利用濾紙做系列創(chuàng)新實驗

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  濾紙除了用于過濾之外,還常被用于其它實驗,例如用濾紙吸除鉀、鈉表面的煤油,用濾紙作載體進行焰色反應(yīng),用濾紙做疊層式原電池實驗,用濾紙進行各種噴霧顯色反應(yīng)等。下面再舉幾個有新意、有代表性的實例:

  1、鈉和水的反應(yīng)

  1.1 操作

  取一個培養(yǎng)皿,注入占其容積1/2的水,滴加幾滴酚酞溶液,剪一張圓形濾紙小心地貼在上述水面上,用鑷子取黃豆大小一粒金屬鈉,吸除煤油后放在濕的濾紙上,同時罩上一個大燒杯。由于鈉留在了濾紙上無法游動,其反應(yīng)熱很容易積聚,故可看到鈉在濾紙上先熔化成球,并在片刻后起燃,發(fā)出黃色的火焰,并產(chǎn)生大量白煙(該產(chǎn)物為淡黃色過氧化鈉,實際觀察時該煙的顏色近為白色),濾紙下的水溶液漸變成紅色。

  1.2 說明

  (1)濾紙不能沉在水中,只能浮在水面上,否則鈉不會起燃。

  (2)金屬鉀與水反應(yīng)也可選用上述方法。

  (3)鈉在濕濾紙上反應(yīng)時,沒有發(fā)生鈉粒四處游竄及溶液飛濺的現(xiàn)象,這說明反應(yīng)條件的變化會造成實驗現(xiàn)象的變化。

  (4)該實驗的優(yōu)點是:不僅能看到鈉和水反應(yīng)的各種現(xiàn)象,而且還能觀察到鈉在空氣中燃燒的實驗現(xiàn)象;實驗安全性提高,且無污染。

  2、制“羊皮紙”

  2.1 原理

  利用纖維素能溶于濃硫酸并發(fā)生水解反應(yīng)的特點,將純纖維素的濾紙浸入一定濃度的硫酸中,使濾紙表面發(fā)生部分溶解和水解并生成一薄層粘稠物。此時停止反應(yīng),用大量清水洗滌則可使粘稠層均勻地附在濾紙的表面,使濾紙的孔隙變小,用這種處理后的濾紙可做有關(guān)半透膜的實驗。由于濾紙表面部分纖維素在溶于酸的過程中改變了原有的疏松結(jié)構(gòu),所以用清水洗滌后,其牢固度明顯增加,據(jù)測試其耐拉力可達原濾紙的28倍。又因其顏色潔白,故人們稱之為“羊皮紙”。

  2.2 準備

  (1)將兩份(體積)濃硫酸慢慢注入一份水中,攪拌均勻后待其冷卻至室溫, 此時得到的硫酸濃度約為75%左右。冬天的濃度可略高于此值,夏季則應(yīng)略低于此濃度。

  (2)取一水槽注入約一半的水,再注入少量氨水。

  (3)準備一些定量濾紙及玻璃棒。

  2.3 操作

  (1)取一張濾紙,投入上述配制的75%冷的硫酸中,用玻璃棒使之全部浸沒在酸液中,浸泡約60~90秒(與溫度有關(guān),溫度高時間短些)。

  (2)用玻璃棒取出變軟的濾紙,先在清水中漂洗一下,再浸入稀氨水溶液中柔洗片刻,使濾紙上的酸全部中和。此時濾紙已變得較為堅固,取出后放在干凈的玻璃板上待其自然晾干即可,制得的“羊皮紙”潔白牢固如羊皮。

  (3)如果不經(jīng)晾干,也可直接用于有關(guān)半透膜的實驗,其實驗效果與羊皮紙的制作過程(溫度、硫酸濃度、浸泡時間等)有很大關(guān)系。

  2.4 說明

  (1)浸濾紙的硫酸一定要冷卻到室溫,否則濾紙會全部溶解掉,甚至發(fā)生炭化。

  (2)如想做滲析實驗,須用優(yōu)質(zhì)定量濾紙(無灰濾紙),并要控制好浸泡的諸條件。

  (3)濾紙只能一張一張浸泡,千萬不能重疊浸泡及在浸泡時折疊。

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