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中图分类号:TQ46 文献标识码:A 文章编号:1674-206002-0182-01
头孢唑肟钠是日本藤泽公司研发的第三代头孢类抗生素,化学名称为(6R,7R)-7-[(Z)-2-(2-氨基-4-噻唑基)-2-(甲氧亚氨基)乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸钠。该药临床上常用于治疗由敏感细菌所致的败血症、泌尿及生殖系统感染、呼吸道感染等疾病。该药所具有的特点是耐酶、广谱、高效、通过血脑屏障等。头孢唑肟钠的.合成主要以头孢唑肟为原料。合成工艺主要有三种,一种是以碳酸钠为转钠剂;另一种是以乙酸钠为转钠剂,在丙酮中析出得到产品;另一种方法是以三乙胺为助溶剂,形成头孢唑肟那酸的三乙胺盐,再以异心酸钠为转钠剂,在乙醇中析出得到产品。以下是对头孢唑肟钠生产工艺的分析。
1仪器与试剂
头孢唑肟钠合成所需仪器为BruckerAMX-500核磁共振仪、红外光谱仪、Agilent1100高效液相色谱仪、温度计等。所需试剂为:头孢唑肟酸(质量分数99.8%)、氢氧化钠、碳酸氢钠、丙酮、无水乙醇、碳酸钠、异辛酸钠等。
2合成方法
将15.32g的头孢唑肟酸加入100mL的四口瓶中,使之悬浮于30mL水中。之后滴加含有异辛酸钠16.7g的异丙醇20ml,溶解后成为淡黄色的透明溶液。运用活性炭1.0g对溶液进行室温脱色30min,再进行过滤,用5ml的水洗涤,将滤液合并[1]。滴入300ml的异丙醇,析出白色固体。白色固体析出后,在0~5°环境下,以较慢速度搅拌2h,再次进行过滤,采用异丙醇洗涤滤饼在35℃真空环境下干燥4h,最后得出头孢唑肟钠16,23g。其含水量为6.20%,收率为145°,熔点为227℃,旋光度为145°,纯度为99.34%。析出头孢唑肟钠质量符合《中国药典》版二部标准规定。
3结果与讨论
3.1转钠剂对头孢唑肟钠收率的影响
对产品收率进行考察时,先称7.66g的头孢唑肟钠酸,在水体积与乙醇体积1:10的条件下以Na2CO3、NaOH、NaHCO3和异辛酸钠为转钠剂,以此考察转钠剂对产品收率的影响。详见表1从表中可看出,三种无机盐中,NaHCO3的收率为86.3%,其具有较强碱性,易使内酰胺开环,此碱一般不作为转钠剂使用。Na2CO3、NaOH的收率分别为83.9%和81.9%,这两种碱具有的特性是不溶于乙醇,产品中容易引入杂质。异辛酸钠比其他三种碱类收率都高,异心酸钠可溶于乙醇,对于过量的异辛酸钠不用担心其对产品的纯度产生影响,在色泽上对产品也无影响。因此四种转钠剂相比,选择异辛酸钠作为头孢唑肟钠转钠剂最适宜。
3.2溶剂对头孢唑肟钠收率的影响
头孢唑肟钠在合成的过程中会运用到多种溶剂,这些溶剂对头孢唑肟钠的收率有不同程度的影响。判断溶剂对头孢唑肟钠收率的影响程度时先固定称量头孢唑肟钠酸7.66g,水15ml,异辛酸钠8.30g,三者发生反应后生成淡黄色溶液。选异丙醇、乙醇、丙酮各150ml作为有机溶液,观察不同溶剂反应收率的变化。详见表2.从表中可见,三种有机溶液相比,运用乙醇时产品收率较低。选用异丙醇和丙酮时产品收率较高。滴加丙酮易使产品结团、粘稠,干燥之后不易碾碎[2]。选用异丙醇滴加生成的产品晶体好,干燥之后易于粉碎,因此,三种有机溶液相比,选用乙醇更为理想。
3.3温度对头孢唑肟钠收率的影响
头孢唑肟钠合成过程中温度也是一个重要影响因素,对头孢唑肟钠收率有着一定的影响。考量温度对头孢唑肟钠收率的影响时先固定称量头孢唑肟钠7.66g,异辛酸钠8.30g,水体积与异丙醇水体积比为1:10,在0°、10°、20°的温度下考察温度对产品收率的影响。详见表3。从表中可见,0°、10°、20°三种温度下,其对产品的收率影响不大,当温度较低时产生的二氧化碳不容易被放出,异辛酸钠粘度会增加,对反应会产生不利影响。所以应该选择较高的温度,所以温度选择20℃较为合适。
4结语
以异心酸钠作为头孢唑肟钠酸为原料合成头孢唑肟钠具有良好效果。过量的异辛酸钠可以溶于异丙醇中,产率较高,比选用碳酸氢钠和碳酸钠作转钠剂效果更优良。得出的产品头孢唑肟钠符合《中国药典》20版二部规定标准。
参考文献
[1]李航;于奕峰.头孢唑肟钠合成工艺研究[J]河北工业科技,,28(04)
[2]朱小芝;张爱荣;等.头孢唑肟钠合成工艺研究[J]山西医科大学学报,,40(07)
【摘要】 简化头孢唑肟钠的合成路线。方法 以7?氨基?3?去甲基?3?头孢烷酸为原料,与2?(2?氨基?4?噻唑基)?2?甲氧亚胺?乙酰?苯并噻唑硫酯反应制得头孢唑肟酸,再与异辛酸钠反应制得头孢唑肟钠。结果与结论 所制得的产品质量好,产率达87?4%。本方法操作简便,适于工业化生产。
Abstract:Ceftizoxime was prepared through the reaction of 7?amino?3?cephem?4?carboxylic acid with 2?(2?aminothiazol?4?yl)?2?(Z)?methoxyiminoacetic acid S?benzthiazolyl thioester, followed by the reaction with sodium 2?ethylhexanoate. The yield was 87.4%. The synthesis is simple and suitable for industrial production of ceftizoxime sodium. .
