微型滲透創意實驗設計

周芳

一、滲透實驗在教材中的作用

滲透實驗，是讓學生通過觀察分析滲透現象進而認識半透膜的作用，理解滲透作用的概念及其發生的條件，為講述細胞的吸水和失水打好基礎，本節內容無論是在醫用化學教材或是中學生物教材中即是重點又是難點。

二、滲透實驗設計的背景和思路

學生沒有感性認識，使知識較為抽象。我又找來高中生物課本，第一冊第四章細胞的輸入和輸出，第一節物質跨膜運輸的實例。按照課本中實驗去做，即如圖所示在一個長頸漏斗的漏斗口外密封上一層玻璃紙，往漏斗內往入蔗糖溶液，然后將漏斗浸入盛有清水的燒杯中，使漏斗管內外的液面高度相等。過一段時間后，會出現如左圖所示現象。

按上述實驗操作復雜如滴管往球型漏斗加液體困難。玻璃紙不易固定在長頸漏斗上，易漏水。由于球型漏斗內液體受到向下的重力。所以實驗時間長，現象不明顯，成功率低。后來我又查了很多資料，看了很多改進的滲透實驗，如半透膜用雞蛋膜代替，但雞蛋膜易破。用動物腸衣代替，動物腸衣較厚。實驗現象也不明顯，并且沒有滲透壓的實驗。針對上述現象，我用生活中廢舊用品設計了一個微型實驗裝置，可同時完成滲透及滲透壓實驗，現象明顯，成功率高。

一、實驗用品

1、眼藥水瓶（1個）

2、1ml的注射器（1支）

3、塑料杯子（1個）

4、乳膠管（1節）

5、橡皮筋

6、魚鰾（1個）

7、食鹽水（0.3g/ml）

8、紅墨水

二、實驗裝置圖如下所示

三、實驗過程

1、先在眼藥水瓶身處剪一小方口，然后用魚鰾從瓶底包住至瓶口，并在瓶頸處用橡皮筋扎緊。

2、在注射器的尾部剪一小口，并把活塞拉到小口處，注射器頭部用膠管與藥瓶蓋管口相連接。

3、打開瓶蓋放入滴有紅墨水的食鹽水接近瓶口處，然后蓋上注射器瓶蓋，把安裝好的眼藥水瓶放入盛清水的小杯子中，注意杯中水的液面與眼藥水管口鹽水液面相平衡。

4、當水柱升到0.1刻度時，記下時間，3min后可觀察到注射管內，水柱上升約0.2ml，隨時間延長注射管內液體逐漸上升，5min上升到0.25ml，10min約上升到0.4ml，15min上升到0.52ml，并可記錄下每分鐘水柱上升的體積，滲透現象十分明顯。

5、當注射器的水柱上升到一定高度時（假設水柱不在上升時），輕輕推注射器活塞，可以看到水柱逐漸下降，當水柱下降到與杯子液面相平衡時，停止推動，這個壓力就是滲透壓。

四、實驗原理

滲透實驗：由于眼藥水瓶中溶液的滲透濃度高于杯子中水的滲透濃度，水就會通過魚鰾（半透膜），進入眼藥水瓶中，即溶液中的溶劑（水分子）從低濃度一側透過半透膜進入高溶液一側，使眼藥水瓶中液體上升。

滲透壓實驗：當推動注射器活塞時，增大壓強，使注射器內的大氣壓大于外部的大氣壓，注射器內的液體，從眼藥水瓶中排到了塑料杯中。

五、實驗創新點

1、實驗所需的用品是眼藥水瓶、小型注射器、魚鰾、橡皮筋、紅墨水、小杯子，簡單、易找、不易碎、易安裝。

2、眼藥水瓶從側邊開口，不是瓶底，減小向下的重力，可加快滲透速度。

3、從眼藥水瓶口加入食鹽水，避免用滴管加入食鹽水麻煩。

4、用食鹽代替蔗糖，可增加滲透濃度，加快滲透速度。

5、取下注射器活塞，可用于生物滲透實驗。加上注射器活塞，可同時完成無機化學中滲透及滲透壓實驗。

6、滲透實驗不僅可以定性還可以定量，測出液體隨時間上升的體積。

7、直觀呈現滲透壓的實驗，并可進行滲透壓的計算。

8、實驗微型，藥品用量少，操作簡單。

9、實驗時間短，5分鐘就可看到明顯現象，成功率高。

10、利用該裝置可進一步研究滲透壓與不同溶液、不同濃度、不同溫度的關系（即進行不同條件下，滲透實驗的定量測定）

11、本實驗既適于教師演示實驗，也適于學生實驗。

12、本實驗既適于醫藥化學課、無機化學課，也適于中學生物課。應用范圍廣，實用性強，有推廣的價值。