高职化学实验微型化的研讨

　　摘要：本文从三方面进行了常规用量实验改进微型实验的探索，并总结了微型实验的优点和存在的问题。
　　关键词：实验；微型；改进；环保
　　
　　微型化学实验是目前各高校研究的热门课题，是近20年来在国内外进展很快的一种化学实验方法，也是近年来在我国引起国内化学教育界极大关注的一类实验。
　　微型化学实验，指的是相对常规实验而言，在可能的实验条件下，采用尽可能少的试剂，使用仪器装置微型化的实验。虽然其化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。
　　
　　　一、微型化实验的优点
　　
　　　微型仪器价格低廉，节省药品，减少对环境的污染，节约实验经费，实验成本仅是常规实验的1/10，比对应常规实验少90％左右，比如常规滴管用量1mL，改用井穴板(点滴板)用量只需1滴。
　　对学生环保教育，属于“绿色化学”的内容。
　　易于实现学生人手一套，个个动手，这对于解决职业院校既要加大实践教学力度，又要顾全经费紧张，是有效的途径。
　　不少微型实验设计巧妙，操作简便，安全程度提高了，火灾、伤害等意外事故显著减少。
　　微型实验的仪器精致、细巧，与玩具栩似，学生拿到手中立即兴趣盎然，爱不释手，马上从心理上缩短了与化学的距离。
　　微型玻璃仪器的破损率也显著下降。这是因为：①学生在做微型化学实验时比较细心；②微型玻璃仪器的质(量)壁(厚)比显著下降，仪器耐冲击性提高。
　　除了具有现象明显、操作时快速、节省经费、减少污染、安全实验成功率高，激发学生对化学的兴趣等优点外，微型实验在培养提高学生的科学素质上有着独特的作用。
　　
　　　二、存在的问题
　　
　　　微型实验的优点很多，但e6796e252946089184b9dbe8dc6dca4b3c83310e9449c87b6ad203cc9888eb22缺点也突出，主要有：
　　微型化学实验较忽视基本操作的规范性，解决办法是两种实验形式并存，倡导实验微型化，但并不完全取消使用常规用量的化学实验，对于药品价格相对低廉的实验，如氯化钠、氢氧化钙等的实验，仍旧采用原来试管操作。
　　有些实验由于仪器小、药品少而现象不明显：
　　有些需要加热、高温条件下完成的实验不能用塑料仪器；
　　有些微型实验现象一瞬即逝，易导致实验的失败。
　　教师上微型化学实验课，工作量成倍增加，课程需要提前一两周就着手准备，还得考虑方方面面的问题。
　　如果管理不善，很容易丢失。
　　微型实验比较适合的实验类型有：性质实验、有毒气体制取实验、滴定实验、电化学实验、趣味性实验。
　　
　　三、由常规用量实验改进的微型实验
　　
　　1.　改进方式一：使用点滴板操作
　　由于微型化学实验的成套仪器较贵，要完全实现化学实验微型化，还有一定的困难；但可以在能够达到实验目的的前提下，在可能的实验条件下，通过改造实验装置，使之趋于微型化。比如化学实验中的性质实验，传统的做法都是在试管中进行，试剂使用量一般为1-2mL，我们采用点滴板操作，试剂用量减少为几滴，同样可以达到实验效果，减小了化学药品对环境的污染，使这部分实验趋于绿色化。
　　2.　改进方式二：滤纸实验
　　(1)铁离子显色反应：在一片滤纸(裁成3×8cm的长条，下同)上滴三滴三氯化铁溶液，再滴一滴硫氰化钾或亚铁氰化钾溶液，滤纸上立即出现血红色或蓝色。其他如酚酞与碱液混合，淀粉溶液与碘液反应等操作也相同。
　　(2)氯气的性质实验：在一张滤纸上依次滴碘化钾溶液、红墨水、溴化钠溶液，插入一个充满氯气的集气瓶(集气瓶配胶塞，胶塞中间划一刀，夹入滤纸条)中，可见红墨水褪色(次氯酸的漂白性)，并分别出现碘、溴单质的颜色。
　　(3)电解实验(电解饱和食盐水，电解氯化铜溶液等)：取一张滤纸用饱和食盐水和酚酞溶液润湿，贴在一块木板上，用两颗大头针或缝衣针作电极。接通直流电，片刻后，阴极附近的滤纸变红，说明有碱性物质生成。同时放出氢气，在阳极附近滴几滴淀粉碘化钾试液，可见蓝色，说明有氯气生成。
　　(4)原电池实验：把滤纸条放在干净的玻片上，在滤纸的一端滴2-3滴硫酸铜溶液，并覆盖一小块铜片；另一端滴2-3滴硫酸锌溶液，覆盖上一小块锌片。滤纸中间滴几滴氯化钾溶液，通过它将两端溶液联系起来而构成原电池。用检流计的表棒分别接触铜片和锌片，指针发生偏转。
　　发生的电极反应如下：
　　正极(还原反应)：Cu²⁺＋2e^-＝Cu
　　负极(氧化反应)：zn－2e^-＝zn²⁺
　　该装置操作简单，测量快速。
　　3.　改进方式三：使用危险化学药品的替代品
　　沉淀溶解平衡实验，实验目的是根据溶度积规则及平衡移动原理验证沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的转化。传统实验中，沉淀离子及沉淀剂大部分使用的是Pb(NO)和KCrO；采用这些沉淀离子及沉淀剂，现象比较明显，但是Pb、cr是有毒重金属，实验废弃物排放到水中，会对水资源造成严重污染。为了既保留传统实验的精华，又减少实验废弃物对环境的污染，我们根据多种离子平衡的实验原理重新选择沉淀离子及沉淀剂，并对传统实验和改进后的实验进行了对比，见表。
　　结果表明：改进后的实验效果也非常好，现象很明显，同样达到了实验目的，而且减少了有毒物质的使用和排放，实现了无机化学实验的绿色化。
　　需要指出的是，微型化学实验与传统实验相比，具有节约开支、减少污染等优点，但微型化学实验不是常规实验的简单缩微，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，它是用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果，是化学实验方法的创新性的变革。
　　微型化学实验是创新思维、环保观念和面向全体学生的教育思想指导下的教改实践。迄今为止国内已有千余所大学采用了微型化学实验，高职院校中更应该大力推行微型化学实验，更好地培养学生设计实验装置、亲自动手实践的基本实验操作技能。
　　
　　　作者简介：张荣，女，1970年生，山东莱阳人，黑龙江省大庆职业学院教师，大学本科，副教