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「学习」分析化学与日常学习生活

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摘要

分析化学作为本科阶段学生的必修课,是化学基础且传统的分支学科。笔者被迫从已经或即将(在上交本课程论文时)操练的分析化学实验三大滴定法切入,反思、感悟,总结出一篇联系日常生活实际与分析化学实验知识的课程小论文。本文中笔者更以独特视角将分析化学实验中的操作细节与思政课程里的学习要点联结起来。

关键词

分析化学实验、感悟、生活、思政

第一章 引言

同学们通过进行不同类型的滴定分析实验,注意这些滴定分析之间的相同点与不同点。譬如,这些滴定滴定分析都通过消耗经准确计量的标准物质来测定被测物质的含量,而这些滴定分析中指示剂的变色原理却又有所不同。本文重点关注了联系酸碱中和滴定、配位络合滴定、氧化还原滴定中几个异同点。

第二章 感悟

下面分三小节枚举了个人从规律的实验练习中产生的感想。

2.1.酸碱中和滴定

酸碱滴定法是学习化学分析的第一道门坎。其他滴定法中许多概念都可以从酸碱中和滴定中派生得到。我们不妨先来看看本学期第5、6次分析化学实验,即“滴定分析基本操作练习”。这次实验中要求同学们应初步掌握两种常见指示剂终点的判定。

首先,我们考察指示剂的终点误差。通过理论学习,我们知道,指示剂变色时滴定反应并不一定要恰好位于化学计量点。只要变色范围在突越范围以内的指示剂,都能保证终点误差±0.1%以内。而这不经让我联想到马克思主义认识论的根本要求与具体体现:一切从实际出发,就是要把客观存在的事物作为观察和处理事物的根本出发点。从实际出发,就是注重事实。而实验要求的误差范围便是事实,如此一来,由滴定分数a出发进行计算,算出的滴定突跃才是决定指示剂选择的真理。

不妨将这样的思想推广并细化到日常的学习生活中,我们能够发现,生活中对待他人、对待自己其实不必太死板。举一个例子,大家都知道粮食来之不易,随处可见的公益广告无处不在,无时不刻在提醒我们节约粮食。可是同学们节约粮食千万要从实际出发,明白自己的实际饱食度,不要因为追求充分利用粮食资源,而在吃完每一粒米饭,每一片菜叶,每一块辣椒,每一团肥肉后还不忘喝完盘子里的油。这么做不仅如同碱滴酸时,非观察到酚酞在弱碱性环境下的那种足够微弱却肉眼可见的微红不可那样,脱离实际、浪费时间,还损害自己的形象。

凡事要以实际需求出发。虽然马克思与其他许多哲学家不在人与动物之间画上等号,可是科学家们普遍认为人就是属于哺乳动物,而哺乳动物属于动物界。那些大肆宣传节约粮食的人们也应该问问自己,浪费食物是不是动物界的一种普遍现象呢?实话说,家养的小猫小狗吃东西普遍吃的较为干净,在笔者印象中确实不会剩什么。可是狮子、狼等掠食者吃被捕食者难道一点都不剩?若是这样,可苦了秃鹫、鬣狗等食腐动物。被捕食者被吃的干干净净,所以食腐动物们只能得等那些老动物挂掉才能吃上饭。

那么,宣传节约粮食是不是也应该从实际出发。让人们开始以钻牛角尖的态度研究这个问题肯定不是宣传者的本意。

好了,扯远了。下面让我们进入配位滴定法。

2.2.配位络合滴定

现在不妨翻到蓝皮实验书的第118页,看看在自来水总硬度的测定中EDTA的标定过程。注意,配置0.01mol/L的EDTA只需要大约秤量1.9的乙二胺四乙酸二钠盐即可。注意上面这句话的重点是,“大约”二字。在酸碱中和滴定中盐酸标准溶液与氢氧化钠标准溶液的在配置,同样只要求取大约8.5mL的(1+1)浓盐酸或大约2g的固体氢氧化钠。就这样,在分析化学实验进行到配位络合滴定时,我猛然从大约这二字中领悟到马克思主义基本原理同各国具体实际相结合的哲学基础,即矛盾的普遍性和特殊性的辩证关系的原理。

如高鸿院士表示:“科学研究的区分,就是根据科学对象所具有的特殊的矛盾性。”[6],由于矛盾的普遍性,滴定分析操作本身蕴涵着矛盾。EDTA的标定就是其中的一个矛盾。而事物又是由多种矛盾构成的,于是我们必须从中认清主要矛盾与次要矛盾。标定约0.01mol/L的EDTA是EDTA的标定的主要矛盾或是矛盾的主要方面,而EDTA的称量是次要矛盾或是矛盾的次要方面。重点该抓住的是主要矛盾,通过精确测定基准物质CaCO3的量来保证EDTA标定的精确度,EDTA本身质量的测量的无需要求精确。不过,虽然EDTA的称量是次要矛盾,但是由于主要矛盾的解决并不意味着次要矛盾就自然而然得到解决,所以我们还是得称量1.9g的EDTA,不能偏差太大,否则无论标定的如何精准,最终EDTA的浓度不会靠近0.01mol/L。

要注意将着重把握主要矛盾,矛盾的主要方面的“重点论”应用到实际学习生活的其他领域,看问题既要全面的看,又要看主流、大势、发展趋势。

2.3.氧化还原滴定

在同学们学习氧化还原滴定理论时一定会注意到,在由标准能斯特方程转化为条件电极电势表达式时,式子中含有副反应系数。副反应系数在讨论配位络合滴定时是很常见的。在氧化还原滴定法应用时计算电极电势可以很方便的代入副反应系数的计算公式。这难免让我想到,若方向选对了,做事情往往能够事半功倍。生活同样甚至更甚于此,凡事应讲究次序,这样生活才会秩序井然不至于陷入混乱不堪的地步。

此外,由于氧化还原反应常伴有副反应,速率缓慢,因而在考虑氧化还原滴定时必须综合分析整个体系含有的物种,以免各种副反应干扰实验。同样的在生活中,我们也要综合认识考量自然环境,社会环境给我们的好的影响或不好的干扰。好的影响我们可以好好利用并设法保持,而坏的干扰我们必须找到消除或掩蔽的方法。

第三章 结语

实事求是,认清事物的基本原则,学会基本方法,关注主要矛盾,选对基本方向是在生活中不断进步的好的理论指导。

参考文献

[1]. 彭以元,王涛等.基础化学实验(I)[M].南昌:江西高校出版社,2010:61-123

[2]. 彭以元,钟声亮等.基础化学实验(II)[M].南昌:江西高校出版社,2018:46-47

[3]. 本书编写组.思想道德修养与法律基础[M].第8版.北京:高等教育出版社,2018:74-85

[4]. 本书编写组.中国近现代史纲要[M].第7版.北京:高等教育出版社,2018:283-351

[5]. 本书编写组.马克思主义基本原理[M].第1版.北京:高等教育出版社,2021:58-105

[6]. 高鸿. 分析化学已发展到分析科学阶段[J].大学化学.1999, 14 (4):4-7

— Nov 21, 2021