Key words:ceftizoxime sodium ;synthesis;7?amino?3?nor?3?cephem?4?carboxylic acid
头孢唑肟钠(ceftizoxime sodium)是由日本腾泽药品工业公司开发,并于1982年首先在日本上市,商品名为ceftizox。本品属第三代头孢菌素抗生素,具有广谱、高效、耐酶、低毒和能通过血脑屏障的'特点[1~2],临床上广泛用于治疗各种中、重度感染。
有关头孢唑肟钠的合成,文献[3]报道了2条合成路线。第1条是以7?苯乙酰氨基?3?头孢菌素?4?羧酸对甲氧苄酯为原料,在C7位侧链引入2?顺?甲氧亚氨基
?2?(2?甲酰氨基)噻唑乙酸,之后脱去C4位引入侧链的保护基团,得到头孢唑肟酸,再与成盐剂制得头孢唑肟钠,此路线多次脱去保护基团,延长了反应步骤,增加了操作程序及生产成本。第2条是以7?氨基?3?去甲基?3?头孢烷酸(7?ANCA)为原料与氨噻肟乙酸直接缩合得头孢唑肟酸再成盐,此路线副反应较多,所得产物需经柱层析纯化。
结合国内实际情况,本文对第2条路线进行改进,以7?ANCA为原料,与2?(2?氨基?4?噻唑基)?2?甲氧亚胺?乙酰?苯并噻唑硫酯(AE?活性酯)缩合制得头孢唑肟酸,再与成盐剂反应得头孢唑肟钠。合成路线见图1。
1 实验部分
1.1 主要试剂和仪器 7?氨基?3?去甲基?3?头孢烷酸(7?ANCA,浙江台州新星制药厂),2?(2?氨基?4?噻唑基)?2?甲氧亚胺?乙酰?苯并噻唑硫酯(AE活性酯,山东沂源制药厂,HPLC法纯度99.7%),其他试剂为工业品。
Brucker 400 核磁共振仪,Agilent 1100高效液相色谱仪。
1.2 头孢唑肟酸的合成[4~5] 取7?ANCA10 g(0.050 mol)加入二氯甲烷160 mL中,搅拌成混悬液,室温下滴加三乙胺14 mL(0?100 mol),滴毕,搅拌10 min,将AE活性酯19?36 g(0.050 mol)加至上述溶液中,在25~30 ℃反应5 h。反应毕,用200 mL×2水提取,合并水相,滤过,将水溶液调pH至5.5,加入活性炭0.2 g,室温脱色30 min,滤过,水洗滤饼,合并滤液,用2 mol/L盐酸将滤液pH调至2.0,析出淡黄色固体,滤过,用二氯甲烷(30 mL×3)洗滤饼,真空干燥,得头孢唑肟酸17.3 g,收率90.3%,HPLC归一化法纯度99%以上。
Fig.1 Synthesis of ceftizoxime sodium
1H?NMR (DMSO?d6) δ:3.34~3.66(2H,m),3.84(3H,s),5.09(1H,d,J=4.8 Hz),5.81(1H,dd,J=4.8 Hz,8.4 Hz),6.47~6.49(1H,m),6.73(1H,s),7.23(2H,s),9.61(1H,d,J=8.4 Hz),数据与文献[3]一致。
1.3 头孢唑肟钠的合成 取10 g(0.026 mol)头孢唑肟酸溶于20 mL去离子水中,搅拌成混悬液,在5 ℃下滴加三乙胺4.1 mL(0.029 mol),搅拌溶解,加入活性炭0.2 g,脱色30 min,滤过,少量水洗滤饼,合并有机层,5 ℃下滴加异辛酸钠6 g(0.036 mol)与乙醇10 mL形成的溶液,加毕,搅拌40 min,缓慢滴加乙醇100 mL,析出类白色固体,搅拌2 h,滤过,30 ℃真空干燥4 h,得类白色粉末9.2 g,收率87.4%(文献[3]收率84?2%),HPLC归一化法纯度99%以上。1H?NMR(DMSO?d6) δ:3.35(2H,m),3.47(3H,s),4.95(1H,d,J=3.9 Hz),5.62(1H,dd,J=3.8 Hz,6.6 Hz),5.96(1H,m),6.71(1H,s),7.23(2H,s),9.51(1H,d,J=6.6 Hz)。
2 结果与讨论
2.1 C7位缩合方法的选择
文献[6]报道的C7位缩合方法有酰氯法、活性酯法及二环己基碳二亚胺(DCC)直接脱水等方法。酰氯法要求无水操作,且需要在低温下进行;采用DCC做缩合剂时,侧链氨基需保护。综合以上方法,本文采用活性酯法,工艺简单,反应条件温和,所得产物杂质少,产率高。
2.2 成盐剂的选择
据文献[6]报道,合成头孢唑肟钠所选用的盐有碳酸氢钠和氢氧化钠,后者碱性太强易使β?内酰胺环断裂开环,前者在成盐后过量的碳酸氢钠难除去,本文采用异辛酸钠/乙醇溶液作为成盐剂,有利于工业化生产,所得产品纯度高,过量的异辛酸钠易除去。
致谢:核磁共振由中山大学测试中心完成,高效液相色谱法由本公司研究所分析室完成,在此一并感谢!
注射用头孢唑肟钠商品名称益保世灵,主要成分:头孢唑肟钠。
【性状】本品为白色或淡黄色结晶性粉末。
【药代动力学】
肌内注射本品0.5g或1.0g后血药峰浓度(Cmax)分别为13.7mg/L和39mg/L,于给药后1小时到达。静脉注射本品2g或3g,5分钟后血药峰浓度(Cmax)分别为131.8mg/L和221.1mg/L。头孢唑肟广泛分布于全身各种组织和体液中,包括胸水、腹水、胆汁、胆囊壁、脑脊液(脑膜有炎症时)、前列腺液和骨组织中均可达治疗浓度。蛋白结合率30%。本品血消除半衰期为1.7小时。在体内不代谢,24小时内给药量的80%以上以原形经肾排泄,因此尿液中药物浓度高。丙磺舒可使头孢唑肟的肾清除减少,血药浓度增高。
【用法用量】
1.成人常用量:一次1~2g,每8~12小时1次;严重感染者的剂量可增至一次3~4g,每8小时1次。治疗非复杂性尿路感染时,一次0.5g,每12小时1次。2.6个月及6个月以上的婴儿和儿童常用量:按体重一次50mg/kg,每6~8小时1次。
【相互作用】
虽然尚无益保世灵与其他药物相互作用的报道,但有其他头孢菌素与氨基糖苷类抗生素联合应用时出现肾毒性的报道。
【孕妇及哺乳期妇女用药】
动物实验中没有发现本品对生殖能力和胎儿有损害,但妊娠期用药的安全性尚不清楚,孕妇只在有明确指征时应用。本品有少量可分泌至乳汁中,哺乳期妇女应用本品时应暂停哺乳。
【儿童用药】6个月以下小儿使用本品的安全性和有效性尚未确定。
【老人用药】老年患者常伴有肾功能减退,应适当减少剂量或延长给药间期。
【贮藏】密闭,在凉暗干燥处保存。
注射用头孢唑肟钠为半合成的第三代头孢菌素,具有较广的抗菌谱。注射用头孢唑肟钠已投入临床使用多时,不仅疗效可靠,且安全性高,受到了广大患者的青睐。那么,儿童可以用注射用头孢唑肟钠吗?
