化學(xué)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告
實(shí)訓(xùn)總結(jié)
在已近三年的大學(xué)學(xué)習(xí)中,我們前后大小經(jīng)歷過四五次實(shí)訓(xùn),區(qū)別于前幾次實(shí)訓(xùn),此次的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)是為期最久的一次實(shí)訓(xùn),也是獨(dú)立自主性最強(qiáng)的一次。本周的實(shí)訓(xùn)時(shí)間為201*年6月12日至201*年6月22日,在這長達(dá)六個(gè)星期的時(shí)間里,我們的實(shí)訓(xùn)可說是有滋有味,看著經(jīng)自己創(chuàng)新研究而制備出的產(chǎn)品,心中有一種充足的成就感,產(chǎn)品的優(yōu)劣與否,都是自己與同學(xué)的共同協(xié)作研究制備出來的。當(dāng)然,其中離不開指導(dǎo)老師的引導(dǎo)和建議。下面簡(jiǎn)要的介紹我組本次實(shí)訓(xùn)的概要:
一、創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)研究方向和方法
我組本次實(shí)訓(xùn)的創(chuàng)新方案是陶瓷化復(fù)合竹基材料的制備及性能研究,主要采用了真空高壓的化學(xué)浸漬法將硅膠填入經(jīng)洗凈、干燥并加工成試件品的竹片的孔隙中,再在烘箱內(nèi)進(jìn)行凝膠干燥處理,得到陶瓷化復(fù)合竹板,之后又由指導(dǎo)老師帶去智成化工公司進(jìn)行一系列的性能檢測(cè),如:用電子顯微鏡觀察凝膠填充空隙的情況,用紅外色譜描述化學(xué)鍵的特征,用傅立葉遠(yuǎn)紅外光譜儀和X射線衍射儀研究復(fù)合前后凝膠與竹材中纖維素的鍵合作用及變化規(guī)律以及用力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行陶瓷化木材的物理力學(xué)性能檢測(cè)。
二、目標(biāo)產(chǎn)品的主要應(yīng)用
1、竹材陶瓷是一種環(huán)境材料
竹材陶瓷可以利用竹材廢料為原料,這對(duì)于垃圾資源化的利用,減少環(huán)境污染具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,所以日本許多研究者認(rèn)為木材陶瓷是一種新型的環(huán)境材料。
2、竹材陶瓷是一種功能材料
竹材陶瓷的導(dǎo)電性類似于半導(dǎo)體,其阻抗與空氣相對(duì)濕度和溫度之間有較好的線性關(guān)系,可以用于溫濕度感應(yīng)元件的制造。竹材陶瓷又是良好的屏蔽材料。此外,還具有獨(dú)特的摩擦性能,可以用在某些制動(dòng)裝置和無心磨床上。在一定的工藝制造條件下,材料具有很好的絕緣性,而且能透過大于900mn的紅外光,可用作新型絕緣材料及紅外線濾光器。竹材陶瓷遠(yuǎn)紅外放射率恒為80%,這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)高于一般金屬,與黑體相似。可以用于微波爐、汽車油漆、纖維織物及食品干燥設(shè)備。由于人體多靠遠(yuǎn)紅外線獲取熱量,因此研究者認(rèn)為,竹材陶瓷可以用作房屋取暖材料和保暖材料,制作可用于寒冷地區(qū)的室內(nèi)加熱地板、路面防凍加熱器和解凍加熱器等。此外,竹材陶瓷加熱器與太陽能電池相連,可以應(yīng)用于低成本的太陽能的加熱系統(tǒng)。
3、竹材陶瓷是一種結(jié)構(gòu)材料
竹材陶瓷具有較低的密度和較高的強(qiáng)度性能,在應(yīng)用上具獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其既可以作為增強(qiáng)劑填加到有機(jī)物中起增強(qiáng)作用,又由于具有較高的硬度而脆性小,可以用于易磨損部件的制造。
三、創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)研究的目的和意義
