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關(guān)鍵詞 :水性內(nèi)墻涂料 揮發(fā)性有機(jī)化合物 測(cè)定
一、實(shí)驗(yàn)部分
1.1 材料試劑
載氣:氮?dú)?,純度?9.995%;
燃?xì)猓簹錃猓兌取?9.995%;
助燃?xì)猓嚎諝?
稀釋劑:乙腈(色譜純);
輔助氣體:與載氣具有相同性質(zhì)的氮?dú)?
內(nèi)標(biāo)物:試樣中不存在的化合物,且該化合物能夠與色譜圖上其他成分完全分離。純度至少為99%,或已知純度。本實(shí)驗(yàn)采用乙二醇單丁醚;
稀釋溶劑:用于稀釋試樣的有機(jī)溶劑,不含有任何干擾測(cè)試的物質(zhì)。純度至少為99%,或已知純度。乙腈;
標(biāo)記物:用于按VOC定義區(qū)分VOC組分與非VOC組分的化合物。涂料中的醇酯-12(沸點(diǎn)255 ℃);
苯、甲苯、混合二甲苯(包括乙苯)、丙二醇,均為分析純。
1.2儀器及設(shè)備
氣相色譜儀,具有以下配置:分流裝置的進(jìn)樣口,并且汽化室內(nèi)可更換;
程序升溫控制器;
色譜柱:聚乙二醇毛細(xì)管柱;
進(jìn)樣器:微量注射器,1μL、10μL、100μL、10mL;
配樣瓶:8mL的玻璃瓶,具有可密封的瓶蓋;
天 平:精度0.1mg
臺(tái)式離心機(jī):最大轉(zhuǎn)速5000r/min。
1.3氣相色譜測(cè)試條件
色譜柱(確認(rèn)柱):聚乙二醇毛細(xì)管柱(PEG20000),30cm×0.32mm×0.25μm;
進(jìn)樣口溫度:240℃;
檢測(cè)器:FID,溫度:250℃;
柱溫:程序升溫,60℃保持1min,然后以20℃/min升至240℃保持20min;
柱前壓:0.04 MPa;
分流比:分流進(jìn)樣,分流比可調(diào);
進(jìn)樣量:1.0μL。
1.4 試驗(yàn)方法
1.4.1氣相色譜的基本原理
流動(dòng)相(N 2)載著樣品通過色譜柱內(nèi)的填充物(固定相)時(shí),樣品中的組分在流動(dòng)相和固定相之間連續(xù)移動(dòng)多次進(jìn)行重復(fù)分配平衡。各組分的物化性質(zhì)、幾何結(jié)構(gòu)不同,在兩相間的分配比不同,沿著色譜柱運(yùn)動(dòng)的速度就不同。流過適當(dāng)長(zhǎng)度的色譜柱后,各組分拉開一定距離,先后從柱后流出進(jìn)入檢測(cè)器,產(chǎn)生的離子流訊號(hào)經(jīng)放大后,在記錄儀上描繪出各組分的色譜峰。
簡(jiǎn)單說(shuō)就是試樣經(jīng)稀釋后,通過氣相色譜分析技術(shù)使樣品中各種揮發(fā)性有機(jī)化合物分離,定性鑒定被測(cè)化合物后,用內(nèi)標(biāo)法測(cè)試其含量。
1.4.2測(cè)試步驟
開氮?dú)馄浚合乳_高壓閥(逆時(shí)針);再開低壓閥(順時(shí)針),至壓力為0.4Mpa。
打開色譜儀電源,設(shè)定進(jìn)樣器、檢測(cè)器及柱箱溫度。 再打開空氣發(fā)生器和氫氣發(fā)生器電源,工作壓力均為0.4Mpa。等待儀器各部位到達(dá)設(shè)定狀態(tài),以及空氣和氫氣發(fā)生器穩(wěn)定后即可點(diǎn)火。
點(diǎn)火:按下操作面板上的點(diǎn)火開關(guān)約7-8秒,完成點(diǎn)火操作(判斷火是否點(diǎn)燃的常用方法:用表面光潔的金屬體或玻璃片放在離子室的“放空口”處,若金屬體或玻璃片表面有水蒸氣凝結(jié),則說(shuō)明火已點(diǎn)燃)。
啟動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(打開顯示器、計(jì)算機(jī)主機(jī)、打印機(jī)),進(jìn)入Windows系統(tǒng),再進(jìn)入色譜數(shù)據(jù)處理工作站。待基線走直后,系統(tǒng)即穩(wěn)定,之后就可進(jìn)行性能測(cè)試或試樣分析工作。
二、結(jié)果分析與討論
內(nèi)墻涂料中揮發(fā)性有機(jī)物的試驗(yàn)結(jié)果分析與討論
1、本試驗(yàn)是建立一個(gè)簡(jiǎn)便易行、準(zhǔn)確可靠的分析內(nèi)墻涂料中VOC的氣相色譜測(cè)試方法。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)證明:本方法可以將內(nèi)墻涂料中的VOC(包括苯系物、二元醇和成膜助劑等)很好地分離且可以滿足GB18582-2008標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)苯系物的最低檢出限50mg/kg的要求。
2、本試驗(yàn)采用的測(cè)定內(nèi)墻涂料中VOC的方法,具有良好的重現(xiàn)性和精密度,檢測(cè)苯系物的相對(duì)偏差小于12%,檢測(cè)其他有機(jī)物的相對(duì)偏差小于3%。方法準(zhǔn)確、可靠,試驗(yàn)中對(duì)二甲苯的加標(biāo)回收率在80.3%~117.0%,對(duì)丙二醇的加標(biāo)回收率在92.1%~103.7%。
3、本試驗(yàn)采用二階程序升溫分離內(nèi)墻涂料中的VOC,主要目的是為了使基線更穩(wěn)定,避免了基線不穩(wěn)定對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的誤差,同時(shí)也使各種化合物得到更好地分離。本試驗(yàn)曾采用一階程序升溫(初溫70℃,保留6min,升溫速率20℃/min,終溫180℃,保留8min),效果不是很好。
4、本試驗(yàn)要求色譜儀有較高的靈敏度和穩(wěn)定性,因?yàn)閮?nèi)墻涂料中苯系物的含量為微量(10-6級(jí)),色譜圖縱坐標(biāo)電壓在小于1 mV時(shí)才能看出苯系物的出峰情況,基線稍有波動(dòng)就會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成干擾,
所以試驗(yàn)中要求基線要盡量平穩(wěn)。
5、本試驗(yàn)對(duì)試劑的純度有一定要求,稀釋劑乙腈用色譜純、其他試劑均采用分析純,只要保證其中的雜質(zhì)與被測(cè)組分能徹底分離且不干擾苯系物的測(cè)定即可。
6、試驗(yàn)中對(duì)涂料試樣只稀釋不破乳,經(jīng)離心分離后上層澄清,但含有部分樹脂,因此氣化室內(nèi)需配有石英玻璃襯管,內(nèi)填適量的石英棉,如果石英棉變成褐色,可將襯管放入600℃馬弗爐中灼燒1~2h即可變白重新使用。
7、試驗(yàn)中也可以采用內(nèi)標(biāo)稀釋劑加入法,即將內(nèi)標(biāo)物與稀釋劑配制成一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的內(nèi)標(biāo)稀釋劑,在測(cè)定樣品時(shí),直接加入一定量的內(nèi)標(biāo)稀釋劑即可,這樣可以使操作更簡(jiǎn)便,測(cè)量更準(zhǔn)確。
三、結(jié)論與展望
3.1 結(jié)論
