上海有機(jī)所“魅力有機(jī)化學(xué)”科普拓展課程第三課在南洋中學(xué)順利開(kāi)展
10月25日下午，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所“魅力有機(jī)化學(xué)”科普拓展課程第三課在南洋中學(xué)順利開(kāi)展。這次課程的內(nèi)容是《化學(xué)中的手性》，由來(lái)自生命有機(jī)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湯文軍課題組的科普志愿者陳遠(yuǎn)和楊賀講授。
此次科普拓展課程分兩個(gè)部分進(jìn)行。前半節(jié)中，楊賀以“左手和右手非常相像卻不能完全重疊”這一實(shí)例為切入點(diǎn)，向?qū)W生們闡釋了化學(xué)中的手性現(xiàn)象，即實(shí)物與其鏡像不能完全重疊的現(xiàn)象，讓大家對(duì)手性的概念有了初步的了解。隨后又通過(guò)列舉幾個(gè)常見(jiàn)的具有手性的實(shí)物，讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)到手性物體廣泛存在于我們的日常生活中。對(duì)于化學(xué)中的手性，楊和同學(xué)們一起動(dòng)手，用球棍模型拼接了一對(duì)簡(jiǎn)單的對(duì)映體。通過(guò)分子模型，同學(xué)們更深刻地認(rèn)識(shí)到了手性化學(xué)分子與其鏡像不能完全重疊的性質(zhì)。隨著課程的深入，楊賀介紹了手性化合物所具有的性質(zhì)。從發(fā)生在20世紀(jì)中期的“反應(yīng)?！笔录郑v述了手性分子的兩個(gè)對(duì)映體往往具有不同的生物活性。同時(shí)以植物助長(zhǎng)劑“多效唑”為例，向大家說(shuō)明了使用具有助長(zhǎng)活性的一個(gè)對(duì)映體和噴灑其消旋體比較，前者更能減少農(nóng)藥的使用量，繼而降低瓜果蔬菜中的農(nóng)藥殘留。在此，楊賀引入了“不對(duì)稱合成”的概念，通過(guò)介紹2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的介紹，讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)到不對(duì)稱催化反應(yīng)的重要性。
除了不對(duì)稱合成外，楊賀還介紹了另一種獲得手性分子的方法，即通過(guò)色譜或重結(jié)晶的方法對(duì)消旋體進(jìn)行拆分。課程的第二部分便利用簡(jiǎn)單易得的材料和試劑，讓大家動(dòng)手體驗(yàn)，了解關(guān)于色譜和重結(jié)晶的知識(shí)。首先，陳遠(yuǎn)給大家講解了色譜分離的基本原理和實(shí)驗(yàn)的操作步驟。同學(xué)們紛紛動(dòng)手，用粉筆模擬柱色譜，水彩筆作混合染料，水作為洗脫劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，最初的混合色在粉筆上逐漸分開(kāi)為不同顏色的色帶。同學(xué)們看到這一現(xiàn)象，在高興之余，也感嘆色譜分離的高效。
第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是讓大家認(rèn)識(shí)與重結(jié)晶密切相關(guān)的“溶解度”的概念。陳遠(yuǎn)對(duì)這一概念進(jìn)行了解釋，同時(shí)給大家示范了實(shí)驗(yàn)的基本操作。隨后，同學(xué)們開(kāi)始了自己的實(shí)驗(yàn)。首先將氯化鈉固體溶解在水中，配置成飽和溶液。接下來(lái)往體系中慢慢加入丙酮不良溶劑并攪拌。隨著丙酮的不斷加入，澄清的氯化鈉溶液逐漸變渾濁繼而出現(xiàn)大量白色沉淀?？吹酱爽F(xiàn)象，同學(xué)們深刻了解了物質(zhì)在不同溶劑中的溶解度是不同的。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，陳遠(yuǎn)和楊賀還與同學(xué)們積極討論，并深入介紹了工業(yè)上用來(lái)分離純化化學(xué)品的一些方法。
本次拓展課程在同學(xué)們所學(xué)習(xí)的混合物與純凈物，溶解度的相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步結(jié)合科學(xué)研究實(shí)際和工業(yè)應(yīng)用展開(kāi)，開(kāi)闊了同學(xué)們的視野，同時(shí)也讓大家更深入的了解化學(xué)在日常生活和社會(huì)發(fā)展中所發(fā)揮的作用。
科普課堂現(xiàn)場(chǎng)
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