儿童是可以使用注射用头孢唑肟钠的,但6个月以下小儿使用注射用头孢唑肟钠的安全性和有效性尚未确定,因此应在医生的指导下使用。6个月及6个月以上的婴儿和儿童常用量按体重一次50mg/kg,每6~8小时一次。注射用头孢唑肟钠可用注射用水、氯化钠注射液、5%葡萄糖注射液溶解后缓慢静脉注射,亦可加在10%葡萄糖注射液、电解质注射液或氨基酸注射液中静脉滴注30分钟~2小时。
注射用头孢唑肟钠使用期间应注意,拟用注射用头孢唑肟钠前必须详细询问患者先前有否对注射用头孢唑肟钠、其他头孢菌素类、青霉素类或其他药物的过敏史,因为在青霉素类和头孢菌素类等β-内酰胺类抗生素之间已证实存在交叉过敏反应。在青霉素类抗生素过敏患者中约5%~10%可对头孢菌素出现交叉过敏反应。因此有青霉素类过敏史患者,有指征应用注射用头孢唑肟钠时,必须充分权衡利弊后在严密观察下慎用。如以往发生过青霉素休克的患者,则不宜再选用注射用头孢唑肟钠。如应用注射用头孢唑肟钠时,一旦发生过敏反应,需立即停药。如发生过敏性休克,需立即就地抢救,给予肾上腺素、保持呼吸道通畅、吸氧、糖皮质激素及抗组胺药等紧急措施。
几乎所有的抗生素都可引起假膜性肠炎,包括头孢唑肟。如在应用过程中发生抗生素相关性肠炎,必须立即停药,采取相应措施。与其他抗生素相仿,过长时间应用注射用头孢唑肟钠可能导致不敏感微生物的过度繁殖,需要严密观察,一旦发生二重感染,需采取相应措施。注射用头孢唑肟钠溶解后在室温下放置不宜超过7小时,冰箱中放置不宜超过48小时。
综上所述,儿童是可以使用注射用头孢唑肟钠的,但6个月以下的婴幼儿童不宜使用。若患儿在使用注射用头孢唑肟钠过程中出现不适,应及时告知医生。
摘要:在我们的日常生活中,金属镁占据了很重要的作用。就金属镁的生产工艺而言,其的生产方法,大致基本上有几种,包括电解法还有热还原法。就现在科技的不断发展,其金属镁的生产效率,原材料的利用率都会有着很大的提高。
关键词:金属镁;电解法;热还原法;工艺进展
就本文而言,主要是根据几个方面来进行讨论,首先要先了解金属镁的用途,再有就是关于金属镁的具体的生产工艺。
1金属镁的用途
在我们日常生活中,金属镁是属于化学性质比较活泼的一类金属纯净物。而且比金属铝的密度小。作为金属镁,其的运用主要是在镁合金的生产方面还有一些炼钢技术也需要金属镁的参与。不仅如此,金属镁还能作为保护层对一些特定的物体进行保护,还可以有效的防止金属腐蚀。随着科学的不断进步,金属镁的用途日益增加,在我们看来,现在是一个交通很发达的时代,高铁,飞机等等都成了我们自己出行所必要的。刚才上文说过,金属镁的用途之一就是生产镁合金,镁合金具有优良的化学性质以及物理性质,因此,对于刚才提到的飞机高铁等等原材料的使用也是很需要镁合金的。镁合金的一些性质往往都优越于其他的材料,因此在军事方面,医疗方面也起着很重要的作用。铝合金的发展前景是非常可观的。
随着社会的不断进步,科学技术的不断提高,金属镁的生产工艺越来越成熟。就目前现在的情况看来,金属镁的生产工艺大致可以可以分为两个主要的方法,其一就是热还原法,其二就是电解法,这两种方法又可以细分为好几种不同的方法。每一种方法都有其优点以及特殊用途。
2.1热还原法热还原法的应用,主要是利用化学物质硅来实现对金属镁的提纯。在生产过程中使用到的原料有碳化硅,氧化钙还有纯净物硅,其所产生的化学反应所需要的条件就是高温和真空,高温时其的温度要达到1100~1250摄氏度。我们所知道的热还原法制造金属镁时,按照所需要的反应设备的不同,又分为好几种不一样的方法,但他们的原理都是相同的。根据设备的不同,划分为四种不同的方法,分别为皮江发,巴尔扎诺法,玛格尼法,MTMP法,现在就这四种先进行讨论。
2.1.1皮江法皮江法是一种比较典型的一种生产金属镁的方法,在该方法中需要的原材料有白云石矿,萤石,硅矿,焦炭还有废铁。在生产过程中现将白云石矿在回转窑里进行煅烧生成白玉石,然后将其进行粉碎,然后将萤石粉碎,将两者的`混合物放入混合球中,还有将硅矿,焦炭,废铁放入电弧炉中进行反应再进行粉碎生成硅铁粉末,将其与混合器中的混合物放入制球机中,再投入还原炉并加入包含硅铁,萤石的球团,经过还原反应就会生成镁晶体,然后在再融化提纯,生成金属镁。该方法生产的时间周期差不多是10个小时左右。其的工艺流程差不多分为了3各阶段,包括预热期,低真空加热期还有就是高真空加热期。
2.1.2巴尔扎诺法巴尔扎诺法是在皮江法的基础上发展而来的,其基本的工艺流程与皮江法很相似,不过有些地方是不一样的。其最主要的区别就是他在反应过程中不会对白云石以及硅铁进行压制变成团块而是直接利用电加热器对其进行加热,就这样而言是一种比较节能的方法,现在这种方法被巴西的一家公司所采用。
2.1.3玛格尼法玛格尼法在1960年前后发现的,在我们看来其追显著的特点就是采用的是比较节能的一种方法,不过其的反应周期比较长,比起皮江法是十个小时来睡,其反应时间差不多是他的两倍,一般为16~24个小时。在反应容器内,容器内物质的形态一般那都是液态,再有就是他的反应温度也是比价高的,一般都超过皮江法的上线,都有1300~1700摄氏度。在生产过程中吗,金属镁是以气态或者液态的形式生成与冷凝器之中。
2.1.4MTMP法MTMP法是一种更加连续的一种制造金属镁的生产技术。在制造过程中,他的反应温度要求更高,要1700~1750摄氏度,最后金属镁的生成也是在冷凝器中生成。以上四种就是金属镁的热还原法在不同的生产设备,生产条件下所能达到的一些效果。
2.2电解法就我们现在所提倡的要节能的要求来看,电解法或许更受我们的欢迎,因为电解法的生产工艺是比较先进简单的,而且具有能耗低的特点。电解法的核心就是用直流电来电解熔融的无水氯化镁,使之分解成为镁跟氯气。就电解法看来,根据不用的原料又可以分为不同的方法。一般可以划分为道乌法,氧化镁氯化法,AMC法等等。接下来我们就这些中的一些进行细致的讨论。
2.2.1道乌法道乌法是一种比较简单的电解法,他的原料也是很容易得到的。其原料包括海水还有石灰乳,运用这两种原料来提取氢氧化镁,然后将其与盐酸进行化学反应生成溶液,在进行电解,这种方法是一种比较简单的生产方法,节能而且还节省成本。2.2.2氧化镁氯化法氧化镁氯化法的生产原料是光卤石,在经过流化床之后,将其加入焦炭还有氯气之后放入氯化炉,进行反应之后在进行电解生成氯气,金属镁,还有氯化钾,生成的氯气将其进行收集用于氯化反应,实现循环利用,节省资源,实现节能。电解法除了这两种,还有好几种。最有特点的一种就是斯诺克法,气质姐利用的是氯化镁,在高压,电解的情况下提取金属镁。说其特别是因为它独一无二的,不用使用氯化反应来制取生产镁的原料。
3结语
在这篇文章中,我们主要是认识到到了金属镁的使用范围,以及其的最基本的生产的方法,一种就是热还原法,一种是电解法。随着我国科学的不断发展,我认为这些方法都在朝着更加方便,更加经济的方向发展。这些方法都在不断的改善。
参考文献:
[1]张军,何良菊,李培杰镁合金熔体净化工艺的研究(7).
[2]吴伟,邹智厚,马春艳,杨林,陈立佳,刘正工艺参数对压铸AM50镁合金力学性能的影响2005(z1).
