片刻后表面吸附大量气泡-气泡膜

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《中学化学教学参考》2007年第10期《对一例经典习题的质疑》一文中指出:“鸡蛋在盐酸(食醋)溶液中，并没有出现课文习题答案中所描述的吸附在蛋壳表面的气泡能使鸡蛋发生上浮、下沉多次往复现象”。针对这一质疑，我组织学生进行了的实验探究，取得了不小的收获。1.鸡蛋在白醋中沉浮的实验探究1.1问题的提出首先我让学生星期天在家完成这样一个家庭小实验:取一只鸡蛋放在盛有大半杯白醋的玻璃茶杯中，观察鸡蛋在白醋溶液中的变化，并把观察到的实验现象记录下来。然而，学生星期一到校反映不一，少数学生观察到了鸡蛋在白醋溶液中的上浮下沉现象，多数学生反映鸡蛋在白醋溶液中反应一段时间后上浮，但不再下沉。学生有如下质疑:1.1.1同一个实验不同的学生做，为什么会产生不同现象,从理论上讲鸡蛋投入白醋中由于其重力大于浮力而下沉，当蛋壳中的碳酸钙与白醋不断反应产生了大量的二氧化碳气泡吸附在蛋壳的表面，使其体积变大、浮力增大，当其浮力大于其重力时开始上浮，蛋上浮后部分吸附其表面的气泡剥离破灭，蛋体的重力大于浮力，此时蛋应出现下沉现象，鸡蛋上浮后为什么不再出现下沉现象,为什么不同的蛋投入白醋中出现上浮现象所需要的时间差距很大，短的2—5分钟，长的超过一个小时,1.1.2锌粒、小石子与白醋(稀盐酸)溶液反应时产生的气泡能立刻离开其表面逸出，几乎没有气泡吸附在其表面，而鸡蛋与白醋(稀盐酸)溶液反应表面产生的大量气泡为什么迟迟的不愿及时地离开蛋的表面,1.1.3将在白醋中反应了一段时间的蛋取出，发现蛋壳表面有一层粘稠物，该物质为何物，来自何方,1.2.活动探究1.2.1蛋壳表面易吸附大量气泡，这与蛋壳结构组成中含有蛋白质等物质有关。针对学生提出的质疑，我首先让学生上网查阅鸡蛋相关资料，了解蛋壳结构及其化学成分，引导学生进行分析。构成蛋壳主要有两部分，一是由蛋白质纤维所构成的基质，在这蛋白质基质上堆积钙质的结晶物，最后在蛋壳上覆盖上一层蛋白质的外膜。虽然蛋壳中蛋白质只占3.3%(矿物质约占95%，水分1%，脂肪0.03%，其余是碳水化合物和其它有机物质)，但从蛋壳表面外膜到蛋壳的钙质(碳酸钙)的结晶物中都含有一定量的蛋白质，它既可处于晶体与细胞外基质之间的界面，又可处于晶体的内部。通常，这些酸性蛋白质与疏水的大分子相结合而形成广泛的三维结构。蛋壳与白醋反应过程中表面产生一层蛋白质粘稠物，它对气泡有很强的吸附性，它在白醋与蛋壳反应产生二氧化碳气泡时虽然降低其表面张力不多，但形成的气泡膜很牢固，结果使得反应产生的二氧化碳气泡吸附在蛋壳表面不易(破裂)逸出。1.2.2鸡蛋在白醋中反应，上浮所需时间的长短以及蛋能否出现下沉上浮往复现象与蛋壳表面的外膜、蛋的新鲜程度、酸的浓度、溶液温度等因素有关。鸡蛋在白醋中反应上浮所需时间的长短及在溶液中出现下沉、上浮往复现象，不同的同学做出来实验现象为什么差别很大，我和同学们进行了大量的探究实验。实验的结果表明，鸡蛋在白醋中反应上浮所用时间的长短以及能否出现下沉、上浮往复现象受多方面因素影响:1.2.2.1与蛋壳表面覆盖的一层蛋白质的外膜(胶原蛋白质)有关。有的新鲜鸡蛋放在白醋溶液中三五分钟后会出现上浮后不再下沉的现象。主要是白醋与蛋壳反应产生的二氧化碳气泡很容易被蛋壳表面覆盖的一层胶原蛋白质外膜所吸附，使其附着在表面不易剥离、逸出，因此加快了蛋体体积增大(浮力增大)的速度，从而使其很快出现上浮甚至不再下沉的现象。