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作者:Not Available (NA)

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页数:99

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出版时间:2006-1

价格:$ 29.15

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isbn号码:9780030367991

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《化学前沿探索：现代实验室操作与安全指南》 本书简介 《化学前沿探索：现代实验室操作与安全指南》是一本面向大学本科生、研究生以及化学实验技术人员的综合性实验指导手册。本书旨在系统地梳理和深入讲解现代化学实验室中必备的基础操作技能、先进的仪器分析方法以及至关重要的安全规范。内容覆盖面广，理论与实践紧密结合，力求为读者构建一个全面、严谨且实用的实验知识体系。 第一部分：化学实验室基础与安全管理 本部分奠定了所有化学实验的基石。我们首先详细介绍了现代化学实验室的布局、标准要求以及各类基础设施的正确使用方法，包括通风系统、紧急洗眼/淋浴装置、消防器材的存放与操作规程。 1.1 实验室安全文化与风险评估： 强调“安全第一”的原则。深入探讨化学品危害标识系统（如GHS），并教授读者如何查阅和理解化学品安全技术说明书（MSDS/SDS）。重点讲解实验前、中、后的风险评估流程，包括如何识别潜在的化学反应失控、火灾、爆炸及有毒气体泄漏风险，并制定应急预案。 1.2 个人防护装备（PPE）的正确选择与使用： 详细解析不同实验环境下所需的个人防护装备，如防护眼镜、面罩、不同材质的手套（丁腈、乳胶、氯丁橡胶等）的选择依据及其更换周期。强调实验服和鞋帽的规范穿戴要求。 1.3 化学废物规范化处理： 针对酸碱废液、有机溶剂废液、重金属废液以及固体废物，本书提供了详尽的分类、收集、暂存和委托处理标准。强调严格遵守国家及地方环保法规，杜绝随意倾倒行为。 第二部分：基础化学操作技术精要 本部分聚焦于实验过程中最常涉及的基础技能，确保操作的准确性和可重复性。 2.1 精确计量与称量技术： 涵盖天平的校准、使用环境要求（如防震台、温湿度控制）。详细讲解固体和液体的精确称量方法，特别是微量物质的转移技巧，以及如何处理易吸湿或易挥发性物质。 2.2 溶液的配制与稀释： 深入讲解摩尔浓度、质量百分比、体积百分比、质量百分比以及滴定度等概念的计算与实际配制。着重介绍如何利用容量瓶、移液管和滴定管进行高精度体积操作，并讨论温度对溶液体积的影响。 2.3 分离、纯化与干燥技术： 系统回顾和深化了基础分离技术。 过滤技术： 包括常压过滤、减压过滤（布氏漏斗使用）、热过滤，以及针对不同沉淀物的过滤介质选择。 萃取技术： 阐述液-液萃取的理论基础（分配系数），指导如何优化萃取溶剂的选择、次数和混合/分离操作，以提高产率。 蒸馏技术： 区分简单蒸馏、分馏、减压蒸馏和共沸蒸馏的适用范围，并指导蒸馏过程中的温度控制和接收器的选择。 重结晶： 详述选择重结晶溶剂的原则、溶解-冷却-结晶过程的控制，以及晶体洗涤和干燥方法。 2.4 玻璃仪器清洁与维护： 强调使用专用清洁剂（如铬酸洗液，或环保替代品）对玻璃仪器的彻底清洗流程，避免交叉污染，并介绍正确烘干和存放方法。 第三部分：现代化学分析技术入门 本部分引入现代仪器分析的基础知识，帮助读者理解实验结果的定量和定性分析方法。 3.1 基础光谱分析原理： 紫外-可见分光光度法（UV-Vis）： 介绍朗伯-比尔定律，指导如何进行波长扫描、制作标准曲线以及测量样品浓度。 红外光谱法（IR）： 解释官能团与特征吸收峰的关系，指导如何采集薄膜或KBr压片样品，并初步解析常见有机化合物的光谱图。 3.2 色谱分离技术概览： 概述气相色谱（GC）和高效液相色谱（HPLC）的基本原理，包括流动相、固定相的选择，以及检测器的基本工作模式。虽然本书不涉及复杂操作，但会引导读者理解色谱分离在纯度分析中的核心地位。 3.3 热分析基础： 简要介绍差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）在材料科学和化学纯度判定中的应用，重点说明熔点测定的重要性。 第四部分：特定反应类型实验操作指导 本部分针对合成化学和无机化学中的常见挑战，提供精细的操作指导。 4.1 有机合成中的反应控制： 讲解如何安全高效地进行加热、回流（包括正确设置冷凝管和加热套）、滴加反应物（控制反应速率）以及惰性气体保护技术（如使用气囊或油封）。 4.2 柱层析的精细分离： 详细讲解实验室规模的柱层析操作，包括硅胶的活化、装柱技术（湿法/干法）、洗脱液的优化选择（极性梯度控制），以及组分的收集与监测。 4.3 气体生成与处理： 介绍在密闭体系中安全地制备和收集少量不溶于水或空气的气体（如氢气、二氧化碳、氧气）的实验装置搭建与压力控制方法。 第五部分：实验记录、数据处理与报告撰写 5.1 规范化的实验记录： 强调“原始数据是科学的基石”。指导读者如何建立条理清晰、实时记录的实验日志，包括实验目的、所用试剂的批次和纯度、精确的起始和结束时间、所有观察到的现象（颜色变化、气泡产生、温度波动等），以及原始的读数记录。 5.2 数据分析与误差评估： 讲解数据的初步处理，包括平均值计算、标准差的意义，以及系统误差与随机误差的来源识别。指导读者如何对实验结果进行合理修约，并以明确的单位和不确定度报告最终结论。 5.3 实验报告的结构与规范： 提供了撰写标准科学报告的框架，包括摘要、引言、实验方法、结果与讨论、结论和参考文献的撰写要点，确保报告的逻辑性和科学严谨性。 本书通过大量图示和操作流程图，旨在帮助学习者从容应对复杂的化学实验环境，掌握从基础到进阶的各项技能，培养严谨的科学态度和高效的问题解决能力。

