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1、
制作“葉脈書簽”設(shè)計(jì)方案
11化教4班 林小飛 20112401039 陳博殷 20112401073 戴煒珊20112401087
一、【選題背景】
1、選題緣由
本課題選自人教版《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)》九年級(jí)下冊(cè)第十單元“酸和堿”中的第一課時(shí)“常見的酸和堿”——家庭小實(shí)驗(yàn)“制作葉脈書簽”,是為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)強(qiáng)堿NaOH的腐蝕性的理解而設(shè)置的實(shí)驗(yàn)。家庭實(shí)驗(yàn)最大的優(yōu)點(diǎn)是就地取材,操作簡(jiǎn)單易行。實(shí)驗(yàn)的成功,還需要有規(guī)范的操作方法和步驟。
課本中所介紹的實(shí)驗(yàn)方法為堿煮法,利用堿的腐蝕性除去葉肉留下葉脈。采用的堿液為氫氧化鈉,濃度為10%,當(dāng)葉片煮至黃色時(shí)取出水洗
2、凈,刷去葉肉晾干后壓平即可。
本實(shí)驗(yàn)在課本內(nèi)容基礎(chǔ)上探究不同種類樹葉、不同種類堿液、不同堿液濃度、不同染色劑對(duì)葉脈書簽的影響,同時(shí)記錄制作過程樹葉變化,從而探究制作葉脈書簽的最佳條件及方法。
2、選題意義
①加強(qiáng)學(xué)生對(duì)堿腐蝕性的理解;
②通過對(duì)家庭實(shí)驗(yàn)步驟的強(qiáng)化,增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)規(guī)范意識(shí);
③化學(xué)學(xué)科與生物學(xué)科內(nèi)容交叉,提升學(xué)生對(duì)知識(shí)綜合利用的能力;
④讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)與生活息息相關(guān),體驗(yàn)化學(xué)學(xué)科趣味性;
⑤通過探究不同因素對(duì)葉脈書簽的影響,學(xué)會(huì)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般過程與方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神及嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致求實(shí)的科學(xué)素養(yǎng)。
3、葉脈書簽簡(jiǎn)介
葉脈書簽即除去葉片表皮和葉肉
3、組織,只由葉脈做成。書簽上可以看到中間一條較粗壯的葉脈稱主脈,在主脈上分出許多較小的分支稱側(cè)脈;側(cè)脈上又分出更細(xì)小的分支稱細(xì)脈。這樣一分再分,最后把整個(gè)葉脈系統(tǒng)聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。把這種網(wǎng)狀葉脈染成各種顏色,系上絲帶,即成漂亮的葉脈書簽了。
二、【實(shí)驗(yàn)原理】
日常生活中,在水池或水溝中??梢钥匆姼癄€的樹葉,用水沖去腐爛的葉肉后出現(xiàn)完整而紋路清晰的葉脈,經(jīng)過沖洗曬干后,可夾在書本中當(dāng)書簽使用。這種葉脈的形成是利用自然界的微生物分解而成,所需時(shí)間比較長(zhǎng)。
本實(shí)驗(yàn)利用加熱高濃度的堿液來處理新鮮的葉片,利用的是堿的腐蝕性。堿會(huì)破壞葉肉細(xì)胞表面的細(xì)胞膜,因細(xì)胞膜主要成分是脂質(zhì),堿性的溶液能夠?qū)⒅|(zhì)帶走