當(dāng)代竹板是一種具有廣泛用途的原材料,但是從性能的角度為出發(fā)點(diǎn)考慮,現(xiàn)階段的竹板,其結(jié)構(gòu)孔隙未填滿,易生蟲導(dǎo)致使用壽命短,非陶瓷化易產(chǎn)生劃痕,硬度和剛能度不高等缺陷。而對(duì)于傳統(tǒng)的瓷板磚,因其主要原料為天然的陶土,隨著時(shí)代的發(fā)展,陶土資源日益貧乏,價(jià)格也不斷升高,品質(zhì)逐漸下降,而且在燒結(jié)陶瓷的過程中耗能大。為克服以上傳統(tǒng)的不良性能,合成具有高硬度、高剛能度、難霉變、阻燃性能強(qiáng)、綠色、節(jié)能、符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的產(chǎn)品,本次項(xiàng)目提出開展高效性能化的陶瓷化復(fù)合竹板材料的研究,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下研究采用合理的技術(shù),合成陶瓷化的竹板,實(shí)驗(yàn)研究獲得較之現(xiàn)階段的竹板端面硬度提高了20%以上。吸濕率降低了40%,密度有所增加,合成能耗大大低于傳統(tǒng)的瓷板磚。
四、實(shí)訓(xùn)結(jié)果與討論
用竹材為模板制備生物結(jié)構(gòu)陶瓷,是一種新的陶瓷材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想。所制備的材料可以是致密的.也可以是多孔的;可以制備碳素材料、碳化物陶瓷,也可以制備氧化物陶瓷和陶瓷復(fù)合材料,甚至無機(jī)、有機(jī)復(fù)合體。這種技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性很好,材料性能獨(dú)特,發(fā)展前景廣闊。如何進(jìn)一步提高竹材陶瓷致密度,提高Si/SiC復(fù)相陶瓷中的碳化硅含量,如何在最終材料中完整保留生物體的固有結(jié)構(gòu).以及對(duì)竹材結(jié)構(gòu)的人工模仿,是今后需要進(jìn)一步研究的課題。
木材本身的密度很低,碳化后殘?zhí)柯室话愕陀?0,因此,由原始木材直接制備的木材陶瓷密度很低,氣孔率很高。為提高密度,改善材料力學(xué)性能,需要反復(fù)浸漬樹脂、碳化.多次浸漬后氣孔容易堵塞,對(duì)大試樣的浸潰變得困難.工藝復(fù)雜,周期長,與竹材陶瓷的低成本相矛盾。同樣的原因.用竹材制備的碳化硅陶瓷中自由硅含量一般大于50%,限制了材料強(qiáng)度、高溫性能和抗氧化性能的進(jìn)一步提高。各種離瓷化過程。由于伴繾著高溫和劇烈的化學(xué)作用,對(duì)木材原有生物結(jié)構(gòu)的破壞很嚴(yán)重。在最終材料中完整保留生物模板結(jié)構(gòu),是獲得高性能材料的關(guān)鍵,特別是對(duì)于制備多孔陶瓷來講更是必需的。
五、創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)結(jié)論
涂抹在竹片之間的溶膠經(jīng)烘烤后將竹片粘連在一起。經(jīng)過一系列的性能檢測(cè),所得竹片光滑、附著力強(qiáng)等特性。強(qiáng)度和彈性模量都達(dá)到Ⅱ級(jí),壓力承受力強(qiáng)。產(chǎn)品在相對(duì)濕度為98%的環(huán)境下基本沒有發(fā)生霉變現(xiàn)象;具_(dá)到預(yù)期效果
六、實(shí)訓(xùn)中擬解決的關(guān)鍵問題
1、深入研究竹板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及溶膠在竹細(xì)胞壁中輸運(yùn)的影響因素;
2、竹材在徑向由外到里為竹青.竹內(nèi)和竹黃,而無論是致密堅(jiān)硬的竹青還是疏松脆弱的竹黃對(duì)膠粘劑的潤濕性都很差,各種方法都難以明顯地改良浸漬性。因此,用普通的化學(xué)浸漬法,很難蔣硅膠填入其孔隙中。研究采用真空高壓將硅膠蒸汽,壓入其中,同時(shí)在其表面劃痕或打孔,以增加其接觸面。
3、增加陶瓷化復(fù)合主板的光亮度以及硬度,要求硬度>8。4、溫度太高,竹材容易碳化,而且表面有氣泡。
七、創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)心得
通過本次的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn),我進(jìn)一步鞏固和加深了對(duì)專業(yè)化學(xué)的理論基礎(chǔ),學(xué)會(huì)了分析和解決在實(shí)訓(xùn)過程中出現(xiàn)的一些具體問題,進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)的基本技巧,培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神,為培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,學(xué)習(xí)后續(xù)課程和未來從事科學(xué)科學(xué)研究及實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。
