化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

前言

　　任何一門課程的教學(xué)目的和基本要求都應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)“化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程的目的也是如此。對(duì)于理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)而言，開設(shè)“化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程的主要目的不是為了提高學(xué)生進(jìn)行工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)的能力，去從事工程研究，而是在于通過傳授一些化工實(shí)驗(yàn)技術(shù)知識(shí)，尤其是近些年來新發(fā)展的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，讓學(xué)生切身體驗(yàn)工程實(shí)驗(yàn)的工程性，從而提高他們從事基礎(chǔ)研究及應(yīng)用和開發(fā)研究的能力。因此，“化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程對(duì)于培養(yǎng)高素質(zhì)的化學(xué)創(chuàng)新人才具有其他實(shí)驗(yàn)課程不可替代的作用?！　”緯且愿叩葘W(xué)?；瘜W(xué)和化工教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)基本要求為依據(jù)，在化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)和高等教育出版社的積極支持下，由武漢大學(xué)、蘭州大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、北京大學(xué)和南京大學(xué)等十多所院校在多年使用的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義的基礎(chǔ)上編寫的，供理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)“化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程使用，也可作為環(huán)境、生物和藥學(xué)等專業(yè)的“化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”課程教材?！　”緯鴥?nèi)容取舍的原則：　　1.傳遞過程是化學(xué)工程的重要內(nèi)容之一，它的許多實(shí)驗(yàn)技術(shù)如傳熱、吸收、精餾、萃取和干燥等在化學(xué)學(xué)科和其他相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)研究及應(yīng)用、開發(fā)研究中應(yīng)用廣泛，因此，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在本書中占有較大的篇幅?！　?.近些年來，化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展日新月異，新技術(shù)層出不窮，這些新技術(shù)對(duì)于培養(yǎng)化學(xué)和與化學(xué)相關(guān)學(xué)科的創(chuàng)新人才具有重要的意義。本書選編了部分化工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)，如膜分離技術(shù)、滲透蒸發(fā)、反應(yīng)精餾、超臨界萃取與超臨界干燥等，以拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技術(shù)知識(shí)面。　　3.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)工程，除了傳統(tǒng)的停留時(shí)間分布實(shí)驗(yàn)外，為了提高學(xué)生從事科學(xué)研究的動(dòng)手能力，增加了一些綜合實(shí)驗(yàn)，如合成氨動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定、氣相氨氧化實(shí)驗(yàn)和液相催化空氣氧化實(shí)驗(yàn)等，這些實(shí)驗(yàn)也可以包含催化劑制備和表征、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)物的定性和定量分析、收率和選擇性評(píng)價(jià)以及建立動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)方程等內(nèi)容，以開放型實(shí)驗(yàn)或研究型實(shí)驗(yàn)的形式開出。

內(nèi)容概要

本書是全國十多所大學(xué)在多年使用的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)講義的基礎(chǔ)上集體編寫完成的，供理科化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)使用。內(nèi)容包括化工實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)等三部分。    化工實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)主要介紹化工實(shí)驗(yàn)基本要求、實(shí)驗(yàn)報(bào)告編寫、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理方法等，對(duì)化工實(shí)驗(yàn)中常用的壓力、流量和溫度測(cè)量及其儀表也作了簡(jiǎn)單介紹；化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要包含各高校常開的一些較成熟的實(shí)驗(yàn)；綜合實(shí)驗(yàn)主要包括化學(xué)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工工藝研究實(shí)驗(yàn)和化工新技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。本書的特點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋了化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)教學(xué)基本要求中規(guī)定的內(nèi)容及各校常開的基本實(shí)驗(yàn)和特色實(shí)驗(yàn)，各院?？梢愿鶕?jù)需要選用，適用范圍廣；②對(duì)于化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，著重介紹實(shí)驗(yàn)原理、操作方法和常見異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其處理方法，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要，可操作性和通用性強(qiáng)；③綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容突出了理科特點(diǎn)，反映了化學(xué)工程學(xué)科的新發(fā)展，有利于提高理科學(xué)生從事基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的能力和素質(zhì)；④書中附有思考題，有利于學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。    本書可作為高等學(xué)?；瘜W(xué)與應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教材，也可供相關(guān)專業(yè)選用。

