滲析、蛋白質(zhì)及淀粉性質(zhì)的綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

馮德國，劉雄

（云南師大附中，云南昆明650000）

滲析在生產(chǎn)、生活、醫(yī)療方面具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，通過利用雞蛋薄膜來演示其基本原理，既增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性，又讓學(xué)生明白知識來源于生活并改善生活。

1 實(shí)驗(yàn)材料

生雞蛋若干個、500 mL燒杯1只、100 mL燒杯4只、試管若干、10 mL量筒、酒精燈、蒸發(fā)皿、坩堝鉗、泥三角、激光筆、1 mol/L鹽酸、1 mol/L氯化鋇、1 mol/L硫酸鈉、硫氰酸鉀溶液、1 mol/L氯化鐵、淀粉溶液、碘水、濃硝酸、1 mol/L硫酸銅溶液、1 mol/L硝酸銀溶液、1 mol/L碳酸鈉溶液、1 mol/L氫氧化鈉溶液、濃硫酸，配制所用藥品純度為分析純。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 滲析半透膜制取

（1）取一生雞蛋，在一端先用坩堝鉗敲出一個小縫，然后用泥三角鉆一個小洞，洞不可太大（見圖1），要求蛋清蛋黃分開。

（2）將蛋清置于100 mL燒杯中備用。

（3）將完整的蛋殼清洗干凈。

（4）量取約40 mL的鹽酸于100 mL燒杯中，將完整的蛋殼放入，蛋殼底部約1/3能夠接觸到鹽酸（為防止雞蛋殼漂浮起來，可以在殼內(nèi)加適量水）。每隔1 min左右拿出蛋殼沖洗底部，再次浸泡，反復(fù)操作，直到底部的硬殼變軟（見圖2）。

圖1 帶孔的蛋殼

圖2 浸泡后的蛋殼

2.2 滲析實(shí)驗(yàn)

（1）滲析前清洗制作好的蛋殼半透膜。

（2）排除干擾：檢驗(yàn)自來水中是否含有硫酸根離子（取少量的自來水于試管中加入稀鹽酸酸化的氯化鋇溶液，無白色沉淀生成，則表明自來水中不含硫酸根離子）。

（3）在一個50 mL的小燒杯內(nèi)盛適量的蒸餾水。

（4）在制成的蛋殼半透膜中小心裝入氯化鋇溶液、硫氰酸鉀溶液和淀粉溶液，將其置于裝有適量蒸餾水的50 mL燒杯中（見圖3）。

圖3 滲析實(shí)驗(yàn)裝置

（5）5 min后取出蛋殼半透膜，取3份燒杯中的溶液于試管中，分別加入硫酸鈉、氯化鐵與碘水。

（6）觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入硫酸鈉的試管產(chǎn)生白色沉淀；加入氯化鐵的試管溶液由無色變?yōu)檠t色；加入碘水的試管無明顯現(xiàn)象。說明鋇離子、三價(jià)鐵離子能通過半透膜擴(kuò)散到水溶液中，淀粉不能通過半透膜擴(kuò)散到水溶液中。

3 雞蛋清的綜合利用

（1）蛋白質(zhì)的氣味實(shí)驗(yàn)：取適量的蛋清液于蒸發(fā)皿中，加熱，燒焦后可以聞到燒焦羽毛的氣味。

（2）蛋白質(zhì)的顏色實(shí)驗(yàn)：取3 mL蛋清于試管中，加入2～3滴濃硝酸，再進(jìn)行水浴加熱，觀察到蛋清液由乳白色變?yōu)榈S色。

