一、基本信息
1、课程名称:基础化学实验
2、英文名称:Basic Chemical Experiments
3、课程编号:041098
4、课程类别:公共基础课
5、课程性质:必修课
6、课程层次:民族、汉族本科
7、适用专业:农学各本科专业
8、开课学期:第一及第二学期
9、学时:90学时(实践教学90学时)
10、总学分: 4.5个
二、课程教育目标
教学目标:基础化学实验是化学教学的重要组成部分。通过实验教学,不仅让学生验证、巩固和加深课堂所学的基础理论知识,更重要的是培养学生实验操作能力,综合分析问题和解决问题的能力,培养学生自主设计实验的基本能力,养成严肃认真、实事求是的科学态度和严谨的工作作风,为学生学好后续课程以及今后从事科学研究打下坚实基础。
基本要求:要求学生掌握化学实验的基础知识、基本理论、基本技能,训练学生正确的使用仪器、规范化操作,提高学生的动手能力,培养学生严谨的科学态度和解决实际问题的能力,培养学生的创新意识。此外,适当增加新技术新方法实验内容,使学生及时了解学科发展前沿;树立环境保护和可持续发展的意识。
(一) 基本知识
1、 化学实验课的性质、任务和作用。
2、 基本要求和教学方法。
3、 化学实验课的内容。
4 、实验室规则及安全知识。
5、 常用仪器。
6、 化学试剂及有关知识。
7、实验记录、实验报告、分析结果的表达及实验数据的计算和处理。
(二) 基本操作
学习和掌握化学实验基本操作技能是正确进行一切科学试验的基础,没有正规严格的基本操作技能训练和良好的实验素养,就无法进行科学实验,因此应将以下常规基本操作集中作一介绍,并同样规范化、标准化:
1、 玻璃仪器的洗涤与干燥。
2、 加热方法与致冷技术。
3 、试剂的取用及溶液的配制。
4、 干燥与干燥剂、色谱法提取、升华。
5、 重量分析基本操作及有关仪器的使用技术。
6、 物理常数测定技术(熔点、沸点、折光率、旋光度、相对密度)。
(三)物质的制备、分离与提纯
物质的制备、分离与提纯是人类获得纯粹化合物十分重要和必不可少的实验手段。因此应安排几种经常使用的物质制备、分离与提纯方法和技术的实验,包括无机化合物的制备与分离实验、有机化合物的提取与分离实验。
要求度:通过这项实验的实际操作,学习和掌握物质的一般制备、分离与提纯技术(包括溶解、过滤、蒸发、结晶、干燥、蒸馏、分馏、重结晶、萃取、色谱分离等)以及各实验原理和方法。
(四)某些物理量及化学常数的测定
通过化合物某些物理常数(如熔点、沸点、相对密度、折光率、旋光度等)的测定,可以确定经过分离提纯后的化合物其纯度是否达到了要求,而对某些化学特征常数的测定是化学实验的重要组成部分,因此应安排描述化合物性质的部分物理量及有关化学常数的测定原理及方法的实验。
(五)物质的化学性质实验
研究和验证物质的化学性质及其变化规律,是化学实验的重要任务之一,通过物质的部分化学性质实验,加深相关理论知识的理解和掌握,同时学习和掌握有关的化学实验操作技术。
(六)物质的定量分析
在农林的生产和科学研究中,如土壤肥力的测定,饲料、肥料的鉴定。作物生长过程中营养成分或有害成分在作物系统中的迁移、转化和积累情况的探讨,借助于定量分析的测试结果。为此,应安排酸碱滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法、配位滴定法以及分光光度法等各类型实验。
(七)有机合成
有机合成对有机化学中各种理论的验证,对许多新型物质的研制以及对人类生活用品如医药、染料、香料、色素、农药、肥料、高分子化合物的生产都作出了重要贡献。因此,安排一些重要的、有代表性的、典型的有机合成实验。