正所謂“百聞不如一見”,經(jīng)過此次切身的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn),我才深刻地體會(huì)到了“走出課堂,投身于實(shí)踐”的重要性。平時(shí),我們只能在課堂上與老師“紙上談兵”,思維的認(rèn)識(shí)是局限于課本范圍內(nèi),這就導(dǎo)致我們對(duì)化學(xué)專業(yè)知識(shí)的片面性,使得我們只知所以然,而不知其之所以然!這都極大地限制了我們專業(yè)知識(shí)水平的提高。雖然我們平時(shí)也做過不少的專業(yè)實(shí)驗(yàn),但那畢竟是照著書本所給的方案進(jìn)行實(shí)踐,其與這次的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)的磨礪是有著一定的差距的,這是實(shí)驗(yàn)課程所不可替代的,是需要我們的發(fā)散思維和自主創(chuàng)新能力以及指導(dǎo)老師的開導(dǎo)才能實(shí)現(xiàn)的。
課本上所學(xué)的理論知識(shí)只是為我們的實(shí)際創(chuàng)新“注明框架、指明方向、提供相應(yīng)的思維”的方法論,真正的自主創(chuàng)新能力是要我們?cè)诓粩嗟膶?shí)踐中慢慢培養(yǎng)和提高的。而針對(duì)實(shí)際問題是,我們不能拘泥于課本,不可純粹地“以本為木”,,而應(yīng)根據(jù)實(shí)際過程中產(chǎn)品的一些物性和化性,以及結(jié)合其在社會(huì)生活中的應(yīng)用,不斷地、適當(dāng)?shù)貙?duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改,以求達(dá)到最好的效果。這就將從課本上所學(xué)的理論知識(shí)的原則性和針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行操作的靈活性很好地結(jié)合起來。
再次,在此次的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)中,我懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要性,學(xué)會(huì)了對(duì)待任何一件事情都必須謹(jǐn)慎認(rèn)真,也學(xué)會(huì)了用打磨機(jī)將固體顆粒磨成納米級(jí)別的使用方法,同時(shí)也學(xué)會(huì)了使用一些新的儀器如:小型分散機(jī)、真空高壓箱、真空干燥箱等。
總之,為期兩周的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)工作的磨練,培養(yǎng)了我優(yōu)秀的自主創(chuàng)新能力、良好的工作作風(fēng)以及埋頭苦干的實(shí)事求是的科學(xué)精神,樹立了強(qiáng)烈的責(zé)任心、高度的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作精神。創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)實(shí)踐讓我學(xué)會(huì)脫離浮躁和不切實(shí)際,心理上更加成熟堅(jiān)定。為以后走向工作崗位、服務(wù)于社會(huì)做好充分準(zhǔn)備,在今后的學(xué)習(xí)和工作中,我將繼承和發(fā)揚(yáng)自己的優(yōu)勢(shì),學(xué)習(xí)改進(jìn)不足。適應(yīng)國家和社會(huì)發(fā)展要求,努力把自己的工作做的更好。
擴(kuò)展閱讀:化學(xué)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn):五水硫酸銅制備方法改進(jìn)(實(shí)驗(yàn)方案+報(bào)告+總結(jié))
五水硫酸銅制備方案設(shè)計(jì)
專業(yè):班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:
201*年6月實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.掌握五水硫酸制備的方法及原理2、比較改進(jìn)方法和傳統(tǒng)制備方法之間的差異
二、硫酸銅制備實(shí)驗(yàn)的原方法及存在的問題
制備五水硫酸銅是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要的綜合性制備實(shí)驗(yàn),目前許多高校仍選做這個(gè)實(shí)驗(yàn),銅是不活潑金屬不能與稀硫酸直接反應(yīng),大部分的實(shí)驗(yàn)教材中都以濃硝酸為氧化劑分次加入到銅與稀硫酸的混合物中,加熱使之反應(yīng)完全,通過蒸發(fā)、析晶等操作得到硫酸銅晶體。其反應(yīng)原理如下:Cu+2HNO3+H2SO4=CuSO4+2NO2個(gè)+2H2O在此反應(yīng)中,在制備實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生大量有毒有害氣體,一方面污染了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,另一方面也影響了老師和同學(xué)們的身體健康。還有一種制備方法是先將Cu灼燒生成氧化銅,在與硫酸反應(yīng)其反應(yīng)過程為:1.2Cu+O2=2CuO2.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,將銅絲高溫氧化使其變?yōu)镃uO,后和稀H2SO4反應(yīng)。這樣雖然沒有污染,但高溫將銅絲(或銅屑)全部氧化變?yōu)镃uO時(shí)間相當(dāng)長,而且制備的硫酸銅含有雜質(zhì),產(chǎn)品質(zhì)量不高。
三、設(shè)計(jì)思想
想要在實(shí)驗(yàn)中既不產(chǎn)生有毒氣體,又可以高效制備出所需要的硫酸銅產(chǎn)品,就得尋求一種綠色環(huán)保的強(qiáng)氧化劑用來代替原來實(shí)驗(yàn)中的濃硝酸。為達(dá)到此目本方案采用用H2O2配合H2SO4來制備CuSO4,其反應(yīng)式如下:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O查閱相關(guān)電極電勢(shì)φ(Cu/Cu)=0.3394vφ(HO/HO)=1.763vφ(O/HO)=1.229vφE=(HO/HO)-(Cu/Cu)=1.4V>>0,該反應(yīng)在熱力學(xué)上是可行的,反應(yīng)向右進(jìn)行完全。在常溫下反應(yīng)較慢。提高反應(yīng)溫度,反應(yīng)速率有很大提高。若反應(yīng)溫度太高,過氧化氫分解。實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)溫度控制在50℃,過氧化氫10%濃度在左右,反應(yīng)能順利進(jìn)行。在此制備方法中以過氧化氫為氧化劑反應(yīng)條件溫和,簡(jiǎn)便、環(huán)保。
四、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備及藥品儀器設(shè)備:燒杯50ml,蒸發(fā)皿,玻璃棒,真空抽濾機(jī),布氏漏斗,電子天平,
定性濾紙;
藥品:銅屑,過氧化氫(30%),硫酸(1:3),10%Na2CO3溶液,95%酒精;
五、實(shí)驗(yàn)步驟
1.稱取4.5g銅屑放于200ml燒杯中,加入20ml10%Na2CO3溶液。加熱煮沸。以除去銅表面的油污。
2.用傾析法(傾析法:把沉淀上部的溶液傾入另一容器內(nèi),然后往沉淀的容器內(nèi)加入少量洗滌液,充分?jǐn)嚢韬螅两,傾去洗滌液。如此重復(fù)操作3遍以上,即可把沉淀洗凈,使沉淀與溶液分離)除去堿液,用水選凈銅屑。
3.往盛有銅屑的燒杯中加入20ml1:3的H2SO4,緩慢滴加30%H2O2,反應(yīng)溫度最好保持在50度,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。溫度過高H2O2劇烈分解,會(huì)使溶液溢出燒杯,溫度過低反應(yīng)速度緩慢。因此,反應(yīng)過程溫度過高要用冷水冷卻。4.待銅屑反應(yīng)完全后,加熱煮沸2min,同傾析法將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中,留下不溶性雜質(zhì),水浴加熱,濃縮至表面有晶膜出現(xiàn),取下蒸發(fā)皿,冷卻至室溫,抽濾、稱重。
