浅析温度对铜氨纤维实验的影响

段文娟

一、引言

1857年，德国的Schweitzer发现硫酸铜氨水溶液能溶解纤维素，然后纺丝，再用稀酸处理可得再生纤维，这种纤维叫做铜氨纤维。铜氨纤维虽是纤维素纤维中较小的品种，但其优异的耐磨性、手感柔软的特性得到人们的青睐。铜氨纤维采用天然的棉花的短毛制成，是一种对人类、地球生态环境最温和的纤维。铜氨纤维易受土壤及水中的细菌分解，不会破坏自然环境，就算燃烧也不会有毒性气体出现，是迎合当今环保趋势的“绿色纺织品”。铜氨纤维作为面料，它手感柔软、光泽柔和，符合环保服饰潮流，所以常用做高级织物原料，特别适用于与羊毛、合成纤维混纺或纯纺，做高档针织物，如做针织和机织内衣、女用袜子以及丝织绸缎女装衬衣、风衣、裤料、外套等，所以深受国内外客户青睐，经济效益和市场前景十分看好。在苏教版《有机化学基础》中选取了该实验作为纤维素的性质实验之一。查阅文献，笔者发现温度对铜氨实验的结果有明显的影响，而在苏教版《有机化学基础》中并没有对温度这个条件进行控制。本文通过控制变量的方法，进一步研究了温度对铜氨纤维实验的影响。

二、探索性实验方案的设计

1.实验原理的阐述

铜氨溶液不仅能溶解纤维素，而且能和纤维素起化学反应，生成一种结构非常复杂的物质——铜氨纤维。这种深蓝色液体在氢氧化钠溶液的作用下，能立即凝固。在氢氧化钠溶液里生成的纤维还要通过硫酸溶液，将黄原酸酯水解成黄原酸，黄原酸不稳定而分解成不溶解于水的纤维素。这个步骤还有去微量杂质铜离子的作用，使纤维素不带颜色。化学方程式如下所示：

2.实验仪器和药品

下表列出实验中用到的仪器和药品，在药品前附上了药品的浓度。

表1添加标题

类别仪器水浴锅玻璃棒大试管针筒（带针头）脱脂棉烧杯药品5%NaOH浓氨水10%CuSO410%H2SO43.实验步骤及注意事项

实验的主要操作步骤如下所示：

（4）向新制氢氧化铜沉淀中逐滴滴加浓氨水，同时用玻璃棒搅动，到沉淀恰好消失为止；

（5）向铜氨溶液加入少量脱脂棉，迅速搅动成黏稠状；

（6）用针筒吸入黏稠液，装上针头，将针头插入烧杯中的稀硫酸溶液中，边挤压针筒边轻轻抖动针筒。

实验的注意事项：

（1）在控制温度时，选择了控制硫酸溶液的温度，是由于铜氨溶液在温度较高时会出现变质；

（2）在用针筒吸取黏稠液时，尽量减少空气的吸入，否则制得的白色纤维中会出现气泡；

（3）用针筒开始注入黏稠液时，纤维很容易在针筒附近结成团状，此时需用力振荡一下针筒，将形成的纤维抖开，挤压针筒的速度越快，得到的纤维就越细；

（4）在实验结束后应迅速吸入少量硫酸溶液，或吸入少量清水，否则针头会被堵住造成无法再次使用；

（5）反应后的铜氨溶液可以回收利用。

三、实验结果与分析

实验中所得铜氨纤维如表2所示，表中所示的盛放纤维的容器是试管。拍摄背景采用的是蓝底或黑底以增强对比性，方便观察实验现象。

表2实验结果所得现象

随着温度的升高，铜氨纤维越来越细，且易出现断裂，较难生成均匀的丝状物。如要在教学中做展示实验的话，考虑到课堂的教学时间和教学过程中的实验效果，推荐加热温度为60℃。在该温度下，铜氨纤维粗细均匀，且所需时间较短，有明显的实验现象，便于学生观察。

