化学教室活动:利用化学平板探索电解〔I〕
在此教室活动中,你将使用事先製作完成的化学平板(ChemPad),进行有趣的电解实验。利用化学平板,及不同材质的电解笔,于水彩纸(或不织布)上,喷上电解液和酸硷指示剂,即可在课堂上进行一系列的氧化还原反应、酸硷中和及错合反应等典型的化学实验。化学平板可多次重複使用、药品减量达95%以上,符合绿色环保的原则。
化学平板简介
化学教室活动:利用化学平板探索电解〔II〕
化学教室活动:利用化学平板探索电解〔III〕
本教室活动的「化学平板」係由化学教师结合其他不同领域专长的教师所组成的团队,共同开发的教具,化学平板包含一个电解平板及两支电解笔(不鏽钢线和铜线)。
化学平板製作影片
请按此连结:以不鏽钢盘製作化学平板(Making ChemPad using a Stainless-Steel Tray),YouTube。
教学提示 与 实验原理和概念
化学教室活动:利用化学平板探索电解(Exploring Electrolysis using ChemPad)〔IV〕
酶化学是生物和化学的交叉学科,它研究的是生物催化剂的性质和作用机制。生物催化剂包括酶、整细胞、非酶蛋白质和催化抗体。酶是一种特殊的生物催化剂,主要由蛋白质组成,其催化作用受到蛋白质构型和氨基酸侧链基团的影响。酶催化反应发生在活性中心上,通常需要金属离子和辅酶的参与。与化学催化剂相比,酶具有反应速率快、选择性高、在温和条件下进行等特点。事实上,生命中的所有化学反应都是在酶的催化下进行的。因此,酶化学在生物化学中扮演着重要的角色,可以说生物化学就是“集成酶学”。
酶化学的发展是化学家对生物酶的认识、应用、改造和模拟的过程。早在19世纪上半叶,化学家Payen和Persoz发现了一种能催化淀粉水解的麦芽提取物,他们将其称为“淀粉酶”。随后,Liebig和Woehler等科学家提出了酶是一种未知化学催化剂的观点。这些发现引起了人们对发酵过程的兴趣,但当时还没有意识到生物催化剂的存在。直到Pasteur发现酵母可以催化有机化合物的不对称分解,并提出了“酵素”这个词,才开始认识到酶的存在。随后的研究证实了酶是一种具有底物专一性和立体选择性的蛋白质催化剂。
从19世纪30年代到90年代的60多年间,酶化学的发展不仅停留在细胞水平,还对酶催化的化学本质有了初步认识。20世纪初,酶化学的研究逐渐从细胞水平进入酶和分子水平。Michaelis和Menten提出了著名的Michaelis-Menten方程,解释了酶催化反应动力学的基本原理。随后,Keilin分离出了含卟啉的蛋白质一细胞色素,Sumner和Northrop分别从刀豆和胃中纯化出了第一个酶结晶,证实了酶是具有催化功能的蛋白质。这些重要的发现为酶化学的研究奠定了基础。
自20世纪中期以后,酶化学的研究在基础和应用两个方面都取得了较快的发展。分子酶学和酶工程成为酶化学的两个重要分支。酶化学的研究领域也从分离分析和有机化学扩展到物理化学、结构化学和生物无机化学等多个学科。此外,固定化酶、非酶蛋白质、催化抗体和模拟酶等新兴研究领域的出现,对酶化学的传统观念提出了新的挑战。
燃烧是化学变化的一个例子。
化学反应是反应物变成一个或多个不同产物的过程,当化合物形成或分解即发生化学变化。在反应的期间,原子间重新排列而形成或打断化学键。
简单的说,当一个物质改变成另一个物质时即发生化学变化(即形成一种新物质)。而无产生新物质即为物理变化(例如,熔化冰是物理变化,因为当冰变成水,没有产生新物质;盐溶于水中也是物理变化,因为盐水仍是盐和水。)
有几不同的类型化学变化。包括合成、分解、单取代、双取代、中和、沈澱和氧化还原。
化学变化的一个基本的例子是甲烷燃烧产生二氧化碳和水:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
其它的化学变化例子:
? 木材燃烧
? 酸和硷混合产生水和盐。
? 熔化塑胶
状态变化而化学成分没产生改变,并不是化学变化。例如,开水随温度变化产生气体(水蒸气),并没有发生化学变化。
以下能表明发生了化学变化,虽然这些证据不具决定性:
? 颜色改变(例如:当铁生鏽,其颜色从银色变成红褐色。)
? 温度或能量的改变,如产生热量(放热)或失去热量(吸热)
? 形式改变(如燃烧纸)
? 产生光、热或声音。
? 产生气体,通常是产生气泡。
? 产生沈澱(不可溶的粒子)
? 有机物质分解(如食物腐败)
化学反应中,在不同的原子间会打断键结和产生新键结。当起始物质的粒子互相撞击会打断和形成键结,形成新物质即产生化学变化,发生化学反应。注意,在几个例子中,放热反应足够使化学药品发生状态的改变;例如在水溶液中,沸腾会产生水蒸气而不会产生新气体。