用牛皮纸做渗析分离实验

2018-04-17张青杨

张青杨

新课标人教版化学选修6《实验化学》和生物必修1《分子与细胞》的教学内容中都有渗析分离（渗透）实验，但在实际教学时我发现，教材中的实验装置不易组装（主要是半透明的袋子不容易做），羊皮纸或玻璃纸在乡村也不易买到。

经查阅资料，我发现在一些改进渗析分离实验的文章中，常使用鸡蛋膜替代半透膜，也有人用在滤纸上涂胶水的方法自制半透膜。经试用，这些方法都存在一定缺陷。所以，我对渗析分离实验进行了改进。

因工艺原因，造纸过程中必须添加AlCl3等多种无机盐和有机物，包装用牛皮纸自身在蒸馏水中的浸出液呈棕黄色且含有Cl-、SO42-等，这些物质对渗析分离实验都有影响，故包装用牛皮纸不能直接作为半透膜使用。

經过反复实验，我发现可以先把牛皮纸（无塑料膜覆盖）在稀盐酸（或稀硝酸）中浸泡1小时左右，再小心地用自来水漂洗几次，然后用蒸馏水浸泡几分钟并换水浸泡2次至3次，最后取出晾晒。待牛皮纸半干时取来使用，此时牛皮纸中可溶性杂质已基本去除，且纸张既不像干燥时那样硬挺，又有一定的韧性，便于组装渗析分离装置。

鉴于半透膜袋子不易密封，且存在水中强度低、易破损的问题，我把渗析分离装置改进如下。

1.用钻头在一个小胶塞上打孔，孔的深度约为胶塞高度的一半。

2.把胶塞安装在干燥管细管一端，从干燥管粗口一端倒入欲提纯的胶体。

3.剪下一块大小合适的处理好的牛皮纸，用细线将其紧扎在干燥管粗口端，密封管口（如图1所示）。

4.用铜丝按照图2的形状折一个架子，注意铜丝环状部分的直径比干燥管的粗管直径大，比干燥管球状部分的直径小，架子折好后放入小烧杯。这样可以防止半透膜与烧杯内壁接触而破损。

5.向烧杯注入适量蒸馏水，将干燥管粗口端朝下放在烧杯中的铜丝架上，一段时间后可以通过检验水中的溶质种类来验证半透膜的渗透性，或换水继续用渗析法提纯胶体，整套装置如图3所示。

1.在上述装置中放入淀粉胶体和NaCl溶液，2分钟至3分钟后从烧杯中分别用AgNO3溶液和碘水检验，可以证明Cl-能通过半透膜而淀粉不能，现象非常明显。

2.实验操作简便，成功率高。经测试，相同条件下若使用玻璃纸做该实验需要6分钟至8分钟，实验耗时约是改进后的3倍。

3.若需进一步缩短实验时间，可以使用较浓的NaCl溶液，以增加半透膜内外的渗透压，提高渗透速度。

4.用牛皮纸制作半透膜，取材方便，成本低，制作简单。若做实验时需大量使用，只需用大一些的容器，一次处理多张牛皮纸（但也不能太多，纸张之间需用玻璃管或其他物品隔开，使每张纸中的可溶性物质溶出）。

5.若几天内需多次使用，可将牛皮纸浸没在盛有蒸馏水的烧杯中保存。不过使用几次之后，会有较多的胶体粒子附着在牛皮纸表面，使渗析速度大大减缓，此时需更换牛皮纸。

6.若能从菜市场找到合适的鱼鳔，横向剪断后可以代替牛皮纸，甚至可以不用细线捆扎（鱼鳔有弹性），效果也很好。