菊花形濾紙折疊探討

魏青

(西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 陜西西安710069)

熱過(guò)濾用折疊濾紙由于有效表面積大、過(guò)濾速度快，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)經(jīng)常用到。由于外形像菊花，故稱為菊花形濾紙。菊花形濾紙的折疊是基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，也是學(xué)生應(yīng)掌握的一項(xiàng)基本實(shí)驗(yàn)技能。多年來(lái)，實(shí)驗(yàn)教科書(shū)中介紹的菊花形濾紙的折疊方法見(jiàn)圖1［1-2］。

圖1 教科書(shū)中菊花形濾紙的折疊方法

先將濾紙對(duì)折，然后再對(duì)折成4等分;展開(kāi)成半圓，將2與3對(duì)折出4，1與3對(duì)折出5，如圖1(A);2與5對(duì)折出6，1與4對(duì)折出7，如圖1(B);2與4對(duì)折出8，1與5對(duì)折出9，如圖1(C)。這時(shí)，折好的濾紙邊全部向外，角全部向里，如圖1(D);再將濾紙反方向折疊，相鄰的兩條邊對(duì)折即可得到圖1(E)的形狀;然后將圖1(F)中的1和2向相反的方向折疊一次，可以得到一個(gè)完好的折疊濾紙，如圖1(G)。

由于這種折疊濾紙不完全對(duì)稱，折起來(lái)不好掌握，學(xué)生常常將1和2兩個(gè)平邊忘記再折疊，造成濾紙折疊痕減少，影響了過(guò)濾效果。于是我們?cè)趯?shí)踐中琢磨出完全對(duì)稱的濾紙折疊方法(圖2)。這與南京醫(yī)科大學(xué)歷廷有老師提出的方法不謀而合［3］。

圖2 完全等分菊花形濾紙折疊方法

第2種完全對(duì)稱菊花形濾紙的折疊方法如圖2所示［3］。也是先將濾紙對(duì)折，然后再對(duì)折成4等分即兩瓣(見(jiàn)圖2(1)十字虛線)，將這兩瓣沿圖2(2)虛線折痕從各自中間折成8等分即4瓣(圖2(3))，依次類推將4瓣再各自等分折成16等分即8瓣(圖2(4))，最后折成32等分即16瓣(圖2(5))。

圖3 方形菊花濾紙折疊法

在長(zhǎng)期的教學(xué)中，我們還琢磨出第3種方形菊花樣濾紙的折疊方法(圖3)，具體折法如下:濾紙(圖3(1))沿直徑1-1'對(duì)折得圖3(2)，再沿0-2對(duì)折得4等分，并轉(zhuǎn)90度立起，將0-3線上均勻等分如圖3(3)，再反復(fù)來(lái)回折成多個(gè)由大到小“V”形皺折如圖3(4)，然后展開(kāi)如圖3(5)。

按第1種方法得到的是非完美菊花形濾紙，如在圖1(F)中，1和2是平的，在1和2處各向內(nèi)折后，得到菊花形濾紙(圖1(G))，在圖1(G)中，鋸齒1和2之間的深度只有其他鋸齒深度的一半;按第2種方法得到的濾紙是一次成型的、完全16等分的菊花形濾紙(圖2)。按第3種方法得到的濾紙也是一次成型的，并可以根據(jù)濾紙大小折疊出不同的折疊層數(shù)(大的折疊層數(shù)多，小的層數(shù)少)，折疊速度比第2種方法快，且濾紙中心點(diǎn)不會(huì)被反復(fù)折疊至折破，對(duì)稱性也較好。3種濾紙過(guò)濾速度基本一樣。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們同時(shí)教給學(xué)生上述3種折疊方法。后兩種因具有簡(jiǎn)單易學(xué)、不易忘記的特點(diǎn)，容易被學(xué)生所接受;而第1種卻很少有人使用。

比較3種折疊方法，第1種方法盡管不是完全對(duì)稱菊花，但折痕比第2種多，過(guò)濾速度快;第2種折法盡管是完美菊花但過(guò)濾速度因折痕減少有所降低。這兩種都有共同的弊病:濾紙中心被反復(fù)壓折易損壞且折痕數(shù)不能隨濾紙大小變化。第3種折法折速不僅快、濾紙中心不會(huì)被反復(fù)壓折而折破，且折痕可根據(jù)濾紙大小進(jìn)行調(diào)整，過(guò)濾速度處于上述二者之間。以11cm直徑的濾紙為例，3種折疊濾紙方法比較見(jiàn)表1。

表1 3種折疊濾紙方法比較

［1］王清廉.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).第3版.北京:高等教育出版社，2010

［2］魏青.基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)Ⅱ有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn).北京:科學(xué)出版社，2011

［3］厲廷有.大學(xué)化學(xué)，2011，26(4):65