幾種微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材及其應(yīng)用

王大鵬 劉丹

摘要：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有節(jié)省實(shí)驗(yàn)試劑、節(jié)省時(shí)間和空間、減少環(huán)境污染的優(yōu)點(diǎn)，因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中有廣泛的應(yīng)用前景。本文通過(guò)對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材及其應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行分析，旨在促進(jìn)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)器材；應(yīng)用

引言

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，化學(xué)實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)的環(huán)境污染問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重，已經(jīng)引起教育部門(mén)以及環(huán)保部門(mén)的重視。盡管當(dāng)前已經(jīng)將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室納入到環(huán)境監(jiān)管的范圍，減輕了化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，但是效果不佳。為了從根本上消除化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染，需要提倡綠色化學(xué)以及綠色實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)化學(xué)儀器朝著微型化發(fā)展，化學(xué)藥品用量也實(shí)現(xiàn)微量化。

一、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生于上世紀(jì)八十年代初，是基于環(huán)境保護(hù)和實(shí)驗(yàn)室安全需要產(chǎn)生的一種新型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健ｋS著近年來(lái)環(huán)境污染變得越來(lái)越嚴(yán)重，其中化學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也日益突出，各個(gè)院校開(kāi)始對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)加大了研究的力度。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)在我國(guó)的應(yīng)用范圍變得越來(lái)越廣。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)指的是以常規(guī)實(shí)驗(yàn)中十分之一甚至千分之一劑量的藥品或試劑完成相應(yīng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡倪^(guò)程。微型實(shí)驗(yàn)與微量實(shí)驗(yàn)之間有著本質(zhì)的區(qū)別，微量試驗(yàn)以及分析指的是在實(shí)驗(yàn)和分析過(guò)程中用量小于0.01克，被測(cè)組分含量低于l%的一種測(cè)定過(guò)程。而微型實(shí)驗(yàn)并不是定量的，只是相對(duì)于常規(guī)實(shí)驗(yàn)而言，其化學(xué)試劑的用量少了很多。

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有幾個(gè)特點(diǎn)。第一，化學(xué)試劑少、裝置微型化。第二，在微型滴定分析實(shí)驗(yàn)中，由于液滴比較小，因此對(duì)滴定的終點(diǎn)更容易控制，可以有效地減小誤差。第三，實(shí)驗(yàn)中的器皿從傳統(tǒng)的玻璃器皿替換成現(xiàn)代聚合物或塑料制品。第四，可以實(shí)現(xiàn)多種樣品以及實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，便于對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察。第五，成本較低，微型實(shí)驗(yàn)器材的價(jià)格更加便宜，而且用途比較單一，可以回收處理然后實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

二、微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材

（一）實(shí)驗(yàn)板

實(shí)驗(yàn)板是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一種重要器材，制作實(shí)驗(yàn)板的過(guò)程很簡(jiǎn)單，將硬質(zhì)塑料格子板插入透明薄膜活頁(yè)的文件夾中即可，注意格子板是根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)的需要繪制的。當(dāng)在透明薄膜上滴上反應(yīng)溶液時(shí)，由于溶液的表面會(huì)形成一定的張力，加上試劑的用量較少，微滴的質(zhì)量較輕，一般可以附著在薄膜上不會(huì)滑落。反應(yīng)板表面的封套薄膜是可以卸載的，可以清洗之后循環(huán)利用，也可以當(dāng)做一次性的薄膜使用。各種化學(xué)反應(yīng)一般都在溶液中進(jìn)行，因此想要觀察反應(yīng)過(guò)程需要使用放大鏡。

（二）井穴板

井穴板是由透明度較好的聚苯乙烯或有機(jī)玻璃壓制而成的一種實(shí)驗(yàn)材料。井穴板有矩陣井穴板和條形井穴板之分，每一個(gè)井穴位都有一個(gè)圓形的底部，形狀類似于燒杯。每個(gè)井穴的容積差不多為1毫升至5毫升。井穴板可以用作試劑的瓶架、試劑的滴管架、微型電解池等，一般說(shuō)來(lái)，每一個(gè)井穴都可以配備一個(gè)井穴蓋，井穴蓋的材料是硅膠。硅膠蓋有單孔和雙孔之分。

