乙醛含量的测定教案 - 吉林工业职业技术学院

乙醛含量的测定教案 - 吉林工业职业技术学院 《有机化工产品检验》项目教学教案 学习情境19.5 乙醛含量的测定 一、教学目标 ,使学生具备正确选择合适的条件，使用气相色谱法进行乙醛含量测定的能力 ,检验过程符合Q/SY JH C 103001-2007要求 ,6学时完成项目任务，全班分成4个小组，4人一台气相色谱仪 二、教学任务 ,查阅资料、解读 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 、讨论并制定乙醛含量测定 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,实施测定方案并在实施过程中优化测定方案 ,完成实际工业产品试样中乙醛含量的测定，按照Q/SY JH C 103001-2007 要求对其质量进行评定 三、教学方法 ,提问引导法、讲练结合法、小组讨论法、多媒体教学法、实验演示法 四、教学设计 教师布置项目任务:如何进行乙醛含量的测定,能否直接进行测定其含量,与学生共同分析任务(上次课结束前即布置本次项目任务，安排学生在课后查阅资料) 学生分组讨论，通过查阅资料和解读标准提出测定方案 分组汇报所设计的测定方案，相互交流评价 教师讲解相关知识 教师确定测定方案 学生按方案选择合适的条件，完成乙醛含量的测定 学生依据测定过程完成检验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，按照Q/SY JH C 103001-2007要求评价乙醛品质 项目完成效果评价，每组选出一名代表汇报测定过程与结果，教师对自评和互评结果进行评价和总结，并提出改进建议。 五、教学过程 ,提出问题:如何进行乙醛含量的测定,能否直接进行测定其含量,(课前完成) 工具书: 图书馆藏书如分析化学手册 (化学分析分册)杭州大学编，化学工业出版社;《定量化学分析》黄一石编，化学工业出版社;《定量化学分析实验》胡伟光编，化学工业出版社;《分析化学》姜洪文编，化学工业出版社;《分析化学实验》李楚芝 王桂芝编，化学工业出版社;《化工分析》张振宇编，化学工业出版社;《分析化学》武汉大学编，高等教育出版社;《化工产品手册》(第五版)(有机化工原料)王延吉主编，化学工业出版社;《通用化工产品分析方法手册》化学工业出版社;《化学试剂标准手册》化学工业出版社。《现代柱色谱分析》;《色谱学导论》;《气相色谱新技术》;《色谱理论基础》;《色谱技术丛书》;《色谱科学杂志》;《色谱》。 期刊如《分析化学》、《理化检验》。 数据库资源，如万方数据库(www.wanfangdata.com.cn)、中国期刊网()、超星数字图书馆 ()、 ) 中国专利信息网 ( 常用搜索引擎如百度()、google( )、北 京 大 学()等。 标准:Q/SY JH C 103001-2007工业乙醛 中国职业接触限值(GBZ2-2002) 色谱参数的设置参考 项 目 工业乙醛含量的测定 载 气 氮气 燃 气 氢气 载 气 流 速 mL/min 约30 检测器 氢火焰检测器 材 质 不 锈 钢 柱 长 m 2 柱 内 径 mm 3 载 体 6201，孔径:0.18mm—0.25mm 固定液 聚乙二醇20000 汽 化 室 温 度 ? 约150 色 谱 柱 温 度 ? 约70 检 测 器 温 度 ? 约150 进 样 量 µL 2(0 定量方法 外标法 注:当此条件不适合时，使用者可自己选择。 ,学生根据所查资料提出解决方案并进行现场讨论 教师可在上次课结束前，布置本次项目任务，安排学生在课后查阅资料。学生以小组为单位，可以在图书馆查阅资料，并做好记录，也可以在电子阅览室上网查阅相关资料并copy或记录，查阅好的资料需经小组各成员一同整理后，设计出相关分析检测方案，确定色谱操作条件，制作成电子文档或powerpoint。在进行本次课程教学时让各小组推荐一名同学上台讲解。各小组进行现场讨论, 相互交流评价。 ,教师讲解项目相关知识 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 一 关于乙醛的基础知识(知识与能力目标:了解乙醛的物理性质和用途) 问题:乙醛的作用与用途, 国标编号: 31022 登记号CAS: 75-07-0 中文名称: 乙酸 英文名称: acetaldehyde或ethanal 别 名: 醋醛 分子式:CHO 24 结构简式:CHCHO 3 结构式: HO HCC HH 32分子结构: 甲基C原子以sp杂化轨道成键，醛基C原子以sp杂化轨道成键，分子为极性分子。 相对分子质量:44.05(按2005年国际相对原子质量) 熔 点:—123.5? 沸点:20.16? 20d密 度:相对密度=0.7780; 4 20n折射率:=1.3311 D 闪 点:—38?(闭口杯) 爆炸极限:4.0,,57.0,(体积) 溶解性:与水、乙醇、乙醚、苯、汽油、甲苯、二甲苯和丙酮混溶。 外观与性状:无色、易燃、易挥发透明液体，有辛辣刺激性气味。 用 途:乙醛是重要的有机合成原料之一。用于制造醋酸、醋酸酐、乙酸乙酯、2-乙基己醇、丁醇、季戊四醇、巴豆醛、巴豆酸和水合三氯乙醛，合 成树脂、橡胶、塑料、香料，也用于制革、制药、造纸、医药，用作防腐剂、防毒剂、显像剂、溶剂、还原剂等。 作为分析人员，必须掌握工业乙醛的分析方法。 乙醛在常温常压下为具有刺鼻水果气味的无色液体。能放出刺激性蒸气。极易挥发和燃烧。蒸气能与空气形成爆炸性混合物和不稳定的过氧化物。液体比水轻，蒸气比空气重，能扩散极远，并能在远处遇火源着燃后把火焰沿气流相反方向引回。化学性质很活泼，容易氧化或还原，能与卤素和胺类化合，并能与醇、酮、酐、酚等形成缩合物。氰化氢、硫化氢、氨、磷、强碱等也都容易与乙醛进行猛烈反应。乙醛在空气中放置，能自行氧化生成不稳定的过氧化物，以致爆炸。乙醛也在浓硫酸的影响下容易进行聚合反应而放热。能与水、乙醇、乙醚以任意比例相溶。市售乙醛一般是40%的溶液。 ,健康危害 低浓度引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎。高浓度吸入尚有麻醉作用。表现有头痛、嗜睡、神志不清及支气管炎、肺水肿、腹泻、蛋白尿肝和心肌脂肪性变。可致死。误服出现胃肠道刺激症状、麻醉作用及心、肝、肾损害。对皮肤有致敏性。反复接触蒸气引起皮炎、结膜炎。慢性中毒:类似酒精中毒。表现有体重减轻、贫血、谵妄、视听幻觉、智力丧失和精神障碍。 ,环境危害: 对环境有危害，对水体可造成污染。 ,燃爆危险: 本品极度易燃，具刺激性，具致敏性。 ,毒理学资料 毒性:微毒物质。刺激作用比甲醛弱，对中枢神经的抑制作用比甲醛强。对人的毒作用主要是刺激皮肤和粘膜。 吸人高浓度蒸气可引起麻醉作用，并出现头痛、嗜睡、神志 不清、支气管炎、肺水肿、腹泻、蛋白尿等。低浓度蒸气可引起眼、鼻、上呼吸道的刺激，以及支气管炎、皮肤过敏、皮炎等。误服时出现恶心、呕吐、腹泻、麻醉、呼吸衰竭等。慢性中毒还出现体重减轻、贫血、谵妄、视听幻觉、智力丧失和精神障碍。 ,包装与贮存 乙醛要用耐压玻璃瓶或金属桶盛装。容器须存放在有冷气设备，通风良好，用不燃材料结构的库房内，要远离火种和热源，防止阳光直射。应与氧化剂、强碱、氨、胺类、卤素、醇+酮、酚等物质，以及遇水燃烧的物质分隔存放。包装必须坚固密封，不宜久存。搬运要轻放轻卸。 ,应急处理处置方法 泄漏应急处理 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水冷却和稀释蒸汽、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 灭火:可用雾状水、干粉、抗醇泡沫、二氧化碳、干砂。用水灭火无效。遇到大火，消防人员须在有防爆掩蔽处操作。 皮肤接触:脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触:提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入:饮足量温水，催吐。就医。 呼吸系统防护:空气中浓度超标时，佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。 眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。 身体防护:穿防静电工作服。 手防护:戴橡胶手套。 其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。 ,工业乙醛制备方法 乙烯直接氧化法:乙烯和氧气通过含有氯化钯、氯化铜、盐酸及水的催化剂，一步直接氧化合成粗乙醛，然后经蒸馏得成品。(中国石油吉林石化公司电石厂采用本方法) 120~130:C,0.4~0.46MPa,,,,,,,,CH+PbCl+HOCHCHO+Pd+2HCl 24223 Pd+2CuCl——?PbCl+2CuCl 22 12CuCl+2HCl+O——?2CuCl+HO 2222 乙醇氧化法:乙醇蒸气在300~480?下，以银-铜或合金的网或粒作催化剂，由空气氧化脱氢制得乙醛。 300~480:C,Cu/Ag,,,,,,,2CHCHOH+O2CHCHO+2HO 32232 乙炔直接水化(合)法:乙炔和水在汞催化剂或非汞催化剂作用下，直接水合得到乙醛，该反应是加成反应，也是还原反应。因有汞危害问题，已逐渐被其他方法取代。 Hg,,,CH+HOCHCHO 2223 乙醇脱氢法:在添加钴、铬、锌或其他化合物的铜催化剂作用下，乙醇脱氢生成乙醛。 Cu,,,CHCHOHCHCHO 323 知识点二 工业乙醛的化学性质(知识与能力目标:乙醛的化学性质) 饱和一元醛的分子通式为CnH2n+1CHO或CnH2nO。乙醛CHCHO，乙醛3具有醛类的典型性质。醛类的典型性质主要表现在以下三方面: 1、醛类物质具有较强的还原性及较弱的氧化性。 2、醛基是乙醛的官能团,也是醛类的官能团。 3、醛类物质在有机合成中占有重要的地位。 乙醛有哪些化学性质呢, 氧化性:乙醛与氢气的加成反应。醛基与H的加成反应,是分子中引入羟基2 的一种方法。但工业上不用该反应来制取乙醇。 还原性:乙醛可以发生银镜反应，可以与新制氢氧化铜反应，这两个反应均可用来鉴定醛基的存在。 乙醛的银镜反应 CHCHO + 2Ag(NH)OH——?CHCOONH + 2Ag?+ 3NH + HO 3323432该反应可用来制镜或保温瓶胆。 与新制Cu(OH)溶液的反应 2 CHCHO + 2 Cu(OH) ——?CHCOOH + CuO?+2HO 32322 该反应原理可用于医院检查糖尿病。 知识点三 色谱条件选择及乙醛含量的测定(知识与能力目标:气相色谱 色谱条件的选择、乙醛含量的测定) 引导性问题:工业乙醛含量的测定难点在哪里,能否直接测定乙醛的含量, 在工业乙醛中，乙醛是主体成分，其测定是采用间接法。首先测定出丁烯醛、 三聚乙醛、乙酸、过氧乙酸、水份、总氯的质量分数，再由100%减去这些杂质 以及其它杂质总和，得到乙醛的质量分数。测定难点:色谱条件的选择，包括: ,色谱柱及液载比的选择 ,汽化室温度的选择 ,色谱柱温度的选择 ,检测器温度的选择 ,载气流速的选择 ,进样量的选择 ,教师确定检测方案 本过程要求学生通过查阅资料设计工业乙醛含量测定方案，选择合适的色谱 柱、设置合适色谱操作条件，并独立完成实训过程与数据处理，下面是指导教师 预先设计的一个测定方案。 方案的设计框架:根据项目查阅资料?设计实验方案?选择合适的仪器?组 建实验仪器及设备?正确规范操作?准确记录数据?正确处理数据?准确表述 分析结果 ,学生按方案确定色谱条件，完成工业乙醛含量的测定 学生重新设计分析方案，设置新的色谱操作条件，并完成项目的检测。 项 目 工业乙醛含量的测定 载 气 氮气 燃 气 氢气 载 气 流 速 mL/min 30 检测器 氢火焰检测器 材 质 不 锈 钢 柱 长 m 2 柱 内 径 mm 3 载 体 6201，孔径:0.18mm—0.25mm 固定液 聚乙二醇20000 液载比 固定液:载体,10:100 汽 化 室 温 度 ? 140 色 谱 柱 温 度 ? 70 检 测 器 温 度 ? 140 进 样 量 µL 2.0 定量方法 外标法 ,工业乙醛试样的测定 (一)测定原理 乙醛中各组份在聚乙二醇20000/6201色谱柱上分离，氢焰检测器检测，外标法定量。 