甲醇生产工艺课程教学模式分析论文
摘要:对中职学校《甲醇生产工艺》课程的教学模式改革进行探讨,这种改革提高了学生的学习积极性,很好的化解了教学过程中遇到的难点问题,提高了学生的学习效率,为中职学校《甲醇生产工艺》课程的教学模式改革提供了帮助。
关键词:中职学校;甲醇生产工艺;课程;教学
近年来,随着甲醇需求量的强劲增长,世界甲醇的生产能力迅速发展。现在甲醇化工已成为现代工业中的一个重要领域。它广泛应用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业,还可以参与生成甲醇汽油,甲醇有未来主要燃料的后补燃料之称,需用量十分巨大。在中职学校中,《甲醇生产工艺》作为化学工艺专业的一门专业课,学好它有着非常重要的意义,学好它学生不仅对甲醇生产的工艺进行了全面学习,而且对掌握其它工艺的学习有很大的帮助。
1学习情境分析
(1)课程性质定位。本课程属于中职学校化学工艺专业的一门专业课,授课模式为理实一体化教学,以“学生为中心,教、学、做结合。”贯穿于整个教学过程的始终,直接实现了学校专业教育与化工厂实际工作岗位的较好对接。学习此课程之前,学生已经学习了《传质分离技术》、《传热应用技术》、《化工制图》和《化工仪表及自动化》等专业基础课程,为本门专业课程的学习奠定了良好的理论基础。
(2)学习内容分析。课程选用化学工业出版社出版的中等职业学校规划教材《甲醇生产工艺》,该教材按甲醇合成的传统生产工序安排教学内容,本课程教学各工序以任务形式体现,介绍了甲醇生产原料气的制备、一氧化碳变换、硫化物脱除、二氧化碳脱除、甲醇合成、粗甲醇的精馏六大任务内容。教学中为了使各种任务能够自成模块,方便一体化课程的讲授与学习。我们对教材内容进行了适当的调整与增减,基本上每个任务都由反应原理、工艺流程、工艺条件、主要设备、仿真操作五个子任务构成。本课程共98学时,期中应知教学48学时,应会教学50学时。
(3)学生现状分析。本课程教学对象为中等职业学校化学工艺专业(煤化工方向)二年级学生,学生文化课程基础相对较差,缺乏较浓的学习兴趣和积极性,尤其是面对理论性较强的基础课及专业基础课程,学生对自己的学习能力、学习效率缺乏自信心,对手机游戏、电子小说等比较感兴趣。这些现象的存在使我们感觉到了教学模式改革的紧迫感,感觉到了职业学校教师肩负的责任与重担。
(4)教学目标及重点、难点。根据本课程的课程标准和岗位能力要求,制订本课程各任务及子任务的知识目标、能力目标、素质目标等。
2改革思路
随着社会经济的不断发展,我们的社会对中等职业教育的质量要求也在不断提高。中等职业学校必须结合学生学习现状创新教学模式才能适应社会的发展。我们的学情决定了课程改革的方向,在整个教学过程中以学生为主体,教师为指导,进行教、学、做为一体的教学活动。教学过程中,根据教学内容,设计一个生产中的具体问题情境,激发学生的学习兴趣,引导学生带着问题进行学习,采用多种信息化手段如:视频、多媒体课件、现场教学、电脑、手机等等,充分激发学生的`学习主动性,提高学生主动参加的积极性、自觉性,逐渐培养学生的自主学习能力。以“任务驱动”和“问题解决”作为学习和研究活动的主线,将课堂应知教学和生产实践相连系,在教学中培养学生的分析问题、解决问题的能力、团队合作能力、实践操作的能力,最终完成子任务所涉及的教学任务和学生综合素质能力的培养。
3改革实施过程
将教学过程设计为3个部分。
(1)课前任务驱动。教师通过微信或纸质材料给学生下发任务书,学生通过视频、微课、手机、电脑、教材及教师提供的学习资料完成任务书中的子任务,查找与当前所学内容相关的资料,完成教师下发的任务单,并对自学情况做自我评价;在完成任务的过程中标记出认为较难理解的内容和学习中存在的问题与困惑。在课前,教师了解分析学生的自学情况,适当调整课程内容和学时分配,从而提高课堂教学的针对性和教学效果。
(2)引入新课教学。每个任务开始之前,首先,播放煤制甲醇生产概述的视频或Flash动画让学生了解由原料煤到产品精甲醇的整个生产工艺过程,了解本任务在整个生产过程中的作用。教师在每个任务开始讲授之前简单复习叙述甲醇生产的六个任务(工段)的作用,使学生在复习之前所学内容的同时,也明确本任务在甲醇合成生产过程中的地位及与前后工段的衔接关系。其次:子任务的完成由以下几步构成任务一:各工段的反应原理。任务二:各工段的工艺条件。任务三:各工段的工艺流程。任务四:各工段的主要设备。任务五:各工段的仿真操作。最后,通过对与该任务相关的化工厂实际运行中出现的异常工况的了解,提出问题,引发学生思考并讨论,进而强化、加深学生对本次任务的理解。同时也能提高学生分析问题的能力、激发学生的学习兴趣,提高学习效率。
(3)讨论总结效果
①分析案例。在以任务为载体的应知知识学习和仿真操作之后,通过对与该任务相关的实际生产中出现的异常工况的学习,各小组对化工厂的异常工况进行分析与讨论,分析故障发生的原因并提出解决、处理的方法,小组之间进行互评,最后教师进行点评。
②归纳总结。教师将本任务经常出现的故障列出,让学生通过所学知识分析出故障原因和并提出处理措施,考查学生应用所学知识的能力。各组学生进行讨论之后,并将讨论结果进行整理汇总,并将汇总结果进行汇报,教师进行点评。
4教学效果评价
教学效果评价以《甲醇生产工艺》课程考试与本专业化工总控(中级工)职业资格(国家标准)鉴定结合的职业能力评价、校内实训与校外顶岗实习结合的职业技能评价、学生在学校行为规范、社会和企业对学生反馈意见结合的基本素质评价的“三评合一”学生评价模式为指导,教学效果评价采取学生自评、学生互评和教师评价相结合的方法进行教学评价。
5结语
《甲醇生产工艺》课程教学利用了视频、化工仿真、工厂实例图片、电脑、手机、微课等信息化教学手段,较好地化解了工艺流程、设备结构及岗位操作规程讲解中学生遇到的的难点与困惑,取得了较好的教学效果。通过企业真实案例提出问题,创设问题情境等方式,引发学生思考问题,鼓励学生分析问题,激发了学生的学习兴趣和积极性,提高了学生分析问题、解决问题的能力,发挥了学生在学习中的中心作用,提高了学生独立思考、观察、分析和解决问题的能力,在教师的引导、指导下,学生较好的完成了每个任务下的子任务学习,充分调动了学生的学习积极性,取得了良好的教学效果,受到了学生的欢迎。
参考文献
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工业氧化钼是钼工业中重要的基础原料,但其生产过程产生大量含低浓度SO2的烟气,该烟气的治理及硫回收难度较大。为促进工业氧化钼生产工艺的清洁生产,本文对工业氧化钼的生产工艺、污染物产生以及SO2回收技术进行了分析。
钼是难熔稀有金属,具有良好的高温强度、高温硬度以及抗热耐震性能等物理化学性质和机械性能。钼不仅是钢铁工业重要的添加剂,同时也是化工、机械、航空等领域的重要原料和战略物资。随着钢铁工业的不断增长以及在多种新型合金钢中的应用,钼的全球消费量持续上升。目前,约有96%的硫化钼精矿需先经焙烧转化成工业氧化钼,以进一步提取可溶性钼盐,进而再冶炼成钼金属或钼合金。
