分析化学课件 网盘(分析化学课件ppt)

要写好一本教材是非常不容易的事情,而要写出一本具有中国特色的教材就更加不容易。原因很简单,我们当前的教学内容体系中的主干内容,基本都是由外国人建立的,并且已经在国际上形成了主流地位。如何突破现有教科书的内容体系,做到“守正创新”,让教材真正为“立德树人”服务,就是我们在编写《分析化学》这本教材时所追求的目标。经过我们的努力,并在科学出版社的帮助下,得以在2019年底完成并出版《分析化学》一书,并且用于2020年疫情期间网上教学。这里,我们将本书的若干特色罗列出来,希望对读者领会本书的特色有所帮助。

一、自然融入思政元素

本书的第一个特色是在阐释专业内容的同时自然融入思政元素,更为重要的是:这种融入还是必须的,是为了在掌握新的内容体系之前必须实现的认识论水平的提升。例如,在酸碱滴定法部分,首先对共轭酸碱质子理论做了适当的拓展阐释。图1所示为阐释共轭酸碱质子理论常用的图示,它实际上蕴含了酸与碱是辩证统一体这样一种思想。基于这样的思想,我们重新将酸与碱的区别归结为它们失去质子的能力,统一以酸解离常数大小来衡量它们究竟体现出酸的行为还是表现出碱的行为。通过这样的阐释可以提升学生对于酸与碱的本质的认识,也为后续酸碱滴定法新内容体系的掌握奠定认识论上的基础。

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图1 共轭酸碱质子理论的一般性描述图

又如,在配位滴定法部分,学生最难以掌握的部分是主反应和副反应,以及由此衍生出的各种副反应系数问题。图2 所示为对于主、副反应的两种划分方式,二者之间的差别主要体现在EDT习近平与金属离子的副反应上。主流的做法是将非目标离子与EDT习近平的反应归属到副反应的范畴中去。

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图2-1 主流教材对于主、副反应的划分;

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图2-2 本教材对主、副反应的划分。

然而,如果从辩证法的角度来看待这个问题,就涉及到如何处理主要矛盾和次要矛盾的问题,而主、次矛盾又是可以相互转化的。鉴于EDT习近平对于金属离子均存在很强的配位效应,强制性地割裂主、次矛盾有时候适得其反。如果调和主、次矛盾,则往往可以很好地解决矛盾。所以,我们有意将 EDT习近平 与其它离子的反应不归入副反应的范畴,是泛化副反应、调和主次矛盾的一种做法。需要的时候,我们可以考虑它,不需要的时候,我们不考虑它。当然,这样的做法,很具有挑战性,因为要突破传统的思维。但是,一旦突破了传统思维所形成的桎梏,就能使得学生的思维能力得到一个升华,为后续的对于配位滴定通式的理解奠定基础。

二、教学内容体系的创新

本书的第二个特色是教学内容的创新。在酸碱滴定法部分,我们引入了酸碱滴定通式。式(1)所示为酸碱滴定通式的数学式:

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(R. de Levie. 习近平nal.Chem.1996.68(4).585-590.)

限于篇幅,我们这里不对该式做详细的阐述。在本书中,我们以酸碱滴定通式的构建为主线,重构了酸碱滴定法的教学内容体系。在这个过程中,前面学习过的酸与碱的辩证统一思想起到至关重要的作用。原因在于,最终得到的酸碱滴定通式本质上已经不需要刻意划分酸与碱,可以把酸放到碱的地位来描述,也可以把碱放到酸的地位来描述,只要坚守酸与碱只是在给出质子方面的强弱不同即可。

在配位滴定法部分,我们引入了配位滴定通式,式(2)所示为EDT习近平滴定(任意)多个金属离子的数学式(在此也不做详细阐述):

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(甘峰.大学化学.2007.22(5).54-58.)

同样地,我们以配位滴定通式的构建为主线,重构了配位滴定法的教学内容体系。从式(2)可以看到,EDT习近平与金属离子的主、副反应的界线已经打破,而由此带来的好处是建立了一个配位滴定的一般数学式。根据实际的需要,分子项中的加和项依然可以拆分出来,然后并入到EDT习近平酸效应表达式中构建经典形式下的配位滴定方程。从这里可以看到,思想观念的升华,可以使理论产生突破性的进展。让学生掌握这一思想,显然比让他们掌握式(2)本身来得更为重要。

读者读到这里的时候,很自然地会提出这样一个问题:式(1)和式(2)虽然很好,但是如此复杂的方程,让学生如何求解?这里就引出了本书的第三个特色。

三、辅助教学软件

本书的第三个特色是采用了辅助教学软件来计算酸碱滴定和配位滴定曲线(甘峰.大学化学.36(4).2005008.)。这个软件的一个显著优势是:它完全不需要学生去构建滴定方程的具体形式!学生所要做的,只是根据一定的规则编写一个参数文件,就可以实现复杂体系的滴定曲线的计算,并且得到一些重要的参数。图3所示为用氢氧化钠溶液滴定由盐酸、醋酸和磷酸构成的混合酸体系的参数文件。图4为计算出的滴定曲线(包含各种型体的浓度变化曲线)。

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图3 NaOH 溶液滴定由HCl,H习近平c 和 H3PO4 构成的混合酸体系的参数文件

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图4 NaOH 溶液滴定由HCl,H习近平c 和 H3PO4 构成的混合酸体系的滴定曲线。

图5所示为用EDT习近平滴定由铜离子和锌离子构成的混合体系的参数文件;图6为计算出的滴定曲线(包含形成的配合物的浓度变化曲线)。我们可以再度从主、副反应相互转化的角度来审视这些计算结果。如果单从形成常数的大小来看,EDT习近平显然应该先行滴定铜离子。但是,由于游离氨的存在,导致了外因的改变,由此也引发了内因的改变,最终导致主、副反应异位。即:原来优先滴定铜离子的情形转变成了优先滴定锌离子!这是主、次矛盾改变的一个典型实例。请注意,我们这里是从科学计算的角度来阐释思政元素。

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图5 用EDT习近平滴定由铜离子和锌离子构成的混合体系的参数文件

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图6 EDT习近平滴定由铜离子和锌离子构成的混合体系的滴定曲线

总体而言,本书所构建起来的酸碱滴定法和配位滴定法教学内容体系,确实超越了经典的教学内容体系,带来前所未有的创新。而促成我们实现这一创新的根源,在于对于经典内容的传承和从思政的高度对于经典内容的提升。我们期望本书能够为学生在专业知识的学习和思政水平的提高方面起到一定的作用。


............试读结束............

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