4、
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,其實(shí)質(zhì)也就是堿能與酯反應(yīng),最終導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂,從而使葉肉容易被刷去。葉脈(纖維)比較堅(jiān)韌,不容易被腐蝕,最終保留下來。
選擇一些葉片堅(jiān)硬、葉脈堅(jiān)韌(網(wǎng)狀葉脈)的樹葉,用氫氧化鈉等堿性溶液加熱煮沸,可以水解掉葉肉等部分,僅留下網(wǎng)狀脈,制成葉脈書簽。
三、【實(shí)驗(yàn)藥品和儀器】
1、藥品:
樹葉:比較堅(jiān)硬、網(wǎng)狀脈比較明顯的葉片,包括白蘭樹葉、綠化芒樹葉、美麗異木棉樹葉、紫荊樹葉。雞蛋花樹葉;紫色石蕊試劑、甲基橙、品紅溶液、NaOH固體、Na2CO3固體、H2SO4溶液
2、儀器:
電爐、石棉網(wǎng)、燒杯(1000ml)、燒杯(500mL)、天平、鑷子、牙刷、試管刷、玻
5、璃板、報(bào)紙、濾紙
四、【實(shí)驗(yàn)具體步驟】
1、選材
應(yīng)選擇葉脈粗壯豐富、葉質(zhì)較厚、大小適中、葉面平整、葉脈的樹葉。一般以常綠木本植物為佳。如桂花葉、石楠葉、木瓜葉、桉枝葉、茶樹葉、白楊樹、桂花樹、廣玉蘭等質(zhì)地較堅(jiān)韌的葉。
2、配液
將堿溶解在適量的水中,配制不同濃度、不同種類的堿液。將硫酸溶液配制到所需濃度。注意安全,千萬(wàn)不要將堿液濺到眼睛里。
3、加熱
將配好的濃堿液放在容器中加熱。當(dāng)加熱到液體即將沸騰(80℃左右) 時(shí)候?qū)⑦x好的葉子放入容器里,并不斷攪拌。
攪拌的目的有兩個(gè):①防止液體過熱沸騰濺出②使樹葉受熱充分。
具體加熱時(shí)間以葉肉容易被刷掉為度,一般在10分鐘左右。(
6、如果堿液濃度不大,或者所選的葉子較老則應(yīng)延長(zhǎng)加熱時(shí)間。)可以過兩三分鐘取一片子出來觀察,直至葉片變成褐色(或葉肉有脫落)即可。
4、清洗
在自來水水流下沖洗,洗去多余堿液、酸液。
5、刷除葉肉
將葉片放在玻璃板上,加入一層水,把牙刷打斜(與水平面大約成45度角),順葉脈輕輕地刷凈葉肉,刷時(shí)注意:只向一個(gè)方向刷(絕對(duì)不能來回刷),以免將葉脈刷壞。刷時(shí)先從背面開始,刷凈背面再刷正面,主葉脈邊沿處可用敲出法。刷洗干凈后放到濾紙(或報(bào)紙)上晾干。如果是老樹葉,則在刷洗的過程中,會(huì)有兩層葉脈出現(xiàn),這時(shí)只要將其中品質(zhì)稍次的一片去除即可。
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補(bǔ)充:沖水去肉法:即將葉片放在紗窗的
7、網(wǎng)孔上,篩網(wǎng)除了可以用紗窗,也可將報(bào)廢的石棉心網(wǎng)的陶瓷粉敲掉使用,用手指加壓水籠頭的水柱,利用水最堅(jiān)硬和最柔弱的特性,將葉肉沖掉,留下被網(wǎng)孔所支撐住的葉脈。這個(gè)方法的成功率非常高,亦不用指心浸泡時(shí)間太長(zhǎng)(易刷破)或太短(刷不掉)的問題
6、晾干
取出放在陰涼處風(fēng)干?;蛘叻旁趶U舊書報(bào)中吸干。建議夾在書中,這樣既可以吸干水分,又可以成型。
7、著色
漂白后的葉脈是原色, 如果想要亮麗的顏色,可以將風(fēng)干到6 成的葉脈放在水彩顏料或者甲基橙、酚酞試液等溶液中著色。
8、塑封
有條件的話,可以將著色后的葉脈進(jìn)行塑封,同時(shí)可以增加一些小裝飾品或者留有一些有意境有品位的文字在上面。這樣,一幅精美
8、的葉脈書簽就完成了。
五、【實(shí)驗(yàn)裝置及預(yù)設(shè)效果圖】
六、【注意事項(xiàng)】
