一種新型水蒸氣蒸餾裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

1、一種新型水蒸氣蒸餾裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用張 欣*孫德軍 何丹鳳(大慶師范學(xué)院化學(xué)系 黑龍江大慶 13712摘要 介紹一種新型水蒸氣蒸餾裝置,和教材中傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置相比,具有所需儀器少、安裝簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、提高產(chǎn)率、減少污染、縮短時(shí)間、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),在學(xué)生 水蒸氣蒸餾提取檸檬烯 實(shí)驗(yàn)中收到很好的效果,而且可以推廣到使用水蒸氣蒸餾法從固體物質(zhì)、天然植物中提取有機(jī)化合物操作中。關(guān)鍵詞 水蒸氣蒸餾 裝置 應(yīng)用水蒸氣蒸餾是分離、提純有機(jī)化合物的重要方法之一,是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一項(xiàng)重要基本操作。通過(guò)此實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生掌握水蒸氣蒸餾的原理、操作方法和應(yīng)用范圍。水蒸氣蒸餾操作是將水蒸氣通入不溶或難溶于水、但有

2、一定揮發(fā)性的有機(jī)物質(zhì)的混合物中,使該有機(jī)物在低于100!時(shí)隨著水蒸氣一起蒸餾出來(lái),從而達(dá)到分離和提純有機(jī)化合物的目的1。在使用水蒸氣蒸餾法從固體物質(zhì)或天然植物中提取有機(jī)化合物的操作中,傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置中涉及到較為繁瑣的儀器,安裝復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、耗能多、且存在不安全隱患(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要隨時(shí)觀察安全管的水位。針對(duì)這些不足,高連珍等2對(duì)水蒸氣蒸餾裝置進(jìn)行了改進(jìn),但他們改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置只適用于液體有機(jī)化合物的分離和提純。因此,作者對(duì)水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)的裝置進(jìn)行了新的設(shè)計(jì),并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中取得了非常好的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這種新型水蒸氣蒸餾裝置減少了儀器(如導(dǎo)氣裝置和減少一個(gè)熱源、降低了藥品的用量、縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)

3、間、提高了實(shí)驗(yàn)效率、減少了污染、安全可靠,使原本6學(xué)時(shí)3的學(xué)生實(shí)驗(yàn)在2學(xué)時(shí)內(nèi)就能完成,大大地提高了實(shí)驗(yàn)效率。1 裝置對(duì)比教材中傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置(見(jiàn)圖1,以下簡(jiǎn)稱(chēng)原裝置4和新型水蒸氣蒸餾裝置(見(jiàn)圖2,以下簡(jiǎn)稱(chēng)新裝置,2種實(shí)驗(yàn)裝置相比,新儀器比原儀器具有以下優(yōu)點(diǎn) :圖1 傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置圖2 新型水蒸氣蒸餾裝置(注:在圖2中,可根據(jù)被提取物顆粒的大小來(lái)選擇金屬網(wǎng)(致密度不同;#三頸瓶也可用二頸瓶(1所需玻璃儀器省略了導(dǎo)氣部分,且安裝快速、方便;(2減少了一個(gè)熱源;(3蒸餾過(guò)程非常平穩(wěn),不會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象,不存在不安全隱患。2 應(yīng)用從橙皮中提取檸檬烯在水發(fā)生器中加入200mL 蒸餾水,蒸餾瓶中

4、加入60g 碎的鮮橙皮,進(jìn)行水蒸氣蒸餾(詳細(xì)步驟略,當(dāng)水沸騰時(shí)開(kāi)始記錄,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。表1 2種裝置從新鮮橙皮中提取檸檬烯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比裝置名稱(chēng) 第1滴流出液流出的時(shí)間 收集流出液50mL 所需的時(shí)間 檸檬烯提取完全所需時(shí)間(用0 01%的KM nO 4檢驗(yàn)新裝置 4%11& 12%25& 20%17&原裝置7%34&24%36&90%23&3 結(jié)果與討論3 1 結(jié)果(1本實(shí)驗(yàn)裝置適合于從固體原料通過(guò)水蒸氣蒸餾提取有機(jī)化合物,恰好與文獻(xiàn)3的水蒸氣蒸餾裝置互補(bǔ)。(2從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,使用新裝置無(wú)論對(duì)新鮮的或干的植物原料的提取都可以大大的縮短實(shí)驗(yàn)