5.重結(jié)晶提純:粗產(chǎn)品∶水=1∶1.2(質(zhì)量比),加少量稀H2SO4,調(diào)pH為1~2,加熱使其全部溶解,趁熱過濾(若無不溶性雜質(zhì),可不過濾),濾液自然冷卻至室溫(若無晶體析出,水浴加熱濃縮至表面出現(xiàn)晶膜),抽濾,用少量無水乙醇洗滌產(chǎn)品,抽濾。將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至干凈的表面皿上,用吸水紙吸干,稱量,計(jì)算產(chǎn)率。
六.參考文獻(xiàn)
【1】紀(jì)明中.劉衛(wèi)華,硫酸銅制備實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué),201*,:5-6【2】舒增年.制備硫酸銅實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].麗水師專學(xué)報(bào),1998,:46-55.【3】黃理耀.五水硫酸銅制備實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,201*.
五水硫酸銅制備實(shí)驗(yàn)報(bào)告
專業(yè):
班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:
201*年6月實(shí)驗(yàn)名稱:五水硫酸銅制備實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)時(shí)間:201*年6月30日學(xué)生姓名:同組人姓名:
第一部分實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.掌握五水硫酸制備的方法及原理
2、比較改進(jìn)方法和傳統(tǒng)制備方法之間的差異
二、實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)采用H2O2配合H2SO4來制備CuSO4,其反應(yīng)式如下:
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
查閱相關(guān)電極電勢(shì)φ(Cu/Cu)=0.3394vφ(HO/HO)=1.763vφ(O/HO)=1.229vφE=(HO/HO)-(Cu/Cu)=1.4V>>0,該反應(yīng)在熱力學(xué)上是可行的,反應(yīng)向右進(jìn)行完全。在常溫下反應(yīng)較慢。提高反應(yīng)溫度,反應(yīng)速率有很大提高。若反應(yīng)溫度太高,過氧化氫分解
三、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備及藥品
儀器設(shè)備:燒杯50ml,蒸發(fā)皿,玻璃棒,真空抽濾機(jī),布氏漏斗,電子天平,定性濾紙;
藥品:銅屑,過氧化氫(30%),硫酸(1:3),10%Na2CO3溶液,95%酒精;
第二部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告
四.操作步驟及相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象(實(shí)驗(yàn)過程中記錄)
步驟(屬預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)部分)1.稱取4.5g銅屑放于200ml燒杯中,加入20ml10%Na2CO3溶液。加熱煮沸。以除去銅表面的油污。2.用傾析法除去堿液,用水選凈銅屑。3.往盛有銅屑的燒杯中加入20ml1:3的銅屑洗凈現(xiàn)象(實(shí)驗(yàn)過程中記錄)H2SO4,緩慢滴加30%H2O2,反應(yīng)溫度最好加入硫酸無明顯現(xiàn)象,加入過氧化氫立保持在50度,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。溫度過高即產(chǎn)生大量氣體,溶液逐漸變成藍(lán)色H2O2劇烈分解,會(huì)使溶液溢出燒杯,溫度過低反應(yīng)速度緩慢。4.待銅屑反應(yīng)完全后,加熱煮沸2min,同傾析法將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中,留下不溶性雜質(zhì),水浴加熱,濃縮至表面有晶膜出現(xiàn),取下蒸發(fā)皿,冷卻至室溫,抽濾、稱重。5.重結(jié)晶提純:粗產(chǎn)品∶水=1∶1.2(質(zhì)量比),加少量稀H2SO4,調(diào)pH為1~2,加熱使其全部溶解,趁熱過濾(若無不溶性雜質(zhì),可不過濾),濾液自然冷卻至室溫(若無晶體析出,水浴加熱濃縮至表面出現(xiàn)晶膜),抽濾,用少量無水乙醇洗滌產(chǎn)品,抽濾。將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至干凈的表面皿上,用吸水紙吸干,稱量,計(jì)算產(chǎn)率。
