将微流控技术引入大学化学实验教学的具体实践
发布时间：2021-10-15 11:37
该文介绍了在大学化学实验课堂中引入微流控技术的具体做法。通过两个具体的基于微流控芯片的实验项目,探讨了将新技术与传统实验内容相结合的具体方式,目的是通过新技术的引入培养学生的创新思维、学科交叉知识和综合素质,逐步实现"新工科"人才培养目标。
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(12)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
基于微流控芯片测液体表面张力[13]
光的波长也不同，而吸光度又满足朗伯-比尔定律，因此在大学化学实验中，常采用分光光度法来测量配位化合物的组成及稳定常数。具体原理是[14]，中心离子M和配体X在一定条件下可发生如公式（4）所示的配位反应，生成有色配合物MXn。M+nXMXn（4）若M和X均为无色，则溶液的吸光度与MXn的浓度成正比。可配制一系列含M和X的溶液，保持M和X的总物质的量相等，而M和X的物质量分数连续变化，在一定波长下测定上述溶液的吸光度，则可得如图3所示的吸光度曲线。图3配合物的吸光度曲线由最大吸光度A1所对应的X的物质的量分数，根据公式（5）可求得配位数n，即测定配合物的组成。当n=1时，由于配合物有一定程度的分解，溶液实际最大吸光度为A2，可根据公式（6）计算出配合物的解离度，再根据公式（7）计算出配合物的稳定常数K稳。其中c是中心离子在最大吸光度A1点的物质的量的浓度，eqc为解离平衡时各物质的量的浓度。n配体的物质的量中心离子的物质的量（5）121AAA（6）eqeqeq2(MX)1(M)(X)cKccc稳（7）以磺基水杨酸和Fe3+配位为例，用HClO4控制pH<2.5，磺基水杨酸和Fe3+以1∶1配位，生成紫红色螯合物。可设计如图4所示的微流控芯片，其上有螺旋形微通道，该通道有3个入口和1个出口，3个入口分别用于按照表1注入HClO4溶液、NH4Fe(SO4)2溶液和磺基水杨酸溶液，通道出口在螺旋形通道中心处。NH4Fe(SO4)2溶液和磺?
2，可根据公式（6）计算出配合物的解离度，再根据公式（7）计算出配合物的稳定常数K稳。其中c是中心离子在最大吸光度A1点的物质的量的浓度，eqc为解离平衡时各物质的量的浓度。n配体的物质的量中心离子的物质的量（5）121AAA（6）eqeqeq2(MX)1(M)(X)cKccc稳（7）以磺基水杨酸和Fe3+配位为例，用HClO4控制pH<2.5，磺基水杨酸和Fe3+以1∶1配位，生成紫红色螯合物。可设计如图4所示的微流控芯片，其上有螺旋形微通道，该通道有3个入口和1个出口，3个入口分别用于按照表1注入HClO4溶液、NH4Fe(SO4)2溶液和磺基水杨酸溶液，通道出口在螺旋形通道中心处。NH4Fe(SO4)2溶液和磺基水杨酸溶液预先用HClO4溶液稀释至所需浓度。三种溶液在螺旋形通道中充分混合，然后将芯片放置在分光光度计中测其吸光度。图4用于测定磺基水杨酸和Fe3+形成的配合物组成及稳定常数的微流控芯片示意图表1测定磺基水杨酸和Fe3+形成的配合物的组成及稳定常数的溶液用量表单位：L溶液编号0.10mol·L–1HClO4溶液0.025mol·L–1NH4Fe(SO4)2溶液0.025mol·L–1磺基水杨酸溶液1100.00100.000.002100.0090.0010.003100.0080.0020.004100.0070.0030.005100.0060.0040.006100.0050.0050.007100.0040.0060.008100.0030.0070.009100.0020.0080.0010100.0010.0090.0011100.000.00100.00在微流控芯片上集成多个螺旋形微通道单元则可实现对多种浓度溶液吸光度的同
【参考文献】：
期刊论文
[1]新工科背景下航空油料专业实验教学体系研究[J]. 刘翔,陈勇刚,杨月新,贺元骅,冯鹏宇. 实验科学与技术. 2020(03)
[2]非化学专业大学化学实验课程教学实践[J]. 牛丽红,崔爱莉,尉京志,杨锦,张四纯. 实验技术与管理. 2017(11)
[3]面向未来的中国新工科建设[J]. 林健. 清华大学教育研究. 2017(02)
[4]实施综合改革 优化创新人才培养体系[J]. 欧阳宏伟. 中国高等教育. 2013(19)
[5]将微流控分析引入高校分析化学的实验教学[J]. 蔡龙飞,徐春秀. 大学化学. 2012(02)
[6]微流控技术与芯片实验室[J]. 赵亮,黄岩谊. 大学化学. 2011(03)
[7]表面张力测量方法综述[J]. 郭瑞. 计量与测试技术. 2009(04)
博士论文