（责任编辑罗艳）endprint

一、引言

1857年，德国的Schweitzer发现硫酸铜氨水溶液能溶解纤维素，然后纺丝，再用稀酸处理可得再生纤维，这种纤维叫做铜氨纤维。铜氨纤维虽是纤维素纤维中较小的品种，但其优异的耐磨性、手感柔软的特性得到人们的青睐。铜氨纤维采用天然的棉花的短毛制成，是一种对人类、地球生态环境最温和的纤维。铜氨纤维易受土壤及水中的细菌分解，不会破坏自然环境，就算燃烧也不会有毒性气体出现，是迎合当今环保趋势的“绿色纺织品”。铜氨纤维作为面料，它手感柔软、光泽柔和，符合环保服饰潮流，所以常用做高级织物原料，特别适用于与羊毛、合成纤维混纺或纯纺，做高档针织物，如做针织和机织内衣、女用袜子以及丝织绸缎女装衬衣、风衣、裤料、外套等，所以深受国内外客户青睐，经济效益和市场前景十分看好。在苏教版《有机化学基础》中选取了该实验作为纤维素的性质实验之一。查阅文献，笔者发现温度对铜氨实验的结果有明显的影响，而在苏教版《有机化学基础》中并没有对温度这个条件进行控制。本文通过控制变量的方法，进一步研究了温度对铜氨纤维实验的影响。

二、探索性实验方案的设计

1.实验原理的阐述

铜氨溶液不仅能溶解纤维素，而且能和纤维素起化学反应，生成一种结构非常复杂的物质——铜氨纤维。这种深蓝色液体在氢氧化钠溶液的作用下，能立即凝固。在氢氧化钠溶液里生成的纤维还要通过硫酸溶液，将黄原酸酯水解成黄原酸，黄原酸不稳定而分解成不溶解于水的纤维素。这个步骤还有去微量杂质铜离子的作用，使纤维素不带颜色。化学方程式如下所示：

2.实验仪器和药品

下表列出实验中用到的仪器和药品，在药品前附上了药品的浓度。

表1添加标题

类别仪器水浴锅玻璃棒大试管针筒（带针头）脱脂棉烧杯药品5%NaOH浓氨水10%CuSO410%H2SO43.实验步骤及注意事项

实验的主要操作步骤如下所示：

（4）向新制氢氧化铜沉淀中逐滴滴加浓氨水，同时用玻璃棒搅动，到沉淀恰好消失为止；

（5）向铜氨溶液加入少量脱脂棉，迅速搅动成黏稠状；

（6）用针筒吸入黏稠液，装上针头，将针头插入烧杯中的稀硫酸溶液中，边挤压针筒边轻轻抖动针筒。

实验的注意事项：

（1）在控制温度时，选择了控制硫酸溶液的温度，是由于铜氨溶液在温度较高时会出现变质；

（2）在用针筒吸取黏稠液时，尽量减少空气的吸入，否则制得的白色纤维中会出现气泡；

（3）用针筒开始注入黏稠液时，纤维很容易在针筒附近结成团状，此时需用力振荡一下针筒，将形成的纤维抖开，挤压针筒的速度越快，得到的纤维就越细；

（4）在实验结束后应迅速吸入少量硫酸溶液，或吸入少量清水，否则针头会被堵住造成无法再次使用；

（5）反应后的铜氨溶液可以回收利用。

三、实验结果与分析

实验中所得铜氨纤维如表2所示，表中所示的盛放纤维的容器是试管。拍摄背景采用的是蓝底或黑底以增强对比性，方便观察实验现象。

表2实验结果所得现象

随着温度的升高，铜氨纤维越来越细，且易出现断裂，较难生成均匀的丝状物。如要在教学中做展示实验的话，考虑到课堂的教学时间和教学过程中的实验效果，推荐加热温度为60℃。在该温度下，铜氨纤维粗细均匀，且所需时间较短，有明显的实验现象，便于学生观察。

