发布时间:2023-10-11 15:53:38
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇化学平均值原理,期待它们能激发您的灵感。
关键词:军校学员 信息素质 校园网
1.引言
20世纪中后期以来,以信息技术为标志的新军革成为当今军事领域的最显著特征,给战斗力生成模式带来了革命性的影响,近年来发生的几场局部战争淋漓尽致地展现了信息技术对战争胜负的影响。在未来的战场上,掌握丰富的信息知识、操纵数字化武器装备、具有信息决策与控制能力的高素质信息化人才将主宰战争的走向,培养具有较高信息素质的新型军事人才,已经成为世界各国的共识[1]。
面对这种信息战争发展的趋势,江总书记于2000年4月颁布了《军队指挥自动化建设纲要》,为我军的指挥信息化建设指明了道路和方向。在此纲要的指导下,我军为实现电子对抗战,信息网络战需要的信息网络建设也开始踏上新的里程。军队院校是培养军事人才的摇篮,也是培养大批能适应未来信息网络战人才的地方。院校校园网作为我军网络建设的一个重要组成部分,已开始在全军高等院校得到建设和广泛应用。我们大学于2012年给每一个学员宿舍配备了可以上军网的计算机,使学员在宿舍就能了解周围乃至世界上发生的各种事情,还可以下载软件、教案,看电影、听音乐等。如何利用校园网来提升学员的信息素质,而不单单只是将校园网当成放松娱乐的工具,是我们学员队干部需要思考的问题。
2.军校学员信息素质现状分析
作为军校学员,其信息素质主要包括良好的信息意识、熟练的信息技能、高尚的信息道德三个方面。在军校里一般只能在电子阅览室可以上互联网,上网相对不方便,信息比较闭塞,总体来说军校毕业学员和地方大学毕业生相比,信息素质较弱,还不能适应军队现代化建设的需要。
2.1信息意识不强
现代军人如果缺乏良好的信息意识,就无从产生强烈的信息需求,也不会有合理利用信息资源的内在动力。从目前军校学员的总体情况来看,一部分学员没有从本质上认清新军革的重要意义,没有树立信息致胜观念,提高自身信息素质的意识不强;在校期间的学习主要靠教员讲授来获取信息,很少想到利用现有的各种信息资源来获取文献资料,学员们利用网络的主要活动是聊天、玩游戏、浏览娱乐新闻等等,很少利用网络来检索专业信息,专业期刊也只有高年级的学员为了写论文才去阅读,这说明他们尚未认识到信息时代掌握获取信息、加工处理信息、创新新信息、交流传递信息的必要性与迫切性。
2.2信息能力有限
在信息化战场上,信息的搜集、分析与管理更为重要,制信息权影响着战争的胜负,因此要求部队官兵必须有很强的观察力、判断力,掌握网上查询、搜索的技巧,具备通过多种途径,使用多种手段搜集资料的能力,同时,还要善于利用信息系统进行整理、分析和管理。虽然军校学员有一定的计算机基础知识和网络知识,但部分学员在应用计算机进行信息资源的检索时却存在诸多障碍,他们不熟悉检索系统,不了解数据库检索方法,不熟悉所在学科领域的主要信息源,不会运用好的检索策咯,不能很好地分析和评价文献信息等。比如在网络上常常不能够顺利地找到自己所需要的资料,或找到了却不会用便捷的方式获取资料;或面对纷繁的信息难以迅速将其分类归纳、去粗取精、采摘有用的信息点。
2.3信息道德薄弱
目前,部分学员对信息活动和应用信息技术过程中应遵循的法律法规。应恪守的道德准则不甚了解、不予重视,如,信息安全关系国家安全的观念、信息安全人人有责的观念和保密意识比较淡化,违反相关保密规定致使信息泄密的事件屡有发生;缺乏社会责任感,在网上背离法律法规和社会公德的言行,侵犯他人隐私;不尊重知识产权,大量复制他人学术成果等。
3.利用校园网提高学员信息化素质
3.1营造信息素质生成的范围
一是树立现代的信息观念[2]。认识是行动的先导,作为军校学员,必须以未来战争为出发点,形成。信息就是战斗力、“信息就是资源”、“信息就是制胜因素”的信息价值观念,增加信息忧患意识,充分理解和认识信息在未来战争中的重要地位和作用。二是在校园网上开展各种各样的活动。鼓励学员使用计算机、校园网等现代化工具进行信息交流;举办信息素质教育展览、开展信息素质教育征文、计算机网络知识竞赛等活动,既能丰富军校军校学员的课余文化生活,又能在潜移默化中培养军校学员的信息意识。三是经常聘请有关专家学者,介绍信息化战争的新动态、新趋势和现代信息检索技术的新发展、新动向,扩大军校学员的信息视野。
3.2建设优良的信息装备和场所
一是进一步完善校园网建设[3]。军队院校校园网建设和利用水平参差不齐,应加大资金投入,完善校园网络,丰富信息资源。二是建设更多的功能齐全的多媒体教室、网络教室、模拟训练场馆、模拟指挥中心等,为网络化教学提供必要的条件,为学员创造多种多样的信息化学习环境。三是充分发挥图书馆的作用。图书馆拥有丰富全面的文献信息资源、现代化的信息检索工具和具有丰富信息检索经验的人员,因此,图书馆在学员信息素质培养方面应起重要的作用。
3.3着重规划,扩大校园网的影响力
首先,按照校园文化的总体要求对网络上的各种信息进行选择、过滤,控制和调节网络信息的传递和;其次,建设一支强有力的网络文化队伍,制定相应的网络管理规定,加强网上监控,及时清理不良信息和言论;三,加强网络道德和责任教育,引导学员正确运用网络技术,提高上网的自我约束意识,增强其辨别、吸收和转化信息的能力。
4.小结
作为信息时代的产物,校园网已经成为军校校园文化的重要组成部分。而面对信息化时代的机遇与挑战,军校在信息化条件下加强校园网的建设,可以在校园网的基础上加强学员的信息化素质。
作为信息时代的产物,校园网已经成为军校校园文化的重要组成部分,校园网在成为拓展军校校园文化建设工作的新渠道和新手段的同时,对传统的军校校园文化构成了前所未有的挑战。但是,不能因为网络文化的种种弊端就忽视、回避、甚至否定网络文化的建设发展.而是要扬长避短,加强对网络文化的研究和管理,着眼于实际问题的分析和解决,使学员在享受网络带来的便利的同时,不断增强自身信息化素质,使其真正成为增强学员信息化素质的手段和工具。
参考文献:
[1]徐华,等.影响我军信息人才成长的主要因素探析[J].中国军事教育,2005(2).
关键词:快速 化学计算 技巧
化学计算是化学综合能力中重要的能力之一。化学计算题是从量的方面来反映物质的组成、结构、性质及其变化规律的,具有信息量大、知识丰富、综合性强等特点。它既可以考查学生的思维能力和自学能力,还可以考查学生应用知识分析、推理、判断和综合的能力。解答化学计算题的思路是:第一认真审题。既挖掘试题信息,明确试题条件,弄清所求问题;第二在审题的基础上,运用相关概念对题目进行分析和解剖,找出已知条件和未知条件之间量的关系,寻找解题突破口和途径;第三仔细解题。在确定解题途径后,正确列出各步算式,认真计算求解。学生如果熟练的掌握了这几种计算技巧,那么既可以使自己的化学综合素养得到提高,更可以使自己在考试中获得好的成绩。下面就中学化学常见的计算类型,总结出如下快速解题技巧。
一、差量法
化学反应中,物质在量(质量、物质的量、气体的体积、压强等)的方面常发生一些变化,而这种变化的差值――差量,必然与反应物或生成物在量之间存在比例关系,利用这种比例关系进行计算的方法即差量法。
例1:加热3.24gNa2CO3和NaHCO3的固体混合物到质量不再变化为止,剩余固体质量这2.51g。问原混合物中Na2CO3的质量是多少?
分析:质量变化即差量与方程式中反应前后的质量差成正比,这是解答本题的关键。
2NaHCO3=Na2CO3+H20+CO2m(固)
2×84 1062×84-106=62g
X3.24-2.51=0.73g
2×84:62=X:3.73
X=1.98g则m(Na2CO3)=3.24-1.98=1.26g
例2:一体积为V的玻璃瓶,标准状况下装满空气时质量为152.34g,装满氧气时质量为152.37g,求V的体积。
分析:质量变化即差量为152.37-152.34=0.03g,这个量与哪个量成比例是解题的关键。充满不同的气体时,质量变化的前提是体积不变,则:
体积空气氧气m
22.4L 29g 32g 3g
VL 0.33g
V=0.224L
二、守恒法
化学反应的实质是原子之间的重新组合,故在反应前后总质量不变,或元素种类不变、原子个数不变。这是守恒法解题的依据。化学反应中存在着许多守恒关系,如:质量守恒、原子个数守恒、离子守恒、电荷守恒、物质的量守恒、体积守恒、浓度守恒等等。抓住这些守恒关系,将其用于计算,即为守恒法。
例3:将KCl与KBr的混合物13.4g溶于水形成溶液,通入足量的Cl2使其反应后将溶液蒸干,得到固体11.75g,问原溶液中K+、Br+、Cl-的物质的量浓度之比为(B)
A.1:2:3 B.3:2:1 C.1:3:2 D.2:3:1
分析:根据电荷守恒,n(k+)=n(Cl-)_+n(Br-)
例4:24ml浓度为0.05mol/L的Na2SO3溶液,恰好与20ml浓度为0.02mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应,则元素Cr在还原产物中的化合价是(B)
A.+6 B.+3 C.+2 D.0
分析:根据得失电子守恒:
0.05×24×10-3×2=0.02×20×10-3×2×(6-x)
解得:x=3
三、平均值法
平均值法就是根据两组份物质的某种平均值,来推断两物质范围的解题方法。其原理是:若MA>MB,则MA>M>MB,M代表平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量、平均分子式等。
例5:由CO和另一种气体组成的混合气体中氧的质量分数为50%,则另一种气体可能是(AD)
A.N2O B.CO2 C.NO2 D.N2
分析:CO中碳氧质量比为12:16,氧的质量分数大于50%,则另一气体中氧的质量分数必然小于50%。
例6:常温下,一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体,A或B分子最多含有4个碳原子,且B分子的碳原子数比A分子多。现将1L该混合气体充分燃烧,在同温同压下得到2.5LCO2气体。试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及体积比。
分析:根据阿伏加德罗定律,同温同压下n混:n(CO2)=V混:V(CO2),所以;n混:n(C)=1:2.5,故1mol混合烃中含碳原子数的平均值为2.5mol,A烃碳原子数小于2.5,则A烃只能为CH4或C2H6。B烃只能为C3H6或C4H8。因此,满足平均碳原子数为2.5的组合为:⑴CH4、C3H6;⑵CH4、C4H8;⑶C2H6、C3H6;⑷C2H6、C4H8。再根据平均碳原子数求体积。
ACH410.51
2.5=BC3H631.53
故V(CH4):V(C3H6)=1:3同理可得:
V(CH4):V(C4H8)=1:1
V(C2H6):V(C3H6)=1:1
V(C2H6):V(C4H8)=3:1
四、十字交叉法
十字交叉法实质是求二元混合物平均值的逆运算。当一个二元组份混合物具有平均值,如平均摩尔质量、平均质量分数、平均浓度、平均密度、平均消耗量、平均生成量等时,即可使用十字交叉法。用此方法解题的关键是找出平均值并确定平均值的单位。
例7:28%的NaCl溶液和10%的NaCl溶液以何比例混合,能够得到16%的NaCl溶液?
