如何讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際

【摘 要】本文從化學(xué)平衡和汽水制作、酯化反應(yīng)和涂料成膜過程著手，分析理論和化工實(shí)際之間的必然聯(lián)系，旨在通過化學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際生活中的實(shí)例，讓學(xué)生了解和喜歡化學(xué)，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科的教學(xué)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)平衡 酯化反應(yīng) 理論聯(lián)系實(shí)際 發(fā)展

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）18-0053-02

當(dāng)今社會(huì)，學(xué)生所學(xué)知識(shí)和生活實(shí)際的脫離越來越嚴(yán)重，學(xué)生認(rèn)為課本知識(shí)到社會(huì)中去不能得以運(yùn)用，感覺學(xué)無所用?；瘜W(xué)教學(xué)面臨的一個(gè)問題是課堂教學(xué)乏味，不夠生動(dòng)。

作為老師，除了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性以外，還要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行激發(fā)。怎樣成就一個(gè)美好的課堂，營造一個(gè)輕松學(xué)習(xí)的氛圍？是我們老師需要不斷思考和創(chuàng)新的問題。應(yīng)以現(xiàn)代生活成果聯(lián)系課堂實(shí)際，幫助學(xué)生形成可持續(xù)發(fā)展的觀念，強(qiáng)化終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，更好地體現(xiàn)化學(xué)課程的時(shí)代特色。

一 汽水與化學(xué)平衡

1.汽水中化學(xué)平衡的建立

一種市售汽水的配方是在1.00L水中溶解19.0g NaHCO3和25.0g檸檬酸。檸檬酸是一種弱酸，分子式為C6H8O7，化學(xué)名稱為2-羥基丙三羧酸，其結(jié)構(gòu)有無水和一水兩種。其結(jié)構(gòu)式如下圖：

檸檬酸可以與NaHCO3發(fā)生可逆反應(yīng)，生成檸檬酸鈉、水和二氧化碳，建立化學(xué)平衡。平衡方程式為：3NaHCO3+C6H8O7 C6H5O7Na3+3H2O+3CO2↑。

2.汽水中化學(xué)平衡的移動(dòng)

打開密封的瓶裝汽水的塞子，瓶中的壓強(qiáng)減低，形成二氧化碳?xì)馀荻绯?，說明減小二氧化碳的壓強(qiáng)，平衡向增大其壓強(qiáng)方向移動(dòng)（即化學(xué)平衡向生成二氧化碳的方向移動(dòng)）。旋緊瓶塞，過一會(huì)，氣泡停止產(chǎn)生，建立了新的平衡。這很好地證明了勒夏特列原理（平衡移動(dòng)原理），即化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，如果改變影響平衡的一個(gè)因素，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)，以抗衡該改變。

二 涂料中的酯化反應(yīng)

1.涂料中樹脂的種類

樹脂是涂料的主要成膜物質(zhì)，是指一類半固態(tài)、固態(tài)或假固態(tài)的無定型的有機(jī)物質(zhì)，一般是高分子有機(jī)物質(zhì)，呈透明或半透明狀，它是無固定熔點(diǎn)的，但有轉(zhuǎn)化或融化范圍，并且在應(yīng)力作用下有流動(dòng)趨向，不導(dǎo)電，受熱變軟并逐漸融化，融化時(shí)呈黏稠狀，可溶于有機(jī)溶劑。如乙醇、乙醚等。

樹脂按照其結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)式與單體的分子式不同，可以分為酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、醇酸樹脂等類別。下面主要以醇酸樹脂在成膜過程中發(fā)生的酯化反應(yīng)為例來說明涂料中發(fā)生酯化反應(yīng)的過程。

2.醇酸樹脂成膜過程中的酯化反應(yīng)

第一，醇酸樹脂的合成?？s聚反應(yīng)是縮合聚合反應(yīng)的簡(jiǎn)稱，是縮合反應(yīng)多次重復(fù)形成聚合物的過程。從高中知識(shí)中我們知道，酸和醇通過酯化反應(yīng)能制造出相應(yīng)的酯，如式（1）。