三、教学内容与要求
序号
|
实践教学名称
|
学时
|
实践类型
|
备注
|
1
|
实验室常识、认领及玻璃仪器的洗涤、分析天平的使用(差减法)
|
3
|
基本操作
|
必做
|
2
|
化学反应速度与反应平衡
|
3
|
验证性
|
必做
|
3
|
盐酸溶液的配制与标定
|
3
|
基本操作
|
选做
|
4
|
氢氧化钠溶液的配制和标定
|
3
|
基本操作
|
必做
|
5
|
电解质溶液
|
3
|
验证性
|
必做
|
6
|
氨水的含量测定
|
2
|
验证性
|
选做
|
7
|
醋酸含量的测定
|
2
|
验证性
|
必做
|
8
|
水总硬度的测定
|
3
|
综合性
|
必做
|
9
|
高锰酸钾测定双氧水
|
2
|
验证性
|
必做
|
10
|
重铬酸钾法测定铁的含量
|
3
|
综合性
|
选做
|
11
|
莫尔法测定含氯量
|
2
|
验证性
|
选做
|
12
|
混合碱含量的测定
|
2
|
综合性
|
必做
|
13
|
未知离子的鉴别
|
4
|
设计性
|
必做
|
14
|
粗食盐的提纯及氯含量的测定
|
3
|
综合性
|
必做
|
15
|
氧化还原反应
|
2
|
验证性
|
必做
|
16
|
配合物的性质
|
3
|
验证性
|
必做
|
17
|
胶体溶液
|
2
|
验证性
|
必做
|
18
|
酸度和含氟的测定
|
2
|
综合性
|
选做
|
19
|
邻二氮菲吸光光度法测定铁
|
3
|
验证性
|
必做
|
20
|
熔点的测定和固体酒精的制备
|
2
|
综合性
|
必做
|
21
|
油脂的提取
|
3
|
综合性
|
必做
|
22
|
乙醇的沸点和折光率的测定
|
3
|
验证性
|
必做
|
23
|
乙酸乙酯的制备
|
3
|
综合性
|
必做
|
24
|
乙酰苯胺的制备
|
3
|
综合性
|
必做
|
27
|
茶叶中提取咖啡因
|
3
|
综合性
|
选做
|
28
|
烃、卤代烃、醇、酚的化学性质
|
3
|
验证性
|
必做
|
29
|
醛、酮、羧酸、胺的化学性质
|
3
|
验证性
|
必做
|
30
|
糖、氨基酸的化学性质及旋光仪
|
3
|
验证性
|
必做
|
31
|
蛋白质的化学性质及纸色谱
|
3
|
验证性
|
必做
|
32
|
乙酰水杨酸的制备
|
3
|
综合性
|
必做
|
33
|
苯甲酸的重结晶
|
3
|
基本操作
|
必做
|
34
|
菠菜色素的提取
|
4
|
设计性
|
必做
|
说明:
1、文献设计实验须知:学生在基本操作、基本化学知识和性质实验训练后,已基本化学实验的基本知识、技能及初步查阅文献资料和基础化学实验的能力。在此基础上,安排一定时间开展文献实验,进行较全面的综合训练,对提高学生独立从事化学实验和独立分析、解决问题的能力,对学习新方法、接触新领域,扩大知识面等都有重要意义。实验课指导教师在前四周进行布置,提出要求,针对一些发展前沿及密切联系生产实际和地方资源特色的内容,题目在一定范围内由学生自选、全部文献资料,分析、测试、合成等反应条件,操作方法,药品种类、用量、仪器规格等都由个人完成,在教师指导下进行。并要求对所作产品使用各种方法、仪器进行分析鉴定,进行数据处理和产量、产率计算,对实验过程中出现的现象和问题进行一定讨论。按文献实验要求写出文献实验报告,实验后写出小论文,在学生中进行交流和讨论,最后由老师和学生共同评出实验成绩。
