实验2-1 纸上层析分离甲基橙和酚酞

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1、物质的分离与提纯教学设计第三课时（实验2-1纸上层析分离甲基橙和酚酞）1．实验目标 （1）了解纸上层析的实验原理 （2）掌握用纸上层析分离混合物的方法及成功的关键 2．预习指导 （1）了解物质的溶解性与物质结构的关系（如相似相溶）。 （2）利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（分配）的不同，使混合物各组分随着流动的液体或气体（称流动相），通过另一种固定不动的固体或液体（称固定相），进行反复的吸附或分配作用，使各组分分离的方法叫层析法。由于纤维对水的亲和力较大，对有机溶剂的亲和力较差，混合溶液点在滤纸上，会被很好地吸附而“固定”在滤纸上（称水

2、为固定相），当滤纸下端接触到的有机溶剂的混合液时，在毛细作用下，有机混合溶剂会向上移动（称之为流动相），并流经固定相。有机溶剂不断从溶有混合物的水固定相流过，使混合物在水与有机溶剂之间连续多次发生分配，结果在流动相有机溶剂中溶解度较大的物质，随有机溶剂移动速度较快，在水中溶解度较大的物质随有机溶剂移动的速度较慢，经过一段时间，它们相对富集的区域就分开了，从而达到分离的目的。（3）了解甲基橙、酚酞在水、乙醇中溶解性的差异。甲基橙（变色范围pH为3．1～4．4，颜色为红—橙—黄）与酚酞（变色范围pH为8～10，颜色为无色—粉红—红）是两种常见的酸碱指示剂

3、，它们在水中和有机溶剂中的溶解度不同，酚酞易溶于酒精而不溶于水；甲基橙易溶于水。当有机溶剂沿滤纸流经混合物的点样时，甲基橙和酚酞会以不同的速度在滤纸上移动，酚酞的移动速度快于甲基橙，形成不同的色斑，内部的黄斑为甲基橙，外部的红色斑为酚酞，从而达到分离的目的。 在实验过程中，滤纸起到固定的作用，将点样吸附在滤纸上，中间的滤芯起到毛细作用，将有机溶剂吸附扩散。由于扩散剂中采用了氨水，使甲基橙显黄色，因为酚酞的显色要在较强碱性条件下。所以要用碳酸钠溶液来使环境变为碱性，才可以观察到红色的色环。 如果离子本身就有不同的颜色，就不必加显色剂。 3．实验要求 （

4、1）甲基橙和酚酞的混合溶液、乙醇和氨水的混合溶液（可以由教师或一组学生事先配制好，分发给学生）。（2）点样要根据使用的滤纸直径来定。一般用直径为15cm的滤纸较好。4．建议与改进（1）点样时毛细管应足够细，不能用滴管代替，尽量用小的点样管。最好用1微升的点样管，这样，点的斑点较小，展开的色谱图分离度好，颜色分明。样品溶液的含水量越小越好，若含水量大，点样斑点扩散大。样品溶液的溶剂一般是无水乙醇、甲醇、氯仿、乙酸乙酯。点好样的滤纸可以用电吹风的热风吹干或放入干燥器里晾干。 （2）三滴试样应均匀分布。 （3）扩散时间较长，可以利用这段时间组织学生观看录像

5、等材料，介绍层析技术的应用。扩散时间控制不同，显色时观察到的色带宽窄不同，一般可以观察到两种颜色不同的色带，外层是酚酞的红色，内层是甲基橙的橙色。 （4）可以用吸水性较好的其他纸代替滤纸做对比，如餐巾纸等。 （5）可以进行不同点样直径（直径从0．2～0．8cm）的对比实验，观察其扩散（如1/3；1/2；/2/3）程度的不同。（6）选取有颜色的蔬菜，水果汁（可以根据做实验的时间和本地的情况灵活选择原料）来做实验，加深对色层分析的理解。（7）建议结合本实验后的问题与讨论，用蓝色和红色墨水，以及其他各种颜色的签字笔或记号笔，利用本实验方法作色层分析，探究讨

6、论结果。该探究也可以在课外活动中进行。 5．实验评价请学生将上述实验中的滤纸干燥，并贴在实验报告册上，教师根据两种物质的分离程度及实验技能、态度等对学生的实验进行综合评价。 建议组织学生展示实验结果，比较实验现象的不同，探讨成功与失败的原因。6．问题与讨论 铅笔芯主要成分是石墨，不溶于水和有机溶剂，所以用来作记号不会影响实验现象;钢笔用的墨水主要成分是色素，可溶于水和乙醇,因此,用其作标记会扩散游动,从而影响实验现象的观察。7．拓展实验 （1）用粉笔作色谱柱，分离菠菜中的色素 选择几片新鲜的菠菜叶，置于乙醇溶液中，轻轻研磨获得提取液，在提取液中竖直放

7、置一根白粉笔。一段时间后，观察现象，可以观察到依次为黄、绿的色带。 可以用各种时令水果、蔬菜或花瓣的汁来做这个实验，如橙汁，有色的萝卜汁，紫甘蓝汁或有色的饮料等。 （2）向处理后的蛋壳内膜中放入豆浆，可以加入少量的铁盐和钙盐加以强化，以使其现象明显。把蛋膜浸在蒸馏水中，几分钟后检验蒸馏水中的铁、钙等离子。铁离子可以用硫氰化钾溶液检验，钙离子可以用碳酸钠溶液检验。