最終產(chǎn)量15.98g加熱一段時(shí)間后有晶膜出現(xiàn)獲得粗產(chǎn)品16.26g六、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄與處理(產(chǎn)率計(jì)算)銅屑:4.5g
五水硫酸銅實(shí)際產(chǎn)量:15.98g五水硫酸銅理論產(chǎn)量:17.58
產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量*100%=15.98/17.58*100%=90.89%
七.結(jié)果與討論
(其主要內(nèi)容:對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果的分析、比較;如果試驗(yàn)失敗了,應(yīng)找出失敗失敗的原因;對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的異常現(xiàn)象進(jìn)行分析;對(duì)儀器裝置、操作步驟、實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)意見;實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng);思考題的回答等等)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):
1.本次實(shí)驗(yàn)對(duì)于反應(yīng)溫度要求比較高,太低反應(yīng)過慢,溫度太高過氧化氫容易分解,控制溫度是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。
2.五水硫酸銅重結(jié)晶的時(shí)候注意要晶膜出現(xiàn)才開始冷卻。3.本次實(shí)驗(yàn)選用的是比較純凈的銅粉,產(chǎn)率較高。思考題:
1:為什么不用濃硫酸與銅反應(yīng)制備五水硫酸銅?
濃硫酸雖有較強(qiáng)氧化性,但會(huì)用很多副反應(yīng)生成其他物質(zhì);同時(shí)隨著反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸不斷變稀,氧化能力減弱,不利于制備五水硫酸銅。2:為什么用3molL-1的硫酸?
反應(yīng)中生成了硫酸銅,為了避免硫酸銅析出,使銅和硝酸的氧化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,體系要有足夠的水,通過計(jì)算1.5g的銅能得到五水硫酸銅需要的恰為3molL-1的硫酸。
3:如何判斷銅屑已經(jīng)近于反應(yīng)完?
用坩堝鉗取下蒸發(fā)皿觀察銅片幾乎完全溶解,并表示反應(yīng)完成。4:為什么可用傾潷法轉(zhuǎn)移溶液,此步驟的目的是什么?
這是由于沉淀的相對(duì)密度較大時(shí),故而可用傾潷法轉(zhuǎn)移;其目的是為了分離硫酸銅中的顆粒較大或相對(duì)密度較大的不溶性雜質(zhì)。5.為什么要趁熱用傾潷法轉(zhuǎn)移溶液?這是為了防止五水硫酸銅冷卻析出,影響產(chǎn)率。6:什么是晶體膜?
當(dāng)冷卻硫酸銅與硝酸銅溶液時(shí),硫酸銅冷卻析出,晶體在液體表面形成膜狀,這種稱這為晶體膜。
7.:如何判斷蒸發(fā)皿內(nèi)的溶液已經(jīng)冷卻?為什么要冷卻后才能過濾,此步驟操作的目的是什么?
當(dāng)有晶體膜出現(xiàn),可用手感知蒸發(fā)皿溫度,當(dāng)蒸發(fā)皿溫度與體溫差不多時(shí)可判斷蒸發(fā)皿內(nèi)的溶液已經(jīng)冷卻;當(dāng)溶液冷卻后硫酸銅大量析出,而硝酸銅留在溶液中從而達(dá)到分離的目的;此步驟操作的目的是為了分離硫酸銅和硝酸銅。8.:重結(jié)晶時(shí),提純物與溶劑之間的量的關(guān)系如何確定?