[1]基于微通道内表面张力控制和驱动的分析新方法研究[D]. 刘江疆.清华大学 2010
本文编号：3437954
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(12)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
基于微流控芯片测液体表面张力[13]
光的波长也不同，而吸光度又满足朗伯-比尔定律，因此在大学化学实验中，常采用分光光度法来测量配位化合物的组成及稳定常数。具体原理是[14]，中心离子M和配体X在一定条件下可发生如公式（4）所示的配位反应，生成有色配合物MXn。M+nXMXn（4）若M和X均为无色，则溶液的吸光度与MXn的浓度成正比。可配制一系列含M和X的溶液，保持M和X的总物质的量相等，而M和X的物质量分数连续变化，在一定波长下测定上述溶液的吸光度，则可得如图3所示的吸光度曲线。图3配合物的吸光度曲线由最大吸光度A1所对应的X的物质的量分数，根据公式（5）可求得配位数n，即测定配合物的组成。当n=1时，由于配合物有一定程度的分解，溶液实际最大吸光度为A2，可根据公式（6）计算出配合物的解离度，再根据公式（7）计算出配合物的稳定常数K稳。其中c是中心离子在最大吸光度A1点的物质的量的浓度，eqc为解离平衡时各物质的量的浓度。n配体的物质的量中心离子的物质的量（5）121AAA（6）eqeqeq2(MX)1(M)(X)cKccc稳（7）以磺基水杨酸和Fe3+配位为例，用HClO4控制pH<2.5，磺基水杨酸和Fe3+以1∶1配位，生成紫红色螯合物。可设计如图4所示的微流控芯片，其上有螺旋形微通道，该通道有3个入口和1个出口，3个入口分别用于按照表1注入HClO4溶液、NH4Fe(SO4)2溶液和磺基水杨酸溶液，通道出口在螺旋形通道中心处。NH4Fe(SO4)2溶液和磺?
2，可根据公式（6）计算出配合物的解离度，再根据公式（7）计算出配合物的稳定常数K稳。其中c是中心离子在最大吸光度A1点的物质的量的浓度，eqc为解离平衡时各物质的量的浓度。n配体的物质的量中心离子的物质的量（5）121AAA（6）eqeqeq2(MX)1(M)(X)cKccc稳（7）以磺基水杨酸和Fe3+配位为例，用HClO4控制pH<2.5，磺基水杨酸和Fe3+以1∶1配位，生成紫红色螯合物。可设计如图4所示的微流控芯片，其上有螺旋形微通道，该通道有3个入口和1个出口，3个入口分别用于按照表1注入HClO4溶液、NH4Fe(SO4)2溶液和磺基水杨酸溶液，通道出口在螺旋形通道中心处。NH4Fe(SO4)2溶液和磺基水杨酸溶液预先用HClO4溶液稀释至所需浓度。三种溶液在螺旋形通道中充分混合，然后将芯片放置在分光光度计中测其吸光度。图4用于测定磺基水杨酸和Fe3+形成的配合物组成及稳定常数的微流控芯片示意图表1测定磺基水杨酸和Fe3+形成的配合物的组成及稳定常数的溶液用量表单位：L溶液编号0.10mol·L–1HClO4溶液0.025mol·L–1NH4Fe(SO4)2溶液0.025mol·L–1磺基水杨酸溶液1100.00100.000.002100.0090.0010.003100.0080.0020.004100.0070.0030.005100.0060.0040.006100.0050.0050.007100.0040.0060.008100.0030.0070.009100.0020.0080.0010100.0010.0090.0011100.000.00100.00在微流控芯片上集成多个螺旋形微通道单元则可实现对多种浓度溶液吸光度的同
【参考文献】：
期刊论文
[1]新工科背景下航空油料专业实验教学体系研究[J]. 刘翔,陈勇刚,杨月新,贺元骅,冯鹏宇. 实验科学与技术. 2020(03)
[2]非化学专业大学化学实验课程教学实践[J]. 牛丽红,崔爱莉,尉京志,杨锦,张四纯. 实验技术与管理. 2017(11)
[3]面向未来的中国新工科建设[J]. 林健. 清华大学教育研究. 2017(02)
[4]实施综合改革 优化创新人才培养体系[J]. 欧阳宏伟. 中国高等教育. 2013(19)
[5]将微流控分析引入高校分析化学的实验教学[J]. 蔡龙飞,徐春秀. 大学化学. 2012(02)
[6]微流控技术与芯片实验室[J]. 赵亮,黄岩谊. 大学化学. 2011(03)
[7]表面张力测量方法综述[J]. 郭瑞. 计量与测试技术. 2009(04)
博士论文
[1]基于微通道内表面张力控制和驱动的分析新方法研究[D]. 刘江疆.清华大学 2010
本文编号：3437954
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3437954.html
教材专著
