《应用化学专业实验》实验课程简介

《应用化学专业实验》实验课程简介

总学时：32     总学分：1     实验学时：32

一、基本信息

课程名称：应用化学专业实验

英文名称：Experiment For Applied Chemistry（EFAC）

课程性质：学科基础实践

先修课程：无机与分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验、仪器分析实验

开课单位：化工学院

实验类型：独立设课

适用专业：应用化学

应开学期：6

二、课程简介

本课程是针对应用化学专业开设的专业基础实验课，是在学生得到四大基础化学实验初步锻炼基础上，对学生实验操作技能的强化训练。由于该课程是衔接基础课程和专业课程教学的一个中间环节，此时学生尚未确定专业研究方向，所以更应该注重对学生基本综合能力的培养，以期使学生加深对化学学科的了解和兴趣，同时也可为后续的专业实验打下良好的基础。课程涉及到无机化学、分析化学、有机化学和物理化学等化学分支学科中的重要理论知识、实验方法和技术，是一门综合性较强的化学实验课程。每一个实验基本上都包含了两个或更多学科的内容，在有机合成中应用现代物理分析手段对产品进行表征，在生物无机化学和物理化学研究中采用有机化学的研究方法。

三、课程质量标准

1.课程目标

课程涉及到无机化学、分析化学、有机化学和物理化学等化学分支学科中的重要理论知识、实验方法和技术，是一门综合性较强的化学实验课程。每个实验基本上都包含了两个或更多学科的内容，如在有机合成中应用现代物理分析手段对产品进行表征，在生物无机化学和物理化学研究中采用有机化学的研究方法。通过本课程的学习，要求学生达到以下目的：

（1）掌握先进的实验手段和分析仪器，提高实验操作技能；

（2）巩固所学的化学理论知识，培养理论联系实际，综合运用多学科化学理论知识解决问题的能力；

（3）训练严谨的工作作风和活跃的科学思维能力，学会查阅资料和运用资料。

2.基本要求

通过本课程的学习，将有助于巩固学生的实验操作技能，强化学生对化学基础理论知识的理解，掌握化学产品的制备、分离及各项理化常数和指标的检验分析。能够应用化学理论知识分析解决科研、生产中可能出现的问题，初步具备独立开发新产品的能力。基本要求如下：

（1）实验前要充分预习，明确实验目的，理解实验原理，掌握实验方法，熟悉操作步骤，对每一步实验操作的意义和可能出现的问题做到心中有数，并且能规范实验操作手段；

（2）了解实验仪器和设备的性能、安装方法及工作原理，熟练使用先进仪器和各种有效方法对相关化学品进行合成、分析和检测；

（3）实验过程中仔细观察和记录实验现象和数据，对数据和现象进行初步分析，从而了解实验进展，预期实验结果，对不合理的步骤适时加以调整。实验结束后要及时撰写实验报告。

3.课程体系概况

4.实验内容与要求

项目编号：01

项目名称：叶绿素的提取、分离和性质

实验内容：1）黄杨叶中色素的提取；2）薄层层析；3）柱层析；4）鉴定。

实验要求：1）掌握天然产物提取、分离和鉴定的基本方法；2）掌握薄层层析和柱层析操作。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察： 1）用乙醇、石油醚提取黄杨叶中的色素；2）薄层层析操作包括薄层层析板的制备、点样、层析、双向薄层层析；3）柱层析操作包括装柱、层析分离；4）测定所得试样在400~600 nm范围内的吸收光谱；5）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

项目编号：02

项目名称：煤中小分子有机质的萃取和分析

实验内容：1）煤显微组分分级萃取；2）各级萃取物GC/MS分析。

实验要求：1）了解煤分级萃取的意义；2）掌握GC/MS操作方法和相应的谱图解析；3）依据实验结果，对煤显微组分的结构有定性和定量的认识。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察：1）选取平朔煤和神东煤的镜质组与惰质组，对各种样品进行FTIR分析；2）用浓HCl和HF的混合液对上述4种显微组分进行脱灰处理，然后进行XRD分析；3）在温和条件下依次用不同极性的溶剂对各显微组分进行分级萃取，对所得的各级萃取物进行GC/MS分析；4）分析比较各级萃取物及不同显微组分萃取物之间的组成差异；5）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

实验编号：03

项目名称：相转移催化合成扁桃酸

实验内容：1）d,l-扁桃酸的合成；2）产品表征。

实验要求：1）了解相转移催化的基本原理；2）掌握在相转移催化剂存在下，合成d,l-扁桃酸的方法。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察：1）相转移催化法合成d,l-扁桃酸；2）采用显微熔点测定仪测定产品的熔点；3）产品的红外光谱表征，并与d,l-扁桃酸的已知红外光谱对比；4）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

实验编号：04

项目名称：生物催化法合成苯乙醇

实验内容：1）面包酵母催化苯乙酮合成苯乙醇；2）产品的分析测试。

实验要求：1）理解面包酵母催化苯乙酮合成苯乙醇的实验原理；2）掌握不对称合成的重要方法；3）掌握产品的分析测试方法。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察：1）面包酵母活化；2）面包酵母催化合成反应；3）产物离心分离、洗涤、萃取、蒸馏、柱层析分离得到最终产品；4）苯乙醇产品的旋光度检测；5）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