1mg粗產(chǎn)品加1.2ml的水,提純物加于適量的水,加熱飽和溶液,趁熱過濾除去不溶物,要達(dá)到此目的提純物要全溶?紤]到過濾時(shí)溫度低于100攝氏度,故參考80攝氏度是硫酸銅的溶解度83.8g/100g水。
實(shí)訓(xùn)總結(jié)
專業(yè):
班級(jí):學(xué)號(hào):姓名:
201*年6月
實(shí)訓(xùn)總結(jié)報(bào)告
為期兩周的實(shí)訓(xùn),我們?cè)谮w博士的帶領(lǐng)下,我們成功地完成了這次實(shí)訓(xùn)。這次實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容,沒有硬性的規(guī)定,我們可以根據(jù)自己的想法做實(shí)驗(yàn)。通過網(wǎng)絡(luò)或者是我們的書本來確定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,內(nèi)容可以百花齊放,但是我們必須要有所創(chuàng)新。通過我們所學(xué)的知識(shí),獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其相關(guān)內(nèi)容,并學(xué)會(huì)寫小論文,為以后的畢業(yè)論文打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一.確定實(shí)驗(yàn)方案:
通過考察實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)條件,以及以前做實(shí)驗(yàn)的一些經(jīng)驗(yàn)。我們小組決定本次的化學(xué)實(shí)訓(xùn)的任務(wù)是改進(jìn)五水硫酸銅的制備方法。傳統(tǒng)制備五水硫酸銅實(shí)驗(yàn)是以廢銅屑為原料,稀H2SO4溶劑,濃HNO3為氧化劑來制備CuSO4,其反應(yīng)式為:Cu+2HNO3+H2SO4=CuSO4+2NO2個(gè)+2H2O由于該反應(yīng)中有大量NO2氣體生成,而NO2是一種有刺激性,且毒性較大的氣體,按該方法制備CuSO4實(shí)驗(yàn)時(shí),由于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)人數(shù)較多,一般都在15~30人左右。在以前做實(shí)驗(yàn)的過程中過于擁擠,即使通風(fēng)櫥里實(shí)驗(yàn),對(duì)于周邊的空氣污染也是較為嚴(yán)重的。一些改進(jìn)實(shí)驗(yàn)提出將銅絲高溫氧化使其變?yōu)镃uO,后和稀H2SO4反應(yīng)。這樣雖然沒有污染,但高溫將銅絲(或銅屑)全部氧化變?yōu)镃uO時(shí)間相當(dāng)長,學(xué)生實(shí)驗(yàn)在時(shí)間上不允許。本實(shí)驗(yàn)若想達(dá)到/綠色化學(xué)0的目的,又能在一定時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,通過查閱文獻(xiàn)如果用H2O2配合H2SO4來制備CuSO4的方法較為理想,變徹底地解決了上述問題。
其反應(yīng)式如下:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
二.實(shí)驗(yàn)過程:
通過網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料以及小組的討論我們很快確定了實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)踐,
1.稱取4.5g銅屑放于200ml燒杯中,加入20ml10%Na2CO3溶液。加熱煮沸。以除去銅表面的油污。
2.用傾析法除去堿液,用水選凈銅屑。
3.往盛有銅屑的燒杯中加入20ml1:3的H2SO4,緩慢滴加30%H2O2,反應(yīng)溫度最好保持在50度,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。溫度過高H2O2劇烈分解,會(huì)使溶液溢出燒杯,溫度過低反應(yīng)速度緩慢。
4.待銅屑反應(yīng)完全后,加熱煮沸2min,同傾析法將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中,留下不溶性雜質(zhì),水浴加熱,濃縮至表面有晶膜出現(xiàn),取下蒸發(fā)皿,冷卻至室溫,抽濾、稱重。
5.重結(jié)晶提純:粗產(chǎn)品∶水=1∶1.2(質(zhì)量比),加少量稀H2SO4,調(diào)pH為1~2,加熱使其全部溶解,趁熱過濾(若無不溶性雜質(zhì),可不過濾),濾液自然冷卻至室溫(若無晶體析出,水浴加熱濃縮至表面出現(xiàn)晶膜),抽濾,用少量無水乙醇洗滌產(chǎn)品,抽濾。將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至干凈的表面皿上,用吸水紙吸干,稱量,計(jì)算產(chǎn)率。