5、時(shí)間、提高實(shí)驗(yàn)效率。3 2 討論(1新型水蒸氣蒸餾裝置所用能耗比傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾裝置大大地節(jié)省了。因?yàn)樾滦退魵庹麴s裝置比傳統(tǒng)水蒸汽蒸餾裝置不僅節(jié)省了一個(gè)熱源,而且蒸餾時(shí)間大大縮短。(2新型水蒸氣蒸餾裝置安全可靠,是因?yàn)閮x器裝置省略了導(dǎo)氣部分,因此,不存在傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾可能出現(xiàn)的導(dǎo)氣管堵塞現(xiàn)象。(3新型水蒸氣蒸餾裝置節(jié)約時(shí)間,提高效率,是因?yàn)檠b置簡(jiǎn)單,易于安裝和操作。(4使用新型水蒸氣蒸餾裝置提取物質(zhì)的產(chǎn)率高于傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾裝置,是因?yàn)楸惶崛∥镔|(zhì)可以更快速、更大面積地被水蒸氣包圍。4 小結(jié)總之,本實(shí)驗(yàn)裝置是作者通過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究而設(shè)計(jì)出來(lái)的,經(jīng)過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,是一個(gè)非常好的水蒸氣蒸餾裝置。

6、它可以用來(lái)從橙皮、八角茴香、煙堿等多種天然植物及固體物質(zhì)中提取有機(jī)化合物。新型水蒸氣蒸餾裝置與教材中傳統(tǒng)的水蒸氣蒸餾裝置相比,具有裝置簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)約能源、提高產(chǎn)率、減少污染、縮短時(shí)間、安全可靠等優(yōu)492007年第11期 化 學(xué) 教 育點(diǎn),是一個(gè)非常好的實(shí)驗(yàn)裝置,適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)及科學(xué)研究,具有很好的使用價(jià)值,是用水蒸氣蒸餾法提取天然有機(jī)化合物的首選裝置。參 考 文 獻(xiàn)19-2051-543 高蓮珍,仲麗.化學(xué)教育,2004,25(7:584 山東大學(xué),山東師范大學(xué)等高校合編.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004書(shū) 評(píng) 對(duì)化學(xué)教科書(shū)從設(shè)計(jì)理念到設(shè)計(jì)實(shí)踐的深度探研評(píng)走向生本

7、的教科書(shū)設(shè)計(jì)王 磊(北京師范大學(xué)化學(xué)教育研究所 100875當(dāng)前,伴隨著新課程的進(jìn)行,中小學(xué)教科書(shū)也呈現(xiàn)出多樣化的局面。面對(duì)教科書(shū)的多樣化,人們開(kāi)始從不同角度關(guān)注并研究教科書(shū)。教科書(shū)是課程的物化形態(tài),是教學(xué)設(shè)計(jì)的藍(lán)圖,是學(xué)生學(xué)習(xí)的載體。它的首要功能是教學(xué)內(nèi)容的承載,其次是教學(xué)思路、過(guò)程和活動(dòng)的引導(dǎo)。教科書(shū)要符合課程計(jì)劃、課程標(biāo)準(zhǔn)(或教學(xué)大綱的基本要求,這表明教科書(shū)應(yīng)有計(jì)劃性。所以統(tǒng)一社會(huì)背景下的相同科目的不同教科書(shū)會(huì)具有一定的共同屬性。但是,教科書(shū)多樣化并不在于要用新的一種統(tǒng)一代替舊的一種統(tǒng)一,它的根本價(jià)值應(yīng)該在于不同版本教科書(shū)所體現(xiàn)的編寫(xiě)理念,對(duì)課程、學(xué)科、教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的理解,以及對(duì)教材本

8、身的認(rèn)識(shí)。所以,我們研究一本教科書(shū),不應(yīng)僅僅是為了執(zhí)行教科書(shū);我們比較不同版本的教科書(shū),也不應(yīng)僅僅是為了搞清楚考試的深廣度范圍,甚至也不是為了編寫(xiě)出一本所謂更優(yōu)秀的教科書(shū)。畢華林教授的走向生本的教科書(shū)設(shè)計(jì)中學(xué)化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐是國(guó)內(nèi)第一本系統(tǒng)論述中學(xué)化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì)理論和實(shí)踐問(wèn)題的著述。該書(shū)明確提出,當(dāng)代教科書(shū)的設(shè)計(jì)必須從 以知識(shí)為中心 轉(zhuǎn)向 以學(xué)生發(fā)展為本 ,即 走向生本 是當(dāng)代教科書(shū)設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。全書(shū)以中學(xué)化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì)為例,系統(tǒng)論述了 以學(xué)生發(fā)展為本 的具體內(nèi)涵,分析了生本教科書(shū)的基本特征、結(jié)構(gòu)和功能,闡明了生本教科書(shū)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ),構(gòu)建了生本教科書(shū)設(shè)計(jì)的理論模型和設(shè)計(jì)策略,并從