分析:两种溶液的混合浓度(平均值)为16%,符合十字交叉法的计算原理。
浓溶液:28%6%
16%
稀溶液:10%12%
m浓:m稀=6%:12%=1:2
例8:由CO和CO2组成的混合气体36克,其标准状况下的体积为22.4L。求该混合气体的体积比。
分析:混合气体的平均质量为36克,平均体积为22.4L,
则平均摩尔质量为:36g/mol.
CO:288
36
CO2:448
V(CO):V(CO2)=8:8
=1:1
A.铜和锌[WB]B.镁和铁
C.镁和铝[DW]D.锌和铝
对于这类题型,学生不易学,老师不易讲。我们能否找到一种简单的方法,既便于学生理解,也便于老师讲授。平均值法就是一种很好的方法。
平均值是数学上的一个术语,指的是两个和两个以上的数,把它们加起来,然后除以它们的个数,所得的值,叫平均值。通过比较我们不难发现,在这些数值中一般都会有一个值比平均值大,一个值比平均值小。如一个班级的数学平均分是60分,那么这个班级中最少有一位同学数学分数低于60分,最少有一位同学的的数学分数高于60分(当然全班都是60分的例外)。因此,我们可根据这一原理解决化学中的类似问题。
首先我们来比较常规方法与平均值法
例1.已知有一硝酸铵样品,经测定其含氮量为36%,那么样品中可能含有那种杂质()
A.碳酸氢铵[DW]B.硫酸铵
C.氯化铵[DW]D.尿素
【典型解法】:一个一个的带入计算。
以A碳酸氢铵为例:
设硝酸铵的质量为[WTBX]m,碳酸氢铵的质量为n,根据题意,我们可以列式如下:
m×14×214×2+1×4+16×3×100%+n×1414+1×5+12+16×3×100%=(m+n)×36%
m×35%+n×17.7%=m×36%+n×36%
m×(0.35-0.36)=n×(0.36-0.177)
因为硝酸铵和碳酸氢铵不能为负值,所以上述等式不成立,不能选择A答案。
依照上述方法,我们可以依次排除B、C答案,选择D答案。解题步骤如下:
设硝酸铵的质量为a,尿素的质量为b,由题意我们可以列式如下:
a×14×214×2+1×4+16×3×100%+b×14×212+16+(14+1×2)×2×100%=(a+b)×36%
a×35%+b×46.7%=a×36%+b×36%
a×(0.35-0.36)=b×(0.36-0.467)
硝酸铵和尿素的值都可以是正值,等式成立,所以可以选择D答案。
【平均值法】因为我们知道硝酸铵是混合物,其中氮元素的质量分数是36%,那么混合物中必然有一种化肥中氮元素的质量分数大于36%,另一种氮元素的质量分数小于36%。而混合物中一定有硝酸铵,它的硝酸铵中氮元素的质量分数为35%,则我们必须选择质量分数大于36%的化肥。通过计算:A,碳酸氢铵中氮元素的质量分数为17.7%;B,硫酸铵中氮元素的质量分数为21.2%;C,氯化铵中氮元素的质量分数为26.2%;D,尿素中氮元素的质量分数为46.7%。因此我们选择D尿素。
例2.已知不纯的铁56克与足量的稀硫酸反应,生成氢气的质量是1.8克,则铁中可能含有的杂质是()
A.镁B.锌C.铜D、铝
【典型解法】一个一个带入计算。
以A为例:
设镁的质量为m,铁的质量为56g-m,由题意知:
m×224+(56g-m)×256=1.8g
m×(112-128)=-0.2g
因为镁的质量不能为负值,所以A不对。
采取相同的方法可以排除D铝。
设锌的质量为a,则铁的质量为(56g-a)。
a×265+(56g-a)×256=1.8g
a×(265-256)=-0.2g
a=40.4g
所以B锌可以,采取相同的方法选择C铜。
【平均值法】不纯的铁56g可以产生1.8g的氢气,我们可以认为1.8g的氢气是平均值,因为56g的纯铁可以产生氢气:56×2/56=2g,大于1.8g;则另一种杂质56生的氢气要少于1.8g,假如每种金属的质量都为56g,根据计算我们知道:A,镁产生的氢气为56g×2/24≈4.7g,不选;B,锌产生的氢气为56g×2/65≈1.7g;C,铜不与稀硫酸反应,所以产生的氢气质量为0g;D,铝产生的氢气为56g×3/27≈6.2g,因为纯铁产生的氢气为2g,所以我们应该选择小于1.8g的B和C。
根据上面的比较,我们知道典型的解法既需要进行大量的计算,浪费大量的时间,学生也不易理解,而平均值法计算量少,学生又容易理解,平均值法的优点就一目了然。下面我们就具体利用平均值法来解决具体问题。
例3.已知某质量分数为20%的硝酸钾溶液,若使其质量分数变为30%,则可以加入下列哪种物质()
A.水 B.硝酸钾固体
C.质量分数为10%的硝酸钾溶液
D.质量分数为25%的硝酸钾溶液
【解析】根据题意,我们可以把混合后的30%看作平均值,而已知混合物中一定有20%的硝酸钾溶液,20%小于30%,所以我们只要选择大于30%的硝酸钾溶液就行。A,水为0;B,硝酸钾固体是100%;C,质量分数为10%硝酸钾溶液;D,质量分数为25%的硝酸钾溶液。所以,答案选择B。
生态化学计量学研究最早主要是针对水生生态系统开展的,海洋生态学家和地球化学家应用了化学计量学原理指导养分限制和养分循环的研究已有50多年的历史了[1]。生态化学计量学主要探究生物系统能量和多种元素的平衡,是当今研究的热点问题[2-3],关于碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量学的研究最多,主要是因为碳是结构性物质[4],而氮和磷是生物生长的限制性养分[5],三者密切相关。生态化学计量学能更好地揭示生态系统各组分——包括植物、凋落物和土壤等养分比例的调控机制,能够帮助我们更充分的认识养分比例在生态系统过程中的功能作用,而且可以更明确的阐明生态系统碳、氮、磷平衡的元素化学计量比格局,对于揭示生源要素各元素间的相互作用与制约变化规律,实现自然资源的可持续发展和利用具有十分重要的现实意义[6]。
1材料与方法
1.1样品的采集本次研究地点为辽河口湿地,它由大辽河、外辽河、大凌河等河流入海冲积而形成的一个河口三角洲,是我国四大河口三角洲之一(黄河、长江、珠江、辽河),总面积达30×104hm2,是亚洲最大的暖温带滨海湿地,也是我国北方滨海湿地和滩涂分布最集中的区域。根据植被的生长情况及受人类干扰的程度,将湿地划分为非退化区和退化区。其中非退化区包括翅碱蓬区(6个)和芦苇区(13个)两种区域类型,共计19个站位。退化区包括翅碱蓬退化区和芦苇退化区两大类退化区,根据分布特点将翅碱蓬退化区分为滩涂赤碱蓬退化区和翅碱蓬芦苇退化区,由于芦苇区存在油井,为考虑油井对湿地的影响,将芦苇退化区分为苇田退化区和油井区苇田,每一类小退化区布设3个站点,共计12个站位。采样时间为2009年5月,样品采集后经自然风干、磨碎,混匀后过80目筛,装入聚乙烯袋内冷冻(4℃)保存直至分析。
1.2样品分析有机碳和油类的测定方法参照国标GB17378.5-2007[7]进行。用凯氏法测定土壤中总氮含量。用消解-钼抗锑抗分光光度法测定样品中的总磷含量。实验过程中选择20%的样品进行平行双样测定,相对标准偏差均小于4%。土壤的盐度和pH值采用电位法测定,分别使用DDS-307型电导仪和PHS-3C精密酸度计完成分析。
1.3数据处理与方法运用软件Excel2003、suffer8.0、SPSS13.0和Origin7.5进行数据分析和绘图处理。
2结果与讨论
2.1非退化区湿地土壤生源要素计量学特征
2.1.1湿地壤碳、氮、磷生态化学计量学特征赤碱篷湿地土壤的碳、氮、磷元素的变化范围分别为0.19%~0.36%,0.07%~0.10%,0.41‰~0.53‰,平均值为0.28%、0.09%、0.47‰,变异系数为22.2%,14.0%和10.9%,氮和磷元素的空间变异性低于碳。此外,相关分析表明,碳与氮元素间存在着明显的相关关系(P<0.01),而碳和磷、氮和磷元素间不存在明显相关性(P>0.05)。其中,碳和氮元素之间呈现良好的线性拟合关系,其R2值为0.9611,二者几乎同步变化,碳和磷(R2值为0.4374)、氮和磷(R2值为0.4244)之间的线性拟合程度相对较低。赤碱篷湿地土壤C/N比为2.65~3.60,平均值为3.20,变异系数为10.1%;C/P比为4.53~7.18,平均值为5.92,变异系数为18.2%;N/P比为1.57~2.14,平均值为1.84,变异系数为10.9%,土壤C/N、N/P比变化相对较小,而C/P比变化较大。芦苇湿地土壤的碳、氮、磷元素的变化范围分别为1.11%~3.18%,0.12%~0.29%,0.42‰~0.66‰,平均值为1.70%、0.16%、0.56‰,变异系数为30.7%、25.6%和12.6%,在空间变异性性上碳>氮>磷。相关分析表明,碳与氮元素间均存在着明显的相关关系(n=13,P<0.01),碳与磷、氮与磷元素间不存在相关关系(n=13,P>0.05)。此外,碳和氮元素元素之间呈现良好的线性拟合关系,其R2值为0.9605,二者几乎同步变化,碳和磷(R2值为0.0108)、氮和磷(R2值为0.0229)之间的线性拟合程度较低。芦苇湿地土壤C/N比为5.37~6.93,平均值为6.00,变异系数为7.5%;C/P比为10.55~29.28,平均值为17.95,变异系数为29.9%;N/P比为1.97~4.60,平均值为2.96,变异系数为24.7%,土壤C/N比变化相对较小,而C/P、N/P比变化较大。
