一种新型水蒸气蒸馏装置的设计及应用

1、一种新型水蒸气蒸馏装置的设计及应用张 欣*孙德军 何丹凤(大庆师范学院化学系 黑龙江大庆 13712摘要 介绍一种新型水蒸气蒸馏装置,和教材中传统的水蒸气蒸馏装置相比,具有所需仪器少、安装简单、节约能源、提高产率、减少污染、缩短时间、安全可靠等优点,在学生 水蒸气蒸馏提取柠檬烯 实验中收到很好的效果,而且可以推广到使用水蒸气蒸馏法从固体物质、天然植物中提取有机化合物操作中。关键词 水蒸气蒸馏 装置 应用水蒸气蒸馏是分离、提纯有机化合物的重要方法之一,是有机化学实验中的一项重要基本操作。通过此实验可以使学生掌握水蒸气蒸馏的原理、操作方法和应用范围。水蒸气蒸馏操作是将水蒸气通入不溶或难溶于水、但有

2、一定挥发性的有机物质的混合物中,使该有机物在低于100!时随着水蒸气一起蒸馏出来,从而达到分离和提纯有机化合物的目的1。在使用水蒸气蒸馏法从固体物质或天然植物中提取有机化合物的操作中,传统的水蒸气蒸馏装置中涉及到较为繁琐的仪器,安装复杂、耗时长、耗能多、且存在不安全隐患(实验过程中要随时观察安全管的水位。针对这些不足,高连珍等2对水蒸气蒸馏装置进行了改进,但他们改进的实验装置只适用于液体有机化合物的分离和提纯。因此,作者对水蒸气蒸馏实验的装置进行了新的设计,并在实验教学中取得了非常好的效果。实验结果表明,这种新型水蒸气蒸馏装置减少了仪器(如导气装置和减少一个热源、降低了药品的用量、缩短了实验时

3、间、提高了实验效率、减少了污染、安全可靠,使原本6学时3的学生实验在2学时内就能完成,大大地提高了实验效率。1 装置对比教材中传统的水蒸气蒸馏装置(见图1,以下简称原装置4和新型水蒸气蒸馏装置(见图2,以下简称新装置,2种实验装置相比,新仪器比原仪器具有以下优点 :图1 传统的水蒸气蒸馏装置图2 新型水蒸气蒸馏装置(注:在图2中,可根据被提取物颗粒的大小来选择金属网(致密度不同;#三颈瓶也可用二颈瓶(1所需玻璃仪器省略了导气部分,且安装快速、方便;(2减少了一个热源;(3蒸馏过程非常平稳,不会出现阻塞现象,不存在不安全隐患。2 应用从橙皮中提取柠檬烯在水发生器中加入200mL 蒸馏水,蒸馏瓶中

4、加入60g 碎的鲜橙皮,进行水蒸气蒸馏(详细步骤略,当水沸腾时开始记录,实验结果见表1。表1 2种装置从新鲜橙皮中提取柠檬烯的实验结果对比装置名称 第1滴流出液流出的时间 收集流出液50mL 所需的时间 柠檬烯提取完全所需时间(用0 01%的KM nO 4检验新装置 4%11& 12%25& 20%17&原装置7%34&24%36&90%23&3 结果与讨论3 1 结果(1本实验装置适合于从固体原料通过水蒸气蒸馏提取有机化合物,恰好与文献3的水蒸气蒸馏装置互补。(2从实验数据可以看出,使用新装置无论对新鲜的或干的植物原料的提取都可以大大的缩短实验

5、时间、提高实验效率。3 2 讨论(1新型水蒸气蒸馏装置所用能耗比传统水蒸气蒸馏装置大大地节省了。因为新型水蒸气蒸馏装置比传统水蒸汽蒸馏装置不仅节省了一个热源,而且蒸馏时间大大缩短。(2新型水蒸气蒸馏装置安全可靠,是因为仪器装置省略了导气部分,因此,不存在传统水蒸气蒸馏可能出现的导气管堵塞现象。(3新型水蒸气蒸馏装置节约时间,提高效率,是因为装置简单,易于安装和操作。(4使用新型水蒸气蒸馏装置提取物质的产率高于传统水蒸气蒸馏装置,是因为被提取物质可以更快速、更大面积地被水蒸气包围。4 小结总之,本实验装置是作者通过多年的实验教学研究而设计出来的,经过学生实验的验证,是一个非常好的水蒸气蒸馏装置。