实验编号：05

项目名称：聚合氯化铝的合成及性能检测

实验内容：1）聚合氯化铝的制备；2）聚合氯化铝的质量检测及絮凝性能测试。

实验要求：1）了解水净化的一般方法和机理及常用的净水剂；2）了解聚合氯化铝的制备方法；3）了解聚合氯化铝的质量标准及检测方法；4）了解净水剂的絮凝效果的检测方法。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察：1）制备氢氧化铝；2）采用聚合反应制备聚合氯化铝并保温熟化；3）采用密度计、酸度计测定密度、pH值；4）化学滴定法测定氧化铝含量与盐基度；5）通过测定沉降速度、剩余浊度及比电导率检验聚合氯化铝的絮凝效果；6）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

实验编号：06

项目名称：苯乙烯聚合制聚苯乙烯

实验内容： 1）聚苯乙烯的合成；2）聚苯乙烯产品的表征。

实验要求：1）通过对不同聚合条件下得到的产品进行表征，进一步掌握自由基聚合、阴离子聚合的原理及特点；2）了解苯乙烯的性能、制法及一般用途，掌握高分子分子量及其分布的表示、测定原理和方法。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察：1）苯乙烯的纯化；2）引发剂BPO的精制；3）正丁基锂的制备；4）苯乙烯的悬浮聚合；5）苯乙烯的阴离子聚合；6）四氢呋喃的精制；7）聚苯乙烯样品的纯化与分子量测定；8）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

实验编号：07

项目名称：从牛奶中制取酪蛋白和乳糖

实验内容：1）酪蛋白和乳糖的提取；2）酪蛋白和乳糖的性质实验。

实验要求：1）掌握从牛奶或脱脂奶粉制取酪蛋白和乳糖的原理和方法；2）通过实验考察酪蛋白和乳糖的一些主要性质。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察：1）牛奶脱脂或使用脱脂奶粉制成溶液；2）乙酸沉淀、离心分离酪蛋白；3）酪蛋白粗品洗涤、离心分离得酪蛋白纯品；4）重结晶提取乳糖；5）通过黄色蛋白反应和缩二脲反应测试酪蛋白性质；6）通过纸层析实验测试乳糖的性质；7）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

实验编号：8

项目名称：活性炭或硅胶的制备及比表面积测定

实验内容：1）活性炭的制备；2）活性炭的性能指标测定。

实验要求：1）训练查阅、阅读和利用文献资料的能力；2）掌握活性炭的制备方法；3）掌握活性炭比表面积的测定方法。

预习要求：明确实验目的；理解反应及操作原理；了解实验用仪器试剂及药品；画出主要反应的仪器装置图，并标明仪器名称；列出粗产物纯化过程及原理；列出实验步骤。

操作与观察：1）将煤、焦油沥青、水、KOH按一定比例配料，经混捏、陈化、加压成型、炭化、酸洗、水蒸气活化等工序制备活性炭；2）通过测活性炭的灰分、比表面积、碘值、粒度得出活性炭的性能指标；3）观察实验操作过程中产生的实验现象。

实验报告要求：1）实验报告格式统一，采用统一的封面和实验报告纸。封面应包括：课程名称、实验序号、名称、专业、班级、姓名、同组实验者、实验时间；2）实验报告撰写规范，应包括：实验名称、目的、原理、仪器（名称、规格、型号及生产厂家）及试剂、实验步骤、数据记录与处理、结果与讨论、实验小结等；3）实验报告应附有实验原始记录；4）实验报告要求条理清楚、文字简练、结论明确、书写整洁；5）任课教师对实验报告要认真批阅，有错误或不妥处要指明，最后要评定成绩，并签名、签日期。

5.课程考核

本课程采用平时考核和期末考试相结合的方式进行对学生进行考评，其中平时成绩占课程成绩70%（其中平时成绩包括实验预习20%，实验操作50%和实验报告30%）；期末考试成绩占课程总成绩30%。

四、课程师资队伍

本课程设课程负责人1名，实验教师2名（讲师以上职称），实验技术人员1名，要求课程负责人为教授或者副教授职称，具有丰富的教学经验和较强的组织管理能力。

五、教学资源要求

实验室名称：应用化学专业实验室

主要设备、材料：按照实验内容要求提供实验设备、材料。

教材、指导书：王兴涌,李小兵,杨爱华编.应用化学实验.中国矿业大学出版社,2009.

主要参考书：

1. 鲍慈光编.应用化学实验.科学出版社,1996.

2. 李青山,王雅珍,周宁怀编.微型高分子化学实验.化学工业出版社,2003.

3. 北京大学化学系胶体化学教研室编.胶体与界面化学实验.北京大学出版社,1993.

4. 钟山,朱绮琴主编.高等无机化学实验.华东师范大学出版社,1994.

六、说明

本课程教学质量标准的变更需由课程负责人提出，专业负责人组织系所会议讨论通过。

制定者：李小兵研究员

审定者：蒋荣立教授

批准者：周长春教授