微型化学
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微型化学 (英语:Microscale chemistry,通常称为小规模化学)是化学分析方法,在大学中上得到了广泛使用教学方法。这种方法通常使用少量的化学物质。尽管许多传统化学教学都集中在多克制剂上,但毫克级的物质足以用于微型化学。在大学中,使用了现代且昂贵的实验室玻璃器皿,并且现代方法通常用于检测和表征所产生的物质。在学校和南半球的许多国家,小规模的工作都是使用低成本甚至免费的材料进行的。在定性研究中一直有进行小规模研究的地方,但是新的发展可以涵盖学生可能会遇到的许多化学反应。
历史
[编辑]现代方法有两个主要方面。
- 一种是基于这样的想法,即与一般化学相关的许多实验(酸和碱,氧化和还原,电化学等)都可以在更简单的设备(注射瓶,滴管,注射器,井板,塑料滴管,因此比实验室中的传统玻璃器皿便宜,因此可以扩大大班学生的实验室体验,并将实验室工作引入对标准型工作而言装备不足的机构中。Egerton C. Grey (1928),[1] Mahmoud K. El-Marsafy (1989)[2] 在埃及,Stephen Thompson[3] 在美国以及许多人进行了这一领域的开拓性开发。这些想法的进一步应用是布拉德利(Bradley)在南非设计的Radmaste套件[4] 该套件的目的是使发展中国家在缺少许多地方理所当然的技术服务(电力,自来水)的学校中进行有效的化学实验。
- 另一个方面是将这种方法引入合成工作,主要是在有机化学中。梅奥(Mayo),派克(Pike)和布彻(Butcher)[5]以及威廉姆森[6]在这里取得了至关重要的突破,他们证明了没有经验的学生能够以几十毫克进行有机合成,这项技能以前被认为需要多年的训练和经验。这些方法伴随着一些专用设备的引入,随后由Breuer对其进行了简化,而又没有太大的通用性。[7]
有大量已出版的材料可以帮助引入这种方案,提供有关设备,技术和制备性实验选择的建议,并且此类材料的流动正在“化学教育杂志”的专栏中继续进行。 ”已经运行了多年的“微型实验室”。与现代投影技术相结合的按比例缩小实验,开辟了进行总体安全性最高的危险演示讲座的可能性。[8]
该方法已在全球范围内采用。它已成为美国教育界的主要代表,它在英国使用的程度较小,并且在许多国家/地区的机构中使用,对此工作人员充满热情。例如,在印度,一些大学和学院现在正在实施小规模化学/微型化学。
优势
[编辑]- 节省准备时间并清理
- 从源头减少浪费
- 更安全
- 降低化学物质和设备的成本
- 较小的存储区
- 减少了对密集通风系统的依赖
- 愉快的工作环境[9]
- 更短的反应时间
- 更多时间进行评估和沟通。
机构
[编辑]- 奥地利 Viktor Obendrauf
- 中国 Zhou Ning-Huai
- 埃及 Mahmoud K. El-Marsafy
- 德国 Angela Koehler-Kruetzfeld, Peter Schwarz, Waltraud Habelitz-Tkotz, Michael Tausch, John McCaskill, Theodor Grofe, Bernd-Heinrich Brand, Gregor von Borstel, Stephan Mattusek
- 香港 Winghong Chan
- 以色列l Mordechai Livneh
- 日本 Kazuko Ogino
- 马其顿 Metodija Najdoski
- 墨西哥 Jorge Ibanez, Arturo Fregoso, Carmen Doria, Rosa Maria Mainero, Margarita Hernandez, et al.
- 波兰 Aleksander Kazubski, Dominika Strutyńska, Łukasz Sporny, Piotr Wróblewski
- 葡萄牙 M. Elisa Maia
- 南非 John Bradley Marie DuToit
- 瑞士 Christer Gruvberg
- 美国
- National Microscale Chemistry Center
- National Small Scale Chemistry Center
- Microscale Gas Chemistry; Bruce Mattson
- Kenneth M. Doxsee
- 泰国 Supawan Tantyanon
- 科威特 Abdulaziz Alnajjar
- 印度 Govt. Victoria College, Palakkad,Kerala
- 英国 Bob Worley, CLEAPSS, Chis LLoyd SSERC
会议
[编辑]第一届国际微型化学研讨会 伊比利亚美洲大学 墨西哥城,2000年5月
第二届国际微型化学研讨会 香港浸会大学 香港,2001年12月13日至15日
第三届国际微型化学研讨会 伊比利亚美洲大学 墨西哥城,2005年5月18日至20日
第四届国际微型化学研讨会 泰国 曼谷,2009年
第五届国际微型化学研讨会 菲律宾 马尼拉,2010年
第六届国际微型化学研讨会 科威特 科威特城,2011年
第七届国际微型化学研讨会 德国 柏林,2013年
第八届国际微型化学研讨会 墨西哥 墨西哥城,2015年
第九届国际微型化学研讨会 日本 仙台,2017年
第十届国际微型化学研讨会 西北大学 南非[10]
参考资料
[编辑]- ^ Grey, Egerton C. Practical Chemistry by Micro-Methods. Cambridge: W Heffer & Sons Ltd. 1928.
- ^ El-Marsafy, M K. Microscale Chemistry Experimentation. MicrEcol. M.K.El-Marsafy. 1989 [2006-12-30]. (原始内容存档于2007-09-26).
- ^ Thompson, S. Small-Scale Chemistry. National Small-Scale Chemistry Centre. Colorado State University. [2006-12-30]. (原始内容存档于2018-03-07).
- ^ Bradley, J D. Hands-on practical chemistry for all (PDF). Pure Appl. Chem. 1999, 71 (5): 817–823 [2006-12-30]. doi:10.1351/pac199971050817. (原始内容存档 (PDF)于2017-08-08).
- ^ Mayo, D W; R M Pike; S S Butcher. Microscale Organic Laboratory
. New York, NY: John Wiley & Sons. 1986. ISBN 978-0-471-82448-0.
- ^ Williamson, K L. Macroscale and Microscale Organic Experiments
. Lexington, Mass: D C Heath. 1989. ISBN 978-0-669-19429-6.
- ^ Breuer, S W. Microscale Practical Organic Chemistry. Lancaster University. 1996.本书的文本可以从作者那里免费获得的电子格式。
- ^ MicroMiniSympo06Web. [2006-12-30]. (原始内容存档于2016-03-14).
- ^ Aleya, H N. Armchair Chemistry. A programmed Laboratory Manual. New Jersey: Princeton University. 1974.
- ^ 10th International Microscale Chemistry Conference. chemistrysymposium2019.registerevents.co.za. [2019-07-01]. (原始内容存档于2019-07-01).
- Obendrauf, V.; Demonstration [1]