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虚拟教学

大学化学网络三维虚拟实验室

   一、三维网络情景交互式物理化学虚拟实验室系列软件


1. 燃烧热的测定

在本虚拟实验室中,学生可以进行苯甲酸的燃烧热测定实验。学生可以通过对本实验的学习进一步了解燃烧热测定的原理、雷诺校正曲线和ΔT的确定。在本实验中,学生可以根据提示进行实验操作,同时,学生的操作过程会被记录下来,通过平台体现出学生的操作结果。

                           



2. 静态法测量液体饱和蒸气压实验

本实验测定的无水乙醇的饱和蒸气压,使用的是静态法。在本实验中,学生可以通过调节阀门的开度来控制压差计中液面的上升和下降,以确保得到正确的实验结果。

3.胶体的制备及电泳

本虚拟实验室包含了半透膜的制备、胶体的制备、渗析及电泳的全部过程,使学生更加深刻的了解溶胶的制备和纯化方法,了解观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质,掌握电泳法测定胶粒电泳速率和溶胶电动电位的方法。



4.粘度法测定高聚物分子质量

高分子化合物,简称高聚物,与低分子化合物不同,前者的相对分子质量往往比后者大2~5个数量级。高聚物多是相对分子质量不同的大分子混合物,因此高聚物的分子质量是一个统计平均值(入数均分子量、重均分子量和黏均分子量),存在着分子质量的分布,由于高聚物的相对分子量对高聚物材料的力学性能以及加工性能有重要影响,因此高聚物相对分子质量的实验测定是高聚物结构与性能研究的重要内容之一

5.希托夫法测定离子迁移数

当电流通过电解质溶液时,溶液中的正负离子各自向阴、阳两极迁移,由于各种离子的迁移速度不同,各自所带过去的电量也必然不同。每种离子所带过去的电量与通过溶液的总电量之比,称为该离子在此溶液中的迁移数。

学生可通过做该虚拟实验,掌握希托夫法测定电解质溶液中离子迁移数的基本原理和操作方法。将实验所得数据填入表中,记录下来。

通过后台查看,学生可以处理实验数据以及提交报告,老师可以看到学生的数据处理。

6.弛豫法测定铬酸根-重铬酸根离子反应速率常数

驰豫法是测定快速反应动力学参数的一种常用实验方法.这种方法是将处于平衡状态下的反应体系,应用某种手段快速给其中一个微小的扰动,即在极短的时间内,使体系的某一条件(如:温度,压力,浓度,PH值和电场强度等)发生急剧的改变。于是平衡受到破坏,迅速向新的平衡位置移动,再通过快速物理实验分析方法(如:电泳法,分光光度法等)追踪反应体系的变化,直到建立新的平衡状态。平衡体系受到扰动后由不平衡恢复达到新平衡态的过程叫做驰豫,通过跟踪驰豫过程的速率来测定反应动力学参数的方法称为驰豫法。

该虚拟实验包括配置扰动液,清洗电极,滴加KOH、硝酸,滴加扰动液等步骤,并在操作过程中记录数据,保存数据上传完成实验。学生可通过后台查看自己的操作记录以及操作步骤和数据整理。

7.KNO3溶解热的测定

溶解热: 在恒温恒压下,n1  摩尔溶质溶于n2 摩尔溶剂(或溶于某浓度的溶液)中产生的热效应,用表示,溶解热可分为积分(或称变浓)溶解热和微分(或称定浓)溶解热。

该实验包括样品称量及干燥,向杜瓦瓶中加入水,将仪器链接并打开,调节电流、电压以及温度计,加入药品并记录数据,保存上传完之后完成实验。


8.BZ振荡实验

振荡是指反应系统中的某些量(如某组分的浓度)随时间做周期性的变化。BZ振荡实验是由贝诺索夫(Belousov)和柴波廷斯基(Zhobotinski)发现和发展起来的,是指在酸性介质中,有机物在有金属离子催化的条件下被溴酸盐

氧化,某些组分的浓度发生周期性的变化。

该虚拟实验包括实验原理、实验步骤、数据记录处理、结果的表达、震荡溶液的颜色变化、实验过程记录等部分,学生可根究该虚拟实验达到很好的实验预习效果,且可将理论与实际更好的结合,对整个实验有一个更好的理解。

二、三维网络情景交互滴定分析虚拟实验室系列软件


   三、三维网络情景交互有机化学虚拟实验室系列软件

序号

实验名称

备注

1

2-乙基-2-己烯醛虚拟实验

3D

2

3-溴环己烯的制备

3D

3

苯甲酸丁酯

3D

4

7,7-二氯二环[4,1,0]庚烷

3D

5

环己烯的制备

3D

6

邻氯苯甲酰氯的制备

3D

7

茉莉醛的制备

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8

叔丁基氯的制备

3D

9

无水乙醇的制备

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10

溴乙烷的制备

3D

11

乙酸酯的制备

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12

乙酰乙酸乙酯的制备

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13

乙醇与乙醚的分离

3D

 

 

   四、三维网络情景交互无机化学虚拟实验室系列软件

序号

实验名称

备注

1

三草酸合铁酸钾的制备

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2

氯化亚铜的制备

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3

氯化钠提纯

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4

粗硫酸铜的提纯

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5

络合物磁化率的测定

3D

6

甲基红的酸碱电离平衡常数的测定

3D

 

1、络合物磁化率的测定

实验目的:1.测定物质的摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型。2.掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。物质在外磁场H0作用下,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关。学生通过本虚拟实验,首先称量样品管,通过称量分别添加了摩尔氏盐和硫酸亚铁的样品管在变化磁场中的质量,记录数据并上传,学生可通过后台查看自己的实验数据并处理数据,之后提交自己的报告以便教师查看。

 

2、甲基红的酸碱电离平衡常数的测定

分光光度法是对物质进行定性分析、结构分析和定量分析的一种手段,而且还能测定某些化合物的物化参数,例如摩尔质量,配合物的配合比和稳定常数以及酸碱电力常数等。

本虚拟实验在紫外可见分光光度计下测定的,使用紫外分光光度计扫描两种组分的最大吸收波长,测不同浓度下的纯组分在该两个最大吸收波长下的吸光度值,从而求出其酸碱电离平衡常数。学生在操作过程中保存自己的实验数据,上传完毕后完成实验。


   五、高校网络虚拟实验教学中心管理系统平台1.0版

   

          本平台支持所开发的所有三维虚拟实验室,可实现无缝联接,具有虚拟实验室的信息反馈、信息保存、实验评价、数据记录,报告提交等功能。

       (1)本软件采用了开放式虚拟实验网络管理系统,使用Apache服务器,以MySQL作为数据库支持。学生可以通过预约系统预约实验,并通过用户身份验证后,进入到虚拟实验系统自主选择虚拟实验并进行实验操作。如下图:

     (2)学生完成虚拟实验后,综合评价系统就会自动生成对应其学号的虚拟实验报告,教师可以以教师的身份登录系统查看实验报告,报告中会给出学生对应的实验信息(如下图)。网络虚拟实验室的建立,可以解决学生实验时间空间受限等诸多问题,对于提高使用者的实验操作能力具有非常重要的意义。 

     (3)教师可以通过后台管理界面,可以控制实验参数与难度;

     (4)虚拟实验与虚拟实验教学中心信息管理平台配合使用形成完整的虚拟实验教学体系;

     5实现了真正的“网上虚拟实验中心”。为每个学生提供长期的个性化网络实验学习空间,全程跟踪、记录、指导、保存。