
一、渗透装置设计
1.半透膜制备
( 1)原理
纤维素能溶于浓硫酸,并发生水解反应。利用上述特点,把纯纤维滤纸浸入硫酸中,使滤纸表面发生部分溶解和水解,并生成一薄层粘稠物。这时停止反应,用大量清水洗涤,使粘稠层均匀附在滤纸表面,使滤纸的孔隙变小,用这种方法处理后的滤纸可以做有关半透膜的实验。
( 2)准备
①将两份体积的浓硫酸慢慢加入到装有 1体积的水槽中,搅拌均匀后冷却到室温,这时得到硫酸的浓度约为 75%(硫酸液一定要冷却到室温,否则滤纸会全部溶解掉,甚至发生炭化)
②另取一水槽,加入 1/2容积的水,再加入 500 ml新制的氨水,混合后待用。
( 3)制备
①取一张滤纸放入上述已配好的硫酸液中,用玻璃棒使它全部浸泡在酸液中,浸泡 60~ 90秒钟(滤纸只能一张张浸泡,千万不能重叠浸泡和浸泡时折叠)
②用玻璃棒取出变软的滤纸,放在清水中漂洗 3分钟后,再浸入稀氨水溶液中柔洗片刻,使滤纸上的酸全部中和。这时滤纸变得相当坚固,取出后放在干净的玻璃板上让它自然晾干,此时即可得到洁白并且耐拉力达到原有滤纸的 30倍的半透膜。
2.渗透装置制作
( 1)取内径为 7 mm的玻璃管两极,用酒精喷灯加热后,弯成一边长 16 cm,另一边长 4 cm的直角导管。两根玻管均在长边 8 cm处用锉刀刻上刻度。
( 2)剪取一定大小的自制半透膜,蒙在其中一根玻管的短边开口,而后用长约 3 cm的橡皮软管紧密连接两根玻管,使其成“ U”形状,然后把 U型管用透带胶带固定在木制支架上。
二、渗透作用实验
实验一:用玻璃管在“ U”形管一侧滴入清水至刻度,另一侧滴入 30%的蔗糖溶液至刻度,观察两侧液面的升降情况。
实验二: U形管两侧都滴入清水或等浓度蔗糖溶液,观察两侧液面的升降情况。
实验三,用普通滤纸代替人造半透膜,重复实验一,观察两侧液面的升降情况。
效果
本装置结构简单,易于操作,原材料消耗少,且实验现象明显( 5分钟内,两侧液柱升降幅度内 2. 5 cm左右),有利于学生自主实验。