辉钼矿(MoS2)是自然界已知的分布最广、最具工业价值的钼矿物,其含钼60%,含硫40%。在焙烧过程中,辉钼精矿发生氧化反应,生成三氧化钼的同时释放出大量低浓度的SO2,如不采取有效的治理措施,会造成严重的大气环境污染。因此,为促进工业氧化钼生产工艺的清洁生产,本文对工业氧化钼的生产工艺以及污染产生和治理技术进行了分析。
1.生产工艺
以钼精矿为原料生产工业氧化钼的方法可归结为火法冶金和湿法冶金两大类。目前,世界上绝大部分钼精矿都是通过火法焙烧工艺脱硫氧化转换成工业氧化钼。国内工业氧化钼火法焙烧工艺有传统焙烧工艺和无碳焙烧工艺两种。传统火法焙烧工艺的设备主要有反射炉、回转窑、多膛炉和闪速炉等。由于生产效率低,能耗大,污染严重,反射炉焙烧工艺已被列入国家发改委发布的《产业结构调整指导目录(本)》和国家工信部出台的《钼行业准入条件》的淘汰项目。而闪速炉目前尚未实现工业化应用。目前,我国工业氧化钼生产采用回转窑和多膛炉进行焙烧居多,中、小型企业一般采用回转窑,大型企业则陆续引进了多膛炉。
回转窑焙烧可分为外热式回转窑和内热式回转窑。外热式回转窑由于炉筒使用寿命短、自动化程度低等问题,已经大部分被淘汰。相对于外热式回转窑而言,内热式回转窑从根本上改变了传统的加热方式,采用的是将洁净的燃烧气体由窑尾送入窑内。供热设备一般选用直燃炉或煤气发生炉,而采用天然气供热则是今后的发展方向。内热式回转窑的炉筒内壁砌筑耐火砖,可以有效保护炉筒钢板不受高温侵蚀及物料冲刷,从而可以大大地延长炉筒寿命。由于窑体外壁不受高温形变限制,在设计上外形尺寸才可以放大,继而提高产能。收尘系统普遍使用旋风除尘器或重力沉降加布袋除尘器或静电除尘器的两级除尘,烟尘排放量低,焙烧金属回收率普遍在98.5%左右。内热式回转窑由于其在供热系统上的精确及可控性,所以工艺控制的稳定性、产量有明显提高。建立在该基础上继而可增加更为先进的原料处理及产品处理设备,自动化程度也有着明显提高。内热式回转窑焙烧钼回收率可达98.5%以上。
多膛炉焙烧钼精矿的生产始于20世纪中叶的美国。,我国的两大钼加工企业(陕西金堆城钼业有限公司和河南洛阳栾川钼业有限公司),先后从国外引进了多膛炉焙烧生产工业氧化钼的生产工艺,并分别建成了每年4万t的生产线。多膛炉一般由2m~6m直径的8~16层炉床构成,钼精矿从第1层给人,第1层与第2层炉床用天然气加热,进行预热并脱除钼精矿中的`浮选油(如煤油、2号油等),然后钼精矿旋转落人第3层到第5层,在这3层靠钼精矿放热反应发生氧化反应,之后氧化成的二氧化钼和三氧化钼继续下落经外加热氧化,此时二氧化钼连续氧化并大部分转化为三氧化钼,最后两层通常要充入氧气或富氧空气来强行氧化未氧化的二氧化钼和少量未氧化的二硫化钼,并使脱硫逐渐完全。目前国内钼行业使用的多膛炉多为12层,包括附带的冷却风机、助燃风机、中轴驱动、燃烧器及阀门等。多数多膛炉产出的工业氧化钼焙烧回收率约98%,较高的可达到99%。
在钼精矿传统焙烧工艺的生产过程中,无论是回转窑焙烧还是多膛炉焙烧都需要采用煤、油、煤气、天然气以及电等外部热源提供热量以保证焙烧反应的顺利进行。12月,无碳焙烧技术在洛钼集团回转窑焙烧钼精矿生产线研发成功。该工艺的基本思路是采用换热器热能回收技术,通过在回转窑本体上设置换热装置,利用空气作为热载体,从物料主反应高温区取热,并用换热后的空气给关键的脱硫区补热,保证钼精矿脱硫反应的充分进行。该工艺焙烧反应放出的热量足以保证反应自动进行,只要在开始时进行加热,使钼精矿着火燃烧和在激烈反应之后加热去残硫,不需要在操作过程中另外加热,实现了钼精矿的无碳焙烧。
2.污染物产生分析
工业氧化钼生产过程中产生的污染物主要为辉钼精矿焙烧产生的含SO2、含尘的烟气,该烟气产生量约为2~3×104Nm3/h。以45%品位的钼精矿焙烧脱硫生产三氧化钼为例,焙烧1t钼精矿可产生360kg左右的SO2,这些SO2如果不经治理就随着烟气排入大气中,将造成严重的大气环境污染。传统焙烧工艺均采用燃料燃烧烟气作为焙烧钼精矿的氧化剂,但燃烧烟气中的氧气含量较低,约为烟气量的10%左右。为提供充足的氧化剂,保证氧化过程的顺利进行,以降低工业氧化钼产品中的含硫量,往往需要过量的燃烧烟气,从而造成了烟气排放量大、热量损失大的问题,也使烟气中SO2的浓度很低,一般为1%~2%之间,为烟气中SO2的治理和回收带来较大困难。对于钼加工企业,焙烧烟气中SO2的治理一直是污染治理的重点和难点。在项目运行过程中,焙烧烟气中SO2治理工程的投资可达到生产投资的15%左右,其运行费用也较高,且副产品的销路和价格波动较大,给企业带来了较重的负担。
无碳焙烧工艺则利用空气代替燃料燃烧的烟气为焙烧反应提供氧化剂。由于空气中的氧气含量是燃烧烟气中氧气含量的两倍,从而大大减少了气体需求量,也明显增加了排放烟气中的SO2浓度,使SO2浓度从原来的1%~2%提高到3%左右。另外,无碳焙烧工艺可以大大地降低焙烧过程中消耗的能源,减少由耗能造成的碳排放。
烟尘是辉钼精矿焙烧产生的另一主要大气污染物。回转窑的烟尘率一般为1.5%~3%之间,大约15kg/t~30kg/t精矿。多膛炉的烟尘率为10%~20%,约100kg/t~ 200kg/t精矿。烟气中的粉尘含有钼、铼等贵金属,企业普遍采用布袋除尘或电除尘进行收尘处理,回收的粉尘重新利用,收尘效率可达到98%~99%。
3. SO2污染治理技术
传统焙烧工艺产生的尾气中SO2浓度在1%~2%之间,这个浓度相对于常规烟气脱硫方法而言太高,但相对于制酸回收工艺而言又太低,治理难度非常大。目前,钼冶炼企业SO2的治理方法有氨法、石膏法、柠檬酸盐法、活性炭吸收法以及氨-酸法等,但这些方法在投资、运行成本、副产品的销路等方面存在或多或少的问题。本文主要介绍非稳态制酸法和亚硫酸钠法两种治理效果和经济效益较好的SO2回收方法。
(1)非稳态制酸法
非稳态制酸工艺利用非稳态转化器及催化剂兼具催化和蓄热作用,使进转化器的低浓度SO2烟气实现自热平衡转化,生产93%或98%的硫酸。但非稳态制酸工艺转化率只有90%~93%,要实现烟气达标排放还必须采用两级钠法吸收,以进行尾气的治理。某企业尾吸塔排放尾气量约为0Nm3/h~26950Nm3/h,排放的SO2浓度小于或等于250mg/m3,远低于国家排放标准。非稳态制酸工艺适用于生产规模大的企业,设备投资大,占地面积大。
无碳焙烧工艺因将废气中SO2浓度提高到3%左右,不用对烟气中SO2浓度进行再提升,可以简化非稳态制酸的工艺流程,并使其成本大大降低。
(2)回收亚硫酸钠法
该工艺方法是含SO2烟气经除去大部分的烟尘以及其他有害金属离子后,采用纯碱吸收废气中的SO2而生成精亚硫酸钠。首先以碳酸钠为吸收剂进行脱硫,生成副产品Na2SO3,然后利用亚硫酸钠临界饱和溶液经蒸发、结晶、分离和干燥工序制成无水精亚硫酸钠产品。该方法所得利润与废气治理成本基本相当,但易受亚硫酸钠产品销量波动的影响。