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如果说这本书有什么需要改进的地方，那可能就是它对某些前沿技术的集成度还不够高。虽然微型实验是它的核心优势，但在讲解如何使用最新的数字传感器或者数据采集系统（DAS）与这些微型装置接口时，着墨不多。它更侧重于经典的、依赖肉眼观察和基本量具的化学操作。这当然保证了它的普适性和低成本，但对于想要向更高级别研究迈进的学生来说，可能会觉得信息略显陈旧。举个例子，当涉及到精确到毫秒级的反应速率测定时，这本书提供的解决方案还是偏向于传统的秒表计时法，这在处理快速反应时，其精度确实受到了限制。不过，换个角度想，也许正是这种“返璞归真”的理念，才使得它能成为一个坚实的基础。它把核心的化学原理打磨得如此透彻，以至于当你将来接触到更复杂的仪器时，你已经具备了理解底层机制的能力，而不是仅仅依赖于仪器自动生成的报告。总的来说，它是一块极其坚固的基石，为后续更复杂的化学学习铺平了道路。

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我最欣赏这本书的一点，是它对“故障排除”的重视程度。在所有的实验手册中，总有那么几个“魔鬼实验”，无论你怎么小心翼翼地操作，最终的结果总是与预期大相径庭。这本书里对这些“疑难杂症”的处理方式非常人性化。它没有简单地归咎于操作失误，而是提供了一系列可能的变量因素分析，比如试剂纯度不佳、环境湿度影响、甚至是加热速度过快导致的局部过热。它鼓励你去“调试”你的实验，而不是简单地“重做”一遍。我记得有一次，我们小组的重结晶实验失败了，本以为是我们的技术问题，翻开手册，找到了一个专门讨论“不完全溶解”的章节，对照着检查了溶剂选择和温度控制，最终发现是我们的溶剂比例稍微偏离了推荐范围。这种对实验过程中所有细微偏差的包容和解释，让整个学习过程变得更加灵活和富有探索性，让人感觉自己真的是在进行科学研究，而不是机械地重复前人的步骤。

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我必须承认，我最初对这种“微型实验”的概念是持怀疑态度的。总觉得小规模操作是不是意味着精确度会大打折扣，或者说，那些复杂的化学反应在小试管里根本展示不出应有的“气势”。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它通过一系列精心设计的、利用极少量试剂的实验，完美地演示了基础化学原理。比如，那个关于溶解度和结晶速率的实验，我们以前在标准规模下做，往往需要等待数小时才能看到明显变化，而用书上推荐的微量装置，不到二十分钟，晶体就以肉眼可见的速度“生长”起来，那种直观性是教科书上的图表永远无法比拟的。更让我印象深刻的是，它对所需仪器清单的严谨程度。每次实验前，你得像个侦探一样，把所有小玩意儿——从微量滴管到小小的加热板——都摆放整齐。这种对细节的苛求，其实是在潜移默化地培养我们严谨的科学态度，让我意识到，化学实验的成功与否，往往取决于你对那些“微不足道”的配件是否足够重视。

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这套实验手册，说实话，拿到手里的时候，我内心是有点波动的。我不是那种对化学抱有狂热激情的学生，更多是把它当作一门必修课来对待。我希望能找到一本既能让我应付考试，又不会让我在湿滑的实验台上感到手足无措的指南。这本书的封面设计是那种典型的教科书风格，略显沉闷，但内页的排版却出乎意料地清晰。我特别喜欢它在介绍每一个实验前，都会有一个“安全注意事项”的醒目区块，那种细致入微的提醒，对于我们这种新手来说简直是救命稻草。有一次，我差点因为疏忽混合了两种看似无害的试剂，但正是手册里那句加粗的警告救了我。它没有用太多晦涩难懂的理论术语去轰炸你，而是直接告诉你“怎么做”以及“为什么这么做”。而且，它似乎很注重微型实验的设置，这对我这种预算有限的学生来说太友好了，减少了试剂的浪费，也让实验过程看起来不那么“史诗级”的复杂。每一次实验步骤都被拆分得极小，像搭积木一样，让人很有成就感，即便最后结果不如预期，你也能清楚地知道是哪个环节出了差错。总而言之，它是一本脚踏实地，真正从操作者的角度出发编写的实验参考书，实用性远超我的想象。

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说实话，这本书的难度曲线有点陡峭，尤其是在涉及数据分析和误差评估的部分。它不像某些入门级的实验指导书那样，把所有计算都简化成填空题。相反，它会抛给你一些原始数据，然后要求你运用统计学的方法去分析这些数据，并对实验误差进行合理的归因。对我这种数学背景相对薄弱的人来说，这部分内容简直是噩梦。我花了好几周的时间才搞明白，为什么标准偏差如此重要，以及如何在高浓度的酸碱滴定中区分“终点”和“等效点”。虽然过程痛苦，但当我最终能够独立完成一份像模像样的实验报告时，那种掌控感是无与伦比的。这本书的价值并不在于让你轻松通过实验课，而在于它逼迫你进行更深层次的思考，去理解数字背后的化学意义，而不是仅仅停留在“加入A溶液，颜色变蓝”这种表面的观察。它更像一位严厉的导师，而不是一个和蔼的向导。

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