简介外标法 外标法就是校准曲线法。利用待测组分的纯物质配成不同含量的标准样，取一定体积标准样进样分析，测绘峰面积对含量的校准曲线。分析试样时，在同样的操作条件下，注入相同体积的试样，根据待测组分的峰面积，在校准曲线上查出其含量。 当被测组分含量变化范围不大时，也可以不绘制校准曲线，而用单点校正法。即配制一个和被测组分含量接近的标准样，分别准确进样，根据所得峰面积直接计算被测组分的含量。 A'iw,,w ii'Ai 式中 w、w'——分别为试样和标样中待测组分的含量; ii A、A'——分别为试样和标样中待测组分的峰面积。 i i 外标法操作和计算都简便，适用于生产控制分析。但要求操作条件稳定，进样量准确。 二)试剂与材料 ( 1、载气和辅助气 a)名称 载气:氮气，纯度?99.99,; 燃气:氢气，纯度?99.99,; 助燃气:压缩空气，经净化处理。 b)净化方法:在净化器中装入已活化好的5A分子筛干燥净化。 2、制备色谱柱时使用的试剂和材料 a)固定液:聚乙二醇20000; b)载体:6201，孔径:0.18mm~0.25mm; c)溶剂:无水乙醇。 (三)仪器 1、气相色谱仪:配有氢焰检测器的气相色谱仪，要求仪器对最低检测浓度下的各烃类杂质组份所产生的色谱峰高，应大于仪器噪声的2倍; 2、检测器:氢焰检测器。 3、记录仪:满量程为1mv，或色谱数据处理机。 4、色谱柱 a)柱管:长2m，内径3mm的不锈钢管。 b)填充物 配比:固定液:载体,10:100 涂渍固定液的方法 称取1.05g聚乙二醇20000置于250mL烧杯中，加约30ml无水乙醇，溶解，然后加入10.5g载体，使载体全部浸润，稍加搅拌。于红外灯下烘干或自然干燥。 c)填充方法 将色谱柱的出口端(接检测器端)，塞上玻璃棉，接真空泵，另一端接漏斗，开启真空泵，在轻轻振动下装入固定相。填充均匀紧密，填充量约11g，再用玻璃棉塞好。 d)色谱柱的老化 将填充好的色谱柱安装在色谱仪柱箱中，出口端与检测器断开，于160? 下老化8h以上，直至基线稳定。 5、进样器 微量玻璃注射器:容量10μL，最小分刻度0.2μL。 表1 色谱柱及操作条件 涂 渍 比 固定液:载体=10:100 材 质 不 锈 钢 柱 长 m 2 柱 内 径 mm 3 汽 化 室 温 度 ? 140 色 谱 柱 温 度 ? 70 检 测 器 温 度 ? 140 载 气 流 速 mL/min 30 进 样 量 µL 2.0 注:当此条件不适合时，使用者可自己选择。 (四)操作步骤 1、调整仪器 色谱仪启动后，进行必要调节，达到表2规定的操作条件或能得到满意分离度的其它适宜条件，即可进行样品分析。 2、标准样品的配制 吸取约50 mL冰乙酸，于清洁、干燥的50 mL容量瓶中，加约0.05g丁烯醛，用增量法依次称重，精确至0.0002g。移取上述溶液1.5 mL于50 mL容量瓶中，用冰乙酸稀释至刻度。混匀备用。测定时配制。 3、试验 乙醛沸点低，样品与进样器要保存在冰箱内。 按上述规定调整仪器，基线稳定后，用进样器进1.5μL外标样、2.0μL试样，量取丁烯醛和三聚乙醛峰面积，或用色谱数据处理机计算。 4、色谱图及相对保留值 a)色谱图见图,。 图1 乙醛中丁烯醛、三聚乙醛的色谱图 ,——甲烷，乙烯;,——氯甲烷;,——乙醛;,——未知峰;,——未知峰;,——丁烯醛;,——三聚乙醛;,——未知峰;,——乙酸 b)相对保留时间 表2 各组分相对保留时间 峰 序 组分名称 保留时间(s) 相对保留时间 1 甲烷+乙烯 20 2 氯甲烷 32 0.05 3 乙醛 48 0.12 4 未知峰 65 0.19 5 未知峰 170 0.62 6 丁烯醛 260 1.00 7 三聚乙醛 335 1.31 8 未知峰 380 1.50 9 乙酸 3300 13.67 5、分析结果的表述 丁烯醛含量(Wa)、三聚乙醛含量(Wa)以质量分数表示，数值以%表示，,, 按式(1)和(2)计算: A1Wa,，Cs …………………………………(1) 1As A2Wa,，1.53Cs………………………………(2) 2AS 式中: 2A——试样中丁烯醛峰面积，单位为平方毫米(mm); 12 A——试样中三聚乙醛峰面积，单位为平方毫米(mm); 22 As——外标样中丁烯醛峰面积，单位为平方毫米(mm); Cs——外标样中丁烯醛含量，单位为百分数(%); 1.53——三聚乙醛的相对校正因子。 