《大學化學實驗基礎》以“化學實驗室素養(yǎng)和認可能力要求—基礎能力—綜合能力”為主線,分層次設置教學內(nèi)容,主要包含實驗室安全、分析數(shù)據(jù)處理與結果表示、實驗室4M1E要素管理、實驗室6S管理、常用玻璃儀器的功能與使用、常用儀器的功能與使用、常用有機溶劑的性質與使用、實驗部分等8章。其中,實驗部分,精編30個實驗,包括5個基礎驗證性實驗、5個趣味性實驗和20個體現(xiàn)專業(yè)特色的綜合性實驗,涵蓋能源、材料、光學、集成電路、環(huán)境、食品等專業(yè)領域,每個實驗附有思考題。系統(tǒng)給出化學實驗室安全要求及安全應急預案、分析數(shù)據(jù)處理與結果表述方法;同時,引入“人、機、料、法、環(huán)”等五要素(4M1E)及6S管理等先進質量理念用于化學實驗室管理,提高實驗室安全與素養(yǎng),培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)和能力,滿足科研深造及就業(yè)用人單位對卓越工程師的需求。
本書可作為高等院校非化學化工類各專業(yè)的大學化學(或普通化學、工程化學)實驗課程教材,也可作為工科院校卓越工程師等新工科復合人才培養(yǎng)平臺化學實驗教材。
第1章 實驗室安全 001
1.1 化學實驗室安全 001
1.1.1 實驗室事故原因分析 001
1.1.2 化學實驗室安全要求 003
1.1.3 化學品的使用安全 005
1.1.4 化學品的廢棄處理 010
1.1.5 實驗室用電安全 011
1.2 化學實驗室安全應急預案 012
1.2.1 火災事故應急預案 012
1.2.2 觸電事故應急預案 015
1.2.3 危險化學品事故應急預案 016
1.2.4 劇毒藥品中毒應急預案 016
1.2.5 燙傷、凍傷應急預案 017
第2章 分析數(shù)據(jù)處理與結果表示 018
2.1 誤差與準確度 018
2.1.1 系統(tǒng)誤差 018
2.1.2 隨機誤差 018
2.1.3 過失錯誤偏差 019
2.1.4 誤差與準確度的關系 019
2.2 準確度與精密度 020
2.2.1 精密度與相對標準偏差 020
2.2.2 精密度與準確度的關系 021
2.3 有效數(shù)字與運算規(guī)則 021
2.3.1 有效數(shù)字的位數(shù)確定規(guī)則 022
2.3.2 有效數(shù)字的修約規(guī)則 024
2.3.3 有效數(shù)字運算規(guī)則 025
2.4 分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理與結果判定 028
2.4.1 極差法 029
2.4.2 方差齊性檢驗(F 檢驗) 030
2.4.3 平均值一致性檢驗(t 檢驗) 033
2.4.4 格拉布斯(Grubbs)檢驗 035
2.4.5 柯克倫(Cochran)檢驗 037
2.4.6 正態(tài)分布檢驗(偏態(tài)系數(shù)和峰態(tài)系數(shù)法) 038
2.4.7 數(shù)據(jù)分析的步驟 039
2.5 測量不確定度的評定及結果表示 040
2.5.1 測量不確定度的定義與分類 040
2.5.2 測量不確定度的評定流程與結果表示 041
2.5.3 測量不確定度的評定示例 042
第3章 實驗室4M1E 要素管理 052
3.1 “人”要素管理 052
3.2 “機”要素管理 053
3.2.1 實驗設備分類與管理總體要求 053
3.2.2 建檔管理 054
3.2.3 標識管理 054
3.2.4 設備的校準 055
3.2.5 設備的期間核查 056
3.2.6 設備相關供應商評價 062
3.3 “料”要素管理 063
3.3.1 實驗室用水管理 063
3.3.2 標準物質管理 063
3.3.3 其他管理要求 070
3.3.4 材料供應商的管理與評價 071
3.4 “法”要素管理 071
3.4.1 方法確認和方法驗證 071
3.4.2 內(nèi)部質量控制 075
3.5 “環(huán)”要素管理 076
第4章 實驗室6S 管理 077
4.1 6S 管理內(nèi)容與要點 077
4.1.1 6S 的起源與發(fā)展 077
4.1.2 6S 要素管理的內(nèi)容與作用 078
4.1.3 6S 要素之間的關系 082
4.2 實驗室6S 推行樣板案例 083
4.3 實驗室6S 管理的持續(xù)改進 089
第5章 常用玻璃儀器的功能與使用 091
5.1 常見玻璃儀器的功能與使用注意事項 091
5.1.1 燒杯 092
5.1.2 錐形瓶 092
5.1.3 燒瓶 092
5.1.4 量筒 093
5.1.5 容量瓶 094
5.1.6 單標線移液管 095
5.1.7 刻度移液管 095
5.1.8 滴定管 096
5.1.9 稱量瓶 097
5.1.10 試劑瓶 098
5.1.11 滴瓶 098
5.1.12 冷凝管 099
5.1.13 試管 100