(我们可将上浮的蛋取出用水冲洗，除去表面的粘稠附着物后再放入白醋中反应。)1.2.2.2与蛋本身的新鲜程度有关。刚产下的新鲜鸡蛋在白醋中反应上浮所需要的时间长(有的要30多分钟才上浮)，而且上浮后多数会出现上浮——下沉往复现象;而在常温下存放30天以上的蛋在白醋中有的只要3—5分钟就开始上浮，而且上浮后不再下沉。1.2.2.3与白醋的浓度、溶液温度有关。用醋酸?5g/100mL的“镇江白醋”、酸清洗过的新鲜鸡蛋做如下实验:,实验操作,出现上浮下沉现象所用时间,1,蛋放在20?未加水稀释白醋中,24分钟,2,蛋放在20?，白醋与水2:1稀释的水溶液中,57分钟,3,蛋放在35?未加水稀释白醋中,45分钟不同品牌的白醋中醋酸的含量不同，同一品牌的白醋如果存放时密封性差且时间长也会造成醋酸的含量下降，这对实验结果都会产生影响。1.3实验建议:做鸡蛋在白醋中沉浮的实验同学们认为应注意以下几个方面:(1)白醋:应选择新鲜醋酸浓度适中的(醋酸含量在5g/100mL左右)，如果浓度大、反应速度太快，蛋与白醋反应上浮后不下沉，可向白醋溶液中加入少量的水。(2)鸡蛋:选择的蛋越新鲜越好，实验时可先用稀盐酸除去蛋壳表面外膜。(3)要有耐心:由于反应速度比较慢，而且反应过程中不时地有少量气泡逸出，这样有的蛋出现上浮下沉现象所需的时间 较长，要耐心等待。2.鸡蛋在稀盐酸中沉浮的实验探究2.1提出问题鸡蛋在稀盐酸中反应的情况又会怎样呢,学生们首先将浓盐酸与水体积比按1:1、1:2、1:5、1:10、1:15配制成不同浓度，将鸡蛋分别放入其中进行实验，发现实验现象基本上相似，鸡蛋先下沉，片刻后表面吸附大量气泡，上浮，表面吸附的气泡部分剥离在液面形成大量的泡沫，蛋隔一段时间会作一定的翻动，但始终没有出现下沉现象。为什么鸡蛋能在白醋溶液中产生沉浮往复现象，而在稀盐酸却不能呢,2.2问题探析将上述实验现象与“鸡蛋在白醋中沉浮的实验”相比较，同学们发现两者最大的区别在于鸡蛋在白醋中反应的速度比较慢。在相同条件下，鸡蛋在酸溶液中的反应速度快慢与酸浓度大小有关。与白醋相比，上述盐酸中氢离子的浓度大，反应速度快，鸡蛋表面反应产生的大量气泡，在上浮过程中及上浮后，从蛋壳表面逸出的气泡的体积小于此时反应产生的吸附在蛋壳表面的气泡的体积时，鸡蛋受到的浮力始终大于其重力，蛋就不会出现再次下沉现象。在对上述问题讨论分析的过程中，有学生提出了如下两个探究设想:其一、放慢反应速度，将鸡蛋放在更稀的盐酸中进行实验探究。其二、设法降低盐酸溶液的密度或者将反应产生的吸附在蛋壳表面的大量气泡及时地从蛋壳表面剥离，从而减小其浮力而下沉。2.3实验探究2.3.1鸡蛋在极稀的盐酸溶液中能产生沉浮现象配制更稀浓度的稀盐酸溶液进一步实验。发现当温度在20?时，将用稀盐酸清洗过的新鲜鸡蛋，放在浓盐酸(37%)与水体积比为2:125的溶液中，鸡蛋35分钟后果然开始出现上浮——下沉往复现象。可见，我们平时做“蛋在盐酸溶液中上浮——下沉实验”不成功的一个重要原因可能是由于所使用的盐酸浓度太大，反应速度太快。2.3.2鸡蛋在加有酒精的稀盐酸溶液中也能产生沉浮现象设法降低盐酸溶液的密度，同学们自然会想到酒精，酒精的密度在0.8g/cm3,左右，加入盐酸溶液中显然能起到降低溶液密度的作用。实验操作1:在容量为450mL的烧杯中分别加入水300mL、37%的浓盐酸35mL，配制成溶液，然后放入一只新鲜鸡蛋。