微型渗透创意实验设计

周芳

一、渗透实验在教材中的作用

渗透实验，是让学生通过观察分析渗透现象进而认识半透膜的作用，理解渗透作用的概念及其发生的条件，为讲述细胞的吸水和失水打好基础，本节内容无论是在医用化学教材或是中学生物教材中即是重点又是难点。

二、渗透实验设计的背景和思路

学生没有感性认识，使知识较为抽象。我又找来高中生物课本，第一册第四章细胞的输入和输出，第一节物质跨膜运输的实例。按照课本中实验去做，即如图所示在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸，往漏斗内往入蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中，使漏斗管内外的液面高度相等。过一段时间后，会出现如左图所示现象。

按上述实验操作复杂如滴管往球型漏斗加液体困难。玻璃纸不易固定在长颈漏斗上，易漏水。由于球型漏斗内液体受到向下的重力。所以实验时间长，现象不明显，成功率低。后来我又查了很多资料，看了很多改进的渗透实验，如半透膜用鸡蛋膜代替，但鸡蛋膜易破。用动物肠衣代替，动物肠衣较厚。实验现象也不明显，并且没有渗透压的实验。针对上述现象，我用生活中废旧用品设计了一个微型实验装置，可同时完成渗透及渗透压实验，现象明显，成功率高。

一、实验用品

1、眼药水瓶（1个）

2、1ml的注射器（1支）

3、塑料杯子（1个）

4、乳膠管（1节）

5、橡皮筋

6、鱼鳔（1个）

7、食盐水（0.3g/ml）

8、红墨水

二、实验装置图如下所示

三、实验过程

1、先在眼药水瓶身处剪一小方口，然后用鱼鳔从瓶底包住至瓶口，并在瓶颈处用橡皮筋扎紧。

2、在注射器的尾部剪一小口，并把活塞拉到小口处，注射器头部用胶管与药瓶盖管口相连接。

3、打开瓶盖放入滴有红墨水的食盐水接近瓶口处，然后盖上注射器瓶盖，把安装好的眼药水瓶放入盛清水的小杯子中，注意杯中水的液面与眼药水管口盐水液面相平衡。

4、当水柱升到0.1刻度时，记下时间，3min后可观察到注射管内，水柱上升约0.2ml，随时间延长注射管内液体逐渐上升，5min上升到0.25ml，10min约上升到0.4ml，15min上升到0.52ml，并可记录下每分钟水柱上升的体积，渗透现象十分明显。

5、当注射器的水柱上升到一定高度时（假设水柱不在上升时），轻轻推注射器活塞，可以看到水柱逐渐下降，当水柱下降到与杯子液面相平衡时，停止推动，这个压力就是渗透压。

四、实验原理

渗透实验：由于眼药水瓶中溶液的渗透浓度高于杯子中水的渗透浓度，水就会通过鱼鳔（半透膜），进入眼药水瓶中，即溶液中的溶剂（水分子）从低浓度一侧透过半透膜进入高溶液一侧，使眼药水瓶中液体上升。

渗透压实验：当推动注射器活塞时，增大压强，使注射器内的大气压大于外部的大气压，注射器内的液体，从眼药水瓶中排到了塑料杯中。

五、实验创新点

1、实验所需的用品是眼药水瓶、小型注射器、鱼鳔、橡皮筋、红墨水、小杯子，简单、易找、不易碎、易安装。

2、眼药水瓶从侧边开口，不是瓶底，减小向下的重力，可加快渗透速度。

3、从眼药水瓶口加入食盐水，避免用滴管加入食盐水麻烦。

4、用食盐代替蔗糖，可增加渗透浓度，加快渗透速度。

5、取下注射器活塞，可用于生物渗透实验。加上注射器活塞，可同时完成无机化学中渗透及渗透压实验。

6、渗透实验不仅可以定性还可以定量，测出液体随时间上升的体积。

7、直观呈现渗透压的实验，并可进行渗透压的计算。

8、实验微型，药品用量少，操作简单。

9、实验时间短，5分钟就可看到明显现象，成功率高。

10、利用该装置可进一步研究渗透压与不同溶液、不同浓度、不同温度的关系（即进行不同条件下，渗透实验的定量测定）

11、本实验既适于教师演示实验，也适于学生实验。

12、本实验既适于医药化学课、无机化学课，也适于中学生物课。应用范围广，实用性强，有推广的价值。