析方法發(fā)揮出了越來越重要的作用。熱解分析法的原理為:在惰性氣體中對干酪根或全巖進行加熱后,樣品降解程度會發(fā)生改變,使用檢測器對加熱產生的物質進行檢測,得出總產物產率和演化率,同時連接質譜儀和氣相色譜儀,還能詳細檢測出熱解產物的組成成分。本次研究主要分析了熱解氣相色譜分析方法在生油巖評價中的具體應用方法。

一、樣品分析

(一)熱解

稱取100mg粉碎巖樣或0.5mg干酪根,在惰性氣體(氦氣)中進行加熱。第一步:快速加熱。將樣本置于爐中,快速加熱到359攝氏度,升溫速度90攝氏度/分,達到規(guī)定溫度后保持10min。在此溫度條件(359攝氏度)下,樣本中的有機質會被提取出來,該物質類似于溶劑抽提物。第二步,再將樣品升溫至700攝氏度,升溫速度28攝氏度/分。在這一過程中,干酪根發(fā)生熱分解。與持續(xù)加熱相比,該方法能更好地分離干酪根熱解產物和熱抽提物。

使用氦氣將干酪根熱解產物、熱抽提物送入同一熱區(qū)。把氣流平均分為2份,一份送入捕集系統(tǒng)、一份送入火焰離子檢測器。通過火焰離子檢測器,可監(jiān)測到樣品加熱時揮發(fā)有機化合物的演化過程;捕集系統(tǒng)可對干酪根熱解產物、熱抽提物分別進行收集、分析。迅速加熱捕集器至300攝氏度,恒溫2分鐘,讓有機化合物(重烴類)充分地釋放出來,然后使用氣相色譜法對其豐度、生產類型及成熟度進行分析。

(二)氣相色譜分析

選用2根長度分別為15m和20m的內部刷有涂料OV-101的熔融SiO2毛細管柱,管柱內徑為0.32mm,在管柱內進行氣相色譜分析。操作條件:全樣在-10攝氏度、分離干酪根在-50攝氏度條件下恒溫2min,然后迅速升溫到270攝氏度,升溫速度為8攝氏度/分,然后恒溫保持4至8分鐘,直至餾出n-C31。分析干酪根熱解產物和熱抽提物,總共用時在1.5小時左右。熱解氣相色譜分析流程,如圖1所示。

二、生油豐度

在熱解氣相色譜圖中,反映了干酪根或巖石樣品在加熱過程中有機化合物的演化。通常,有機化合物演化為一條曲線(2個并行峰)。其中峰1(即低溫峰)表示揮發(fā)出的游離有機物,其類似于溶劑抽提物;峰2(即高溫峰)表示干酪根熱分解揮發(fā)出的有機物。計算2個峰覆蓋的面積,并求積分即可估算出有機質抽提數量,以及干酪根生產烴類化合物的潛力。從峰1揮發(fā)出的烴類化合物含量,可計算出生油豐度。生油原始豐度(即生油潛力)可通過計算峰2熱分解有機質含量與峰1熱抽提物含量之和獲得。

沉積物的礦物成分可能對生油巖豐度評價結果產生影響。這是因為在層間或表面效應影響下,沉積礦物可能滯留,或者改變有機化合物成分。要明確沉積礦物滯留特性,可應用n-C20、伊利石、蒙脫石、石英、方解石進行熱解氣相色譜分析。獲得的熱解色譜圖如圖2所示。從圖2可看出,這些礦物會對n-C20的釋放產生延遲作用,n-C20的總產率變化不大。

注:1~6分別表示n-C20、方解石、蒙脫石、石英、高嶺石、伊利石。

三、生油巖成熟度

在峰2達到最大檢測應答值時,將其熱解溫度表示為Tmax。通過對給定加熱速度進行實驗驗證,顯示生油巖成熟度與Tmax密切相關,二者呈正相關,即成熟度隨Tmax值的增大而增大。在熱解作用下獲得的全化學參數(Tmax、其他參數)均依賴于成熟度和干酪根類型。通過煤素質孢子體、鏡質體Tmax與成熟度關系曲線,可得出在任何加熱速度、成熟度,都會使Tmax發(fā)生明顯變化。Tmax的這種變化主要與巖石中所含有干酪根組分的相對含量,以及干酪根組分標準化熱解產率有關。雖然干酪根類型與Tmax有直接關聯,但Tmax仍可作為相對成熟作用的重要參數。在不知道干酪根組分的前提下,任何Tmax值都不能用以衡量生油巖的成熟度。

四、生產類型

通過分析干酪根峰2,可確定樣品生產類型或干酪根類型。通過干酪根熱解產物明確生產類型,能有效避免以前采用的有機巖石學方法在評價生油巖氧指標中的缺陷。干酪根熱解色譜圖上出現的所有信息都可以作為區(qū)別不同類型有機質的指紋。通過對杜阿拉盆地、格林河頁巖進行熱解氣相色譜分析,發(fā)現格林河頁巖干酪根中,主要含有藻類殘余物、微體水生生物,為富氫貧氧生油干酪根(1型)。

總結

目前,熱解氣相色譜分析法已經成為了一種快速評價生油巖的方法,干酪根及全巖樣均能采用此法進行分析,其能提供準確的生油豐度、有機質成熟度、烴類物質生產類型信息。采用熱解氣相色譜分析法評價生油巖潛力的最大優(yōu)勢在于,其能對明確生產類型、確定污染。需要注意的是,在對全巖樣品進行分析時,要格外小心,以免加熱過程中發(fā)生礦物有機質反應,從而影響結果的準確性。

參考文獻