化学自主设计实验的探索与实践——以TiCN基合金中N含量测定为例

doi:10.3866/PKU.DXHX202306024

大学化学 >> 2024, Vol. 39 >> Issue (1): 185-190.doi: 10.3866/PKU.DXHX202306024

化学自主设计实验的探索与实践——以TiCN基合金中N含量测定为例

何英(), 李青

湖南工业大学生命科学与化学学院, 湖南株洲 410007

收稿日期:2023-06-07 录用日期:2023-08-07 发布日期:2023-08-14
通讯作者: 何英 E-mail:493283561@qq.com
基金资助:
2022年湖南省普通高等学校教学改革研究项目(HNJG-2022-0833)

Exploration and Practice of Self-Design Experiments in Chemical Experiment: Determination of Nitrogen Content in TiCN-Based Alloys

Ying He(), Qing Li

College of Life Sciences and Chemistry, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, Hunan Province, China

Received:2023-06-07 Accepted:2023-08-07 Published:2023-08-14
Contact: Ying He E-mail:493283561@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

不同于大学低年级的基础化学实验课，高年级开设自主设计实验，侧重于独立思考、主动探索。以“TiCN基合金中N含量测定”为例，介绍自主设计实验全过程，包含自选题目、设计方案、固体样品的消解、待测物质的提取、分析测试、数据处理与评估，将理论知识引入到实际问题中，用实验手段将两者深度融合，提高了学生判断思维、解决问题的能力以及综合素质。

关键词: 自主设计, TiCN基合金, N含量, 化学实验

Abstract:

Different from the basic chemistry experiment course in the lower grades of the university, the higher grades offer self-designed experiments, focusing on independent thinking and active exploration. Taking the "determination of N content in TiCN-based alloys" as an example, this paper introduces the whole process of self-designed experiments, including the digestion of solid samples, the extraction of substances to be measured, analysis and testing, data processing and evaluation, and introduces theoretical knowledge into practical problems, and uses experimental methods to deeply integrate the two, improving students' ability to judge, solve problems and comprehensive quality.

Key words: Self-designed, TiCN- based alloys, Nitrogen content, Chemical experiment

何英, 李青. 化学自主设计实验的探索与实践——以TiCN基合金中N含量测定为例[J]. 大学化学, 2024, 39(1): 185-190.

Ying He, Qing Li. Exploration and Practice of Self-Design Experiments in Chemical Experiment: Determination of Nitrogen Content in TiCN-Based Alloys[J]. University Chemistry, 2024, 39(1): 185-190.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202306024

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2024/V39/I1/185

图/表 5

表1

图1

表2

表3

表4

参考文献 10

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熔剂种类	现象	15 min后内容物状态	反应趋于平静所需时间/min
H₂SO₄ + K₂SO₄	白烟	液体，少许不溶颗粒	60
K₂S₂O₇	白烟	液体，少许不溶颗粒	40
H₂SO₄ + H₂O₂ + K₂S₂O₇	大量白烟	液体	30
H₂SO₄ + K₂SO₄ + K₂S₂O₇	大量白烟	液体	10

序号	A 碱液的用量/mL	B 蒸馏时间/min	C 馏出液体积/mL	D 吸收液用量/mL	氮量平均值/mg
1	40	6	50	20	19.23
2	40	8	70	30	19.57
3	40	10	90	40	19.89
4	60	6	70	40	19.84
5	60	8	90	20	19.98
6	60	10	50	30	20.02
7	80	6	90	30	19.87
8	80	8	50	40	20.03
9	80	10	70	20	20.01
k₁	58.69	58.94	59.28	59.22	–
k₂	59.84	59.58	59.42	59.60	–
k₃	59.91	59.92	59.74	59.76	–
R	1.22	0.98	0.46	0.54	–

试样质量/mg	消耗硫酸标液体积/mL	氮含量w_(N)/%	氮含量平均值/%	RSD/%
0.1105	19.84	14.55	14.59	0.49
0.1136	20.53	14.65
0.1078	19.50	14.66
0.1139	20.36	14.49
0.1091	19.64	14.59

TiCN质量/mg	氮含量/mg	(NH₄)₂SO₄加入量/g	N标准加入量/mg	测定N/mg	回收率/%
0.1001	14.60	0.0532	11.28	25.76	98.94
0.1028	15.00	0.0836	17.72	32.58	99.21
0.1035	15.10	0.0925	19.61	34.23	97.55
0.1013	14.78	0.1125	23.85	38.01	97.40
0.1025	14.95	0.1367	28.98	43.13	97.23

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