2.1.2两种湿地对比分析从数值上看,芦苇湿地在TOC、TN、TP方面均比赤碱篷湿地高。芦苇湿地TOC含量为1.63%,赤碱篷湿地TOC含量为0.31%,芦苇湿地在TN含量上是赤碱篷湿地5倍;芦苇湿地TN含量为0.16%,赤碱篷湿地TN含量为0.08%,芦苇湿地在TN含量上是赤碱篷湿地2倍;芦苇湿地TP含量为0.068%,赤碱篷湿地TP含量为0.056%,芦苇湿地在TP含量上是赤碱篷湿地1.21倍。由于赤碱篷湿地与芦苇湿地植被的不同是导致TOC方面存在高达5倍差异的主要原因。相对于翅碱蓬,芦苇凭借其发达的根系和植物枯落物为表层土壤积累了较高含量的有机碳[8-9]。在TN方面,两种湿地同样存在较大差异,分析原因认为除植被因素外,由于赤碱篷湿地生长在海边滩涂区,受涨落潮影响,在较短的干湿交替周期作用下,有助于湿地脱氮[10],其全氮含量较低。农田灌溉水、工业及生活废水的排放等人为扰动因素,在一定程度上缩小了两种湿地在TN上的差异。相比TOC、TN,两种湿地TP含量差别较小,可以认为TP的含量与植被类型不大。原因是湿地自然土壤中的磷主要来源于成土母质以及动植物残体,其含量主要受到区域气候条件和土壤类型的影响[11]。罗先香[12]等通过对辽河口湿地研究认为,总磷含量的变异系数比较小,总磷在整个区域分布较均匀,这表明土壤中磷含量与该地区的成土母质密切相关。
2.1.3影响土壤碳氮磷比变化的因子分析土壤元素的生态化学计量学特征受到气候母质地形和生物等成土因素的影响,本次调查的芦苇生长区的土壤类型是盐化草甸土、滨海沼泽盐土,赤碱篷生长区的土壤类型是滨海潮滩土。这里主要从土壤理化性质的角度进行分析。土壤C/N、C/P、N/P比除受到各自比例元素的影响外,还受到土壤pH、盐度、油类(调查区周边存在油井)等因子的调控。利用SPSS13.0软件分别进行相关性计算,不同类型下的土壤元素生态化学计量学特征其影响因子也不一致。由表2-1的计算结果可知,pH与两种湿地的C/N、C/P比存在显着的相关性,与N/P比存在显着的相关性;盐度与芦苇湿地的C/N、C/P比存在显着的相关性,与N/P比存在显着的相关性;由于赤碱篷本身是一种耐盐植物,对盐度的变化反应不明显,相关性分析证实了这一点,盐度与赤碱篷湿地的C/N、C/P、N/P比无关;石油类与两种湿地没有明显的相关性。
2.2退化区土壤生源要素计量学特征
2.2.1赤碱篷湿地退化区土壤碳、氮、磷生态化学计量学特征土壤的碳、氮、磷元素的变化范围分别为0.19%~0.25%,0.07%~0.10%,0.41‰~0.44‰,平均值为0.22%、0.08%、0.42‰,变异系数为10.7%,14.5%和2.8%,磷元素的空间变异性低于碳和氮。在赤碱篷退化区,碳、氮、磷之间的不存在显着的相关关系(n=6,P>0.05),线性拟合程度很低。翅碱蓬湿地土壤C/N比为2.19~3.07,平均值为2.63,变异系数为11.1%;C/P比为4.32~6.08,平均值为5.16,变异系数为11.8%;N/P比为1.63~2.43,平均值为1.98,变异系数为15.4%,土壤N/P比变化相对较小,而C/N、C/P比变化较大。如图3-1,在TOC、TN、TP含量方面,非退化区比退化区要高,这表明芦苇湿地植被对C、N、P有一定程度贡献。相关性方面,退化区与非退化区的表现差异性较大。在非退化区,碳与氮元素间存在着明显的相关关系,而碳与磷,氮与磷元素间存在明显相关性,而在退化区,碳、氮、磷元素之间的不存在显着的相关关系,线性拟合程度很低。分析原因可能是由于在翅碱蓬退化区植被较少,对碳、氮、磷元素的含量的控制力较弱,其更多的受到人类活动的影响,人类活动的不确定性致使碳、氮、磷元素之间相关性较小。
2.2.2芦苇湿地退化区土壤碳、氮、磷生态化学计量学特征土壤的碳、氮、磷元素的变化范围分别为:0.51%~1.36%,0.11%~0.20%,0.44‰~0.66‰,平均值为0.89%、0.15%、0.54‰,变异系数为33.4%,21.8%和18.5%,氮和磷元素的空间变异性低于碳。此外,通过对三种元素的关联性研究表明,碳与氮元素间存在着极显着的相关关系(n=6,P<0.01),碳与磷元素间存在着极显着的相关关系(n=6,P<0.01),而氮与磷元素间存在明显相关性(n=6,P<0.05)。碳和氮元素(R2值为0.9548)之间、氮和磷(R2值为0.9046)之间呈现良好的线性拟合关系,二者几乎同步变化,碳和磷(R2值为0.8237)线性拟合程度相对较低。芦苇湿地土壤C/N比为4.64~6.82,平均值为5.75,变异系数为13.4%;C/P比为11.60~20.65,平均值为16.33,变异系数为19.0%;N/P比为2.50~3.03,平均值为2.82,变异系数为7.5%,土壤N/P比变化相对较小,而C/N、C/P比变化较大。如图3-2,同翅碱蓬湿地类似,在TOC、TN、TP含量方面均表现出非退化区>退化区,这表明芦苇湿地植被对C、N、P有一定程度贡献,特别的是在TOC方面,由于凋落物分解的原因,使土壤中有机碳含量提高较为明显。由于取样点LH27、LH28、LH29离油井距离较近,但其在TOC方面并未表现出明显高于周边站位的现象,说明目前石油开发没有发生泄漏现象,尚未对周边环境造成明显影响。相关性方面,芦苇湿地退化区与非退化区类似,其TOC与TN表现出同步的变化趋势,具有极显着的相关性(P<0.01),而在翅碱蓬湿地,TOC与TN没有表现出相同的变化趋势,可认为不存在相关性(P>0.05)。通过对比两种湿地退化区可以发现,同样受到人类活动的干扰而出现植被的退化,芦苇表现出对碳、氮、磷元素更强的维持平衡的能力。在芦苇湿地退化区,碳、氮、磷元素依然有着显着的相关性及较高的其线性拟合,这说明芦苇较强的维持碳、氮、磷元素平衡的能力,而在翅碱蓬湿地,碳、氮、磷元素不存在相关性,线性拟合较低,表现出较差的抗干扰能力,在翅碱蓬退化的情况下保持碳、氮、磷元素之间的平衡能力不足,人类活动对碳、氮、磷的含量的影响较大。
关键词 Excel;Grapher;AutoCAD;氡气;异常;断层
中图分类号P631 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)83-0113-02
在当前城市快速发展的情况下,开展城市主要活动断层调查工作具有重要意义。其中利用土壤放射性氡气测量探测主要活断层延伸位置及活动情况,及凹陷地貌陡坎地下隐伏位置,以实现目标区的防震减灾目标,保障城市的社会稳定和经济可持续发展。
传统的手工计算工作繁琐成图时间长且易出错。采用Excel软件很强的函数计算功能,处理数据方便快捷,准确精度高。Grapher软件能绘制出各种符合要求的曲线,还可导出dxf文件,从而被AutoCAD软件调用。AutoCAD具有强大的图形编辑功能,最终绘制出成果图。
1 氡气测量法原理
氡为惰性气体,是由镭核衰变而成的产物,可衰变新的子体RaA、RaB、RaC、RaC′,氡的放射性母体镭的含量在岩石圈大于地表,所以氡气的气源主要来源于深部,大多已扩散、对流、抽吸等方式,从深部向地表迁移,由于地表的土壤结构疏松,大量的孔隙为氡气储积提供了良好的场所,一部分氡储积在土壤的孔隙中,一部分释放到大气中。
各种构造裂隙为氡气迁移提供了有利的通道,氡气沿断层不断向上迁移在地表形成带状高浓度异常。通常异常的出露部位,异常的大小,形态特征与断层的位置、产状、规模、活动性有关,所以可根据氡异常值的位置,判断活动断裂的位置。
3 在Excel中处理数据
检查测量数据无误后,按不同测线将数据输入计算机,根据各台仪器的标定结果,在Excel中利用函数功能输入计算公式(1)、(2)、(3)、(4)、(5),分别计算各台仪器测量的氡气浓度。
根据选定的平滑值进行平均值处理,Excel中的平均函数average或直接输入公式。但注意平均值第一个值和最后一个值取原值。平均值处理后保存为文本文件。
4 Graf中成图
5 AutoCAD中成图
6 异常特征描述
根据氡气测量数据、背景值及异常下限,分析氡气异常特征(即异常最大值、异常强度、异常宽度、异常衬度、异常规模)圈定异常区
现将异常特征的含义叙述如下:
1)异常最大值:异常区内各测点氡气浓度的最大值;
2)异常强度:异常区内异常点(高于异常下限的点)浓度平均值;
3)异常宽度:异常区起止点间的长度;
4)异常衬度:异常平均值与背景值的比值;
7 结论
在氡气测量处理中,处理后数据成的图比原始数据成的图平滑,许多“毛尖”被滤掉,整体美观。利用平滑值处理成的图有效异常没有被滤掉,不影响断层的解释评价。在处理数据中,平滑值的选取十分重要,要注意对较验证。
参考文献
关键词:北泗组;地球化学特征;Ce异常;Eu异常;沉积环境
前言
晚三叠世北泗期为我国中生代重要的沉积型锰矿成矿时期,含锰岩系主要分布在广西天等~德保~田东一带,俗称“东平式锰矿”[1,2]。关于北泗组沉积锰矿床的成因一直存在诸多争议,如缺氧局限海盆说,主张锰矿的形成环境为闭塞海的缺氧环境,物源来自大陆[3];海底热泉喷流说,认为锰矿的形成是海底热泉喷流热液参与的热水沉积。近期研究更多的认为该时期的锰矿床成因是岩浆的侵入或喷发与岩浆活动引起的海底喷气、热水溢流等共同作用的结果[4,5]。文章通过东平矿区三口钻井北泗组岩芯样品的稀土元素分析,利用地球化学方法恢复北泗期的沉积环境,为分析北泗组锰矿床的成因提供地化证据。
1 区域地质
北泗组地层主要分布在广西天等~德保~田东一带,位于下雷~灵马坳陷的地州到向都弧形褶皱带东端。其中,下雷-灵马断裂带属于同沉积断裂,发育于基底层中又控制同时发生的沉积作用。从早泥盆世至早三叠世,主要是较薄的深水台沟相硅质岩、燧石灰岩、砂页岩沉积,断裂带南北两侧沉积较厚的台地相碳酸盐岩,沿断裂带形成特殊的“台沟”式断槽凹陷区,并有较强的海西-印支期岩浆运动[6,7]。区内出露的三叠世地层由老到新依次为:早三叠世马脚岭期、北泗期、罗楼群期,中三叠世百逢期。其中早三叠世地层岩相分异明显,可以划分为碳酸盐岩相和碎屑岩相,前者包括马脚岭组和北泗组,后者指罗楼群组。北泗组地层为主要的含矿层位,其岩性为硅质泥灰岩、含锰硅质泥灰岩与碳酸锰矿互层。图1为东平矿区位置。
2 稀土元素地球化学特征