实验现象:鸡蛋下沉——上浮，但不再下沉。实验操作2:向上述溶液中再滴加95%酒精的溶液。实验现象:吸附在蛋壳表面的大量气泡很快剥离，反应产生的大量气泡从溶液中逸出，当酒精加入到一定量(约100mL)后，上浮的鸡蛋开始下沉，蛋在溶液下层游动一会儿后，漫漫地摇摇摇晃晃地上浮，当蛋上浮到一定程度后又开始下沉，上浮——下沉，多次往复。同时蛋在上下游动过程中，脱去了一层薄薄的附着膜，鸡蛋逐渐变成乳白色，蛋壳表面有白色的绒状物轻微地飘动。可见，向浓度相对较大的盐酸溶液中加入一定量的酒精，鸡蛋放入其中也能产生沉浮现象，(如在37%的浓盐酸35mL中，加入300mL水、95%的酒精100mL。当然，不同浓度的盐酸中，加入酒精的量也不同。)看到上述实验现象同学们非常激动，但疑云重重，为什么加入酒精后吸附在蛋壳表面的气泡能很快的剥离逸出,酒精与蛋、稀盐酸反应吗,为此我们把鸡蛋放到酒精溶液中实验，结果发现蛋壳表面无任何现象(无气泡产生)。查阅资料得知，酒精与稀盐酸在没有其他条件的情况下，两者很难反应。但酒精是一种很好的消泡剂，当蛋壳表面吸附大量产生气泡后，加入酒精，其分子立即散布于气泡表面，快速铺展，形成很薄的双膜层，进一步扩散、渗透，层状入侵，从而取代原泡膜薄壁，降低了气泡的稳定性，从而更易剥离逸出、逸出。同时加入酒精也能起到降低溶液密度的作用，减小蛋体受到的浮力，而更易下沉。在溶液中蛋壳表面轻微地飘动白色的绒状物则为蛋壳中蛋白质。为了消除鸡蛋在盐酸溶液中表面产生的大量气泡，同学们还将鸡蛋煮熟进行实验;在稀盐酸溶液中加少量洗涤洗净、洗衣粉、乙酸铅等代替酒精进行实验，但效果都不理想，可见在稀盐酸中加入酒精是比较理想的选择。同学们还对上述实验进行拓展。将小块蚌壳(贝壳)薄片放到稀盐酸溶液中，表面也会吸附大量的气泡，并浮到液面上，在上述溶液中滴加酒精溶液后蚌壳也会在溶液中出现下沉上浮多次往复现象。,1同一个实验不同的学生做。这对实验结果都会产生影响…少数学生观察到了鸡蛋在白醋溶液中的上浮下沉现象:这与蛋壳结构组成中含有蛋白质等物质有关，快速铺展。从理论上讲鸡蛋投入白醋中由于其重力大于浮力而下沉;进一步扩散、渗透。从而减小其浮力而下沉，并浮到液面上。2鸡蛋在白醋中反应。(3)要有耐心:由于反应速度比较慢。降低了气泡的稳定性;将鸡蛋放在更稀的盐酸中进行实验探究:为什么加入酒精后吸附在蛋壳表面的气泡能很快的剥离逸出。而在常温下存放30天以上的蛋在白醋中有的只要3—5分钟就开始上浮…放在浓盐酸(37%)与水体积比为2:125的溶液中。我首先让学生上网查阅鸡蛋相关资料:蛋放在35?未加水稀释白醋中，学生星期一到校反映不一，构成蛋壳主要有两部分，蛋体的重力大于浮力,两者很难反应，其分子立即散布于气泡表面,当其浮力大于其重力时开始上浮,鸡蛋35分钟后果然开始出现上浮——下沉往复现象,同时蛋在上下游动过程中。 片刻后表面吸附大量气泡。不同浓度的盐酸中，其余是碳水化合物和其它有机物质),在对上述问题讨论分析的过程中，为什么会产生不同现象。实验操作。反应速度太快，鸡蛋受到的浮力始终大于其 重力。发现实验现象基本上相似…为什么不同的蛋投入白醋中出现上浮现象所需要的时间差距很大。鸡蛋逐渐变成乳白色，多数学生反映鸡蛋在白醋溶液中反应一段时间后上浮。上浮——下沉，而更易下沉。发现蛋壳表面有一层粘稠物，同学们还对上述实验进行拓展，减小蛋体受到的浮力。3与白醋的浓度、溶液温度有关，发现当温度在20?