5.1.14 比色皿 100
5.1.15 洗氣瓶 101
5.1.16 氣體干燥瓶 101
5.1.17 漏斗 102
5.1.18 抽濾瓶 102
5.1.19 磨口玻璃儀器 103
5.1.20 表面皿 104
5.1.21 研缽 104
5.1.22 干燥器 104
5.1.23 層析柱 105
5.2 玻璃儀器的洗滌和干燥 105
5.2.1 洗滌劑及其使用范圍 105
5.2.2 洗液及其配制 106
5.2.3 洗滌玻璃儀器的方法與要求 106
5.2.4 玻璃儀器的干燥 106
第6章 常用儀器的功能與使用 108
6.1 電熱鼓風干燥箱 108
6.2 真空干燥箱 109
6.3 加熱臺 111
6.4 磁力攪拌器 112
6.5 循環(huán)水真空泵 113
6.6 超聲波清洗機 114
6.7 等離子清洗機 115
6.8 離心機 116
6.9 超純水機 117
6.10 移液器 118
6.11 勻膠旋涂儀 120
6.12 電子天平 121
6.13 pH 計 122
6.14 電導率儀 124
6.15 接觸角測量儀 126
6.16 紫外可見分光光度計 127
6.17 熒光分光光度計 129
6.18 傅里葉紅外光譜 130
6.19 橢偏儀 131
6.20 薄層色譜 133
6.21 光學顯微鏡 134
第7章 常用有機溶劑的性質與使用 137
7.1 有機溶劑的分類 137
7.1.1 按照官能團分類 137
7.1.2 按照毒性分類 138
7.1.3 按照極性分類 138
7.2 有機溶劑的選擇 140
7.3 有機溶劑的用途 141
7.3.1 涂料和油墨工業(yè) 142
7.3.2 清洗劑和去污劑 143
7.3.3 醫(yī)藥和制藥領域 143
7.3.4 印刷和染料工業(yè) 143
7.3.5 化妝品和個人護理產(chǎn)品 143
7.3.6 燃料添加劑 144
7.4 有機溶劑的危害 144
7.4.1 有機溶劑對人體的危害 144
7.4.2 有機溶劑因其物理、化學性質產(chǎn)生的危害 146
7.5 有機溶劑的使用防護 147
7.5.1 安全操作 148
7.5.2 制訂針對易燃液體火災的基本應對策略 149
7.5.3 儲存、處理和管理 149
7.5.4 加強安全知識培訓 150
7.5.5 健康監(jiān)測 150
7.5.6 建立健全的監(jiān)督管理機制 150
7.6 常用有機溶劑的性質 150
7.6.1 甲酰胺 150
7.6.2 乙腈(甲基氰) 150
7.6.3 甲醇 151
7.6.4 乙醇 151
7.6.5 丙醇 151
7.6.6 丙酮 151
7.6.7 二氧六環(huán) 151
7.6.8 四氫呋喃 152
7.6.9 甲乙酮 152
7.6.10 正丁醇 152
7.6.11 乙酸乙酯 152
7.6.12 乙醚 153
7.6.13 異丙醚 153
7.6.14 二氯甲烷 153
7.6.15 氯仿 153
7.6.16 溴乙烷 153
7.6.17 苯 154
7.6.18 四氯化碳 154
7.6.19 二硫化碳 154
7.6.20 環(huán)己烷 154
7.6.21 己烷 154
7.6.22 煤油 155
第8章 實驗部分 156
8.1 基礎驗證性實驗 156
實驗一 溶液的配制及密度測定 156
實驗二 氯化鈉提純 158
實驗三 酸堿滴定 161
實驗四 弱電解質電離常數(shù)的測定 164
實驗五 由膽礬精制五水硫酸銅 167
8.2 趣味性實驗 169
實驗六 肥皂的制備 169
實驗七 “水中花園”的制備 171
實驗八 卵磷脂的提取 172
實驗九 “瓶中雪” 173
實驗十 氧化還原色彩魔術 174
8.3 綜合性實驗 176
實驗十一 化學反應速率的影響因素及反應級數(shù)的測定 176
實驗十二 光催化降解染料甲基橙 180
實驗十三 磺基水楊酸鐵(Ⅲ)配離子的合成與穩(wěn)定常數(shù)測定 184
實驗十四 從茶葉中提取咖啡因 187
實驗十五 從植物葉片提取天然色素 189
實驗十六 乙酰水楊酸(阿司匹林)的制備 192
實驗十七 魯米諾的合成和化學發(fā)光 194
實驗十八 溶膠凝膠法制備TiO2 納米材料 196
實驗十九 金溶膠的合成及性質測試 198
實驗二十 水凝膠的制備和性能測試 201
實驗二十一 水硬度的測定 203
實驗二十二 DNS 法測定淀粉水解產(chǎn)物的含量 206
實驗二十三 基于RCA 法的硅片清洗 209
實驗二十四 表面改性與接觸角測量 210
實驗二十五 硅片表面親疏水改性 212
實驗二十六 導電高分子PEDOT:PSS 薄膜的制備與薄膜厚度的測量 214
實驗二十七 維生素中鐵的測定 218
實驗二十八 碘量法測定過氧化氫的濃度 222
實驗二十九 食品中亞硝酸鹽的測定 224
實驗三十 未知有機物的分離和鑒定 226
附錄A 數(shù)據(jù)處理方法涉及的相關判定常數(shù) 228
附錄B 標準物質驗收記錄表參考示例 240
參考文獻 241