通過對(duì)兩種內(nèi)墻涂料產(chǎn)品采用色譜法進(jìn)行了揮發(fā)性有機(jī)化合物的測(cè)定(VOC),兩種內(nèi)墻涂料各項(xiàng)指標(biāo)都在國(guó)標(biāo)允許的范圍內(nèi),證實(shí)了該檢測(cè)方法的準(zhǔn)確和合理性。為檢測(cè)內(nèi)墻涂料環(huán)保的重要指標(biāo)提供了科學(xué)合理的方法。
3.2 展望
雖然內(nèi)墻涂料存在這一些問題,但展望內(nèi)墻涂料的前景仍充滿生機(jī)和活力。要改善內(nèi)墻涂料,必須從涂料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)入手,提高品質(zhì)功能,使其適應(yīng)市場(chǎng)多樣化、人文化、個(gè)性化的需要;加大研發(fā)力度,讓水性涂料、粉末涂料、無(wú)溶劑涂料、環(huán)保節(jié)約型涂料、高附加值的功能性涂料占據(jù)涂料業(yè)的主流。只要抓住機(jī)遇,不斷優(yōu)化涂料業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)組織結(jié)構(gòu),通過技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、品牌創(chuàng)新,全面提升產(chǎn)品質(zhì)量和檔次,就一定能發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)。從改進(jìn)建筑涂料的應(yīng)對(duì)策略來(lái)說(shuō),解決好一下幾點(diǎn)至關(guān)重要:
1、加大科技投入,實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新
技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的保證,先進(jìn)的技術(shù)只有通過成果的轉(zhuǎn)化才能在產(chǎn)品中得以體現(xiàn),才能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中得以立足。因而,改善涂料業(yè)必須加大科研經(jīng)費(fèi)的投入,保證研發(fā)費(fèi)用的落實(shí),引進(jìn)富有創(chuàng)新思想的科研人才。以往的建筑涂料市場(chǎng)受人才缺乏和科研設(shè)施落后的嚴(yán)重制約,所以,實(shí)現(xiàn)建筑涂料業(yè)的現(xiàn)代化,必須盡快培養(yǎng)造就一流的高素質(zhì)人才,制定振興建筑涂料業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃,將其列入“四新”技術(shù)加以大力推廣,并由政府制定合理政策,推動(dòng)建筑外墻涂料的全面推廣應(yīng)用。
2、走節(jié)約型、環(huán)保型、健康型之路
建筑涂料與百姓的生活息息相關(guān)。因此,在倡導(dǎo)綠色、環(huán)保先行的今天,建筑涂料業(yè)只有生產(chǎn)出符合健康、環(huán)保、節(jié)能的涂料,才能提高企業(yè)在消費(fèi)者心中的地位,才能保持持久的生命力并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
3、走國(guó)際化發(fā)展之路
進(jìn)入21世紀(jì),以及我國(guó)加入WTO所受到全球經(jīng)濟(jì)浪潮的影響,使走國(guó)際化發(fā)展成為了改善建筑涂料業(yè)必經(jīng)之路。國(guó)際化發(fā)展之路有利于建筑涂料業(yè)的改革開放,有利于建筑涂料業(yè)引進(jìn)資金和技術(shù),有利于建筑涂料業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,有利于建筑涂料業(yè)做大做強(qiáng),增強(qiáng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,有利于實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保、綠色“中國(guó)夢(mèng)”。
關(guān)鍵詞:金屬有機(jī)化學(xué) 進(jìn)展 探究
中圖分類號(hào):TQ11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)05(a)-0013-01
1 簡(jiǎn)述金屬有機(jī)化學(xué)
1.1 金屬有機(jī)化合物的組成
金屬有機(jī)化合物即為碳元素和金屬元素經(jīng)過某一反應(yīng)而形成的化合物,人類發(fā)展比較早的金屬有機(jī)化合物主要有格式試劑、而叔丁醇鉀等化合物,這些化合物的結(jié)構(gòu)是由金屬原子和氧原子組成的,所以不能認(rèn)為格式試劑、而叔丁醇鉀等化合物是金屬有機(jī)化合物。從廣義上講,金屬有機(jī)化合物中的金屬指的是一些具有金屬性質(zhì)的非金屬元素(如硫、碲、硒、硼、硅、砷等),實(shí)際上,這一定義已遠(yuǎn)不符合經(jīng)典金屬有機(jī)化合物的范疇。但是因?yàn)樵赜袡C(jī)化學(xué)和金屬有機(jī)化學(xué)之間存在緊密的關(guān)聯(lián),所以,即便是分不清元素有機(jī)化學(xué)和金屬有機(jī)化學(xué)的概念,也不可能造成什么麻煩。
1.2 金屬有機(jī)化學(xué)研究分類
我們將對(duì)金屬有機(jī)化合物的探討的科學(xué)稱之為金屬有機(jī)化學(xué)。在學(xué)術(shù)界中,這一化學(xué)往往被分為兩種。
1.2.1 探究金屬有機(jī)化合物的合成及金屬有機(jī)化合物的性質(zhì)
采用一系列方法合成金屬有機(jī)化合物并研究它的一些物理化學(xué)性質(zhì),其實(shí)質(zhì)上就是合成金屬有機(jī)化合物,并且研究這些化合物的相關(guān)物理性質(zhì)和金屬有機(jī)化合物在高分子材料科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
1.2.2 探究金屬有機(jī)合成化學(xué)
采用一系列方法研究金屬有機(jī)化合物如何在合成中得到更好的應(yīng)用,雖然金屬有機(jī)化合物也在合成的范圍之內(nèi),此外,還通過其他一些方法獲得一些配體,但是其主要目的是研究金屬有機(jī)化合物在有機(jī)合成學(xué)上所起的作用,這類研究本質(zhì)上就是研究金屬有機(jī)合成化學(xué)。
我們可以從上述論述中得知,金屬有機(jī)化學(xué)是一種由多種學(xué)科構(gòu)成的組合學(xué)科,其構(gòu)成學(xué)科主要有晶體學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、材料學(xué)等和有機(jī)化學(xué)等一系列學(xué)科,金屬有機(jī)化學(xué)對(duì)于不對(duì)稱有機(jī)合成學(xué)而言有著重要的基礎(chǔ)性作用,被認(rèn)為是現(xiàn)代的有機(jī)化學(xué)界研究的重中之重。