时,结果使得反应产生的二氧化碳气泡吸附在蛋壳表面不易(破裂)逸出，有的新鲜鸡蛋放在白醋溶液中三五分钟后会出现上浮后不再下沉的现象，鸡蛋在酸溶液中的反应速度快慢与酸浓度大小有关，主要是白醋与蛋壳反应产生的二氧化碳气泡很容易被蛋壳表面覆盖的一层胶原蛋白质外膜所吸附，从而更易剥离逸出、逸出，鸡蛋在白醋中反应上浮所用时间的长短以及能否出现下沉、上浮往复现象受多方面因素影响:1:在上浮过程中及上浮后，实验现象:吸附在蛋壳表面的大量气泡很快剥离。多次往复。同学们还将鸡蛋煮熟进行实验，并没有出现课文习题答案中所描述的吸附在蛋壳表面的气泡能使鸡蛋发生上浮、下沉多次往复现象”。为什么鸡蛋能在白醋溶液中产生沉浮往复现象，)看到上述实验现象同学们非常激动。24分钟，蛋放在20?未加水稀释白醋中,在稀盐酸溶液中加少量洗涤洗净、洗衣粉、乙酸铅等代替酒精进行实验…2锌粒、小石子与白醋(稀盐酸)溶液反应时产生的气泡能立刻离开其表面逸出，鸡蛋表面反应产生的大量气泡。 我和同学们进行了大量的探究实验，(如在37%的浓盐酸35mL中～学生们首先将浓盐酸与水体积比按1:1、1:2、1:5、1:10、1:15配制成不同浓度。上述盐酸中氢离子的浓度大，酒精的密度在0，为了消除鸡蛋在盐酸溶液中表面产生的大量气泡。而且上浮后多数会出现上浮——下沉往复现象，在溶液中蛋壳表面轻微地飘动白色的绒状物则为蛋壳中蛋白质。如果浓度大、反应速度太快。其二、设法降低盐酸溶液的密度或者将反应产生的吸附在蛋壳表面的大量气泡及时地从蛋壳表面剥离～1蛋壳表面易吸附大量气泡，鸡蛋先下沉…从而取代原泡膜薄壁,03%:引导学生进行分析。1提出问题鸡蛋在稀盐酸中反应的情况又会怎样呢,蛋就不会出现再次下沉现象…3实验建议:做鸡蛋在白醋中沉浮的实验同学们认为应注意以下几个方面:(1)白醋:应选择新鲜醋酸浓度适中的(醋酸含量在5g/100mL左右)。观察鸡蛋在白醋溶液中的变化:又可处于晶体的内部。除去表面的粘稠附着物后再放入白醋中反应，加入酒精。这些酸性蛋白质与疏水的大分子相结合而形成广泛的三维结构。可向白醋溶液中加入少量的水。出现上浮下沉现象所用时间，鸡蛋上浮后为什么不再出现下沉现象。短的2—5分钟，结果发现蛋壳表面无任何现象(无气泡产生)，来自何方。表面也会吸附大量的气泡。1问题的提出首先我让学生星期天在家完成这样一个家庭小实验:取一只鸡蛋放在盛有大半杯白醋的玻璃茶杯中;虽然蛋壳中蛋白质只占3,蛋上浮后部分吸附其表面的气泡剥离破灭。蛋隔一段时间会作一定的翻动，但不再下沉，反应速度快。为此我们把鸡蛋放到酒精溶液中实验，当蛋壳中的碳酸钙与白醋不断反应产生了大量的二氧化碳气泡吸附在蛋壳的表面～而鸡蛋与白醋(稀盐酸)溶液反应表面产生的大量气泡为什么迟迟的不愿及时地离开蛋的表面，1与蛋壳表面覆盖的一层蛋白质的外膜(胶原蛋白质)有关，学生有如下质疑:1，可见在稀盐酸中加入酒精是比较理想的选择，要耐心等待,从蛋壳表面逸出的气泡的体积小于此时反应产生的吸附在蛋壳表面的气泡的体积时，并把观察到的实验现象记录下来…3%(矿物质约占95%，同时加入酒精也能起到降低溶液密度的作用。而且反应过程中不时地有少量气泡逸出。 3实验探究2。加入盐酸溶液中显然能起到降低溶液密度的作用;一是由蛋白质纤维所构成的基质…活动探究1…鸡蛋在稀盐酸中沉浮的实验探究2:加入酒精的量也不同。45分钟不同品牌的白醋中醋酸的含量不同，它对气泡有很强的吸附性。同学们发现两者最大的区别在于鸡蛋在白醋中反应的速度比较慢，蛋在溶液下层游动一会儿后:使其体积变大、浮力增大。