這個(gè)是個(gè)可逆反應(yīng)，從反應(yīng)系統(tǒng)中將生成的水移出去，則舊的平衡被打破，新的平衡重新建立，反應(yīng)向右側(cè)移動(dòng)并幾乎完全生成酯?，F(xiàn)在使二元酸和二元醇反應(yīng)，并將生成的水設(shè)法移出系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)形成相應(yīng)的高分子化合物。具有代表性的例子是合成纖維中滌綸的制造。一個(gè)對(duì)苯二甲酸分子和一個(gè)乙二醇分子的反應(yīng)如式（2）所示。

設(shè)想有大量的對(duì)苯二甲酸分子和乙二醇分子參與聚合反應(yīng)，由于生成物的兩端有羧基和羥基，臨近分子的羥基和羧基可以繼續(xù)參與反應(yīng)而使分子變大，形成線性高分子。每一段反應(yīng)必須脫掉一個(gè)水分子，將兩個(gè)或兩個(gè)以上有機(jī)分子相互作用后以共價(jià)鍵結(jié)合成一個(gè)大分子，并常伴有失去小分子（如水、氯化氫、醇等）的反應(yīng)稱作縮合反應(yīng)（Condensation），在一定的條件下，則可以由縮合反應(yīng)的多次重復(fù)形成高分子物質(zhì)。由縮合反應(yīng)的多次重復(fù)形成高分子的合成反應(yīng)稱作縮聚反應(yīng)或逐步聚合反應(yīng)，形成的分子結(jié)構(gòu)可以表示為：

式（3）就是人們生活中常用到的材料——滌綸。而涂料用醇酸樹脂和滌綸中有相同的官能團(tuán)（分子中還含有其他的雙鍵、支鏈或官能團(tuán)），其聚合過程也是酯化反應(yīng)的多次重復(fù)。根據(jù)不同的單體結(jié)構(gòu)可以得到線性的或者體型聚合分子，即涂料工業(yè)常用的樹脂。

第二，醇酸樹脂固化劑——三聚體。涂料中的常用三聚體分為HDI和TDI兩種，以下是TDI三聚體合成過程。以一種堿金屬羧酸鹽K-1000作為甲苯二異氰酸酯（TDI）三聚反應(yīng)的催化劑（以下用Cat表示）合成了以TDI三聚體為主要成分的多異氰酸酯固化劑。TDI在催化劑作用下發(fā)生自聚，生成TDI三聚體，理想反應(yīng)方程式如（4）所示。

第三，醇酸樹脂和三聚體的酯化成膜。異氰酸酯與醇反應(yīng)生成氨基甲酸酯，氨基甲酸酯還可以繼續(xù)和異氰酸酯反應(yīng)生成脲基甲酸酯。反應(yīng)如（5）所示。

醇酸樹脂中的—OH和三聚體中的—NCO產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，形成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大分子量的酯。正是由于這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，才使得涂料膜具有相當(dāng)?shù)挠捕?，因而具有一定的抗劃傷、抗打擊、抗腐蝕性，能夠保護(hù)我們的家具，美化我們的生活環(huán)境。

三 總結(jié)

第一，以課堂聯(lián)系實(shí)際生活，以實(shí)際生活促進(jìn)教學(xué)，不僅可以生動(dòng)課堂，而且有利于學(xué)生形成科學(xué)的自然觀和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，更能深刻地認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的相互關(guān)系，樹立可持續(xù)發(fā)展的思想。第二，通過教學(xué)聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活的化學(xué)課堂，有利于學(xué)生從已有的經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際出發(fā)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)和決策能力。

四 展望

化學(xué)是一門實(shí)用型的學(xué)科，與我們?nèi)粘５纳钍窍⑾⑾嚓P(guān)的。因此，我們?cè)趯?shí)施教學(xué)的過程中不能脫離實(shí)際，空談理論。教育改革以后，新課程確立了以科學(xué)素養(yǎng)為本、學(xué)生發(fā)展為主的教育目標(biāo)，作為一線教師，我們應(yīng)該大力推行理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法，積極拓展化學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)的興趣，積極開展新課程理論的實(shí)踐探索。如此，定能成就一個(gè)更具有特色意義的美好課堂，營造一個(gè)能夠讓學(xué)生輕松學(xué)習(xí)的氛圍，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科教學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]耿耀宗編著.涂料樹脂化學(xué)及應(yīng)用[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1993

[2]王文林、錢博.用飲料演示化學(xué)平衡的移動(dòng)[J].化學(xué)教育，2005（12）：59～60

〔責(zé)任編輯：林勁〕