稀土元素分析样品均取自东平、扶晚矿区北泗组岩芯样品,包括含矿层及上下地层样品共计17件。首先,将筛选好的样品碎成细小碎块,利用球磨仪将其磨至200目以下的粉末,送至核工业北京地质研究院分析测试研究中心做等离子体质谱分析仪测试,分析精度优于95%。并对分析结果进行北美页岩标准化。
2.1 稀土元素总量与轻重稀土分异
北泗组的分析样品岩性可分为两类,Ⅰ类为含锰岩系,包括含锰泥灰岩和碳酸锰矿,Ⅱ类为上下层位的围岩,主要指泥灰岩类。总的来看Ⅰ类含锰岩系∑REE变化范围较大,为71.24~217.49,平均值为128.6,高于Ⅱ类围岩层(平均值121)。Ⅰ类和Ⅱ类的稀土总量整体上与大陆上地壳值相近(平均值为146.4×10-6),低于北美页岩(平均值为173.2×10-6)。样品总体上表现∑LREE/∑HREE分异明显(平均值8.1),LaN/YbN剔除个别异常值外,变化范围在0.68~1.64之间波动,平均值为1.18,整体上属于标准页岩LaN/YbN(1.0~1.3)的波动范围。
2.2 稀土元素地球化学参数
在现代海水的氧化、偏碱性条件下,Ce3+被氧化成相对不溶的Ce4+,并被铁锰离子的络合物吸附,导致海水及其沉积物中Ce3+的亏损,反之亦然,因此Ce异常可作为指示沉积环境氧化还原条件的标志[8,9,10]。在热水环境下,Eu常呈现出显著的正异常,因此Eu异常被作为指示沉积环境温度条件的标志[11]。Ⅰ类样品整体表现为正Ce异常,δCe变化范围为0.91-1.45,平均值1.11;Ⅱ类泥灰岩样品,整体上表现为显著的负Ce异常,剔除个别异常值,δCe值在0.79-0.95之间波动。全部样品中δEu以正异常为主,部分出现弱的负异常或异常缺失。
2.3 稀土元素的地质意义
据Morad和Felitsyn研究发现,样品的La/Sm>0.35,且与δCe无相关性时,沉积物Ce异常可代表其形成环境的物理化学条件[12,13,14,15]。北泗组样品La/Sm为4.76-10.92,远大于0.35,并且La/Sm与δCe的相关性仅为0.0088,相关性极差,因此北泗组Ⅱ类泥灰岩可以反映北泗期的沉积作用发生在具备氧化、偏碱性条件的富氧环境中(图2-a),而Ⅰ类含锰岩系的整体正Ce异常(图2-b),推测与Fe、Mn离子络合物的吸附作用有关[16,17]。
水体中影响Eu异常的因素较多,通常造成正Eu异常的原因有二,其一为相对还原和碱性的沉积环境,其二为有热水注入的沉积环境[18,19]。17件样品中,有5件样品表现为显著的正Eu异常,8件表现出弱的正Eu异常,并且显著的正Eu异常主要表现在Ⅰ类样品中。而通过正Ce异常已经证明了北泗期的沉积发生在富氧环境中,因此结合δCe和δEu的异常值,反映在锰矿的沉积期内有热水的注入[20]。
4 结束语
综上所述,广西东平北泗组地层沉积环境较复杂,样品稀土总量与大陆上地壳值相近,呈现出显著的轻重稀土分异。Ⅰ类和Ⅱ类样品表现出不同的Ce异常特征,结合Fe、Mn离子络合物的吸附性原理,反映了北泗期相对氧化、偏碱性的沉积环境。而部分样品出现的显著正Eu异常,也说明了沉积期内局部地区受到了热水的影响。结合碳酸岩沉积环境的特征,以及北泗期构造及火山活动的大背景,北泗组地层的沉积环境应该为富氧的浅海环境,并受到了由于火山活动引起的海底溢流的影响。
参考文献
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为了尽可能的减小误差,我们常借助于适当增加测定次数的方法来减少系统误差和偶然误差,以提高分析结果的准确度。在一组平行测定所得到的数据中,常常会有个别测定值与其它数据相差较远,这一数据称为离群数据(又称为离群值、逸出值)。可能会歪曲试验结果,但尚未经检验断定其是离群数据的测量数据,称为可疑数据。
在分析过程中,当出现较大误差时,应查明原因,如系操作错误引起,则应将该次测定结果弃去不用,不能将它和其它数据在一起求平均值。然而,对于仅属于怀疑的数据就不能作为错误的数据来处理。 因此我们在进行定量测定时,不仅要得到所需要的数据,而且必须对所得数据及结果进行处理、分析和评价,判断其准确性。
在数据处理时,必须剔除离群数据以使测定结果更符合客观实际。正确数据总有一定分散性,如果人为地删去一些误差较大但并非离群的测量数据,由此得到精密度很高的测量结果并不符合客观实际。因此对可疑数据的取舍必须遵循一定的原则。
可疑数据的舍取应采用统计方法判别,即离群数据的统计检验。检验的方法很多,现介绍最常用的处理科研数据的方法—Q检验法。
Q检验法是由Dean和Dixon于1951年提出的。该方法适用于3~10次的测定。其具体处理步骤如下:
(1)将一组测量数据从小到大顺序排列为x1、x2…xn,x1和xn分别为最小可疑值和最大可疑值;
(2)按表1计算式求Q值;
(3)根据测定次数n 和要求的置信度(90%),查表2得出Q0.90:
(4)将Q计与Q0.90相比较,若Q计 ≥Q0.90,则弃去可疑值,否则予以保留。
Q检验法符合数理统计原理,特别是具有直观性和计算方法简便的优点。但准确性较差。
例 某同学进行6次中和滴定,滴定20.00 mL某浓度的NaOH溶液,所用0.1250 mol/L标准盐酸的体积分别如下:
1.该同学的实验有 次操作出现失误。
2.试计算NaOH 的物质的量浓度 (保留四位有效数字)
解:该组测量值从小到大顺序排列为:19.80、20.25、20.26、20.28、20.32、20.58
1.分析所得数据
(1)先检验最小值19.80是否为离群值。x1=19.80,n=6,x2=20.25,xn=20.58。
查表2,当n=6,Q0.90=0.56
Q计>Q0.90=0.56,故最小值19.80为离群值应予剔除。
(2)检验最大值xn=20.58。
此时,该组测量值从小到大顺序排列为20.25、20.26、20.28、20.32、20.58
查表2可知,当n=5,Q0.90=0.64
Q计>Q0.90=0.64,故最大值xn=20.58为离群值应予剔除
(3)此时,该组测量值从小到大顺序排列为20.25、20.26、20.28、20.32
检验最大值xn=20.32。查表2可知,当n=4,Q0.90=0.76
Q计
同理,可知20.25也为正常值。
综上所述,19.80、20.58为离群值应予剔除,即有2次操作出现失误。
最后需要指出的是,有时在Q检验法中,计算出的Q计并不明显的低于Q0.90值,但对所保留的这个数据仍有怀疑,这时采用原来数据的“中位值”来代替平均值作为分析结果会更合理一些。为什么在保留了可疑数据的情况下,以“中位值”来代替平均值更合理一些?这可以通过比较舍去可疑数据前后,平均值和中位值的前后改变来理解。中位值是将一组测定数据按大小顺序排列的中间值。若测定的数目为偶数时,则中位值为正中间相邻两个测定值的平均值。
关键词:高中;读写任务型写作;写作能力
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)24-318-02
有机化学基础是中学化学的一个重要选修模块,它涉及到我们日常生活中的方方面面,与社会发展以及人们生活质量的提高有着密切的关系,于是学好有机化学基础就显得非常重要,经过多年的教学,我归纳出如下几种巧解有机化学计算题的方法:
一、平均值法
常见的给出平均值的量有相对原子质量、式量、密度、溶质的质量分数、物质的量浓度、反应热等。所谓平均值法就是已知混合物某个量的一个平均值,要用到平均值确定物质的组成、名称或种类。该方法的原理是:若两个未知量的平均值为a,则必有一个量大于a,另一个量小于a,或两个量均等于a。
例1. 某混合气体由两种气态烃组成。2.24L该混合气体在空气中燃烧后,得到3.584L CO2(气体已折算为标准状况)和3.6克水,关于该混合气体的组成,下列说法中合理的是:
A一定是甲烷和乙烯的混合物
B一定含甲烷,不含乙烯
C一定含有乙烯,不含甲烷
D一定是甲烷和乙烯的混合物
解析:n(气)=0.1mol n(CO2)=0.16mol n(H2O)=0.2mol ,故混合气体的平均分子式为C1.6H4 ,据C原子个数知,一定存在CH4;据H原子个数知,另一个分子H原子个数为4个,故一定无C2H6。
答案:B
练习、2L乙烷和乙烯的混合气体,通过足量的溴水后,体积变为1L,则原混合气体的密度是相同状况下氢气密度的
A 15倍 B 14.5倍 C 14倍 D 15倍
二、十字交叉法
已知两种物质混合,且有一个平均值,求两物质的比例或一种物质的质量分数或体积分数,均可用十字交叉法求解。这种解法的关键是通过十字交叉得到的差值的比值的含义如何确定。
例2.一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们分子里的碳原子数相同。将1.0体积的着用混合气体在氧气中充分燃烧,生成2.0体积的CO2和2.4体积的水蒸气(气体体积均在同温同压夏测定),则混合气体中烷烃和烯烃的体积比为:
A 3:1 B 1:3 C 2:3 D 3:2
解析:根据阿伏伽德罗定律,相同状况下,气体的体积之比等于物质的量之比,可知1.0mol混合烃充分燃烧后生成2.0molCO2和2.4molH2O,则混合气烃的平均分子组成为C2H4.8。又知烷烃和烯烃分子里的碳原子数相同,可以判断它们分别是C2H6和C2H4。无论C2H6和C2H4以怎样的体积比混合,它们的平均碳原子个数都是2.因此符合题意的烷烃和烯烃的体积比,将由它们分子里所含的氢原子个数决定。可用十字交叉法求解:
C2H6 6 0.8
4.8
C2H4 4 1.2
答案:C
练习、乙烷和乙烯的混合气体1.5L完全燃烧需相同状况下的O25L,求乙烷和乙烯的体积比。
三、比例法
利用相同状况下燃烧产物CO2和H2O的体积比可确定碳、氢原子最简整数比;利用相同状况下有机物蒸汽、CO2和H2O的体积比可确定一个分子中含碳、氢、氧原子的个数。若有机物为烃,利用前者可确定最简式,利用后者可确定分子式。