1、煮葉子時(shí), 葉柄最好露出液面。葉柄沒有露出液面的,一刷葉子, 葉柄和葉脈就破散了,而且煮時(shí)不能太用力攪拌葉子。
2、煮葉子時(shí)間的長(zhǎng)短最好看葉子的顏色變化,以及葉肉酥爛狀態(tài), 葉子一般呈現(xiàn)出金黃色似秋天的銀杏葉時(shí),效果最佳。
3、加熱時(shí), 燒杯必然擱在石棉網(wǎng)上, 如直接加熱,燒杯由于受熱不均會(huì)引起破碎。如果煮的葉子較多, 可換大燒杯。
4、染色前要用吸水紙把葉上的液體吸干, 效果更好。
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七、【探究因素提出依據(jù)】
1、探究不同酸堿液的腐蝕效果
制作葉脈書簽
9、的傳統(tǒng)制作方法是加熱強(qiáng)堿溶液處理葉片,利用的是堿的腐蝕性。堿會(huì)破壞葉肉細(xì)胞表面的細(xì)胞膜,因細(xì)胞膜主要成分是脂質(zhì),堿性的溶液能夠?qū)⒅|(zhì)帶走,其實(shí)質(zhì)也就是堿能與酯反應(yīng),最終導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂,從而使葉肉容易被刷去。葉脈(纖維)比較堅(jiān)韌,不容易被腐蝕,最終保留下來。
此外,部分文獻(xiàn)介紹了用碳酸鈉和氫氧化鈉混堿做腐蝕液制葉脈書簽的方法,也能取得較好效果。分析原因,氫氧化鈉作為一種強(qiáng)堿,堿性太強(qiáng)對(duì)葉片表皮和葉肉腐蝕的同時(shí),對(duì)葉脈也有一定的損傷,易造成葉脈的變軟現(xiàn)象。而碳酸鈉體系對(duì)葉脈的分離作用雖然不大,但碳酸鈉和氫氧化鈉混合溶液體系有效利用了氫氧化鈉的強(qiáng)堿性和碳酸鈉溶液中碳酸根離子的水解,既保證了在短時(shí)間
10、內(nèi)實(shí)現(xiàn)的葉脈完美分離,又在一定程度上改善了氫氧化鈉堿性過強(qiáng)對(duì)葉脈的腐蝕。
根據(jù)之前所學(xué)知識(shí),強(qiáng)酸也有一定的腐蝕性,酯也能在酸性條件下水解,與制作葉脈書簽常用的堿液有相同的性質(zhì),但根據(jù)文獻(xiàn)并無用酸制作葉脈書簽的相關(guān)介紹,因此本實(shí)驗(yàn)同時(shí)探究酸對(duì)葉片的腐蝕效果。
2、探究不同濃度的NaOH溶液的腐蝕效果
查閱相關(guān)文獻(xiàn)得到氫氧化鈉最佳濃度在5%-10%之間,堿液濃度過低時(shí)葉肉腐蝕程度不足,樹葉的葉肉不容易被刷掉;堿液濃度過高時(shí),葉片可能會(huì)卷起來不易分離,且會(huì)腐蝕部分葉脈使葉脈變軟影響葉脈書簽最終效果,同時(shí)也會(huì)消耗較多氫氧化鈉固體不符合綠色化學(xué)的觀念。故實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)置了5%、10%、15%不同濃度
11、的堿來探究其對(duì)葉脈書簽制作的影響,以得到最佳濃度。
3、探究不同樹葉制成的效果
本實(shí)驗(yàn)所采用的葉子均為新鮮的較為成熟的葉子,形態(tài)獨(dú)特、葉脈清晰、大小適中、葉面平整、紋路豐富,但葉子的質(zhì)地、堅(jiān)韌程度有所不同。
樹葉
圖片
形態(tài)描述
紫荊樹葉
中等的紫荊樹葉像一個(gè)愛心,形態(tài)獨(dú)特漂亮;葉脈凸出,呈淡黃色;葉片柔軟,呈翠綠色;表面粗糙,左右對(duì)稱。
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綠化芒樹葉
綠化芒樹葉為披針形,革質(zhì),稍尖頭;葉脈清晰,中肋粗大在葉背隆起,側(cè)脈羽狀;新葉為紫紅色,舊葉為墨綠色。
雞蛋花樹葉
雞蛋花的葉片,寬披針形,厚紙質(zhì);葉脈清晰呈羽狀,在近葉緣處連成一邊脈;
12、葉片翠綠。葉片硬度介于紫荊與綠化芒之間。
白蘭樹葉