書籍目錄

1 化工實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)  1.1 化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本要求  1.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理  1.3 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件簡(jiǎn)介  1.4 溫度測(cè)量  1.5 壓力測(cè)量  1.6 涼量測(cè)量2  化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)  2.1 涼量測(cè)量與涼量計(jì)標(biāo)定  2.2 高心泵特性曲線的測(cè)定  2.3 涼體涼動(dòng)阻力的測(cè)定  2.4 總傳熱泵數(shù)和傳熱膜泵數(shù)的測(cè)定  2.5 填料吸收塔的操作及傳質(zhì)泵數(shù)的測(cè)定  2.6 *板塔的操作與塔板效率測(cè)定  2.7 填料精餾塔的操作和等板高度的測(cè)定  2.8 共沸精餾無水乙醇  2.9 液－液萃取實(shí)驗(yàn)  2.10 干燥操作與干燥速度測(cè)定  2.11 物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間分布函數(shù)測(cè)定  2.12 固體涼態(tài)化3  綜合型、研究型實(shí)驗(yàn)  3.1 反應(yīng)精餾制取乙酸乙酯  3.2 膜分離實(shí)驗(yàn)  3.3 滲透蒸發(fā)  3.4 超臨界干燥法制備納米材料  3.5 超臨界涼體萃取  3.6 內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器測(cè)定數(shù)合成動(dòng)力學(xué)參數(shù)  3.7 乙醇脫水制乙烯反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)測(cè)定  3.8 3-甲基吡啶氧化合成3-氨基吡啶  3.9 液相催化空氣氧化甲苯合成苯甲酸附錄主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　3.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?.了解超臨界流體及其特性?！　?.理解超臨界流體萃取的基本原理及特點(diǎn)?！　?.掌握超臨界二氧化碳萃取的基本實(shí)驗(yàn)操作。　　3.5.2 實(shí)驗(yàn)原理　　萃取是基于不同物質(zhì)在選定溶劑（稱為萃取劑）中溶解度的不同來分離液體或固體混合物中某一組分（溶質(zhì)）的操作。超臨界流體萃取是以超臨界流體作為萃取劑有選擇地溶解液體或固體混合物中溶質(zhì)的傳質(zhì)分離過程?！　〕R界流體是指溫度和壓力高于臨界溫度和臨界壓力的流體。通常超臨界流體具有如下主要特性：　　1.超臨界流體的密度接近于液體，具有與液體溶劑相當(dāng)?shù)娜芙饽芰洼腿∧芰Α！　?.超臨界流體有與氣體相近的黏度，自擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體之間，比液體大100左右。因此超臨界流體的流動(dòng)性要比液體好得多，傳質(zhì)系數(shù)遠(yuǎn)大于液體，因而傳質(zhì)速率大于溶劑萃取。　　3.超臨界流體在臨界點(diǎn)附近其壓強(qiáng)或溫度的微小變化都導(dǎo)致流體密度較大的變化，從而使溶質(zhì)在流體中的溶解度產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。　　溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度大致隨超臨界流體的密度增大而增加。與一般液體不同的是，超臨界流體的密度隨壓力和溫度的改變而發(fā)生十分明顯的變化，利用這一性質(zhì)，可在較高壓力下使溶質(zhì)溶解于超臨界流體中，然后降低超臨界流體的壓強(qiáng)（或升高超臨界流體的溫度），溶解于超臨界流體中的溶質(zhì)就會(huì)因超臨界流體的密度下降，溶解度降低而析出?！　〕R界流體萃取過程一般由萃取階段和分離階段組成。操作時(shí)將欲進(jìn)行萃取分離的混合物裝入萃取器，排出所有雜質(zhì)氣體后，注入超臨界流體，并使其在壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)下在萃取器和分離器之間循環(huán)。從萃取器頂部離開的含有溶質(zhì)的高壓氣體經(jīng)減壓閥降壓后，進(jìn)入分離器析出溶質(zhì)。萃取劑經(jīng)加壓后返回萃取器循環(huán)使用。上述流程稱為變壓分離工藝，本實(shí)驗(yàn)采用此工藝?！　〕R界流體萃取過程具有如下特點(diǎn)：　　1.超臨界流體具有極好的傳遞性能，因此超臨界萃取比普通萃取分離效果好。

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