例3.某烃完全燃烧时,消耗的氧气与生成的CO2的体积比为4:3,该烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水褪色,该烃可能的分子式为
A C3H4 B C7H8 C C9H12 D C8H10
解析:烃燃烧产物为CO2和H2O,有质量守恒定律知二者所含的氧原子之和应与消耗的氧气相等。若消耗4molO2,则生成3molCO2,生成的水中含氧原子:8mol-6mol=2mol即生成2molH2O,故N(C):N(H)= n(CO2):n(H2O)=3:4。因不知烃的式量,由此只能写出最简式C3H4,则A和C符合该最简式,又由题意知排除A。
答案:C
练习1、某有机物在氧气中充分燃烧,生成等物质的量的水和二氧化碳,则该有机物必须满足的条件是
A 分子中C、H、O的原子个数比为1:2:3
B 分子中C、H的原子个数比为1:2
C 该有机物的相对分子质量为28
D 该分子中肯定不含氧原子
练习2、取有机物A3.0g,完全燃烧后生成3.6g水和标准状况下3.36L CO2,已知该有机物的蒸汽对氢气的相对密度为30,求该有机物的分子式。
四、差量法
解题时根据化学方程式求出一个差量,由题目已知条件求出另一个差量,然后根据题意列出比例式求解,解完后应将答案代入检验。
例4.常温常压下,20ml某气态烃与同温同压下的过量氧气70ml混合,点燃爆炸后,恢复到原来状况,其体积为50ml,求此烃可能有的分子式。
解析:此题已知反应前后气体体积,可用差量法求解。因题目未告诉烃的种类,故求出答案后,要用烃的各种通式讨论并检验。
设烃的分子式为CxHy,则
讨论:分子中氢原子数为4的气态烷烃是CH4,气态烯烃是C2H4,气态炔烃是C3H4。
经检验知C3H420ml完全燃烧需O2的体积大于70ml,与题意不符,应舍去。故此烃可能有的分子式是CH4或C2H4。
关键词:富锌涂料;差示扫描量热法;锌含量
引言
随着钢结构材料的大量使用,延缓钢结构的腐蚀,增加其使用年限,成为越来越不容忽视的工作。富锌涂料是一种含大量锌的涂料,锌粉含量在85-95%之间,涂膜仅厚100微米,成本低,性能优异。富锌涂料的主要防腐作用有:屏蔽作用、电化学防护、涂膜自修复和钝化作用。
富锌涂料的防腐原理是借助锌与其它金属相比具有其独特性,锌有良好的延展性,更重要的是其电化学的活性,其标准电极电位为(-0.76V),较铁(-0.44V)活泼。锌可以熔融并加工净化成细颗粒的高纯度锌粉,用于防锈漆中成为重要的防锈颜料。当涂膜受到侵蚀时,锌粉作为阳极先受到腐蚀,基材钢铁为阴极受到保护;同时锌作为牺牲阳极形成的氧化产物,可以对涂层起到一定的封闭作用,加强了涂层对底材的保护[1]。
富锌涂料分有机富锌涂料和无机富锌涂料。为了确保在富锌涂料中锌粉同钢铁能够紧密结合而起到导电和牺牲阳极的作用,对于富锌涂料中锌粉的含量占干膜总质量的百分比尤其重要。美国钢结构涂装协会(SSPC)SSPC Paint-20中的具体规定:无机富锌涂料中锌粉含量在干膜中的质量分数不低于74%,有机富锌涂料不低于77%[2]。对于检测涂膜中的锌粉含量,目前在国际上有两种应用比较广泛的方法:化学分析法ASTMD521-90和差示扫描量热法ASTMD6580-00(2009)。
DSC分析原理:
功率补偿型DSC,要求样品坩埚和参比坩埚始终保持相同温度条件下,测定为满足此条件样品和参比两端所需的能量差,并直接作为信号ΔQ(热量差)输出,这个温差是由试样的放热或吸热效应产生的。通过功率补偿使试样和参比物的温度保持相同,这样就可以通过补偿的功率直接求出样品的热流率,即:
(1)
通过测定样品锌熔融吸收峰相对应的热量,然后与纯锌熔融热进行比较计算,及得出样品锌的百分含量,即:
Zn%=■×100% (2)
用化学分析法测量干膜中的锌粉含量,涂膜中的高分子物质对其测量过程及其结果有很大的干扰作用;而用差示扫描量热法测量涂膜中的锌粉含量具有快速简便,涂膜本身对其干扰因素少的特点,因此在测量涂膜中锌粉含量上得到了广泛的应用。
1 实验部分
1.1 仪器设备
差示扫描量热分析仪(DSC822e)瑞士METTLER TOLEDO 40?滋L标准铝坩埚玛瑙研钵,磁铁,十万分之一天平(AX205)瑞士 METTLER TOLEDO,高纯氮(99.999%)
1.2 样品前处理
样品:锌板,由客户提供。用砂纸刮掉样品表面的漆膜,露出锌层后,用刀片刮下锌层,放入玛瑙研钵中研成粉末,用磁铁吸掉部分刮下来的铁屑,剩余样品即可进行实验。
1.3 升温程序
温度范围为370℃至435℃,升温速率10℃/min,通入氮气保护。[3]
2 实验结果与讨论
2.1 试样的制备
前处理过程非常重要,刮下来的锌粉不可避免会混有铁屑,一定要用磁铁吸走这些铁屑,多吸几次保证铁屑尽量少或没有。
2.2 试样的称量
用十万分之一的天平,称量精度要达到10?滋g,样品质量在4~6mg,不要因为质量差异过大引入误差。每片锌板刮下来的锌粉分三等份,测量结果取三个数的平均值。
2.3 仪器的校准
用标准锌(99.999%)进行校准,每片标准锌只能用一次校准,重复使用会导致校准错误,因为锌在高温下会被氧化,产生的杂质会影响温度和熔融值。
2.4 测试结果
图1 标Zn的DSC谱图 图2 富锌涂料样品的DSC谱图
图中显示的normalized 的值就是单位质量的熔融热焓值,依据公式2即可求出所测试样的含锌量,三次测量结果的平均值,即为锌板的含锌量。
2.5 结果讨论及误差原因分析
检测误差产生的几种原因:
(1)样品取样量少,并不能代表整块锌板的信息,每块锌板应分三次取样,结果是三份的平均值。
(2)样品前处理不当,刮涂膜时混入底材铁屑,未处理干净,产生了大量的空间热阻,使得测量结果偏大。
(3)盛放样品的铝坩埚底部不平,与样品池的热电偶不能良好地接触,使其在加热过程中受热不均;样品坩埚与参比坩埚质量差异过大,空白扣除不理想;铝坩埚外部未清理干净,可能会沾有样品粉末。
(4)参比池与样品池炉温差异过大,对于功率补偿型DSC,炉温至关重要,两池的炉温应该在程序温度控制下保持高度一致。
为避免以上原因产生的误差应该分三次取样,研磨后用磁铁吸走混入的铁屑,准确称量样品,加盖密封后,用毛刷对铝坩埚及其底部仔细除杂,经常对仪器进行维护,检测前对仪器的各项设置条件进行检查和校正。
关键词: 实验探究能力 初中化学竞赛 基础实验原理
《全日制义务教育化学新课程标准》指出:课程目标之一就是“帮助学生了解科学探究的基本过程和方法,培养学生的科学探究能力”。在实际的教学过程中,全体化学教师在培养和发展学生的科学探究能力上都给予了一定程度的重视。在不同类型的考试中,对学生探究能力的考查均占了较大的比例。化学竞赛是实施素质教育的重要环节,是培养高素质、创新型科技人才的重要途径,它既具有甄选功能,又是一种重要的课程资源,也是教师学习和提高的重要资源。[1]《2010年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛(第二十届天原杯)复赛试题》主旨在于促进提高学生化学素养,培养学生发现、分析、解决、评价相关化学问题的能力,因此特别强调了对化学实验探究能力的考查。
对实验探究能力的考查,大概可以分为以下几个层面:考查根据问题提出实探究方案的能力;考查对实验探究方案、探究结论进行分析和评价的能力;考查利用多种手段和方法形成实验探究结论,并运用探究结果解决相关问题的能力。[2]我参与了本次竞赛江西赛区第三大题的阅卷工作,对试题、学生的答题情况均比较熟悉。实验题以对常见物质、基础实验原理的考核为背景,凸显了对实验探究能力的考查,下面对此加以具体分析。
24.某兴趣小组用下图所示装置收集并测量反应产生的气体及其体积。若用该装置制取氢气,通过分液漏斗中加入30mL稀盐酸,与平底烧瓶中盛放的0.65g锌粒充分反应(盐酸足量),已知该温度下氢气的密度为0.0892g/L,应能收集到mL的氢气。
3次实验收集到的氢气体积的平均值约为242mL。你认为造成这种实验误差的主要原因是。
[试题解析]根据化学方程式的有关计算,可知0.65克的锌粒与足量的盐酸反应,产生氢气的质量为0.02克,再根据公式V=m/ρ,求出氢气的体积。但经过三次实验测出氢气体积的平均值却大于理论值。因为是三次实验的平均值,就排除了实验操作中读数造成的误差,造成误差偏大的原因就只能从装置本身等客观方面去寻找。
[参考答案]224;加入酸液的体积“置换出”平底烧瓶中的空气,造成收集的气体体积的偏大。
[分析评价]本题以用实验室常见的装置进行的定量实验为背景,第一问主要考查根据化学方程式进行计算的能力,据粗略统计,得分率在95%以上。第二问则是考查对实验探究方案、探究结论进行分析和评价的能力,得分率较低,大约10%。这说明在我们的实验教学过程中,很少引导学生对教材上的一些权威数据和结论进行质疑,更少培养学生对实验方案、方法进行评价与改进的能力,而把科学探究当成了僵硬的教条。
25.你认为下列有关化学实验的叙述是否正确?(在“结论”栏中填“是”或“否”)
[试题解析]实验1:已知NaHCO固体的热稳定性较NaCO差,但题目中指的是它们的稀溶液。
实验2:久置于空气中的蒸馏水由于溶解了空气中的二氧化碳,用pH试纸测出的pH可能为6。
实验3:氢氧化钙为微溶物质,常温下,其溶解度小于1克,故无法配置质量分数为1%的澄清石灰水。
实验4:根据化学方程式的有关计算,可以求出制取氧气的质量,根据其密度可以求出其体积恰好等于750mL,但实际操作中所需氧气的体积应该大于此值。
[参考答案]否;是;否;否。
[分析评价]本试题以常见物质的性质、物质变化的规律、基础知识、基本概念为背景,考查学生对一些简单实验的可行性或合理性进行简单评价的能力。题目看似简单,但得分率并不高,这令参加阅卷的各地区教研室化学教研员深感意外。由此可见,教学要注重从日常生活和生产中选取学生熟悉的素材,注重引导学生通过观察和实验探究活动,认识物质及其变化,最终提高学生的科学探究能力。