奥美拉唑的不良反应50例分析论文
论文关键词:奥美拉唑不良反应,分析
奥美拉唑是一种新型高效的胃酸分泌抑制剂,它特异性地作用于胃粘膜壁细胞,降低壁细胞中的H+一K+一ATP酶的活性,从而抑制基础胃酸和由刺激引起的胃酸分泌,其抑酸作用超过H2 受体拮抗剂,且作用持续时间长。临床上广泛用于治疗消化性溃疡、十二指肠溃疡、返流性食管炎、卓-艾氏综合征等,疗效显著。随着该药在临床的广泛应用,其不良反应(ADR)报道增多,现就其近年来国内外文献报道的ADR分析如下。
1 资料与方法
检索1994~ 年万方数据库及《中国医院数字图书馆》中国内公开发行的各种医药学期刊,用文献计量学方法进行分析,按世界卫生组织(WHO)药品不良反应监测中心规定的ADR类型进行分类,通过统计、分析、探讨ADR发生的有关特征。
2 结果
病例及文献情况:共检索到有关文献 48 篇,40 篇系应用奥美拉唑的个例报道,8 篇系综述,统计 40 篇个案报告共涉及患者 50 例。其中男 31 例,女19 例,年龄以中青年为主,全部病例为口服以及注射给药,经治疗后 49 例痊愈,1 例救治无效死亡。对全部 ADR 病例按类型进行系统性的统计分析。
钠的化合物教学分析教育论文
“钠的化合物”是人教社高中化学第一册(必修)内容。在处理本节课时,我采用引导式对比法,边讲边做实验的方法,引导学生通过对演示实验进行观察、分析,主动地参与到教学过程中,在讲授中获取新知。教材在设计中针对钠的化合物的相关性质,配设了操作方便、现象明显的演示实验。如果经过进一步设计,把这些实验以学生探究性学习素材的形式呈现,将进一步促进学生参与学习的主动性,在问题的提出和解决中体验认知的过程,进而提高课堂质效。本文将从教学目标、课堂教学、提问与评价等侧面,对本节课的教学行为进行分析。
一、教学目标
1.知识与技能
了解过氧化钠的物理性质,过氧化钠的氧化还原反应,掌握过氧化钠与二氧化碳和水、酸等的反应。并了解过氧化钠的漂白性,掌握过氧化钠与氧化钠的区别与联系,培养学生的思维能力,自学能力以及归纳总结能力,培养学生的动手能力以及实验操作能力。
2.过程与方法
(1)导入新课过氧化钠为什么可以作为呼吸面具上和潜水艇里氧气的来源?过氧化钠可作为羽毛等的漂白剂,而氧化钠却不可以。这又是为什么呢?这些联系生活的话题,可以激发学生学习化学的兴趣,教师就可以轻易地把好奇的学生带到新课的教学内容中。
(2)新课讲解①通过现场演示,可让学生了解过氧化钠的一些物理性质。②写出过氧化钠和氧化钠分别跟水反应的化学方程式,通过这两个化学方程式的对比,让学生掌握过氧化钠与水反应的特点,以及氧化钠和过氧化钠与水反应的区别与联系。③过氧化钠跟二氧化碳的反应与过氧化钠跟水反应类似,可用相同方法分析。④为了让学生深入了解过氧化钠的漂白性,并培养学生的实验操作能力,用实验方法验证过氧化钠的漂白性。⑤为了培养学生的表达能力以及主动思考的精神,让学生讨论:过氧化钠是否是碱性氧化物。⑥用列表法比较过氧化钠和氧化钠。
3.情感、态度与价值观
调动学生学习化学的积极性,培养学生对化学的探索精神,使学生会主动地学习化学。
二、课堂教学
本节课把Na2O2性质的验证性实验设计成学生的探究性实验,以问题的提出、分析和解决作为知识呈现的逻辑顺序,学生参与课堂教学的积极性明显提高,但由于探究过程中问题呈现的多样性、学生实验能力的不足及探究过程中兴趣的分散,在有限的时间内重点问题没有得到充分解决和强化。下面将从课堂教学的知识、动机、教师关注三方面来分析本节课。
1.知识
在课堂教学中,课程的知识体系大体包括三类:(1)教材及教参提供的知识;(2)教师个人的知识;(3)师生互动产生的知识。
在本节课中,经过探究性实验设计,传统授受式教学中知识以提出问题方式呈现,在分析问题和解决问题的过程中学习。包有Na2O2的脱脂棉团被滴水引燃、CO2与Na2O2反应的改进实验引燃的事实,与常识中用水和CO2灭火的旧知形成反差,激发了学生深入了解这一淡黄色粉末的兴趣,并以这两个反应为主线展开了本节教学内容,即Na2O2与H2O、Na2O2与CO2的反应。
与Na2O的相似性和差异性,是教学中的另一主线,在小结中通过横向对比的方式呈现,学生通过试管实验探究了两个反应中的生成物。在Na2O2与水的反应中,观察到有气泡生成和放热的现象,结合钠的化合价变化推测出溶液中的阴离子可能为氢氧根离子,并滴加指示剂进行证明。针对气体的成分学生进行了推测,讨论对气体收集、检验的实验设计并分组操作。
相关的实验内容得到复习和应用,但扩充课堂知识容量的同时,也冲击了对Na2O2与水反应中电子转移情况的分析。由于在短时间内学生不能从实验的兴奋中沉寂下来,接下来对Na2O2自身氧化还原反应中得失电子数目的学习效果并不理想。相反,学生对酚酞先变红后褪色及中间物质H2O2的生成掌握得较好。颜色的变化是学生未曾预料的,和形象思维相关联,激发了学生在探究过程中的兴趣,与此相关的Na2O2的强氧化性和漂白性等难点能够在过程中顺利解决。课后我体会到把学生由具体的形象思维引导向抽象的逻辑思维,需要一个暂短的停顿以调整他们的兴奋点。 从氧化还原反应的既有知识角度进行电子转移情况的提问,比直接采用解释性的语言深入剖析效果要好得多,可以在反应本质的学习之前引发每个学生从实验数据的收集和讨论中回归到对物质结构的分析中,为深入讲授、突出重点铺设台阶。在此反应中,探究酚酞先变红后褪色的原因时会引发多角度、不同层面的讨论和实验展开,也有一些教师在此问题上进行了拓展。本节课授课时,并没有向这个角度做有意引导,只是在评价观察的细致程度中强化了这一反常现象,以讲授的方式过渡到H2O2的生成和Na2O2的氧化性特征,学生接受得很自然。
对于指示剂在酸、碱性条件以外的变色情况,高一的学生还没有过多的想法,主要的质疑源自教师的启发。控制(2)类知识,压缩,甚至回避探究活动中的分枝问题,为主体部分的展开赢得了时间。探究式学习不是要让学生在单位时间内把所涉及的问题一一弄清楚,它是一种结合讲授的学习方式,要为重点、难点问题的解决服务。
2.教师关注
分组实验、探究式学习、提问结合组内汇报的组织形式,使教师对学生的关注更充分。教学中酚酞试液颜色变化的细节、Na2O2与水反应产生气体的收集及检验方式、Na2O2与CO2反应时气球的`变化都使学生的思维发散,引发的讨论和争执丰富了教师关注的角度。分组实验使组内汇报和个人提问相结合,便于照顾学生整体的积极性和个体的优势。
在教学中实验讨论和数据的收集占据了大部分时间,这也是教学设计在实施中失衡的主要原因。以后的教学中在分组时应当细化到能力强弱的个体搭配、提高教师自身的进程调控能力,充分了解学生的学习状况是教师关注的基础。
3.课堂管理方式