2 我國(guó)金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)展
2.1 主族元素金屬有機(jī)化學(xué)
2.1.1 有機(jī)硅化學(xué)
現(xiàn)如今,有機(jī)硅化合物廣受人們的青睞,究其主要原因有其種類多種多樣,使用范圍廣。從20世紀(jì)50年代開始,林一和王葆仁等人合成對(duì)有機(jī)硅聚化合物和有機(jī)硅單體領(lǐng)域做了大量的工作,其主鏈?zhǔn)枪柩跬?。后?lái),北京大學(xué)也對(duì)領(lǐng)域做了大量的研究工作。目前,有機(jī)硅工業(yè)體系已經(jīng)在我國(guó)形成了,下列五個(gè)品種早已完成了其工業(yè)化進(jìn)程,即為硅橡膠、硅凝膠、硅樹脂、硅偶聯(lián)劑和硅油等五大品種,此外,它們還對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)起到了身份重要的作用。
2.1.2 有機(jī)硼化學(xué)
21世紀(jì)60年代末,我國(guó)科學(xué)院下面的上海有機(jī)化學(xué)研究中心和其他研究中心開展了緊密的合作,它們主要研究了硼氫化合物,這之中有B2H6、B3H9、B6H11和 B10H14等的合成方法,其實(shí)驗(yàn)水平已經(jīng)接近空前的程度。時(shí)間進(jìn)入60年代,人們開始關(guān)注有機(jī)硼在有機(jī)合成中的應(yīng)用,這指的是硼氫化反應(yīng),硼氮六環(huán)、氮硼烷的合成,此外,還有硼烷的結(jié)構(gòu)規(guī)則以及硼酸酯化學(xué)等。
2.2 過渡金屬有機(jī)絡(luò)合物化學(xué)
2.2.1 過渡金屬絡(luò)合物的合成、反應(yīng)及結(jié)構(gòu)
眾所周知,積極研究過渡金屬有機(jī)絡(luò)合物的合成方法及相關(guān)物理化學(xué)性質(zhì)具有重要的意義,它在進(jìn)行金屬一碳鍵研究的過程中具有基礎(chǔ)性作用,此外還有利于金屬有機(jī)化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。
2.2.2 絡(luò)合催化和小分子活化
在此之前,由烯烴聚合而成的催化劑只能在d族過渡金屬中得到一些應(yīng)用,沈之荃及歐陽(yáng)等人花費(fèi)了大量的精力,并做了一些研究工作,得到了一種新的稀土催化劑。
3 我國(guó)金屬有機(jī)化學(xué)進(jìn)展方向
3.1 根據(jù)現(xiàn)有的金屬有機(jī)化合物反應(yīng)規(guī)律來(lái)研究新的合成反應(yīng)
目前,像炔烴-αβ-不飽和羰基化合物之類的串聯(lián)偶聯(lián)反應(yīng)等金屬有機(jī)化學(xué)反應(yīng)得到了較為細(xì)致的研究;此外還有雙取代、三取代烯烴,共軛雙烯等的立體選擇性合成技術(shù)比較成熟;亞胺的烷基化反應(yīng)和四異丙氧基鈦促進(jìn)的還原烯化反應(yīng)也在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛使用。值得慶祝的是,我國(guó)獨(dú)自研究了一種新型反應(yīng),即為炔烴-αβ-不飽和羰基化合物的串聯(lián)偶聯(lián)反應(yīng),這一反應(yīng)給我們展現(xiàn)了一種較為先進(jìn)的質(zhì)解方法,可用于猝滅C-Pd鍵。
在我國(guó)技術(shù)有機(jī)化學(xué)研究中,亞胺的烷基化反應(yīng)是一種快速發(fā)展的反應(yīng),而目前,這一反應(yīng)已經(jīng)出現(xiàn)了幾個(gè)子系列。在亞胺的烷基化反應(yīng)中存在亞胺經(jīng)三甲基氯硅烷活化后和烯丙基錫的反應(yīng),當(dāng)有鋅粉或鎂屑存在的情況下和烯丙基溴的Barbier型進(jìn)行反應(yīng),以及和氟離子引起的亞胺和三甲基烯丙基硅烷的反應(yīng)。
3.2 進(jìn)一步研究金屬有機(jī)化合物的反應(yīng)規(guī)律
金屬有機(jī)化合物的雙等瓣置換和伴隨加合的等瓣置換新模式和氧橋聯(lián)二茚基稀土化合物的立體控制選擇性合成是我國(guó)在研究金屬有機(jī)化學(xué)程中得到的。這兩個(gè)反應(yīng)規(guī)律是一種研究程度較高的金屬有機(jī)化合物的反應(yīng)規(guī)律,它以研究單等瓣置換反應(yīng)為基礎(chǔ),發(fā)現(xiàn)橋連雙環(huán)戊二烯基雙金屬絡(luò)負(fù)離子可以一起和兩分子簇合物發(fā)生等瓣置換反應(yīng),最終獲得一系列具有較新結(jié)構(gòu)的橋連雙環(huán)戊二烯基雙原子簇化合物。因此,它對(duì)于現(xiàn)有反應(yīng)規(guī)律做深入研究有很好地指導(dǎo)作用,此外,還對(duì)金屬有機(jī)化學(xué)的研究工作具有至關(guān)重要的作用。
3.3 加快研究新的金屬有機(jī)化合物反應(yīng)機(jī)理
在剛發(fā)現(xiàn)的金屬有機(jī)化合物基元反應(yīng)之中二價(jià)鈀在催化反應(yīng)中鹵離子的作用下和氟離子形成的三甲基烯丙基硅烷和亞胺的反應(yīng)機(jī)理是技術(shù)比較成熟的,要知道,鹵離子在質(zhì)解反應(yīng)中具有十分重要的作用;氟離子在該反應(yīng)中只起催化作用,氟離子沒有可能完全產(chǎn)生其催化作用。所以,對(duì)于新的金屬有機(jī)化合物反應(yīng)機(jī)理所做的的進(jìn)一步探究同樣具有非常重要研究?jī)r(jià)值。
4 結(jié)語(yǔ)
最近幾年,金屬有機(jī)化學(xué)這一前沿學(xué)科有了飛速發(fā)展,其中它的發(fā)展打破了傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的界限,同時(shí)又和合成化學(xué)、理論化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、催化、高分子科學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)等交織在一起,從而成為近代學(xué)科前沿領(lǐng)域之一。金屬有機(jī)化學(xué)的探究對(duì)我國(guó)的科技發(fā)展有著非常重要意義,其中在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕工業(yè)等廣闊領(lǐng)域有著非常寬廣的前景。所以深入探究金屬有機(jī)化合物的性能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系,不僅能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)做出貢獻(xiàn),還對(duì)了解有機(jī)錫化合物的催化性能、生理活性和熱穩(wěn)定性等都有非常重要意義,并對(duì)尋找新材料、新藥物有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。
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[關(guān)鍵詞]ChemDraw 最低系列 錯(cuò)誤概念 有機(jī)化合物