（三）透明吸管

透明吸管與我們?nèi)粘Ｉ钪惺秤玫娘嬃衔鼙容^類似，但是這種吸管具有一定的剛性以及脆性，利于打孔，同時(shí)具有一定的熱塑性，用火對(duì)其加熱可以實(shí)現(xiàn)軟化以及捏合，并且可以制作成為下段封口的細(xì)長(zhǎng)試管。

（四）細(xì)莖滴管

細(xì)莖滴管也叫做多用滴管，一般使用熱熔型塑料制成的，包括吸泡和細(xì)莖兩個(gè)部分。細(xì)莖滴管的細(xì)莖部分還可以用拉絲法將其制作成為更加微量的超細(xì)尖嘴，超細(xì)尖嘴滴管的流量是每滴液體為0.01毫升，測(cè)量液體的體積時(shí)一般可以用電子天平。細(xì)莖滴管在日?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中還可以用來(lái)盛放溶液，可以多次使用，每次使用結(jié)束之后用火柴對(duì)其進(jìn)行加熱密封，再使用之前將密封處剪掉就可以繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。與此同時(shí)，細(xì)莖滴管還可以被當(dāng)做反應(yīng)容器、分液漏斗等，用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)用品的制作等。

（五）V型管與W型管

V型管與W型管是將玻璃在酒精噴燈上烘烤之后彎制而成的，主要用作反應(yīng)容器，用于液體與固體之間的反應(yīng)以及液體與氣體之間的反應(yīng)。同時(shí)還可以進(jìn)行多種操作，比如加熱、冷卻等。

三、我國(guó)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用現(xiàn)狀

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)因其優(yōu)點(diǎn)以及特殊性，在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。有的高校在教學(xué)過(guò)程中加強(qiáng)了對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的研究，采購(gòu)了微型實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在教學(xué)過(guò)程中盡量推行微型實(shí)驗(yàn)，盡管如此，當(dāng)前高?；瘜W(xué)教育過(guò)程中的微型實(shí)驗(yàn)應(yīng)用還存在一些問(wèn)題。

（一）對(duì)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)有偏差

微型實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的時(shí)間不長(zhǎng)，傳統(tǒng)的化學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己舜蠖嗍且猿Ｒ?guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)的，由于大環(huán)境所致，使得教師以及學(xué)生對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的重視程度不夠，在教學(xué)過(guò)程中還是按照常規(guī)方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生接觸微型實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)不多，因此導(dǎo)致微型實(shí)驗(yàn)的發(fā)展受阻。

（二）對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)有限

微型實(shí)驗(yàn)的發(fā)展離不開(kāi)教師以及學(xué)生對(duì)其進(jìn)行深入的研究以及開(kāi)發(fā)。常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)十分成熟，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還是各種器材設(shè)備的準(zhǔn)備，在當(dāng)前的化學(xué)教材中都可以找到相關(guān)的參考內(nèi)容，因此教師不需要過(guò)多的準(zhǔn)備就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但是微型實(shí)驗(yàn)是一種與常規(guī)實(shí)驗(yàn)形式不同的實(shí)驗(yàn)方式，無(wú)論是器材的采購(gòu)和準(zhǔn)備、教學(xué)方案的設(shè)計(jì)，還是實(shí)驗(yàn)課題的組織，都是全新的內(nèi)容，需要耗費(fèi)太多的精力，因此很多教師在教學(xué)過(guò)程中不會(huì)對(duì)微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，不愿意投入到相關(guān)研究中，導(dǎo)致微型實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率得不到提升。

（三）微型實(shí)驗(yàn)器材的推廣不夠

微型實(shí)驗(yàn)器材是微型實(shí)驗(yàn)中的重要工具，但是當(dāng)前微型實(shí)驗(yàn)器材的推廣還不夠，很多器材廠家不會(huì)生產(chǎn)微型實(shí)驗(yàn)器材，微型實(shí)驗(yàn)器材的市場(chǎng)前景十分廣闊，但是由于各方面的影響導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)器材的應(yīng)用較少，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及效率有很大影響。

結(jié)語(yǔ)

微型實(shí)驗(yàn)相比于常規(guī)實(shí)驗(yàn)而言，其試劑用量更少、成本更低，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，微型實(shí)驗(yàn)器材是一個(gè)重要的載體。當(dāng)前微型實(shí)驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用程度雖然有所加深，但仍然存在一些問(wèn)題，比如對(duì)微型實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不夠、對(duì)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)不夠等，都會(huì)導(dǎo)致對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的研發(fā)程度不夠，最終影響微型實(shí)驗(yàn)的發(fā)展。

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