在實(shí)驗(yàn)的過程中我們遇到了許多的困難,理論上很簡(jiǎn)單的一個(gè)反應(yīng)在實(shí)踐的過程中有很多許多需要注意的地方,比如反應(yīng)的時(shí)間,溫度以及產(chǎn)物的分離提純等。但最終通過努力我們還是圓滿的完成了此次實(shí)訓(xùn)的任務(wù)。
三.實(shí)驗(yàn)討論:
用過氧化氫為氧化劑制備五水硫酸銅,是一比較新的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)完全可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行,不產(chǎn)生任何有害氣體,大大優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境,也不引進(jìn)其他雜質(zhì)離子,不會(huì)影響提純過程的步驟,也不會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在制備方法上更環(huán)保,切合了近年來綠色化學(xué)的主題
四.實(shí)訓(xùn)心得:
通過本次的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn),我進(jìn)一步鞏固和加深了對(duì)專業(yè)化學(xué)的理論基礎(chǔ),學(xué)會(huì)了分析和解決在實(shí)訓(xùn)過程中出現(xiàn)的一些具體問題,進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)的基本技巧,培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神,為培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,學(xué)習(xí)后續(xù)課程和未來從事科學(xué)科學(xué)研究及實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。
經(jīng)過此次切身的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn),我才深刻地體會(huì)到了“走出課堂,投身于實(shí)踐”的重要性。平時(shí),我們只能在課堂上與老師“紙上談兵”,思維的認(rèn)識(shí)是局限于課本范圍內(nèi),這就導(dǎo)致我們對(duì)化學(xué)專業(yè)知識(shí)的片面性,使得我們只知所以然,而不知其之所以然!這都極大地限制了我們專業(yè)知識(shí)水平的提高。雖然我們平時(shí)也做過不少的專業(yè)實(shí)驗(yàn),但那畢竟是照著書本所給的方案進(jìn)行實(shí)踐,其與這次的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)的磨礪是有著一定的差距的,這是實(shí)驗(yàn)課程所不可替代的,是需要我們的發(fā)散思維和自主創(chuàng)新能力以及指導(dǎo)老師的開導(dǎo)才能實(shí)現(xiàn)的。
課本上所學(xué)的理論知識(shí)只是為我們的實(shí)際創(chuàng)新“注明框架、指明方向、提供相應(yīng)的思維”的方法論,真正的自主創(chuàng)新能力是要我們?cè)诓粩嗟膶?shí)踐中慢慢培養(yǎng)和提高的。而針對(duì)實(shí)際問題是,我們不能拘泥于課本,不可純粹地“以本為木”,,而應(yīng)根據(jù)實(shí)際過程中產(chǎn)品的一些物性和化性,以及結(jié)合其在社會(huì)生活中的應(yīng)用,不斷地、適當(dāng)?shù)貙?duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行修改,以求達(dá)到最好的效果。這就將從課本上所學(xué)的理論知識(shí)的原則性和針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行操作的靈活性很好地結(jié)合起來。
總之,為期兩周的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)工作的磨練,培養(yǎng)了我優(yōu)秀的自主創(chuàng)新能力、良好的工作作風(fēng)以及埋頭苦干的實(shí)事求是的科學(xué)精神,樹立了強(qiáng)烈的責(zé)任心、高度的責(zé)任感和團(tuán)隊(duì)合作精神。創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)實(shí)踐讓我學(xué)會(huì)脫離浮躁和不切實(shí)際,心理上更加成熟堅(jiān)定。為以后走向工作崗位、服務(wù)于社會(huì)做好充分準(zhǔn)備,在今后的學(xué)習(xí)和工作中,我將繼承和發(fā)揚(yáng)自己的優(yōu)勢(shì),學(xué)習(xí)改進(jìn)不足。
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