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一、引言

1857年，德国的Schweitzer发现硫酸铜氨水溶液能溶解纤维素，然后纺丝，再用稀酸处理可得再生纤维，这种纤维叫做铜氨纤维。铜氨纤维虽是纤维素纤维中较小的品种，但其优异的耐磨性、手感柔软的特性得到人们的青睐。铜氨纤维采用天然的棉花的短毛制成，是一种对人类、地球生态环境最温和的纤维。铜氨纤维易受土壤及水中的细菌分解，不会破坏自然环境，就算燃烧也不会有毒性气体出现，是迎合当今环保趋势的“绿色纺织品”。铜氨纤维作为面料，它手感柔软、光泽柔和，符合环保服饰潮流，所以常用做高级织物原料，特别适用于与羊毛、合成纤维混纺或纯纺，做高档针织物，如做针织和机织内衣、女用袜子以及丝织绸缎女装衬衣、风衣、裤料、外套等，所以深受国内外客户青睐，经济效益和市场前景十分看好。在苏教版《有机化学基础》中选取了该实验作为纤维素的性质实验之一。查阅文献，笔者发现温度对铜氨实验的结果有明显的影响，而在苏教版《有机化学基础》中并没有对温度这个条件进行控制。本文通过控制变量的方法，进一步研究了温度对铜氨纤维实验的影响。

二、探索性实验方案的设计

1.实验原理的阐述

铜氨溶液不仅能溶解纤维素，而且能和纤维素起化学反应，生成一种结构非常复杂的物质——铜氨纤维。这种深蓝色液体在氢氧化钠溶液的作用下，能立即凝固。在氢氧化钠溶液里生成的纤维还要通过硫酸溶液，将黄原酸酯水解成黄原酸，黄原酸不稳定而分解成不溶解于水的纤维素。这个步骤还有去微量杂质铜离子的作用，使纤维素不带颜色。化学方程式如下所示：

2.实验仪器和药品

下表列出实验中用到的仪器和药品，在药品前附上了药品的浓度。

表1添加标题

类别仪器水浴锅玻璃棒大试管针筒（带针头）脱脂棉烧杯药品5%NaOH浓氨水10%CuSO410%H2SO43.实验步骤及注意事项

实验的主要操作步骤如下所示：

（4）向新制氢氧化铜沉淀中逐滴滴加浓氨水，同时用玻璃棒搅动，到沉淀恰好消失为止；

（5）向铜氨溶液加入少量脱脂棉，迅速搅动成黏稠状；

（6）用针筒吸入黏稠液，装上针头，将针头插入烧杯中的稀硫酸溶液中，边挤压针筒边轻轻抖动针筒。

实验的注意事项：

（1）在控制温度时，选择了控制硫酸溶液的温度，是由于铜氨溶液在温度较高时会出现变质；

（2）在用针筒吸取黏稠液时，尽量减少空气的吸入，否则制得的白色纤维中会出现气泡；

（3）用针筒开始注入黏稠液时，纤维很容易在针筒附近结成团状，此时需用力振荡一下针筒，将形成的纤维抖开，挤压针筒的速度越快，得到的纤维就越细；

（4）在实验结束后应迅速吸入少量硫酸溶液，或吸入少量清水，否则针头会被堵住造成无法再次使用；

（5）反应后的铜氨溶液可以回收利用。

三、实验结果与分析

实验中所得铜氨纤维如表2所示，表中所示的盛放纤维的容器是试管。拍摄背景采用的是蓝底或黑底以增强对比性，方便观察实验现象。

表2实验结果所得现象

随着温度的升高，铜氨纤维越来越细，且易出现断裂，较难生成均匀的丝状物。如要在教学中做展示实验的话，考虑到课堂的教学时间和教学过程中的实验效果，推荐加热温度为60℃。在该温度下，铜氨纤维粗细均匀，且所需时间较短，有明显的实验现象，便于学生观察。

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