26.龙海实验学校初三兴趣小组利用如下装置(部分固定装置已略去)制备氮化钙,并探究其化学式(实验式)。
(1)按图连接好实验装置。检查装置气密性的方法是
(2)反应过程中末端导管必须插入试管A的水中,目的是
(3)制备氮化钙的操作步骤是:①打开活塞k并通入N;②点燃酒精灯,进行反应;③反应结束后;
④拆除装置,取出产物。
(4)数据记录如下:
①计算得到化学式(实验式)其中x
②若通入的N中混有少量O如上计算得到的x 3(填写“>”、“=”、“
[试题解析]本题从制备氮化钙这个知识点上来看是一道创新题目,但从实验装置原理上来看,并不陌生,类似于用氢气或是一氧化碳还原氧化铜的实验装置原理。
(1)装置气密性的检查是一个常考查的基本技能。本题的装置较复杂,检查气密性时要考虑到现象的明显与否。
(2)钙能与化学性质稳定的氮气反应,是一种非常活泼的金属,更容易与空气中的氧气发生反应。
(3)为了使生成的氮化钙在冷却的过程中不与其他物质反应,应该在氮气氛围中充分冷却。
(4)①从题中数据可求出参与反应的钙元素与氮元素的质量,不难求出x的值。
②由于钙容易与氧气反应,相同质量的钙分别与氧气和氮气反应时,生成物的质量前者大于后者,无形中相当于氮元素的含量增多,导致钙元素与氮元素的质量比减小。
[参考答案](1)关闭活塞k,将末端导管插入试管A的水中,用酒精灯微热硬玻璃管,若导管末端有气泡冒出,撤去酒精灯冷却后,在导管内形成一段水柱,则证明装置的气密性良好。
(2)反应过程中导管末端必须始终插入试管A的水中,目的是:防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置,生成氧化钙,引入杂质。
(3)继续通入氮气,将末端导管从试管A中撤出水面,再熄灭酒精灯。
(4)①3;②m(CaN)],钙与氮(不纯)元素的质量比减小,其个数比也变小,所以x值会减小。
[分析评价]本题以合成氮化钙的实验探究为背景,考查学生探究解决综合问题的能力。问题(1)考查根据问题提出实验探究方案的能力,它要求对所给装置的气密性检查设计一个简单的实验方案;问题(2)考查学生对实验方案的分析和评价的能力;问题(3)考查学生补充完成已给出的实验方案的能力;问题(4)中①考查学生根据图表信息,对数据分析整理,最终形成结论的能力,②考查学生利用探究结果,分析解决实际问题的能力。
化学实验是进行科学探究的重要方式,学生具备基础的化学知识和基本的化学实验技能是进行探究活动的基础,是培养学生实验探究能力的重要保证。本竞赛试题的实验题部分立足于基础知识、基本技能,创设了真实的实验情景,强调了对学生实验探究能力的考查,是值得广大师生学习、借鉴的一种课程资源。
参考文献:
[1]向玉耀.一道竞赛试题的启迪[J].化学教学,2008,(9):55.
[2]赵亲水.探究思想在实验试题中的渗透[J].化学教学,2008,(9):66.
[3]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学新课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社,2001:5.
关键词: PM2.5;空气质量;PM2.5分析仪;浓度;室内温度
1 实验背景
PM2.5的标准,是由美国在1997年提出的,主要是为了更有效地监测随着工业化日益发达而出现的、在旧标准中被忽略的对人体有害的细小颗粒物。PM2.5已经被科学证实是严重危害人体健康的污染物,继而PM2.5成为一个重要的测控空气污染程度的指数。
到2010年底为止,除美国和欧盟一些国家将PM2.5纳入国标并进行强制性限制外,世界上大部分国家都还未开展对PM2.5的监测,大多只对PM10进行监测。中国华北、华东和华中PM2.5的平均浓度接近80ug/m3,而世界卫生组织认为,PM2.5小于10ug/m3才是安全值。PM2.5是造成天气灰霾的主要原因,其对人体的危害比沙尘暴更要大。目前,我国PM2.5污染问题日益凸显,将PM2.5放入强制性污染物监测范围,有利于消除或缓解公众自我感观与监测评价结果不完全一致的现象。PM2.5在我国作为一项新增监测项目,不管硬件或软件上都将遇到很多难题。因此,对PM2.5进行实验性监测将有利于对其监测技术的撑控及准确有效数据的获取。
2 实验仪器与方法
2.1 仪器原理及重要参数
Thermo FH62 PM2.5监测仪,沿用震荡微天平法的分析原理,震荡微天平是个石英形管,若何根部固定,可换式滤膜置于按自然震荡频率的锥形管顶端,震荡频率取决于锥形管的物理特性及滤膜质量,电子系统能连续监测此频率的变化。当微粒聚集于滤膜上时,锥形管的自然震荡频率相应减少。根据质量和频率间的相关变化,微处理器能及时计算出滤膜上所累计颗粒物的总质量,质量流量和质量浓度。其量程为0-5000ug/m3,最低探测值:4ug/m3(1小时平均值)1ug/m3(24小时平均值),分辨率:2ug/m3(24小时平均值)。
MET ONE BAM1020 PM2.5监测仪,沿用β射线测定法,期原理是基于物质对β射线的吸收作用。当β射线通过被测物质后,射线强度衰减程度与所透过物质的质量有关,而与物质的物理、化学性质无关。它是通过测定清洁滤带(未采尘)和采尘滤带(已采尘)对β射线吸收程度的差异来测定采尘量,采集空气样的体积已知,计算出质量浓度。其量程为0-10000ug/m3,最低探测值:4ug/m3(1小时平均值)1ug/m3(24小时平均值),分辨率:2ug/m3(24小时平均值)。
2.2 实验方法
实验时间从2012年2月1号始,两台仪器在同等条件下分别对环境大气样品进行监测,并将监测结果中异常情况进行比对分析。
3 异常情况比对分析
在实验比对分析中,发现MET ONE BAM1020 PM2.5呈规律性负值变化。数据4月13日小时值至4月17日,PM2.5的数据基本上在每天15:00到次日凌晨3:00左右出现负值,曲线以凌晨3:00为起点,24小时为波长相似于正弦波变化。
因实验室与惠景城子站地理位置较接近,调取了惠景城同期的数据进行比较,惠景城FH62与FH62数据趋势基本一致,但实验室的MET ONE BAM1020O监测情况是高峰值时要比其它高,低峰值时也要比其它低(见图1, 单位:ug/m3):
4 成因分析及排除
4.1 造成实验室MET ONE BAM1020 PM2.5数据偏高或偏低的原因
仪器有故障;仪器零点过低,重新校准;环境因素引起仪器测量偏差。
4.2 针对以上分析原因逐一查找原因
仪器没有报警,各参数均在正常范围内;
重新对仪器进行流量检查校准,重新对仪器膜校准;
从流量检查结果是:设定流速为16.7l/min,监测仪流速为16.82l/min,百分比偏差0.7%,仪器流量正常。
从图一可分析出,在漂负值的3:00分别向两边数小时值数(3:00那个点不算),基本上数到第6个点时都达到顶峰在第7个点时则向下递减了。可推测出在3:00前6个小时和3:00后6个小时仪器运行环境起了明显变化。后来发现实验两台空调,每六个小时交替运行。22:00-次日凌晨3:00,10:00-15:00期间运行的是A空调,4:00-9:00,16:00-21:00期间运行的是B空调。
由曲线可看出,在A空调运行时,PM2.5的数据呈递减变化,B空调运行时PM2.5数据呈递增变化。
处理:将其中一台空调停止运行,将另一台空调的温度设在23℃,观察数据。(见图2,单位:单位:ug/m3):
论文摘要:本文首先论述了超滤膜技术的基本原理及特点,进而从5个方面论述了超滤膜技术在水处理中的应用,以供参考。
1前言
超滤膜技术是一种能够将溶液进行净化、分离或者浓缩的膜透过分离技术,介于微滤和纳滤之间。超滤膜是悬浮颗粒及胶体物质的有效屏障, 同时超滤膜也可以实现对“两虫、藻类、细菌、病毒和水生生物的有效去除,从而达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。与传统工艺相比,超滤膜技术在水处理方面具有能耗低、操作压力低、分离效率高、通量大及可回收有用物质等优点,广泛应用于饮用水净化、生活污水回收、含油废水、纸浆废水、海水淡化等水处理中。在此,本文就超滤膜技术在环境工程水处理中的应用展开简要阐述,以供参考。
2 超滤膜技术的基本原理及特点
2.1超滤膜技术的基本原理
超滤(Ultra Filtration,简称UF)是溶液在压力作用下,溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧,而高分子溶质或其他乳化胶束团被截留,实现从溶液中分离的目的。其截留机理主要是筛分作用,但有时膜表面的化学特性(膜的静电作用)也起着截留作用。超滤分离时是在对料液施加一定压力后,高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附,在孔内被阻塞而截留及膜表面的机械筛分作用等三种方式被超滤膜阻止,而水、无机盐及低分子物质透过膜。
超滤膜技术截留分子量的定义域为500-500000左右,对应孔径约为0.002-0.1μm,操作静压差一般为0.1-0.5MPa,被分离组分的直径约为0.005-10μm。
2.2 超滤膜技术的特点
1.对杂质的去除效率高,产水水质大大好于传统方法。
2.彻底消除或者大大减少化学药剂的使用,避免二次污染。
3.系统易于自动化,可靠性高。运行简易,设施只有开启,关闭两档。
4.具有良好的化学稳定性,有耐酸、耐碱以及耐水解的性能,能广泛应用于各种领域。
