張青楊
新課標人教版化學選修6《實驗化學》和生物必修1《分子與細胞》的教學內(nèi)容中都有滲析分離(滲透)實驗,但在實際教學時我發(fā)現(xiàn),教材中的實驗裝置不易組裝(主要是半透明的袋子不容易做),羊皮紙或玻璃紙在鄉(xiāng)村也不易買到。
經(jīng)查閱資料,我發(fā)現(xiàn)在一些改進滲析分離實驗的文章中,常使用雞蛋膜替代半透膜,也有人用在濾紙上涂膠水的方法自制半透膜。經(jīng)試用,這些方法都存在一定缺陷。所以,我對滲析分離實驗進行了改進。
因工藝原因,造紙過程中必須添加AlCl3等多種無機鹽和有機物,包裝用牛皮紙自身在蒸餾水中的浸出液呈棕黃色且含有Cl-、SO42-等,這些物質對滲析分離實驗都有影響,故包裝用牛皮紙不能直接作為半透膜使用。
經(jīng)過反復實驗,我發(fā)現(xiàn)可以先把牛皮紙(無塑料膜覆蓋)在稀鹽酸(或稀硝酸)中浸泡1小時左右,再小心地用自來水漂洗幾次,然后用蒸餾水浸泡幾分鐘并換水浸泡2次至3次,最后取出晾曬。待牛皮紙半干時取來使用,此時牛皮紙中可溶性雜質已基本去除,且紙張既不像干燥時那樣硬挺,又有一定的韌性,便于組裝滲析分離裝置。
鑒于半透膜袋子不易密封,且存在水中強度低、易破損的問題,我把滲析分離裝置改進如下。
1.用鉆頭在一個小膠塞上打孔,孔的深度約為膠塞高度的一半。
2.把膠塞安裝在干燥管細管一端,從干燥管粗口一端倒入欲提純的膠體。
3.剪下一塊大小合適的處理好的牛皮紙,用細線將其緊扎在干燥管粗口端,密封管口(如圖1所示)。
4.用銅絲按照圖2的形狀折一個架子,注意銅絲環(huán)狀部分的直徑比干燥管的粗管直徑大,比干燥管球狀部分的直徑小,架子折好后放入小燒杯。這樣可以防止半透膜與燒杯內(nèi)壁接觸而破損。
5.向燒杯注入適量蒸餾水,將干燥管粗口端朝下放在燒杯中的銅絲架上,一段時間后可以通過檢驗水中的溶質種類來驗證半透膜的滲透性,或換水繼續(xù)用滲析法提純膠體,整套裝置如圖3所示。
1.在上述裝置中放入淀粉膠體和NaCl溶液,2分鐘至3分鐘后從燒杯中分別用AgNO3溶液和碘水檢驗,可以證明Cl-能通過半透膜而淀粉不能,現(xiàn)象非常明顯。
2.實驗操作簡便,成功率高。經(jīng)測試,相同條件下若使用玻璃紙做該實驗需要6分鐘至8分鐘, 實驗耗時約是改進后的3倍。
3.若需進一步縮短實驗時間,可以使用較濃的NaCl溶液,以增加半透膜內(nèi)外的滲透壓,提高滲透速度。
4.用牛皮紙制作半透膜,取材方便,成本低,制作簡單。若做實驗時需大量使用,只需用大一些的容器,一次處理多張牛皮紙(但也不能太多,紙張之間需用玻璃管或其他物品隔開,使每張紙中的可溶性物質溶出)。
5.若幾天內(nèi)需多次使用,可將牛皮紙浸沒在盛有蒸餾水的燒杯中保存。不過使用幾次之后,會有較多的膠體粒子附著在牛皮紙表面,使?jié)B析速度大大減緩,此時需更換牛皮紙。
6.若能從菜市場找到合適的魚鰾,橫向剪斷后可以代替牛皮紙,甚至可以不用細線捆扎(魚鰾有彈性),效果也很好。