6、它可以用来从橙皮、八角茴香、烟碱等多种天然植物及固体物质中提取有机化合物。新型水蒸气蒸馏装置与教材中传统的水蒸气蒸馏装置相比,具有装置简单、操作方便、节约能源、提高产率、减少污染、缩短时间、安全可靠等优492007年第11期 化 学 教 育点,是一个非常好的实验装置,适合学生实验及科学研究,具有很好的使用价值,是用水蒸气蒸馏法提取天然有机化合物的首选装置。参 考 文 献19-2051-543 高莲珍,仲丽.化学教育,2004,25(7:584 山东大学,山东师范大学等高校合编.基础化学实验(有机化学实验.北京:化学工业出版社,2004书 评 对化学教科书从设计理念到设计实践的深度探研评走向生本

7、的教科书设计王 磊(北京师范大学化学教育研究所 100875当前,伴随着新课程的进行,中小学教科书也呈现出多样化的局面。面对教科书的多样化,人们开始从不同角度关注并研究教科书。教科书是课程的物化形态,是教学设计的蓝图,是学生学习的载体。它的首要功能是教学内容的承载,其次是教学思路、过程和活动的引导。教科书要符合课程计划、课程标准(或教学大纲的基本要求,这表明教科书应有计划性。所以统一社会背景下的相同科目的不同教科书会具有一定的共同属性。但是,教科书多样化并不在于要用新的一种统一代替旧的一种统一,它的根本价值应该在于不同版本教科书所体现的编写理念,对课程、学科、教学和学生学习的理解,以及对教材本

8、身的认识。所以,我们研究一本教科书,不应仅仅是为了执行教科书;我们比较不同版本的教科书,也不应仅仅是为了搞清楚考试的深广度范围,甚至也不是为了编写出一本所谓更优秀的教科书。毕华林教授的走向生本的教科书设计中学化学教科书设计的理论与实践是国内第一本系统论述中学化学教科书设计理论和实践问题的著述。该书明确提出,当代教科书的设计必须从 以知识为中心 转向 以学生发展为本 ,即 走向生本 是当代教科书设计的必然趋势。全书以中学化学教科书设计为例,系统论述了 以学生发展为本 的具体内涵,分析了生本教科书的基本特征、结构和功能,阐明了生本教科书设计的理论基础,构建了生本教科书设计的理论模型和设计策略,并从

9、理论与实践相结合的角度,阐述了走向生本的化学教科书设计的具体策略,为我们展现了一个现代教科书设计理念走向设计实践的生动范例。该书对于生本教科书的结构作了比较具体的阐释,发表了颇有新意的见解。作者认为生本教科书的内容构成应包括事实性知识、理论性知识、技能性知识、策略性知识和情意类内容5个方面;提出生本教科书的形式要素从所具有的教育教学功能的角度可分为导学系统、课文系统和课文辅助系统3种类型;同时阐述了教科书的结构应包括微观结构和宏观结构,生本教科书的宏观结构应设主线和辅线,并兼顾网络体系中主线知识和辅线知识及它们的结点间的合理组织。生本教科书的微观结构应由 学什么 、 为什么学 、 怎么学 、

10、学的怎么样 4个部分构成。宏观层面着重从教科书的内容构成角度对教科书整体结构的分析,而微观层面则注重从学生的学习活动角度对教科书局部结构的分析。这些见解对于教科书设计者很有启发意义。该书系统概括出生本教科书具有5大功能:提供学生学习的范例、激发学生内在的学习动机、促进学生学习方式的转变、促进学生科学价值观的形成、引导学生进行自我反思与评价。在 走向生本的化学教科书设计 一章中,作者首先探讨了化学学科对学生发展的价值,然后分别深入论述了 基于问题学习的化学教科书设计 、 基于基本观念构建的化学教科书设计 、 基于科学本质教育的化学教科书设计 ,充分反映了新课程改革的基本理念,体现了化学新课程改革

11、的核心思想。应该特别指出的是,该书在 余论 中提出从静态设计走向动态生成的观点,指出在活动中生成教科书内容的意义,并明确提出应全面提升教师的教科书素养,从教科书设计的角度说,这一部分使得教科书设计成为一个 不断往复递进的、动态的开放系统 。该书观点鲜明顺应大趋势,内容丰富凸现实践性,基于改革经验又具有创新性,对于教科书的编制和教学实践活动均有指导作用,对化学课程和教学理论的发展具有积极意义。它从原有的纯分析描述性的研究转为基于某种立场和理念的实践研究,这拓展了教科书研究的视角和范式。从教科书编制到教科书设计,更加突显了专业性并强调了设计者的主体性。从 知识为中心 走向 以学生发展为本 的教科书设计理念,更加