5.耐热温度可达到140℃,可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒;能在较宽的PH范围内使用,可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。
6.过滤精度高,能有效滤除水中99.99%的胶体、细菌、悬浮物等有害物质。
7.与常规水处理系统费用相当生活污水经过超滤使处理水质变好从而进行回用,而工业废水中由于一般技术不能达标,采用超滤技术能充分处理废水。
3 超滤膜技术在水处理中的应用
3.1 饮用水净化
当前,随着我国水污染问题的日益严重,我国出现了新的水质问题,如贾第虫和隐孢子虫(两虫)问题、水蚤及红虫问题、藻类污染加剧及臭味和藻毒素问题、水的生物稳定性问题等。而将超滤膜技术应用于饮用水的净化时,其可去除水中包括水蚤、藻类、原生动物、细菌甚至病毒在内的微生物,对水中的致病微生物、浊度、天然有机物、微量有机污染物、氨氮等都有较好的处理效果,能满足人们对水质的要求。
如,张艳等[2]以混凝沉淀为预处理方法,通过中试试验,对浸没式超滤膜处理东江水的最佳运行方式进行了研究,该工艺通过对水中的致病微生物、浊质、天然有机物、有毒有害微量有机污染物、氨氮、重金属等设置多级屏障,可以使其含量得到逐级削减,最后得到优质饮用水。
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3.2造纸废水的处理
超滤膜技术应用于造纸废水中,主要是对某些成分进行浓缩并回收,而透过的水又重新返回工艺中使用。一般,造纸废水膜分离技术研究主要包括:回收副产品,发展木素综合利用;制浆废液的预浓缩;去除漂白废水中的有毒物质等。
杨友强等[3]研究了超滤法处理造纸磺化化机浆(SCMP)废水及影响超滤的各种因素,结果表明:截留分子量为20000u的聚醚砜(PES200)膜适于处理SCMP废水,清洗后膜的通量可恢复98%。黄丽江等[4]采用0.8μm微滤(MF)与50nm超滤(UF)无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行了处理,在温度为15℃、压力为0.1MPa的操作条件下,0.8μm膜对COD的去除率为30%~45%,50nm膜对COD的去除率为55%~70%。
3.3含油废水的处理
含油废水存在的状态分三种:浮油、分散油、乳化油。前两种较容易处理,可采用机械分离、凝聚沉淀、活性炭吸附等技术处理,使油分降到很低。但乳化油含有表面活性剂和起同样作用的有机物,油分以微米级大小的离子存在于水中,重力分离和粗粒化法都比较困难,而采用超滤膜技术,它使水和低分子有机物透过膜,在除油的同时去除COD及BOD,从而实现油水分离。
如,油田含油废水中通常油量为100~1000mg/L,超过国家排放标准(<10mg/L),故排放前采用先进的高效衡压浅层气浮技术和中空纤维膜分离技术进行了分离,在操作压力为0.1MPa、污水温度40℃时,膜的透水速度可达60~120L/(m2·h),出水中含油量为痕迹,悬浮物固体含量平均值为 0. 32mg/ L,悬浮物粒径中值平均值为 0. 82μm,完全达到了特低渗透油田回注水的水质标准。
3.4城市污水回用
城市污水是一种重要的水资源,国外早已开始广泛英语膜法进行城市污水回用,随着我国水污染问题的愈发严重,将超滤膜技术应用于城市污水回用,也日渐引起了人们的关注。如,汤凡敏等[5]利用 CASS 与超滤膜组合工艺处理小区生活污水,当水力停留时间为12h、CODCr浓度在215~ 677 mg/ L 之间时,该工艺出水 CODCr稳定在30 mg/ L 左右;NH3-N 浓度为 22.2~ 41.2 mg/ L时,出水NH3-N 最低可达0. 2 mg/ L,去除率达到90%以上,出水pH 值在 7.26~7.89 之间,出水浊度小于 0. 5,出水水质优于回用水标准,可直接回用。
3.5海水淡化
海水淡化技术经过半个世纪的发展,从技术上已经比较成熟,目前主要的海水淡化方法有反渗透(SWRO)、多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和压汽蒸馏(VC)等,而适用于大型的海水淡化的方法只有 SWRO、MSF 和 MED。随着膜技术的不断发展,从19世界60年代开始膜技术开始应用于海水淡化。但在这一过程中,由于膜污染问题,使得反渗透系统在处理海水方面出现了瓶颈,而超滤膜技术的应用,可有效地控制海水水质,为反渗透系统提供高质量的入水。
如,叶春松等[6]采用中空纤维超滤膜直接处理高浊度海水,该超滤膜的产水浊度平均值为 0. 11NTU,SDI15 平均值为 2. 4,COD 的平均去除率为60.0%,胶硅的平均去除率为 89. 0%,跨膜压差小于6.0×104Pa,远远小于超滤膜本身最大操作压差2. 1×105Pa,该超滤膜对浊度高、变化大的海水有很强的适应性,可以在以高浊度海水为进水的情况下作为海水反渗透系统的预处理装置。
参考文献
[1] 张安辉,游海平.超滤膜技术在水处理领域中的应用及前景[J].化工进展,2009(S2).
[2]张艳,李圭白,陈杰.采用浸没式超滤膜技术处理东江水的中试研究[J]. 中国环境科学,2009, 29(1).
[3]杨友强,陈中豪,李友明.超滤法处理造纸化机浆废水的研究[J].中国给水排水,1999(12).
[4]黄江丽,施汉昌,钱易.MF与UF组合工艺处理造纸废水研究[J].中国给水排水,2003(6).
关键词:荠s 质量标准 薄层色谱 测定
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(b)-0206-04
荠s为桔梗科沙参属药用植物荠sAdenophora trachelioides Maxim. [A. remotifolora auct non Miq.] 的根。功能主治消渴,解药毒,对支气管炎尤为有效。荠s含蛋白质,脂肪,多糖、皂苷,三萜类化合物,主要化学成分为β-谷甾醇和胡萝卜甾醇等,根据相关资料显示[1],β-谷甾醇(β- sitosterol) 是植物甾醇类成分之一,广泛存在于自然界中的各种植物油、坚果等植物种子中,也存在于某些植物药中。作为植物甾醇的β-谷甾醇和胡萝卜甾醇已经越来越受到重视,相当多的研究者近几年都纷纷研究并发表相关文章[2],以阐述证明植物甾醇(β-谷甾醇)在降低血液胆甾醇含量“抑制肿瘤”防治前列腺增生,抑制乳腺增生和调节免疫方面都有重要作用。
荠s的药理作用广泛,其退热作用可用于气候干燥的秋季或过食辛燥食物所致的肺热燥咳,中焦胃受火炼、虚热内亢之消渴,治阴虚火旺之阳举不衰。抑菌作用对多种球菌、杆菌及絮状表皮癣菌有抑制作用。
荠s早就被详细地描述了其来源,性状,性味归经,功能主治和用法用量等。关于荠s的研究大多数也只停留于荠s的本草考证以及性状鉴别,有极少数文献内容是研究荠s多糖[3]类成分的提取及其含量测定。此外,对于荠s的各种常规检查和显微薄层等鉴别技术目前也几乎空白,而国外对于荠s的研究也更少。
伴随着中药质量逐渐下降,伪品劣品的市场入侵,据多篇报道显示这种极少数人认知的荠s和一些性状相似的中药如人参、沙参等也陷入市场骗局。与此同时,荠s作为一种药食兼用的植物,营养丰富,富含不饱和脂肪酸、亚油酸、氨基酸、糖类、有机酸及人体不可缺少的无机营养元素[4],既可当蔬菜食用,又是乳制品的添加剂。荠s菜具有强中消渴、治疗疥疮肿毒和清热解毒之功效,越来越受大众的关注和青睐。由此可见,荠s的质量标准研究和确立是对人类生活质量的提高有着重要影响。
中药质量标准问题是制约中药现代化国际化发展的关键瓶颈之一。长期以来,“找成分,测含量”一直是中药内在质量标准研究的基本方式[5]。而目前荠s暂无相关药典标准和部颁标准收载,该实验对荠s进行水分测定、灰分测定、酸不溶灰分测定和浸出物测定,并进行显微和薄层色谱鉴别,综合利用传统和现代的检测方法,为荠s药材的质量标准制订提供准确的科学依据,确保荠s的真实性和有效性。
1 材料与仪器
1.1 材料
荠s供试品(5批:010 1、010 2、010 3、010 4、010 5)、荠s对照药材(批号:140910);乙醇、石油醚、乙酸乙酯等均为分析纯;10%硫酸乙醇溶液、10%稀盐酸、稀甘油试剂、水合氯醛试剂(以上试液均按《中国药典》2010版一部附录XVB配制)、硅胶G薄层板(青岛海洋化工厂分厂预制板、自制板)。
1.2 仪器
电热恒温水浴锅、电子分析天平、电热恒温鼓风干燥箱、ZF-Ⅱ型紫外线分析仪、ML-11生物显微镜、DS-8510DT超声波清洗器。
2 方法与结果
2.1 性状鉴别
本品呈圆柱形或略呈纺锤形,略弯曲,下部渐细,有的有分枝,长7~20 cm,直径0.7~3 cm。表面白色或淡黄白色,不去外皮者,表面黄棕色至灰棕色,部分具纵扭皱沟,并有横长的皮孔样斑痕及支根痕,上部常有横纹,有的顶端有较短的根茎或不明显。体轻,质脆,易折断,断面不平坦,形成层环棕色,皮部类白色,有裂隙,木部淡黄白色。气微,味甘甜(见图1)。
2.2 显微鉴别
照显微鉴别法(中国药典2010年版一部附录ⅡC)[6],取样品药材粉末(60目)适量,置于载玻片上加水合氯醛透化两次,加稀甘油装片,置显微镜下观察可见显微特征:(1)导管众多常见,成群存在,多为环纹或网纹导管,偶见螺纹导管,直径10~59μm;(2)纤维多为单束散在,细长,梭形,壁较薄,具纹孔。宽16~24μm,长0.14~1.00 mm;(3)木栓细胞多见,表面观呈类多角形,壁增厚,木化;(4)树脂道少见,细胞呈多边形或梭形,壁薄,内含块状分泌物。(见图2)
2.3 薄层鉴别
取荠s粉末(20目)2 g,置具塞锥形瓶中,加三氯甲烷20 mL超声提取20 min,滤过,滤液蒸干,残渣加三氯甲烷2 mL使溶解,作为供试品溶液。采用相同方法制备对照药材溶液。照薄层色谱法(《中国药典》2010年版一部附录Ⅵ B)[7]试验,吸取上述溶液各10μL,分别点于同一硅胶G薄层板上,以石油醚-乙酸乙酯-甲酸(8∶2∶0.5)为展开剂,展开,取出,晾干,喷以10%硫酸乙醇溶液,在105℃加热至斑点显色清晰,置254 nm紫外光下检视,结果(见图3)。