2、实验内容在相对稳定、保证基础的情况下,每年更新内容,以便能安排一些反映最新成果和最新发展动态的内容,其目的在于更有利于培养学生的创新思维和创新能力。
3、教师可以根据学科发展和专业方向以及学生实际情况调整以上实验内容,但必需包含基本操作、常数测定、合成制备、综合性合成实验、天然产物的提取和制备、新技术实验和设计型实验或创新型实验等内容,并按照一定比例分配实验。
四、仪器设备配置
实践教学所用的主要仪器设备:
主要玻璃仪器:试管、烧杯、酒精灯、表面皿、玻棒、气体发生器、量筒、酸式滴定管、碱式滴定管、大肚移液管、吸量管、容量瓶、试剂瓶、滴瓶、比色皿石英、玻璃比色皿、熔点管、毛细玻璃管、锥形瓶、圆底烧瓶,三颈烧瓶、蛇形/球形/直形/空气/冷凝管、分馏柱、锥形分液/滴液/布氏/热水漏斗、恒压漏斗、抽滤瓶、接引管、真空接引管、干燥管、蒸馏头、分馏头、蒸馏弯头、二口接管、温度计、温度计套管、层析住、干燥塔、索氏提取器、展开缸/槽、水槽、接收瓶等。
主要仪器设备:蒸发皿、坩埚、坩埚钳、铁架台、水浴锅、电热套、水循环真空泵、离心机、秒表、电流计、电泳仪、激光笔、烧杯夹、试管夹、试管架、台秤、分析天平、马福炉、冰箱、烘箱、电炉、sp1900紫外-可见分光光度计、722型可见分光光度计、酸度剂、折光仪、熔点仪、旋光仪、红外光谱仪、气相色谱、循环真空泵、真空干燥箱、制冰机、打孔器、铁夹、铁圈、铁架台、石棉网、橡胶塞、乳胶管、硅胶管、药勺、三角架、喷灯等。
说明:根据实验内容、实验室的多少和学生人数,按照每实验1~2人一组来计算所需仪器数目。
五、教材与教学参考书
1、使用教材:
《实验化学》,刘红,李炳奇,新疆,新疆大学出版社,2000,第二版
2、建议参考书目:
(1)《有机化学实验》,曾昭琼,北京,高等教育出版社,2006,第三版
(2)《有机化学实验》,兰州大学等,北京,高等教育出版社,1994 ,第二版
(3)《微型有机化学实验》,周宁怀,北京,科技出版社,1999,第一版
(4)《实验无机化学》,王致勇, 连祥珍编,清华大学出版社,1987
(5)《实验化学》,刘约权,李贵深主编,高等教育出版社,1999。
(6)《普通化学实验(第三版)》,浙江大学普通化学教研组编,高等教育出版社,1996。
(7)《分析化学实验》武汉大学主编,北京:高等教育出版社,1994,第三版
(8)《基础化学实验》,湖南大学化学化工学院组编,北京:科学出版社,2001年
(9)《分析化学实验》成都科技大学、浙江大学分析化学教研组编,高等教育出版社,1989年,第二版
(10)《化学分析基本操作规范》化学分析基本操作规范编写组编,高等教育出版社,1996
(11)《定量分析化学实验教程》,柴华丽、马林、徐华华、陈剑宏编,复旦大学出版社,1993年
说明:教材与教学参考书可以根据实际需要改变。
六、实验报告
实验报告主要包括:实验目的、原理、主要仪器和试剂、实验内容、实验关键及注意事项、结果与分析、主要试剂及产品的物理常数、思考题、问题与建议等内容。
实验报告要求:文字叙述简明扼要、言简意赅,实验内容以流程图形式给出,实验装置图的绘制要美观逼真,原始记录真实完整,数据处理科学准确。
七、考核
1、考核依据:
对基础化学实验知识的掌握程度,仪器的装配、实验操作的熟练程度,分析问题和解决问题的能力,突发事件的应急能力,数据处理和实验报告的完成情况。
2、考核方式:实验理论采用闭卷考试。
3、成绩计算:
实验课成绩=平时成绩40%+笔试成绩30%+实验操作考试30%
平时成绩=实验预习20%+出勤率10%+实验中的表现50%+实验报告20%