食用色拉油作萃取劑的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

王發(fā)應(yīng) 鄧明非 李太銳

摘要：利用食用色拉油替代四氯化碳作萃取劑，改進(jìn)了中學(xué)化學(xué)教材的萃取實(shí)驗(yàn)，介紹了實(shí)驗(yàn)用品、實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)果。實(shí)踐表明，食用色拉油完全可以替代四氯化碳作萃取劑，既可保證實(shí)驗(yàn)效果和降低實(shí)驗(yàn)成本，又能起到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的作用。

關(guān)鍵詞：萃取實(shí)驗(yàn)；食用色拉油；綠色化；生活化；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

文章編號：1005–6629（2016）5–0071–03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

萃取是一種常用的分離和提純物質(zhì)的基本方法，在工業(yè)生產(chǎn)、制藥、科研中有著重要的、廣泛的應(yīng)用。萃取實(shí)驗(yàn)[1]是高中化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。正因如此，近30年來，人教版高中化學(xué)教材雖然更換了幾個(gè)版本，而教材中的萃取實(shí)驗(yàn)卻一直保留著。但令人遺憾的是，該實(shí)驗(yàn)所用的萃取劑是易揮發(fā)、有毒的四氯化碳[2]，對師生的健康和環(huán)境都會造成不利的影響。

我們以詞條“萃取實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)”在中國知網(wǎng)和中國國家數(shù)字圖書館進(jìn)行查詢，希望能找到一種無毒無害、獲取容易的四氯化碳的替代品。結(jié)果共搜索到五篇利用煤油或汽油[3～5]、無味煤油[6]、正己烷[7]代替四氯化碳進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)的文章。

通過對這些文獻(xiàn)進(jìn)行認(rèn)真的研讀，了解其核心內(nèi)容后，我們按照文中介紹的方法進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，煤油和汽油雖然容易獲得，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也很明顯，但卻比四氯化碳更容易揮發(fā)，對人體也有一定的傷害[8，9]。在使用的過程中還有一股難聞的氣味，不僅污染環(huán)境，還會分散學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的注意力；無味煤油和正己烷也易揮發(fā)，也有毒，對人體的傷害比煤油和汽油還大[10]，而且一般中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室均沒有這種藥品。因此可以說，這些文獻(xiàn)并沒有從根本上解決中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)際問題。

針對上述問題，我們用白酒、食醋、醬油、碘酒、紅辣椒油和食用色拉油等日常生活用品來進(jìn)行了反復(fù)的試驗(yàn)?？芍^是工夫不負(fù)有心人，我們最終發(fā)現(xiàn)，用學(xué)生熟悉的日常生活用品注射器、碘酒和食用色拉油來演示，是該實(shí)驗(yàn)的最佳選擇。不僅現(xiàn)象明顯、無色無味、清潔環(huán)保，而且由于材料來源于生活，學(xué)生倍感親切，所以對教學(xué)內(nèi)容更容易接受?，F(xiàn)介紹如下，供同行參考。

1 實(shí)驗(yàn)用品

20mL一次性塑料注射器1支，一次性塑料水杯2個(gè)。

碘酒，食用色拉油（無色或淡黃色的菜籽油、大豆油、花生油等均可）。

2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）用鉗子將注射器針頭上的不銹鋼針管拔掉，將塑料針頭帽焊接針管處用打火機(jī)火焰加熱熔化后進(jìn)行密封，用于實(shí)驗(yàn)時(shí)封閉注射器。

（2）用注射器抽取2mL褐色的碘酒注入一個(gè)水杯中，加水稀釋至溶液呈黃色或淺黃褐色（約100mL），即得到實(shí)驗(yàn)所需的碘水。另取一個(gè)水杯，倒半杯色拉油（約100mL），以方便取用和實(shí)驗(yàn)過程中進(jìn)行對比。

3 實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象及解釋

（1）取1支20mL一次性塑料注射器，先抽取5mL左右食用色拉油，再抽取15mL左右碘水，用步驟2（1）中加工好的針頭帽封住注射器出口（不要晃動和顛倒，以免影響后續(xù)的實(shí)驗(yàn)效果）。

（2）先讓學(xué)生觀察振蕩前兩種液體的顏色和分布情況：淡黃色的色拉油處于上層，黃色（或淺黃褐色）的碘水在下層（因?yàn)樯偷拿芏缺鹊馑男。?；充分振蕩后靜置，讓學(xué)生再次觀察此時(shí)（振蕩后）兩種液體的顏色和分布情況：原處于上層淡黃色的色拉油變?yōu)樽霞t色，原在下層黃色或淺黃褐色的碘水變?yōu)闊o色（因?yàn)榈庠谏椭械娜芙舛缺人械娜芙舛却?，碘水中的碘單質(zhì)轉(zhuǎn)移到了色拉油中）。再引導(dǎo)學(xué)生將水杯中剩余的碘水和色拉油的顏色進(jìn)行對比，可觀察到兩種液體的顏色前后變化非常大，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯。

