化学仪器与计量使用理论与案例分析

褚永强

【摘要】本文主要研究化学仪器与计量使用理论与案例。在我国的班级授课制下，由于班的学生人数较多，常规化学实验难以满足现行课程标准的教学和实验要求。而这套仪器可以作为学生的学具人手一套，能在普通课堂上边授课边实验，为开展以学生为主体的各种学习活动，尤其是科学探究活动提供了技术上的支持。因此，这套仪器的开发和应用将为基础教育课程改革提供了有效的化学课程资源。

【关键词】化学仪器  计量使用  理论  案例分析

化学实验具有试剂用量少污染程度低、操作简易安全性好、效率高节省时间、现象明显不依赖实验室等特点，因而能在普通教室里方便进行。边授课边实验的化学教学不再受实验室的制约，而且在普通教室里所营造的认知情境有利于将实验活动与其它学习活动进行有机结合，学生能更主动去获取丰富、生动、深刻的学习信息，使化学实验活动的教学功能得以充分发挥，能有效满足新课程化学实验需要。在班级授课制下的课堂里，科学探究活动在时间、空间和课程资源等方面都受到一定程度的制约。而微型化学实验应用于课堂教学后，以实验的高效率和小操作面突破了课堂的时空限制。在课堂里学生在自己的实验和观察中容易发现具有驱动力的科学探究问题，随后推测、猜想、假设便会接踵而至，各种实验验证，分析取证、推理论证也随之展开，从而为教学活动提供了丰富生动的课程资源。下面介绍的是微型化学实验课堂教学常采用的一些基本做法：

一、学生微型化学仪器的配备

在普通教室里采用微型实验进行教学，一般应配备学生人手一套或是同桌的两人一套微型仪器，以满足课堂实验的要求。在课堂里，向学生提供了人人动手的机会的同时，要使学生能不离开座位就有仪器和药品做实验。既能保证学生在规定时间内都能从实验中获取到完成学习任务所需的信息，又能维持良好的课堂秩序、进行有效的课堂活动调控。

二、教室里需要具备的实验设施

（1）实验所需操作面积：微型仪器箱规格为24cm×13cm，操作台面积15cm×10cm。而普通教室的课桌规格一般不小于50cm×60cm，这完全可以满足实验所需的操作面，而且还可以同时在课桌上进行各种纸笔学习活动。

（2）供水、洗涤、废液回收措施：微型仪器的容积小，实验用水量一般每堂课人均不超过100mL。应给每个学生每配备两个饮水塑料杯、每个班配备两个塑料桶，分别盛净水和回收废液，以解决普通教室实验的供水、洗涤、排污等问题。

三、药品的分发

（1）药品分装：液体试剂存储于塑料多用滴管中;固体试剂分装于小玻璃药瓶里。

（2）药品发放：由学生小组长负责分发，根据实验用药量的多少，可每人一份或课桌的前后4～6人共用一份药品，互相传递使用。对一些需要集中管理的试剂应由课堂上临时发放和及时收回。

四、实验安全与教室里空气质量的保障

微型化学实验仪器的装置小，反应物的用量也少，所造成的污染和危險性都很小。采用气体的制备与性质实验一体化方法和药物湿棉滤气法能有效的减少空气的污染。操作正确规范，试剂用量控制在微型实验范围内，微型化学实验就很安全。应该在学生动手做实验之前适当地组织学生开展交流和讨论，使学生能正确、规范、安全（不强求一致）地进行实验。

素质教育与实验仪器。微型化学实验是近十年来在国内外得到迅速发展的化学实验新方法，是“绿色化学”的重要组成部分，已成为21世纪化学实验教学改革的一个重要趋势。它的特点是在微小型的仪器中，用尽可能少的试剂（一般为常规的十分之一至千分之一）来进行实验，是在微型化的条件下对化学实验进行重新设计与再表现。微型化学实验污染程度低、操作简易安全性高、现象明显、节约药品节省时间，利于学生人人动手实验，有利于拓展化学实验的教育功能。

五、配套微型实验仪器

由湛江师范学院研制开发的中学化学微型实验仪器箱*（ML-1），外形包装美观、仪器精巧新颖、配置合理、组装灵活，具有较强实用性，已获多项国家专利。仪器结合中学化学教学的实际情况按新课程标准的要求而设计，能满足初、高中和职业技术学校的大部分化学实验的需要。具体优点如下：

（1）仪器具有多功能，能以不多的仪器种类和数量获得较多的实验用途。

（2）仪器连接部位采用简易标准接口（非磨口）设计（专利号：01258568.8），但又具有磨口仪器安装方便的特点。

（3）仪器组装成的具有启普原理的微型气体发生器（专利号：01258569.6），兼有固-液制气、液-液制气和固体加热制气等多种用途。

（4）多功能微型实验操作台（专利号：01258570.X）能方便地安装各种微型化学实验装置。操作台的底座上设计有四个孔穴，可用于点滴反应。其中仪器夹为不锈钢弹簧式设计，安装时不需旋螺母固定，易装、易调、易拆卸。

（5）由配套仪器与微型实验操作台组成的便携式微型仪器箱（24cm×13cm×11cm）。使用、携带和保管都很便利。

因此，全套仪器不仅造价低廉、体积小而且功能性与实用性集一体。

多用滴管的吸泡可以作反应容器。如在进行水的电解和氢氧爆鸣的实验时，可用它作微型电解槽，管径起导气作用，使得实验装置大为简化。许多化学反应可以在吸泡中进行，反应的温度可通过水浴调节，但使用温度不能超过80℃。已盛有溶液的滴管若要再吸进另一种溶液，可采用将管径朝上一手缓缓挤出吸泡中空气，另一手把管径弯曲朝下伸进要吸取的溶液，再放松对吸泡的挤压的方法。不允许已将盛有一种溶液的滴管管径直接插到储液瓶中吸取另一种试剂，以免对瓶中试剂造成污染。

将多用滴管管径朝上，放入离心机中可进行离心操作。多用滴管还可作滴液漏斗，它穿过塞子与具支试管组合成气体发生器。总之，多用滴管用途很多，根据它的材料和结构特点，在掌握了原有的基本功能与操作要领的基础上，勤于思考勇于实践，还可以大大拓展其实验用途。

参考文献：

[1]缑文华.托盘天平几种误差的分析[J].甘肃教育，2007.

[2]游子良;中学化学常用仪器分类之我见[J].化学教学，1992.

[3]徐海军.酸碱中和滴定操作误差分析[J].内蒙古石油化工，2009.