2.4 常规检查
2.4.1 水分
由于荠s中主要成分不是挥发性成分,因此可照水分测定法(中国药典2010年版一部附录IX H第一法烘干法)[8]测定,实测样品4批。结果为7.80%~8.20%,平均值8.00%(见表1)。以平均值的120%制定限度,故暂定本品水分不得超过9.6%。
2.4.2 总灰分
按照灰分测定法(中国药典2010年版一部附录IX K总灰分测定法)[9]测定,实测样品4批。结果为2.60%~2.70%,平均值为2.65%(见表2)。以平均值的120%制定限度,故暂定本品总灰分不得超过3.18%。
2.4.3 酸不溶灰分
按照灰分测定法(中国药典2010年版一部附录IX K酸不溶性灰分测定法[9]测定,实测样品4批。结果为0.10%~0.16%,平均值0.13%(见表2)。鉴于酸不溶灰分值含量太低,故不列入质量标准正文。
通过计算求得总灰分平均值2.65%,酸不溶灰分平均值0.13%。
注明:计算:灰分重量(g)=总灰分与坩埚总重(g)- 坩埚重量(g)
灰分率(%)=灰分重量(g)/药粉量(g)×100%
理论上:酸不溶性灰分与坩埚重量(g)
酸不溶性灰分(g)=酸不溶性灰分与坩埚重量(g)-坩埚重量(g)
酸不溶性灰分率%=酸不溶性灰分(g)/药粉量(g)×100%
2.4.4 浸出物(最大醇溶性浸出物的选择)
照醇溶性浸出物测定法项下的热浸法(中国药典2010年版一部附录X A)[10]测定,用四种不同浓度的乙醇作溶剂,结果(见表3)。
结果表明,采用热浸法测定荠s浸出物,乙醇浓度为25%时浸出率最高,因此,继续照醇溶性浸出物测定法项下的热浸法(中国药典2010年版一部附录X A)测定,实测样品4批,以25%乙醇作为溶剂,结果为65.60%~66.50%,平均值为66.05%(见表4)。以平均值的80%制定限度,故暂定本品浸出率不得低于52.84%。
3 讨论
3.1 对显微及薄层鉴别的分析
在进行显微鉴别的过程中,通过对所观察到的细胞和组织结构可知以上显微特征都可作为单味药材荠s鉴别的重要依据。
在薄层色谱鉴别实验中,有斑点拖尾严重,边缘效应明显的现象,经多次调整展开剂,最后选用石油醚―乙酸乙酯―甲酸(8∶2∶0.5),喷以10%硫酸乙醇溶液,在105 ℃加热至斑点显色清晰,置254 nm紫外光下检视,得到较理想的结果。
3.2 对水分测定的分析
由于实验条件有限,在进行水分测定的实验中选择了烘干法中最传统的烘箱法,根据资料显示烘箱法采用的是“无筛选”的水分分析技术。在测试结果中水分和挥发杂质一并存在,烘箱法的优点在于它基于热对流原理,烘箱内气流分布均匀,温度波动不大。烘箱本身是不能测量样品中的水分含量的,它必须借助秤或天平,从而获知样品烘干前后的质量。因此,烘箱法水分分析过程十分复杂,耗时很长,实用性较差。由此可知,该实验所得数据并不能够完完全全作为荠s制定质量标准的依据,而只能说明作为初步研究,此项目能起到为日后制定质量标准提供一个科学的实验基础。
3.3 对浸出物测定的分析
荠s以乙醇为溶剂,热浸法进行浸出物测定。用四种不同浓度的乙醇作溶剂,结果表明,采用热浸法测定荠s浸出物,乙醇浓度为25%时浸出率最高,平均值为66.05%。
4 结语
鉴于目前荠s暂无相关药典标准和部颁标准收载,该实验对荠s进行水分测定、灰分测定、酸不溶灰分测定、浸出物测定、显微鉴别和薄层色谱鉴别,为荠s药材的质量标准制订提供准确的科学依据,确保荠s的真实性和有效性,可以作为荠s药材及其制剂的质量标准。
参考文献
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关键词:石油;化工;废水;处理
中图分类号:X703 文献标识码:A
石油化工工业是一个"三废"排放量大、容易产生污染、危害环境的工业产业。石油化工生产的特点决定了其污染的普遍性和复杂性,因此,在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。
1石油化工废水的特点
1. 1废水处理难度大
石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。
随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4 .1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有儿个毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。
1 .2废水排放量大
石油化工生产工艺过程较为复杂,产生的废水量变化范围大.如石油炼制,随其加工深度不同,l k吨原油在生产过程中废水的排放量变化很大,在0.69-3.99 m3之间,平均值为2.86 in';生产侮吨石油化工产品的废水排放量为35.81-168.86 m3,平均值为117 m3生产每吨石油化纤产品的废水排放量为106.87 -230.67 m3,平均值为161.8 m3生产侮吨化肥的废水排放量为2.72-12.2 m3,平均值为4.25 m3:生产每吨合成橡胶的废水排放量平均值为3.31 m3.当生产不正常或开停工、检修期间,废水排放量变化更大。
1.3废水中污染物组分复杂
石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。
2石油化工废水的治理原则
2.1控制工艺过程尽量少产生水污染
增强生产工艺过程的环境保护意识,不断改进技术及设备,选用无污染或少污染的生产工艺、设备及原材料,极大限度地降低排污量及废水排放量。
2.1.1控制生产过程
石油加工过程采用千式减压蒸馏代替湿式减压蒸馏,用重沸器代替蒸汽汽提。产品粘制采用催化加氢工艺代替酸碱洗涤。
2.1.2选用适当的生产方法
在石油化工生产过程中,用低碱醉解法代替高碱醇解法生产聚丙烯醇,采用裂解法工艺代替脱氢法工艺生产烷4苯。在石油化纤生产过程中,采用直接酷化法代替酷变换法生产聚酷熔体和切片,采用干法纺丝代替湿法纺丝生产丙烯睛.
2.2节约用水,提高水的重复利用率,降低排水量
根据炼油、化工、化纤、化肥生产过程对水温、水质的要求不同,采取一水多级串联使用、循环使用、废水处理后再回收利用等方法,减少生产过程的废水排放量。
2.2.1一水多用
将锅炉使用的一次性水,先用于工艺过程的冷凝、冷却,升温后送化学水处理进行脱盐,再送到除氧器脱氧供给锅炉使用。将丁二烯精馏塔、脱水塔冷却水串级使用之后送循环水厂做补充水用。
2.2.2循环使用
对工艺过程的冷凝、冷却应泞先选择空冷或增湿空冷代替水冷。对必须用水冷却的工艺,则采用循环水进行冷却。改进水质,加强水质稳定处理,提高循环水的浓缩倍数,从而降低循环水的补充用水量,减少循环水的排污量。
2.2.3废水回用
开源节流,利用中水系统进行废水回用。如将炼油工艺过程中产生的含硫含氨冷凝水,经汽提脱H2S氨、氰后的净化水回用作为电脱盐的注水。将冷焦水、切焦水经隔油、沉淀、过滤后闭路循环使用。将洗槽废水经隔油、浮选、过滤后"自身"循环使用。将二级废水处理后的排放水,作为废水处理滤池的反冲洗用水及瓦斯罐、火炬水封罐的补充水。
2.3加强分级控制,搞好污染源的局部预处理和综合回收利用
石油化工工艺过程产生的废水中所含的污染物.大多数为生产过程流失的物料及有用的物质。因此,治理废水要从加强污染源控制,实行废水局部预处理及综合回收利用人手,回收废水中有用的物料,降低消耗,变有害为有利。这是消除废水中污染物、减轻对环境污染的有效办法。
3石油化工废水处理的技术和方法
3.1吸附
吸附法就是利用吸附剂的多孔,比表而积大而且表而疏水亲油的特性,使油经过物理或化学作用吸附在表面或空隙内,从而达到除油的目的。一般吸附剂以煤灰、矿渣、果壳、锯末、粘土等为原料,经过炭化、活化或有机改性来扩大空隙,增加比表面积和提高表面亲油性。一般吸附剂分成粉末状和颗粒状两种类型,粉末状直接投加到水中,而颗粒状则以吸附柱的形式应用。
3.2膜技术
近几十年来,膜分离技术发展迅速。在国外,膜技术己广泛应用于含油污水中乳化油、溶解油的去除和脱盐的研究与工业化试验。微滤(MF)S f 1]超滤(Fu)技术处理含油污水的特点是:不加药剂,是一种纯物理分离,不产生污泥,对原水油份浓度的变化适应性强,需要压力循环污水,进水需严格与处理,膜需定期杀菌清洗。简单的除油机理是乳化油基于油滴尺寸大于膜孔径被膜阻止,溶解油则是基于膜和溶质的分子问的相互作用,膜的亲水性越强,阻止游离油透过的能力越强,水通量越高。含油污水中油的存在状态是选择膜的首要依据,若水体中的油是因有表面活性剂的存在,使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油,油珠之间难以相互粘结,则须采用亲水或亲油的超滤膜分离,为此超滤膜孔经远
3.3高级氧化技术
水处理的高级氧化技术是近20年兴起的新技术。它通过化学或物理化学的方法将污水中的有机污染物直接氧化成无机物,或转化为低毒的易生物降解的有机物,在制药、精细化工、印染等有机废水处理中有广泛应用研究,主要有化学氧化、湿式氧化、光氧化、催化氧化合生物氧化等技术。
结语
由于炼油、化工、化纤和化肥等厂的生产性质不同,产品品种差别很大,生产过程中产生的废水种类又较多,水质差异很大,因此,排水系统应主要根据废水的水质特征和处理方法来确定。只有科学合理地划分系统,才有利于清污分流、分级控制及分别进行局部预处理和集中处理,确保废水达标排放。
参考文献
[1]王继武.高浊度水净化及污水资源化应用技术论文集[C],甘肃:甘肃科学技术出版社 , 2008.