9、理論與實(shí)踐相結(jié)合的角度,闡述了走向生本的化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì)的具體策略,為我們展現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)代教科書(shū)設(shè)計(jì)理念走向設(shè)計(jì)實(shí)踐的生動(dòng)范例。該書(shū)對(duì)于生本教科書(shū)的結(jié)構(gòu)作了比較具體的闡釋,發(fā)表了頗有新意的見(jiàn)解。作者認(rèn)為生本教科書(shū)的內(nèi)容構(gòu)成應(yīng)包括事實(shí)性知識(shí)、理論性知識(shí)、技能性知識(shí)、策略性知識(shí)和情意類(lèi)內(nèi)容5個(gè)方面;提出生本教科書(shū)的形式要素從所具有的教育教學(xué)功能的角度可分為導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)、課文系統(tǒng)和課文輔助系統(tǒng)3種類(lèi)型;同時(shí)闡述了教科書(shū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)包括微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu),生本教科書(shū)的宏觀結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)主線(xiàn)和輔線(xiàn),并兼顧網(wǎng)絡(luò)體系中主線(xiàn)知識(shí)和輔線(xiàn)知識(shí)及它們的結(jié)點(diǎn)間的合理組織。生本教科書(shū)的微觀結(jié)構(gòu)應(yīng)由 學(xué)什么 、 為什么學(xué) 、 怎么學(xué) 、

10、學(xué)的怎么樣 4個(gè)部分構(gòu)成。宏觀層面著重從教科書(shū)的內(nèi)容構(gòu)成角度對(duì)教科書(shū)整體結(jié)構(gòu)的分析,而微觀層面則注重從學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)角度對(duì)教科書(shū)局部結(jié)構(gòu)的分析。這些見(jiàn)解對(duì)于教科書(shū)設(shè)計(jì)者很有啟發(fā)意義。該書(shū)系統(tǒng)概括出生本教科書(shū)具有5大功能:提供學(xué)生學(xué)習(xí)的范例、激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、促進(jìn)學(xué)生科學(xué)價(jià)值觀的形成、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思與評(píng)價(jià)。在 走向生本的化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì) 一章中,作者首先探討了化學(xué)學(xué)科對(duì)學(xué)生發(fā)展的價(jià)值,然后分別深入論述了 基于問(wèn)題學(xué)習(xí)的化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì) 、 基于基本觀念構(gòu)建的化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì) 、 基于科學(xué)本質(zhì)教育的化學(xué)教科書(shū)設(shè)計(jì) ,充分反映了新課程改革的基本理念,體現(xiàn)了化學(xué)新課程改革

11、的核心思想。應(yīng)該特別指出的是,該書(shū)在 余論 中提出從靜態(tài)設(shè)計(jì)走向動(dòng)態(tài)生成的觀點(diǎn),指出在活動(dòng)中生成教科書(shū)內(nèi)容的意義,并明確提出應(yīng)全面提升教師的教科書(shū)素養(yǎng),從教科書(shū)設(shè)計(jì)的角度說(shuō),這一部分使得教科書(shū)設(shè)計(jì)成為一個(gè) 不斷往復(fù)遞進(jìn)的、動(dòng)態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng) 。該書(shū)觀點(diǎn)鮮明順應(yīng)大趨勢(shì),內(nèi)容豐富凸現(xiàn)實(shí)踐性,基于改革經(jīng)驗(yàn)又具有創(chuàng)新性,對(duì)于教科書(shū)的編制和教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)均有指導(dǎo)作用,對(duì)化學(xué)課程和教學(xué)理論的發(fā)展具有積極意義。它從原有的純分析描述性的研究轉(zhuǎn)為基于某種立場(chǎng)和理念的實(shí)踐研究,這拓展了教科書(shū)研究的視角和范式。從教科書(shū)編制到教科書(shū)設(shè)計(jì),更加突顯了專(zhuān)業(yè)性并強(qiáng)調(diào)了設(shè)計(jì)者的主體性。從 知識(shí)為中心 走向 以學(xué)生發(fā)展為本 的教科書(shū)設(shè)計(jì)理念,更加