6、允许差:取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定 结果之差，丁烯醛不大于0.003%;三聚乙醛不大于0.001%。 (五)数据处理 根据公式计算或打印机直接打出丁烯醛含量(Wa)、三聚乙醛含量(Wa)，,, 单位为,，取两个平行结果的平均值为测定结果。 允许差:两次平行测定结果的差值不大于0.20,。 ,学生完成检验报告。 六、项目完成效果评价 ,每组选出一名代表介绍本组的实验设计，实验结果，实验验证的情况(自 评);其他组同学对他们的实验提出问题，进行评价，由组内成员解答(互评)。 ,教师评价 教师对自评和互评结果进行评价，并提出改进建议。 乙醛含量测定项目效果评价表 项目内容 效果完成程度符合标准 资讯知识掌握(20分)自评 互评 师评 项目效果总评 师评，互评，自评 , 优, 优 , 优, 优 , 良 , 良 , 良 , 良 , 及 格 , 及 格 , 及 格 , 及 格 计划方案制作(20分)自评 互评师评 项目效果总评 师评，互评，自评 , 优 , 优 , 优, 优 , 良 , 良 , 良 , 良 , 及 格, 及 格 , 及 格 , 及 格 操作实施(30分) 自评互评 师评 项目效果总评 师评，互评，自评 , 优 , 优 , 优 , 优 , 良 , 良 , 良 , 良 , 及 格 , 及 格 , 及 格 , 及 格 项目总结报告(10分)自评 互评 师评 项目效果总评 教师评价 , 优, 优 , 良 , 良 , 及 格 , 及 格 自评 互评师评 项目效果总评 .独立工作能力 (4分) , 优 , 优 , 优 , 优 教师评价，互, 良 , 良 , 良 , 良 评，自评, 及 格 , 及 格, 及 格, 及 格 职业操作规范自评互评 师评 项目 效果总评 (3分) , 优, 优 , 优 , 优 公 教师评价，互, 良 , 良 , 良 , 良 共 评，自评 , 及 格 , 及 格 , 及 格 , 及 格 素 学习态度 自评 互评 师评 项目效果总评 质 (3分) , 优 , 优 , 优 , 优 评 教师评价 , 良 , 良 , 良 , 良 价 , 及 格 , 及 格, 及 格, 及 格 (20分) 团队合作能力自评 互评 师评 项目效果总评 (3分) , 优 , 优 , 优, 优 教师评价，互, 良 , 良 , 良 , 良 评 , 及 格 , 及 格 , 及 格 , 及 格 组织协调能力自评互评 师评 项目效果总评 (3分) , 优, 优 , 优, 优 教师评价，互, 良 , 良 , 良 , 良 评 , 及 格, 及 格 , 及 格 , 及 格 交流表达能力 互评 师评 项目效果总评 (3分) , 优 , 优 , 优 教师评价，互, 良 , 良 , 良 评 , 及 格, 及 格 , 及 格 乙醛含量测定项目操作实施过程考核表(40分) 评定 序评分要素 配分 评分标准 号 互评 师评 自评 1检查仪器、气路 2 一项未查，扣 2分 2 先开气，再开电 2顺序错误扣 2分 3 开机后仪器的调试 2 不符合要求，扣2分 4 柱温设定合理 5 量取不准，扣 5分 5 检测器温度设定合理 5 不符合要 求，扣5分 6 汽化室温度合理 5 不合理，扣5分 7 待仪器稳定后再进样 2 不合理，扣2分 8使用微量进样器方法 2 进样过慢，扣 2分 9 工作站操作正确 2 操作不正确，扣 2分 10 记录无涂改、漏写 2 一处不符，扣 1分 11 结束后先关电源，再关载气 2顺序错误，扣 2分 12 实验台面应整洁 2 不整洁，扣2分 13正确使用仪器 2 打破仪器，扣2分 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 不符合要求，扣2分 14报告符合要求 5 内容不符合要求，扣3分 15 合计 40 综合得分 七、布置下一个工作任务 工业乙酸酐含量的测定