[中圖分類號(hào)] O622 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2013)14-0146-03
有機(jī)化合物的命名是有機(jī)化學(xué)課程的一個(gè)重要組成部分,很多教材對(duì)命名規(guī)則的表述有差異,部分教師對(duì)這些規(guī)則的解釋也有偏差。在學(xué)習(xí)過程中,部分學(xué)生對(duì)碳鏈編號(hào)中的“最低系列”規(guī)則,容易形成錯(cuò)誤概念,利用ChemOffice軟件的命名功能,可以幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤。
一、有機(jī)化合物命名的“最低系列”規(guī)則
有機(jī)化學(xué)中所講的“系統(tǒng)命名法”,是根據(jù)國(guó)際上通用IUPAC命名原則,結(jié)合中文習(xí)慣和漢字特點(diǎn)確定的規(guī)則。例如,對(duì)于有機(jī)化合物主碳鏈的編號(hào),當(dāng)有多種編號(hào)可能時(shí),英文名稱和中文名稱都是選定具有“最低系列”的編號(hào)。分子中有多個(gè)支鏈時(shí),在IUPAC規(guī)則中,英文名稱是按取代基的首字母次序排列支鏈;在中文系統(tǒng)命名法中,中文名稱則是根據(jù)“次序規(guī)則”,按支鏈大小確定,小在先、大在后。
對(duì)于“最低系列”,部分教師對(duì)概念的解釋有偏差,當(dāng)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單時(shí),這種偏差常常覺察不出來(lái)。所謂“最低系列”,是指碳鏈以不同方向編號(hào),得到兩種或兩種以上的不同編號(hào)的系列,然后順次逐項(xiàng)比較各系列的不同位次,最先遇到的位次最小者,定為“最低系列”。在課堂教學(xué)中,學(xué)生經(jīng)常提出異議,認(rèn)為“最低系列”應(yīng)該是學(xué)過的“所有取代基位次總和最小”。
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化合物 Ⅰ
以ChemDraw命名:2,2,4-trimethylpentane
(1)按照“先遇位次最小”編號(hào):2,2,4-三甲基戊烷 (正確)
(2)按照“位次之和最小”編號(hào):2,2,4-三甲基戊烷 (正確)
2,4,4-三甲基戊烷 (錯(cuò)誤)
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化合物 Ⅱ
以ChemDraw命名:23,9,9,11-pentamethyldodecane
(1)按“先遇位次最小”編號(hào):2,3,9,9,11-四甲基十二烷 (正確)
(2)按“位次之和最小”編號(hào):2,4,4,10,11-四甲基十二烷 (錯(cuò)誤)
有機(jī)化合物的命名原則是“簡(jiǎn)便、明確”,也就是要求名稱盡可能“唯一、簡(jiǎn)單、直觀”。“最低系列”的命名規(guī)則,用方法(1)“先遇位次最小”和(2)“位次之和最小”進(jìn)行編號(hào)比較,當(dāng)化合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單時(shí),方法(1)和(2)的結(jié)果是一致的,如化合物Ⅰ;但當(dāng)化合物的碳鏈較長(zhǎng)、支鏈較多時(shí),方法(1)和(2)的結(jié)果可能是不一致的,如化合物Ⅱ。
采用方法(2)“位次之和最小”的編號(hào),假如遇到編號(hào)不同但加和相同的情況,又該如何選定編號(hào)呢?顯然,方法(1)“先遇位次最小”的編號(hào)“簡(jiǎn)單、直觀”,不會(huì)出現(xiàn)這樣的問題,而方法(2)則將編號(hào)規(guī)則復(fù)雜化。雖然,2,3,9,9,11-四甲基十二烷和2,4,4,10,11-四甲基十二烷兩個(gè)名稱對(duì)應(yīng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)是“唯一”的,但一個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)系統(tǒng)名稱,讓不熟悉化學(xué)的人容易誤會(huì),也形成了資源浪費(fèi)。因此,“最低系列”的正確規(guī)則是方法(1)“先遇位次最小”的編號(hào)方法。
二、ChemOffice的命名功能
ChemOffice是世界上最優(yōu)秀的化學(xué)工具軟件之一,其中化學(xué)結(jié)構(gòu)繪圖ChemDraw組件內(nèi)置了IUPAC命名規(guī)則,具有化學(xué)結(jié)構(gòu)式與系統(tǒng)名稱相互轉(zhuǎn)換的功能,可以將化合物的系統(tǒng)名稱直接轉(zhuǎn)為化學(xué)結(jié)構(gòu)式,也可根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式給出系統(tǒng)名稱。
應(yīng)用ChemDraw組件對(duì)有機(jī)化合物命名的方法:新建“空白頁(yè)面【New Document】”,從“主工具欄【Main Toolbar】”中選擇合適的線條,畫出化合物的結(jié)構(gòu)式,然后用“選取框【Marquee】”選擇結(jié)構(gòu)式,再?gòu)牟藛巍敖Y(jié)構(gòu)【Structure】”上選擇“結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為名稱【Convert Structure to Name】”命令,則在結(jié)構(gòu)式下面出現(xiàn)化合物的系統(tǒng)名稱。
對(duì)于化合物Ⅲ的碳鏈編號(hào),雖然只有2個(gè)碳原子,但取代基也有“1,1,2-”和“1,2,2-”兩種編號(hào),顯然前者符合“最低系列”的要求。在英文名稱中,三個(gè)取代基按照首字母來(lái)排序,“bromo, chloro, iodo”,名稱為1-bromo-2-chloro-1-iodoethene;而在中文名稱中,按照“次序規(guī)則”來(lái)排序,也即原子序數(shù)大小的次序?yàn)椤奥取?、碘”,名稱為2-氯-1-溴-1-碘乙烯。
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化合物 Ⅲ 化合物 Ⅳ
(Z)-2-氯-1-溴-1-碘乙烯 1-甲基-6-乙基環(huán)己烯
化合物Ⅳ的碳環(huán)上有雙鍵,烯烴的命名要讓雙鍵碳的位次編號(hào)最小,取代基有“2,3-”和“1,6-”兩種編號(hào),顯然后者符合“最低系列”的要求。在英文名稱中,兩個(gè)取代基按照首字母來(lái)排序,“ethyl, methyl”,名稱為6-ethyl-1-methylcyclohex-1-ene;而在中文名稱中,按照“次序規(guī)則”來(lái)排序?yàn)椤凹谆?、乙基”,烯基在碳鏈末端時(shí)可以省略其位次,名稱為1-甲基-6-乙基環(huán)己烯。