课堂管理方式大致可以分为控制型、放任性和民主型三种。在本节课中,我在化学组教师指导下,创造了游戏式复习法,师生互动非常活跃,效果非常好,受到了专家的好评。研究结果表明,把课堂管理作为建立和维持有效学习气氛手段的教师,比把重点放在强调自身权威性或严格执行纪律的教师更可能成功。在以往教学中,Na2O2和水反应的验证性实验用于丰富和验证教师的讲授,虽然教学进程的掌控比较容易,但突出了教师的主体地位,把验证性实验转化为探究性实验,师生的主体地位得以转化。下放演示实验,把验证性操作变为探究性操作,可以较为容易地转变课堂管理方式,这是化学学科课堂教学的优势。
4.学生活动的控制
本节课的活动重点在于Na2O2和水及二氧化碳的两个反应。在实验设计讨论中,学生的踊跃发言为组间进行操作的优劣性评价提供了素材。分组合作的活动方式在学生内部分化出平行的团队,竞争和交流、分歧和争执带动了问题的深入和探究的展开。但以实验进程作为授课进程的主要依托,也给教师带来了控制课堂学习内容整体进度的新问题。学生采集信息的效率差异,实验中的偶发事件(如试讲中Na2O2意外引燃)都要求教师随时对学生活动进行调整。教学进程不能安排得过于紧凑,应当为实际活动过程中的调整留有余地。授课时,我在2/3以上小组收集到数据后宣布全部停止实验,还是给后续内容的展开造成了很大压力,课堂小结和习题巩固仓促进行且超时。
三、提问与评价
教学中由表及里地安排了四个层次的问题,分别从实验现象的描述、实验设计、电子转移情况分析,到反应特征的总结,全部以小组为单位进行自愿回答。过氧化钠与氧化钠的比较及形成性练习被安排作为全体学生回答的内容。进行实验设计时发生的组间分歧还带动了组间提问,丰富了教学内容,教师在其间扮演了促进交流的组织者角色。在组间实验数据交流中,提问了两组没有完成实验内容的同学,由于预设了“实验中成功和失败的数据同样有意义”的观点,这两组的学生带着意犹未尽的感受做了反思性回答,更为精彩。在教学中实验设计的讨论、优劣性评价及操作现象和原因发挥过多,没有做到合理分配,课堂操控能力不足。
钠的化合物教学分析教育论文
一、教学目标
1.知识与技能
了解过氧化钠的物理性质,过氧化钠的氧化还原反应,掌握过氧化钠与二氧化碳和水、酸等的反应。并了解过氧化钠的漂白性,掌握过氧化钠与氧化钠的区别与联系,培养学生的思维能力,自学能力以及归纳总结能力,培养学生的动手能力以及实验操作能力。
2.过程与方法
(1)导入新课过氧化钠为什么可以作为呼吸面具上和潜水艇里氧气的来源?过氧化钠可作为羽毛等的漂白剂,而氧化钠却不可以。这又是为什么呢?这些联系生活的话题,可以激发学生学习化学的兴趣,教师就可以轻易地把好奇的学生带到新课的教学内容中。
(2)新课讲解①通过现场演示,可让学生了解过氧化钠的一些物理性质。②写出过氧化钠和氧化钠分别跟水反应的化学方程式,通过这两个化学方程式的对比,让学生掌握过氧化钠与水反应的特点,以及氧化钠和过氧化钠与水反应的区别与联系。③过氧化钠跟二氧化碳的反应与过氧化钠跟水反应类似,可用相同方法分析。④为了让学生深入了解过氧化钠的漂白性,并培养学生的实验操作能力,用实验方法验证过氧化钠的漂白性。⑤为了培养学生的表达能力以及主动思考的精神,让学生讨论:过氧化钠是否是碱性氧化物。⑥用列表法比较过氧化钠和氧化钠。
3.情感、态度与价值观
调动学生学习化学的积极性,培养学生对化学的探索精神,使学生会主动地学习化学。
二、课堂教学
本节课把Na2O2性质的验证性实验设计成学生的探究性实验,以问题的提出、分析和解决作为知识呈现的逻辑顺序,学生参与课堂教学的积极性明显提高,但由于探究过程中问题呈现的多样性、学生实验能力的不足及探究过程中兴趣的分散,在有限的时间内重点问题没有得到充分解决和强化。下面将从课堂教学的知识、动机、教师关注三方面来分析本节课。
1.知识
在课堂教学中,课程的知识体系大体包括三类:(1)教材及教参提供的知识;(2)教师个人的知识;(3)师生互动产生的知识。
在本节课中,经过探究性实验设计,传统授受式教学中知识以提出问题方式呈现,在分析问题和解决问题的过程中学习。包有Na2O2的脱脂棉团被滴水引燃、CO2与Na2O2反应的改进实验引燃的事实,与常识中用水和CO2灭火的旧知形成反差,激发了学生深入了解这一淡黄色粉末的兴趣,并以这两个反应为主线展开了本节教学内容,即Na2O2与H2O、Na2O2与CO2的反应。
与Na2O的相似性和差异性,是教学中的另一主线,在小结中通过横向对比的方式呈现,学生通过试管实验探究了两个反应中的生成物。在Na2O2与水的反应中,观察到有气泡生成和放热的现象,结合钠的化合价变化推测出溶液中的阴离子可能为氢氧根离子,并滴加指示剂进行证明。针对气体的成分学生进行了推测,讨论对气体收集、检验的实验设计并分组操作。
相关的实验内容得到复习和应用,但扩充课堂知识容量的同时,也冲击了对Na2O2与水反应中电子转移情况的分析。由于在短时间内学生不能从实验的兴奋中沉寂下来,接下来对Na2O2自身氧化还原反应中得失电子数目的学习效果并不理想。相反,学生对酚酞先变红后褪色及中间物质H2O2的生成掌握得较好。颜色的变化是学生未曾预料的,和形象思维相关联,激发了学生在探究过程中的兴趣,与此相关的Na2O2的强氧化性和漂白性等难点能够在过程中顺利解决。课后我体会到把学生由具体的形象思维引导向抽象的`逻辑思维,需要一个暂短的停顿以调整他们的兴奋点。 从氧化还原反应的既有知识角度进行电子转移情况的提问,比直接采用解释性的语言深入剖析效果要好得多,可以在反应本质的学习之前引发每个学生从实验数据的收集和讨论中回归到对物质结构的分析中,为深入讲授、突出重点铺设台阶。在此反应中,探究酚酞先变红后褪色的原因时会引发多角度、不同层面的讨论和实验展开,也有一些教师在此问题上进行了拓展。本节课授课时,并没有向这个角度做有意引导,只是在评价观察的细致程度中强化了这一反常现象,以讲授的方式过渡到H2O2的生成和Na2O2的氧化性特征,学生接受得很自然。
对于指示剂在酸、碱性条件以外的变色情况,高一的学生还没有过多的想法,主要的质疑源自教师的启发。控制(2)类知识,压缩,甚至回避探究活动中的分枝问题,为主体部分的展开赢得了时间。探究式学习不是要让学生在单位时间内把所涉及的问题一一弄清楚,它是一种结合讲授的学习方式,要为重点、难点问题的解决服务。
2.教师关注
分组实验、探究式学习、提问结合组内汇报的组织形式,使教师对学生的关注更充分。教学中酚酞试液颜色变化的细节、Na2O2与水反应产生气体的收集及检验方式、Na2O2与CO2反应时气球的变化都使学生的思维发散,引发的讨论和争执丰富了教师关注的角度。分组实验使组内汇报和个人提问相结合,便于照顾学生整体的积极性和个体的优势。
在教学中实验讨论和数据的收集占据了大部分时间,这也是教学设计在实施中失衡的主要原因。以后的教学中在分组时应当细化到能力强弱的个体搭配、提高教师自身的进程调控能力,充分了解学生的学习状况是教师关注的基础。
3.课堂管理方式