（3）觀察完畢，取下針頭帽，講解演示分液操作：推動注射器活塞，分別將水層和溶有碘單質(zhì)的色拉油層注入另兩個(gè)水杯中，留待課后進(jìn)行回收處理，剩余碘水倒入棕色或黑色藥瓶中密封避光保存，留待其他班級使用。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，食用色拉油能夠代替四氯化碳萃取碘水中的碘。

5 實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 綠色化

食用色拉油不易揮發(fā)，對環(huán)境無污染，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程符合零排放和零污染的綠色化學(xué)理念。

5.2 生活化

所有實(shí)驗(yàn)材料均為日常生活用品，不僅獲取容易，而且實(shí)驗(yàn)成本極低，容易推廣，還可以指導(dǎo)學(xué)生在家中開展家庭實(shí)驗(yàn)，使課堂實(shí)驗(yàn)生活化，從而讓學(xué)生親身體會身邊的化學(xué)，深刻認(rèn)識化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系。學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容也容易接受，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和創(chuàng)新精神。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)成功后，我們不僅在自己的教學(xué)班級進(jìn)行演示，還推薦給其他教師，在其他班級進(jìn)行演示，均取得了令人滿意的實(shí)驗(yàn)效果。

5.3 低成本

每瓶碘酒100mL，售價(jià)4元，而每次實(shí)驗(yàn)所用碘水為2mL碘酒加水稀釋到100mL后，再取15mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。成本為：4÷100×2÷100×15= 0.012（元）；每桶色拉油5L，售價(jià)40元左右，每次實(shí)驗(yàn)取用量為5mL，成本為：40÷5×5÷1000= 0.04（元）；實(shí)驗(yàn)所用裝置——塑料注射器每支售價(jià)2元，但因其為PVC塑料材質(zhì)，抗酸堿腐蝕、抗氧化，不易損壞，可長期反復(fù)使用。每次實(shí)驗(yàn)總成本僅約為5分錢。

6 問題和討論

（1）除了使學(xué)生了解萃取的原理外，該實(shí)驗(yàn)的另一教學(xué)目的是使學(xué)生了解分液漏斗的用途和學(xué)會分液漏斗的使用方法，掌握萃取實(shí)驗(yàn)的基本操作。但因我校是一所新建學(xué)校，實(shí)驗(yàn)室目前還在建設(shè)之中，沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器，用注射器來做該實(shí)驗(yàn)是不得已而為之，并不是為了嘩眾取寵。為了實(shí)現(xiàn)教材設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的上述目的，在用色拉油代替四氯化碳作萃取劑時(shí)，最好還是用分液漏斗來演示該實(shí)驗(yàn)。

（2）色拉油的粘度太大，實(shí)驗(yàn)過程中存在一定的乳化現(xiàn)象，靜置分層所需時(shí)間較長。由于條件所限，雖然我們作了很多努力，但仍然沒有找到一種合適的試劑。

（3）我們撰文的另一目的，也是為了拋磚引玉，誠心希望同行們對此實(shí)驗(yàn)作進(jìn)一步的研究，在保證綠色環(huán)保的前提下，找到一種實(shí)驗(yàn)效果更好的萃取劑，在保護(hù)環(huán)境和自身健康的同時(shí)，取得更好的實(shí)驗(yàn)效果。

7 本實(shí)驗(yàn)研究的意義

（1）從根本上解決了污染的問題，不僅能避免對實(shí)驗(yàn)者的人身傷害，同時(shí)還防止了對環(huán)境的污染。

（2）加強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。這對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高和社會責(zé)任感的增強(qiáng)有極大的作用。

（3）本實(shí)驗(yàn)研究是基于從根本上解決問題的理念而展開的。通過這一案例，為我們中學(xué)化學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究工作提供了一種思路和方法，對不具備實(shí)驗(yàn)條件的邊遠(yuǎn)的農(nóng)村中學(xué)，其意義顯得尤為突出。

參考文獻(xiàn)：

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[8]百度百科.煤油. http：//baike.baidu.com/subview/ 109455/109455.html.

[9]百度百科.汽油. http：//baike.baidu.com/subview/ 19916/7294352.htm.

[10]百度百科.正己烷. http：//baike.baidu.com/view/ 440938.htm.