化合物Ⅴ和Ⅵ的結(jié)構(gòu)相似,環(huán)己烯上的基團(tuán)分別為溴和羥基。在化合物Ⅴ中,主官能團(tuán)為烯鍵,母體為烯烴,溴為取代基,位于烯烴的3-位,名稱為3-溴環(huán)己烯。而在化合物Ⅵ中,主官能團(tuán)則為羥基,母體為醇,環(huán)己烯為取代基,在取代基中烯鍵位于2-位,名稱為環(huán)己-2-烯基醇,簡(jiǎn)稱為2-環(huán)己烯醇。
一個(gè)有機(jī)化合物的系統(tǒng)名稱是否正確,對(duì)命名規(guī)則的理解是否準(zhǔn)確,在不同的教材里可能有不同的解說(shuō),而借助于ChemOffice軟件的內(nèi)置命名規(guī)則,畫出結(jié)構(gòu)式讓ChemOffice軟件自動(dòng)生成系統(tǒng)名稱,可以對(duì)有機(jī)化合物的系統(tǒng)名稱進(jìn)行辨識(shí),無(wú)疑是一種快速有效的方法。
三、通過新途徑,建構(gòu)正確概念
在有機(jī)化合物的命名中,將“最低系列”理解為“所有取代基位次之和最小者”是錯(cuò)誤的。一些錯(cuò)誤概念形成的原因,一是部分教師對(duì)概念的解釋有偏差,對(duì)學(xué)生形成了誤導(dǎo);二是某些輔導(dǎo)教材或者學(xué)生自己總結(jié)的學(xué)習(xí)技巧,對(duì)正確概念形成了曲解;三是一些錯(cuò)誤的概念具有隱蔽性,能夠成功解釋一些問題,教師和學(xué)生認(rèn)為有偏差也無(wú)所謂。
關(guān)鍵詞: 先學(xué)后教 探究式教學(xué) 同課異構(gòu)
2014年12月23日,福建省基礎(chǔ)教育萬(wàn)名骨干教師同課異構(gòu)活動(dòng)在霞浦一中舉行,五位教師針對(duì)魯科版必修化學(xué)2第三章“重要的有機(jī)化合物”第一節(jié)“認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物”,進(jìn)行了關(guān)于“有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”的同課異構(gòu)活動(dòng),五位開課教師都展示出了較高的教育教學(xué)水平,體現(xiàn)出了自己對(duì)教材的理解和把握和學(xué)生的互動(dòng)積極,重難點(diǎn)突破有效,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。不同教師體現(xiàn)出不同風(fēng)格特點(diǎn)。下面以張堅(jiān)老師使用的“先學(xué)后教”模式和左友松老師使用的“探究教學(xué)”模式做對(duì)比,探討不同教學(xué)模式的具體表現(xiàn)。
表1 教師基本信息
兩位教師所在學(xué)校均為福建省一級(jí)達(dá)標(biāo)高中,學(xué)生層次差別不大,同時(shí)兩位教師今年均不在高一任教,均使用借班上課。
1.課前準(zhǔn)備
1.1課程要求
《有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)》是魯科版必修化學(xué)2第三章“重要的有機(jī)化合物”第一節(jié)“認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物”的第二課時(shí),根據(jù)魯科版必修模塊有機(jī)化學(xué)的特點(diǎn),通過有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和有機(jī)物的性質(zhì)兩條線進(jìn)行編排,在學(xué)習(xí)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和有機(jī)物的性質(zhì)過程中,使學(xué)生認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的多樣性,初步形成有機(jī)化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。
聽課對(duì)象是霞浦一中高一學(xué)生,具備一定的信息查詢、檢索和整理能力,在學(xué)習(xí)中與同伴合作,并且具備一定的化學(xué)思維和表達(dá)能力。在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了第一課時(shí)有機(jī)化合物的性質(zhì),包括甲烷的化學(xué)性質(zhì)、取代反應(yīng)等,學(xué)生在初中已學(xué)過乙醇、乙酸等常見的有機(jī)化合物,對(duì)有機(jī)化合物的概念有初步認(rèn)識(shí),但未學(xué)習(xí)過烴的知識(shí)。
1.2教學(xué)目標(biāo)
通過本節(jié)課學(xué)習(xí),學(xué)生能夠了解有機(jī)化合物中碳的成鍵特征,體會(huì)有機(jī)化合物的多樣性。同時(shí)以甲烷及烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為例,知道有機(jī)化合物中存在同分異構(gòu)體和同分異構(gòu)現(xiàn)象,能夠書寫結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。在具體實(shí)踐中,通過拼裝烷烴的模型,學(xué)生認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物分子的立體結(jié)構(gòu),逐步培養(yǎng)空間想象能力。
本節(jié)課的重點(diǎn)是學(xué)生通過組裝有機(jī)分子的模型的實(shí)踐活動(dòng),了解有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的多校性,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和動(dòng)手實(shí)踐能力,激發(fā)學(xué)生探索未知知識(shí)的興趣,讓他們享受到探究未知世界的樂趣。
1.3教學(xué)方法
1.3.1“先學(xué)后教”教學(xué)法
“先學(xué)后教”教學(xué)法打破了傳統(tǒng)由教師教、學(xué)生學(xué)的教學(xué)模式,課堂教學(xué)全過程都讓學(xué)生參與,從而真正確立學(xué)生的主體地位。其特點(diǎn)是學(xué)生先“學(xué)”(看書并檢測(cè)看書效果),然后才“教”(解決“學(xué)”中暴露出的問題)。自學(xué)為主,以學(xué)定教。
其基本環(huán)節(jié)為學(xué)生課前通過導(dǎo)學(xué)案自學(xué)、課堂中教師檢測(cè)學(xué)生自學(xué)情況、學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)、學(xué)生展示討論結(jié)果、教師根據(jù)學(xué)生問題進(jìn)行點(diǎn)評(píng),最后當(dāng)堂鞏固。
1.3.2“探究式”教學(xué)法