课堂管理方式大致可以分为控制型、放任性和民主型三种。在本节课中,我在化学组教师指导下,创造了游戏式复习法,师生互动非常活跃,效果非常好,受到了专家的好评。研究结果表明,把课堂管理作为建立和维持有效学习气氛手段的教师,比把重点放在强调自身权威性或严格执行纪律的教师更可能成功。在以往教学中,Na2O2和水反应的验证性实验用于丰富和验证教师的讲授,虽然教学进程的掌控比较容易,但突出了教师的主体地位,把验证性实验转化为探究性实验,师生的主体地位得以转化。下放演示实验,把验证性操作变为探究性操作,可以较为容易地转变课堂管理方式,这是化学学科课堂教学的优势。
4.学生活动的控制
本节课的活动重点在于Na2O2和水及二氧化碳的两个反应。在实验设计讨论中,学生的踊跃发言为组间进行操作的优劣性评价提供了素材。分组合作的活动方式在学生内部分化出平行的团队,竞争和交流、分歧和争执带动了问题的深入和探究的展开。但以实验进程作为授课进程的主要依托,也给教师带来了控制课堂学习内容整体进度的新问题。学生采集信息的效率差异,实验中的偶发事件(如试讲中Na2O2意外引燃)都要求教师随时对学生活动进行调整。教学进程不能安排得过于紧凑,应当为实际活动过程中的调整留有余地。授课时,我在2/3以上小组收集到数据后宣布全部停止实验,还是给后续内容的展开造成了很大压力,课堂小结和习题巩固仓促进行且超时。
三、提问与评价
教学中由表及里地安排了四个层次的问题,分别从实验现象的描述、实验设计、电子转移情况分析,到反应特征的总结,全部以小组为单位进行自愿回答。过氧化钠与氧化钠的比较及形成性练习被安排作为全体学生回答的内容。进行实验设计时发生的组间分歧还带动了组间提问,丰富了教学内容,教师在其间扮演了促进交流的组织者角色。在组间实验数据交流中,提问了两组没有完成实验内容的同学,由于预设了“实验中成功和失败的数据同样有意义”的观点,这两组的学生带着意犹未尽的感受做了反思性回答,更为精彩。在教学中实验设计的讨论、优劣性评价及操作现象和原因发挥过多,没有做到合理分配,课堂操控能力不足。
制糖生产工艺中辅料硫磺利用率分析论文
【摘要】硫磺燃烧利用后主要以亚硫酸盐和升华硫形式存在。根据制糖生产工艺参数,本研究采取检测滤泥、糖蜜、白砂糖、赤砂糖中的升华硫和亚硫酸盐中的硫含量来探究制糖生产中辅助材料硫磺的利用率。
【关键词】制糖;硫磺;利用率;亚硫酸钙
【中图分类号】TS245【文献识别码】A【文章编号】2095-3518(2016)02-26-01
1前言
硫磺是甘蔗制糖工艺生产中的重要辅助材料之一,研究查明硫磺在制糖工艺生产中的实际利用情况,对提高硫磺的利用效率、降低制糖成本有重要的参考作用。硫磺燃烧后产生的二氧化硫通过与预灰的甘蔗汁混合,进行蔗汁的硫熏中和,同时产生大量亚硫酸钙沉淀,并能吸附蔗汁中的胶体和色素一起沉降而除去,使蔗汁得以澄清。但是硫磺燃烧时,会有部分硫磺在高温环境中产生升华,导致部分硫磺未能充分燃烧并以升华硫的`形式损失掉。本研究分析制糖生产过程中单质硫的可能去向进行检测,通过分析检测滤泥、糖蜜、白砂糖和赤砂糖中的硫含量,研究制糖生产过程中硫磺的利用率,从而减少硫磺使用量,达到降低制糖生产成本的目的提供相关基础数据。
2试验部分
2.1试验原理2.1.1亚硫酸钙的检测原理亚硫酸钙在酸性溶液中可以溶解生产亚硫酸根离子,加入淀粉指示剂,用已知浓度的碘溶液滴定亚硫酸根离子至变蓝结束。通过计算碘溶液消耗量计算亚硫酸根离子含量,从而折算出亚硫酸钙中的硫含量。化学反应方程式:CaSO3+I2+H2O=CaSO4+2HI(酸性条件下)。2.1.2升华硫的检测原理硫与亚硫酸钠溶液加热共煮转化成硫代硫酸钠,用已知浓度的碘液滴定,过量的亚硫酸钠用甲醛掩蔽之。化学反应方程式:S+NaSO3=Na2S2O3HCHO+NaSO3+H2O=H2C(OH)SO3Na+NaOHI2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI2.2试验药品和试剂无水亚硫酸钠;甲醛;无水乙醇;冰醋酸;0.0292mol/L碘液;1%酚酞指示剂溶液;0.1mol/L盐酸溶液;1%淀粉指示剂溶液。2.3试验方法2.3.1亚硫酸钙检测步骤称取一定质量的检测样品,加入5ml0.1mol/L盐酸溶液,摇匀至样品溶解,然后定容至100ml,加入10ml1%淀粉指示剂溶液,摇匀。用0.0292mol/L碘液滴定至溶液变蓝即到终点。对照组用相同质量的水替代样品进行检测。2.3.2升华硫检测步骤称取一定质量的样品,加入25ml无水乙醇润湿,加入50ml水和5.000g亚硫酸钠,加热至微沸维持10min,然后冷却至室温,定容至250ml。吸取50ml上述溶液于250ml锥形瓶中,加入7ml甲醛溶液,放置4min后加入2滴1%酚酞指示剂溶液,用冰醋酸溶液滴定至红色消失并过量至5滴,加入5ml1%淀粉指示剂溶液,用0.0292mol/L碘液滴定至蓝色出现并且蓝色维持5s以上为滴定终点。对照组用相同质量的水替代样品进行检测。2.4结果计算升华硫含量和亚硫酸钙中硫含量分别按各自的化学反应方程式计算。
3试验结果与分析
3.1升华硫和亚硫酸盐中硫含量百分比检测结果3.2制糖工艺中辅料硫磺的物料衡算根据制糖生产工艺参数,硫磺与甘蔗比为0.13%;滤泥与甘蔗比为3.80%,滤泥水份为71.30%;糖蜜与甘蔗比为3.25%;白砂糖与甘蔗比为12.00%;赤砂糖与甘蔗比为1.00%。按日榨甘蔗4000吨计算,结果如下:日硫磺使用量:4000吨×0.13%=5.200吨;日滤泥中硫含量:4000吨×3.80%×(1-71.30%)×(1%+10.147%)=4.863吨,其中升华硫0.436吨,亚硫酸钙16.6吨,折算成单质硫4.427吨。日糖蜜中硫含量:4000吨×3.25%×(0.118%+0.08%)=0.257吨,其中升华硫0.153吨,亚硫酸钙0.390吨,折算成单质硫0.104吨;日白砂糖中硫含量:4000吨×12.00%×12mg/kg=5.760kg。日赤砂糖中硫含量:4000吨×1.00%×35mg/kg=1.400kg制糖生产过程中中间制品、成品和副产物中硫总含量为5.120吨,总燃硫量为5.200吨,差值0.073吨是硫磺炉二氧化硫尾气排放造成的硫损失。每日硫磺燃烧时升华硫总量为0.590吨,占日消耗硫磺总量的11.35%。亚硫酸盐中硫总量为4.531吨,占日消耗硫磺总量的87.13%。综上所述,制糖生产中辅助材料硫磺经燃烧后有87.13%的硫磺以亚硫酸钙盐形式进入到滤泥和糖蜜中,占11.35%的硫磺未经燃烧以升华硫形式进入到滤泥和糖蜜中,约1.50%硫磺以二氧化硫气体形式排放,极微量硫以亚硫酸盐形式残留于成品糖中。因此,今后可以通过优化改造硫磺炉的结构和精准控制硫磺燃烧条件,降低升华硫的产生量,从而提高硫磺的有效利用率,降低制糖生产成本。
参考文献
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