白蘭樹葉葉薄革質(zhì);葉片長(zhǎng)圓形或披針狀橢圓形,漸失或尾狀漸尖,基部楔形,兩面無毛或下面疏生微柔毛;葉脈清晰呈羽狀;葉片碧綠。
美麗異木棉樹葉
美麗異木棉樹葉為墨綠色,掌狀復(fù)葉有小葉5-9片;小葉橢圓形。葉脈清晰,有一定硬度。
4、探究不同染色劑的染色效果
染色劑類型
性狀
紫色石蕊溶液
石蕊性狀為藍(lán)紫色粉末,是從植物中提取得到的藍(lán)色色素,能部分地溶于水而顯藍(lán)色。中性條件下,石蕊溶液為紫色。
品紅溶液
品紅微溶于水,水溶液呈紅色。溶于乙醇和酸。用于棉、人造纖維、紙張、皮革的印染,也用于噴漆、墨水等。
甲基橙溶液
13、
甲基橙稍溶于水而呈黃色,易溶于熱水,溶液呈金黃色,幾乎不溶于乙醇。主要用做酸堿滴定指示劑,也可用于印染紡織品。
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八、【實(shí)驗(yàn)記錄】
1、探究不同堿液的腐蝕效果
酸堿液
使用的
樹葉
葉片變成褐色的時(shí)間長(zhǎng)短比較
刷除葉肉的難易程度
最后效果
10%NaOH
溶液
白蘭樹葉
10% H2SO4
溶液
7%NaOH與5%Na2CO3
混合溶液
2、探究不同濃度的NaOH溶液的腐蝕效果
堿液
使用的樹葉
葉片變成褐色的時(shí)間長(zhǎng)短比較
刷除葉肉的難易程度
最后效果
5%NaOH溶液
白蘭樹葉
14、
10% NaOH溶液
15%NaOH溶液
3、探究不同樹葉制成的效果
樹葉
堿液
葉片變成褐色時(shí)間長(zhǎng)短比較
葉柄和葉脈情況
刷除葉肉難易程度
最后效果
紫荊樹葉
10% NaOH
溶液
綠化芒樹葉
雞蛋花樹葉
白蘭樹葉
美麗異木棉樹葉
4、探究不同染色劑(以10%的氫氧化鈉所得樹葉)
染色劑類型
樹葉
染色時(shí)間
染色效果
紫色石蕊溶液
白蘭樹葉
15min
品紅溶液
甲基橙溶液
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九、【參考文獻(xiàn)】
[1]
15、互動(dòng)百科. 葉脈書簽[EB/OL].
[2]房偉.桂花葉片在幾種典型堿性溶液中的葉脈分離[J].數(shù)理化學(xué)習(xí),2004,(1):57
[3]手工DIY葉脈書簽.發(fā)明與創(chuàng)造《中學(xué)時(shí)代》[J],2013.4
[4]沈鷹峰.關(guān)于初中化學(xué)家庭小實(shí)驗(yàn)探究[D]. 蘭州大學(xué),2009.11
[5] 駱軒. 葉脈書簽巧制作[J]. 植物雜志, 2000,(01) .
[6] 王小未. 制作葉脈書簽的一些改進(jìn)[J]. 生物學(xué)教學(xué), 1997,(11) .
十、【小組分工】
組員
項(xiàng)目
林小飛
陳博殷
戴煒珊
實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
三人一起查閱文獻(xiàn)、討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
三人一起去摘葉子、煒珊負(fù)責(zé)買牙刷
實(shí)驗(yàn)過程
①實(shí)驗(yàn)介紹
②稱量NaOH固體
③刷葉
①稱量NaOH固體、Na2CO3固體、H2SO4溶液
②刷葉
①配制溶液
②煮樹葉
③刷葉
④染色
方案修改補(bǔ)充
①撰寫“探究不同濃度的NaOH的依據(jù)”
②撰寫“分工”部分
①撰寫“探究不同種類樹葉的依據(jù)”、“探究不同染色劑的染色效果”
②整合方案
①撰寫“探究不同酸堿液的依據(jù)”
②整合“參考文獻(xiàn)”
(注:可編輯下載,若有不當(dāng)之處,請(qǐng)指正,謝謝!)
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