“探究式”教學(xué)法是以探究為主體的一種教學(xué)活動(dòng)方式,通過教師的課堂組織,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,激發(fā)學(xué)生興趣,開發(fā)學(xué)生的潛能和創(chuàng)新意識(shí),同時(shí)通過不同類型的探究,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力及團(tuán)體協(xié)作精神,使學(xué)生在掌握知識(shí)和提升能力兩方面和諧發(fā)展。
其基本環(huán)節(jié)為教師創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生提出問題、進(jìn)行猜想和假設(shè),教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)或?qū)嶒?yàn),啟發(fā)學(xué)生得出結(jié)論,再進(jìn)行反思和提高。
2.課堂實(shí)錄
以下兩位老師的上課,“先學(xué)后教”教學(xué)法以“先”代表,“探究式”教學(xué)法以“探”代表,學(xué)生以“學(xué)”代表。
2.1復(fù)習(xí)舊課
兩位教師均使用語(yǔ)言幫助學(xué)生回憶上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容,學(xué)生通過引導(dǎo)回憶甲烷的性質(zhì)。
2.2引入新課
引入新課
先:通過課前發(fā)放導(dǎo)學(xué)案,學(xué)生在前一天晚上依導(dǎo)學(xué)案進(jìn)行課前自學(xué),已經(jīng)了解本節(jié)課需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),教師在上課開始的PPT上直接打出本節(jié)課需要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)。
學(xué):已經(jīng)自學(xué)完成,知道本節(jié)課需要上什么內(nèi)容,不需要老師引入。
探:提出問題,甲烷的性質(zhì)由什么決定?結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。制造懸念。
學(xué):對(duì)甲烷的性質(zhì)是由什么決定的感到好奇,對(duì)新課充滿興趣。
2.3新知學(xué)習(xí)
先:發(fā)放檢測(cè)卷,學(xué)生根據(jù)自己課前自學(xué)情況進(jìn)行作答。教師不做講解,由學(xué)生自行處理。學(xué)生完成課前檢測(cè)后,小組內(nèi)開始討論,得出小組內(nèi)的共同意見。每小組派一位代表將本組內(nèi)的意見板演到黑板上,各小組繼續(xù)討論。本部分完成“自學(xué)檢測(cè)、小組討論、成果展示”等幾個(gè)環(huán)節(jié),基本未使用PPT。
學(xué):老師未傳授知識(shí),只能通過自己的理解完成,不清楚的地方由同學(xué)之間互相幫助,對(duì)與不對(duì)都需要自己探索,雖然不知道結(jié)論是否正確,但每個(gè)同學(xué)都必須參與,協(xié)作完成。
探:教師通過精美的PPT進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè),通過電子式引出結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式教學(xué),以及展示球棍模型和比例模型,學(xué)生被深深地吸引住,依教師精心設(shè)計(jì)的思路。通過課堂學(xué)案表,依教材內(nèi)容進(jìn)行活動(dòng)探究。
學(xué):老師講得非常精彩,認(rèn)真預(yù)習(xí)和認(rèn)真聽講的同學(xué)收獲很大,不認(rèn)真或課前未預(yù)習(xí)過的同學(xué),只好順著老師,聽多少是多少,以待課后鞏固。
2.4活動(dòng)探究
先:教師引導(dǎo)學(xué)生觀察各組結(jié)果,小組討論出現(xiàn)問題的原因,引導(dǎo)學(xué)生用桌面模型進(jìn)行組裝,通過實(shí)踐證明自己的觀點(diǎn)是否正確,小組內(nèi)討論交流個(gè)人的看法,對(duì)前一個(gè)階段認(rèn)識(shí)進(jìn)行糾正。教師并未講解,由學(xué)生自行組裝。
學(xué):通過自己動(dòng)手,以及和同學(xué)間的協(xié)作,逐步消除原先自學(xué)過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,并對(duì)所學(xué)知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí)。由于教師未講解,拼出了各種奇怪的模型。
探:實(shí)施活動(dòng)探究二,進(jìn)行猜想和假設(shè),用桌面上的模型組裝丁烷的結(jié)構(gòu),通過學(xué)生組裝出的結(jié)構(gòu)模型,講解丁烷、同分異構(gòu)體、同分異構(gòu)現(xiàn)象,教師細(xì)致講解,學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)。
學(xué):通過自己動(dòng)手,完成兩種類型的丁烷結(jié)構(gòu),待老師講解后,學(xué)會(huì)教材中的知識(shí)點(diǎn),由于時(shí)間關(guān)系,目標(biāo)比較明確,完成丁烷結(jié)構(gòu),未進(jìn)行發(fā)散,以拼出其他模型。
2.5難點(diǎn)突破
先:引導(dǎo)學(xué)生上臺(tái)展示自己所做的模型,通過實(shí)物展臺(tái)和PPT,由學(xué)生講解自己的思路和設(shè)想,教師針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題進(jìn)行講解,其他學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)踐和思索,提出質(zhì)疑或咨詢,教師一一分析和講解,消除學(xué)生疑惑。
學(xué):通過展示和老師講解,發(fā)現(xiàn)自己原先的看法正確還是錯(cuò)誤,由于是親自動(dòng)手探究,并在未知情況下進(jìn)行思索,當(dāng)正確結(jié)果出現(xiàn)后,印象深刻,消除存在疑惑。
探:提出問題,創(chuàng)設(shè)情境,以PPT形式展示,不同結(jié)構(gòu)是否屬于同分異構(gòu)體?二氯甲烷有幾種同分異構(gòu)體?學(xué)生根據(jù)老師上課中傳授的知識(shí)進(jìn)行比對(duì)、分析、判斷,得出結(jié)論,教師進(jìn)行講解和點(diǎn)評(píng),消除學(xué)生疑惑。
學(xué):剛學(xué)完丁烷,老師又推出其他結(jié)構(gòu),用本節(jié)課現(xiàn)學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析、判斷,解決問題,老師的講解非常重要,學(xué)生認(rèn)真聽講,消除疑惑。
2.6當(dāng)堂鞏固