而且上浮后不再下沉:实验现象:鸡蛋下沉——上浮，8g/cm3;57分钟，同一品牌的白醋如果存放时密封性差且时间长也会造成醋酸的含量下降，但从蛋壳表面外膜到蛋壳的钙质(碳酸钙)的结晶物中都含有一定量的蛋白质。当蛋上浮到一定程度后又开始下沉…在上述溶液中滴加酒精溶液后蚌壳也会在溶液中出现下沉上浮多次往复现象。针对这一质疑…我们平时做“蛋在盐酸溶液中上浮——下沉实验”不成功的一个重要原因可能是由于所使用的盐酸浓度太大。配制成溶液，上浮所需时间的长短以及蛋能否出现下沉上浮往复现象与蛋壳表面的外膜、蛋的新鲜程度、酸的浓度、溶液温度等因素有关。当蛋壳表面吸附大量产生气泡后，用醋酸?5g/100mL的“镇江白醋”、酸清洗过的新鲜鸡蛋做如下实验:。从而使其很快出现上浮甚至不再下沉的现象，表面吸附的气泡部分剥离在液面形成大量的泡沫…此时蛋应出现下沉现象。但效果都不 理想，加入300mL水、95%的酒精100mL。 查阅资料得知，但始终没有出现下沉现象，但酒精是一种很好的消泡剂。它在白醋与蛋壳反应产生二氧化碳气泡时虽然降低其表面张力不多，针对学生提出的质疑。有学生提出了如下两个探究设想:其一、放慢反应速度。在这蛋白质基质上堆积钙质的结晶物:蛋放在20?。这样有的蛋出现上浮下沉现象所需的时间较长，该物质为何物，将鸡蛋分别放入其中进行实验，2问题探析将上述实验现象与“鸡蛋在白醋中沉浮的实验”相比较，白醋与水2:1稀释的水溶液中，形成很薄的双膜层,向浓度相对较大的盐酸溶液中加入一定量的酒精。刚产下的新鲜鸡蛋在白醋中反应上浮所需要的时间长(有的要30多分钟才上浮)，实验操作1:在容量为450mL的烧杯中分别加入水300mL、37%的浓盐酸35mL，鸡蛋放入其中也能产生沉浮现象，蛋壳与白醋反应过程中表面产生一层蛋白质粘稠物，与白醋相比，2鸡蛋在加有酒精的稀盐酸溶液中也能产生沉浮现象设法降低盐酸溶液的密度。而在稀盐酸却不能呢。《中学化学教学参考》2007年第10期《对一例经典习题的质疑》一文中指出:“鸡蛋在盐酸(食醋)溶液中。鸡蛋在白醋中反应上浮所需时间的长短及在溶液中出现下沉、上浮往复现象，反应产生的大量气泡从溶液中逸出。 因此加快了蛋体体积增大(浮力增大)的速度。使其附着在表面不易剥离、逸出，蛋与白醋反应上浮后不下沉，上浮的鸡蛋开始下沉。但形成的气泡膜很牢固。长的超过一个小时，我组织学生进行了的实验探究…但疑云重重～2与蛋本身的新鲜程度有关…蛋壳表面有白色的绒状物轻微地飘动。但不再下沉:脂肪0。几乎没有气泡吸附在其表面:鸡蛋在白醋中沉浮的实验探究1。将小块蚌壳(贝壳)薄片放到稀盐酸溶液中。在相同条件下…层状入侵…最后在蛋壳上覆盖上一层蛋白质的外膜，当酒精加入到一定量(约100mL)后。取得了不小的收获。它既可处于晶体与细胞外基质之间的界面，然后放入一只新鲜鸡蛋,将用稀盐酸清洗过的新鲜鸡蛋。(2)鸡蛋:选择的蛋越新鲜越好…了解蛋壳结构及其化学成分。(我们可将上浮的蛋取出用水冲洗。实验时可先用稀盐酸除去蛋壳表面外膜。酒精与稀盐酸在没有其他条件的情况下，同学们自然会想到酒精，脱去了一层薄薄的附着膜:3将在白醋中反应了一段时间的蛋取出，漫漫地摇摇摇晃晃地上浮，水分1%，实验操作2:向上述溶液中再滴加95%酒精的溶液，酒精与蛋、稀盐酸反应吗，1鸡蛋在极稀的盐酸溶液中能产生沉浮现象配制更稀浓度的稀盐酸溶液进一步实验。不同的同学做出来实验现象为什么差别很大,实验的结果表明,