（4）蛋白質(zhì)鹽析與變性：取適量蛋清液于3支試管中，分別加入3～4滴硫酸銅溶液、3～4滴硝酸銀溶液、1～2滴管的碳酸鈉溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？梢杂^察到：加入硫酸銅溶液的蛋清液產(chǎn)生藍(lán)色的絮狀物，加入水之后振蕩絮狀物不消失；加入硝酸銀溶液的蛋清液產(chǎn)生白色絮狀物，加水后振蕩絮狀物不消失；加入碳酸鈉溶液的試管中的蛋清液產(chǎn)生白色絮狀物，加水后振蕩絮狀物消失。通過對比實(shí)驗(yàn)，區(qū)別蛋白質(zhì)的鹽析與變性。

（5）蛋白質(zhì)溶液的丁達(dá)爾效應(yīng)：用激光筆照射雞蛋清時出現(xiàn)光亮的通路。說明蛋清是一種膠體。

4 淀粉的綜合利用

（1）淀粉溶液的配制：取一勺淀粉溶解于100 mL燒杯中，加入40 mL自來水，備用。

（2）淀粉溶液的丁達(dá)爾效應(yīng)：用激光筆照射淀粉溶液時出現(xiàn)光亮的通路。說明稀的淀粉溶液也是一種膠體。

（3）淀粉的鑒別：取3 mL配制好的淀粉溶液于試管中，加入適量的碘水，觀察顏色變?yōu)樗{(lán)色。

（4）淀粉的水解及水解程度的判斷。①淀粉的水解：向上述配制好的淀粉溶液中加入1～2 mL濃硫酸，持續(xù)加熱10 min左右。②水解程度的判斷：取兩份水解液于試管中，第一份加碘水，第二份先加入適量的NaOH溶液，再加入新制的氫氧化銅溶液，然后用酒精燈加熱；觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出相應(yīng)結(jié)論。

5 關(guān)于快速制作半透膜的探究

不同種類的酸對浸泡蛋殼制作半透膜的影響如表1所示。結(jié)果表明，在相同濃度下，鹽酸制取半透膜的時間更短。

不同濃度的酸對浸泡蛋殼制作半透膜的影響如表2所示。結(jié)果表明，從實(shí)驗(yàn)時間、實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)安全角度考慮，水與鹽酸（12 mol/L）的體積比為1∶3時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，效果最好。

表1 不同種類酸對半透膜制取時間及效果的影響

表2 不同濃度鹽酸對半透膜制取時間及效果的影響

6 結(jié)論

（1）針對教學(xué)環(huán)境、教學(xué)對象的不同，對制取雞蛋殼半透膜實(shí)驗(yàn)中的鹽酸濃度進(jìn)行了探究，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的開展奠定了基礎(chǔ)。（2）節(jié)約原料，充分發(fā)揮新課標(biāo)下的綠色化學(xué)理念。在滲析實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分利用滲析原料，對蛋白質(zhì)、淀粉的性質(zhì)進(jìn)一步進(jìn)行探究，節(jié)約成本與原料，最大程度地挖掘出實(shí)驗(yàn)的可開發(fā)性。（3）充分體現(xiàn)了新課標(biāo)下化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)。從證據(jù)推論到模型認(rèn)知，從宏觀認(rèn)知到微觀探析，讓學(xué)生深刻地認(rèn)識到膠體與溶液的本質(zhì)區(qū)別，以及蛋白質(zhì)和淀粉的性質(zhì)，從而體會科學(xué)探究與創(chuàng)新意識對于研究未知事物的重要意義，深化自我價(jià)值，形成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成低碳生活、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展觀念。（4）充分利用統(tǒng)籌方法，最大程度提高實(shí)驗(yàn)的效率。在制備半透膜的過程，完全可以將蛋白質(zhì)性質(zhì)檢驗(yàn)或者淀粉性質(zhì)的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)提前進(jìn)行，最大程度上開發(fā)出實(shí)驗(yàn)的可操作性以及可行性。（5）源于生活，高于生活。用學(xué)生易見的雞蛋為原料，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)生充分認(rèn)識到化學(xué)與生活的密切關(guān)系，最大程度地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，同時幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣，讓他們善于發(fā)現(xiàn)生活中的問題，并學(xué)會用理論知識對其進(jìn)行解釋。