先:發(fā)放當(dāng)堂鞏固練習(xí),本練習(xí)對(duì)提升學(xué)生認(rèn)知水平有效,學(xué)生根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)收獲,進(jìn)行提高和延伸,結(jié)束練習(xí)后,繼續(xù)小組交流、教師點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié),最后消除完全部疑問后小結(jié),不布置課后作業(yè)。
學(xué):新發(fā)的練習(xí)難度加大,需要認(rèn)真反思本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn),完成后,經(jīng)過老師的點(diǎn)評(píng),對(duì)本節(jié)課的收獲很大,課后沒有作業(yè),負(fù)荷降低。
探:教師通過總結(jié)得出結(jié)論,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思和提高,以練習(xí)形式進(jìn)行鞏固和小結(jié),學(xué)生獨(dú)立完成,教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解,課后布置一定量的作業(yè),進(jìn)行知識(shí)鞏固和提升。
學(xué):通過老師的講解,回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容,回家需要對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固,同時(shí)安排一定時(shí)間完成課后作業(yè)。
3.課后反思
美國(guó)科學(xué)研究院院長(zhǎng)布魯斯阿爾伯茲說(shuō)過:當(dāng)學(xué)生面臨困難但并不是高不可攀的問題時(shí),通過努力得到問題的答案,這樣一來(lái),學(xué)生就不斷成長(zhǎng),就能處理越來(lái)越復(fù)雜的問題,當(dāng)他們養(yǎng)成探索的習(xí)慣時(shí),他們就成了學(xué)習(xí)的主人。本節(jié)課容量大,光名詞,如“烴”、“結(jié)構(gòu)式”、“結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式”、“同分異構(gòu)現(xiàn)象”、“同分異構(gòu)體”等就達(dá)三十多個(gè),學(xué)生需要在極短時(shí)間內(nèi)了解課內(nèi)知識(shí),難度較大。
“先學(xué)后教”教學(xué)法,學(xué)生通過課前教師發(fā)放的導(dǎo)學(xué)案自主學(xué)習(xí),可以將本節(jié)內(nèi)容消化大部分,然后課內(nèi),教師通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)學(xué)生自學(xué)中遇到的問題,組織小組進(jìn)行合作學(xué)習(xí),可以解決個(gè)人不能解決的疑難問題。教師點(diǎn)撥時(shí),激勵(lì)學(xué)生充分闡述自己的思維過程,無(wú)論正確與否,教師均不急于發(fā)表意見,以免限制學(xué)生思維,而是鼓勵(lì)學(xué)生相互評(píng)價(jià),使課堂呈現(xiàn)“思維活躍,反饋暢通、小組協(xié)作、不斷創(chuàng)新”的局面,然后教師展示自己的思維過程,給學(xué)生以啟迪。通過生生交流、師生交流,在思想碰撞中,學(xué)生學(xué)有所悟、學(xué)有所獲。
雖然整節(jié)課教師講授的內(nèi)容不是很多,但是教師成為課堂的組織者,通過嚴(yán)密的課堂環(huán)節(jié),不失時(shí)機(jī)地引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí),把學(xué)生置于生動(dòng)、開放、多元、探究的環(huán)境中,學(xué)生全方位得到獲取知識(shí)體驗(yàn)的方式,以及通過親身實(shí)踐、合作探究體會(huì)到探索的,有利于激發(fā)學(xué)生尋求真理、認(rèn)真探索的精神,并重現(xiàn)歷史上科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程。全體學(xué)生均能主動(dòng)參與,效果良好。
“探究式”教學(xué)法,通過精心設(shè)計(jì)教學(xué)流程,教師把探究式教學(xué)有機(jī)融入教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇合理的方法,在情境創(chuàng)設(shè)中,學(xué)生能夠提出問題、分析問題、解決問題,在探究過程中,學(xué)生能夠掌握基本化學(xué)方法,體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過程,鍛煉思維的嚴(yán)密性,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,促進(jìn)學(xué)生個(gè)體形成和發(fā)展。教師在探究活動(dòng)策略與方法的制定方面起決定作用,引導(dǎo)學(xué)生有效參與探究學(xué)習(xí),讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人,從而使教學(xué)充滿生機(jī)與活力。
從教學(xué)整個(gè)過程來(lái)看,課堂設(shè)計(jì)合理,教學(xué)內(nèi)容密度適中。學(xué)生能夠很好地參與課堂討論,老師講授時(shí)機(jī)把握較為準(zhǔn)確、恰當(dāng),整個(gè)教學(xué)過程非常流暢,師生之間、生生之間互動(dòng)較好,對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)素養(yǎng)的發(fā)展能起到了積極的推動(dòng)作用。
“先學(xué)后教”教學(xué)法,教師通過組織突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,發(fā)散性好,“探究性”教學(xué)法,教師通過引導(dǎo)突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,條理清晰,通過本節(jié)課教學(xué),兩位教師均達(dá)到了自己最初的教學(xué)設(shè)想,同時(shí)讓我們對(duì)“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”有了更充分的認(rèn)識(shí),無(wú)論使用哪種教學(xué)法,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性都需要教師調(diào)動(dòng)和激發(fā),學(xué)生的思維能力要靠教師啟發(fā)和發(fā)散。
參考文獻(xiàn):
[1]王安康.關(guān)于高中化學(xué)探究式教學(xué)開放性的思考與實(shí)踐[J].考試周刊,2014(8).
關(guān)鍵詞:卷煙商標(biāo)紙 揮發(fā)性有機(jī)化合物VOCs 空白
卷煙商標(biāo)紙印刷過程中會(huì)產(chǎn)生溶劑殘留,這是卷煙商標(biāo)紙中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs) 的主要來(lái)源,溶劑殘留在含量過高時(shí)會(huì)對(duì)產(chǎn)品吸昧和消費(fèi)者健康產(chǎn)生不良影響[1]。為了提高卷煙的產(chǎn)品質(zhì)量,減小卷煙對(duì)人體健康的危害,近年來(lái)煙草行業(yè)在這方面進(jìn)行了大量的研究,頒布了煙用商標(biāo)的VOCs檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)[2]和VOCs限量標(biāo)準(zhǔn)[3]。嚴(yán)格控制煙用商標(biāo)紙中VOCs的殘留量,對(duì)提高卷煙吸食安全性和卷煙產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義。
卷煙商標(biāo)紙中VOCs的測(cè)定方法是頂空―氣相色譜法,目前對(duì)這方面的檢測(cè)研究報(bào)道很多,但不同空白處理方式對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響分析方面卻未見報(bào)道。本文參考國(guó)家煙草行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),以PE頂空一氣相色譜法作為定量方法,對(duì)檢測(cè)過程不同空白處理方式進(jìn)行對(duì)比分析,旨在通過對(duì)比分析尋求一種科學(xué)合理的空白處理方式,為提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性提供一種參考方法。
1 材料與方法
1.1 材料、試劑與儀器
商標(biāo)紙取自紅塔遼寧煙草有限責(zé)任公司營(yíng)口卷煙廠倉(cāng)庫(kù),種類主要是卷煙條、盒商標(biāo)紙。
試劑:乙醇、正丁醇、異丙醇、丙酮、環(huán)己酮、4一甲基一2一戊酮、乙酸乙酯、丁酮、乙酸正丙酯、甲苯、苯、二甲苯(鄰、間、對(duì))、乙苯、乙酸異丙酯、丙二醇甲醚、乙酸正丁酯和三醋酸甘油酯,上述試劑均為分析純。
儀器:XS204電子天平(感量0.0001g,瑞士梅特勒公司);M240烘箱(德國(guó)BINDER公司);HS-40頂空進(jìn)樣器(美國(guó)PerkinElmer公司);Clarus 600氣相色譜儀(美國(guó)PerkinElmer公司)。
1.2 儀器分析條件
1.2.1 頂空條件
靜態(tài)頂空儀(HS):20mL頂空瓶,樣品加熱溫度80℃,樣品加熱時(shí)間45min,進(jìn)校針溫度100℃,傳輸線溫度120℃,加壓時(shí)間2min,進(jìn)樣時(shí)間0.2min,拔針時(shí)間0.2min,進(jìn)樣模式高壓進(jìn)校,色譜柱壓力20psi,進(jìn)校壓力35psi。
1.2.2 氣相色譜儀條件
氣相色譜儀(Clarus600GC):VOCOL毛細(xì)管柱,60m×0.32mm×1.8um,載氣為He,進(jìn)樣口溫度150℃,進(jìn)樣口設(shè)置流量關(guān)閉,程序升溫:40℃(保持2min)以4 ℃/min升140℃(保持4min)然后以15℃/min升200℃(保持15min)。FID檢測(cè)器:溫度240℃,氫氣流量45mL/min,空氣450mL/min。
1.3 樣品處理
從印刷廠取得商標(biāo)紙?jiān)堊鰹榭瞻讓?shí)驗(yàn)室樣品,裁切根據(jù)國(guó)標(biāo)《卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機(jī)化合物的測(cè)定頂空一氣相色譜法》中的方法進(jìn)行樣品制備。
1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備
按照國(guó)標(biāo)《卷煙條與盒包裝紙中揮發(fā)性有機(jī)化合物的測(cè)定頂空一氣相色譜法》的方法制備標(biāo)準(zhǔn)曲線,色譜定性分離圖見圖一,各成分的定量標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)如表1所示。
2 結(jié)果與討論
我們分別將空白原紙采用三種方式進(jìn)行處理:第一種直接裁切空白樣品后加入頂空瓶,稱為原紙;第二種方式是將裁切好的樣品100℃時(shí)烘四小時(shí)降至室溫后放入頂空瓶,稱為烘紙;第三種方式是將裁切好的空白放入樣品瓶后100時(shí)烘四小時(shí)降至室溫,稱為烘瓶,每瓶均加入同一濃度的試液,每個(gè)樣品分別進(jìn)行了平行樣檢測(cè),結(jié)果取平均值。分別對(duì)不同克重的樣品A和樣品B的檢測(cè)結(jié)果及對(duì)比圖示分別如表2和圖2、圖3所示。
上表和上圖結(jié)果表明,針對(duì)差異較大的樣品A和樣品B空白處理方式的不同,將會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果有一定的差異,將樣品裁切后進(jìn)行烘或放入樣品瓶后烘均比直接裁切后進(jìn)行分析空白值要小,尤其是丙二醇甲醚和乙酸正丙酯受的影響更大,因此對(duì)于煙草行業(yè)各企業(yè)開展包裝紙揮發(fā)性有機(jī)化合物測(cè)定時(shí)空白處理時(shí)最好先烘后再加液分析。
3 結(jié)論
本文通過對(duì)不同樣品的空白處理方式VOCs檢測(cè)結(jié)果對(duì)比,尋找出對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響較小的空白處理方式。本方法簡(jiǎn)便實(shí)用,便于推廣,為企業(yè)開展VOCs檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)室之間比對(duì)實(shí)驗(yàn)提供了一種參考手段。
參考文獻(xiàn):
[1]謝焰,陸怡峰,孫文梁等.卷煙包裝紙中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)的頂空一氣相色譜分析.中國(guó)煙草學(xué)報(bào),2007,13(6):l3.
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