小分子团水对化合物溶解性

张敏,李青山,秦凯 （燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004） 随着微型化学实验的普遍推广及其在中学和高校的广泛应用，化学实验的微型 化越来越成为一种趋势。小分子团水的强溶解能力在很多方面已有所证明，但却缺少小分子 团水对化合物溶解性影响的研究。选择NaCl和聚丙烯酰胺为溶质设计了小分子团水对它们 溶解性影响的微型实验，根据实验结果可以研究水分子团簇及pH值对溶解性的影响。 微型化学实验，小分子团水，溶解度 O6-3A1008-5149（2009）04-0109-02 微型化学实验是指“以微小量的试剂，在微型化的仪器进行的化学实验”，是20世纪80年代初首先从美国发展起来的一种化学实验方法。著名微量化学家马祖圣教授提出：“微 型化学是以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理与技术。”因此，在世界各国的 教学中得到广泛应用，使得教学效果、经济效益、环保效益等都非常显著。并且对激发学生 专业兴趣，强化动手能力的训练、培养创新思维和发明创造能力、树立环保意识和绿色化学 观念上有着独特的功效。 1985年医学博士林秀光开始研究小分子团水并提出来其概念，于1990年著书。普通天然水的结构是由100~200个水分子缔合成的大分子簇团，一个水分子中的氢与另一个水中的 氧相互吸引，形成氢键的链状构造。天然水经过充分的磁处理后，氢键被切割开，形成许多 小分子团，又因其电子层被切割开，形成许多小分子团，又因其电子云层被切割异化，可能 得到电子或失去电子，因而据物理检测水中离子浓度高，所以称为富含小分子团的离子水， 简称小分子团水。 2005年，世界卫生组织提出的健康饮用水的六个和七个条件中都提出了健康饮用 水分子团小的要求。也有人对小分子团水的生理作用进行了：（1）小分子团水可以平衡人体内的酸碱度；（2）能激活人体细胞，其吸收作用好、溶解渗透力强；（3）具有显著的乳化TG和Chol的能力。在化学实验中，经常出现关于水的溶解性的问，而小分子团水溶 解力强在很多方面都有一定的证明，但小分子团水对化合物的溶解性影响的研究却一直未见 报道。因此，设计了一套实验研究小分团水对无机物和有机物溶解性的影响。主要用 NaCl和聚丙烯酰胺PAM在普通去离子蒸馏水和小分子团水中的溶解性进行对比，来说明小 分子团水对溶解性的影响。选取NaCl是由于其是典型的盐类，而PAM是一种水溶性的线性高分子聚合物。实验设计如下： 1 仪器：量筒、玻璃棒、称量纸、天平、移液管、称量瓶、pHS-3C数字酸度计、温度计(100?)、三角烧瓶(50mL）、搅拌器、冷凝器、恒温水浴槽、烘箱 原料：六环石、去离子蒸馏水、NaCl固体、PAM固体颗粒 2 2.1小分子团水的制备 用分析天平称取六环石0.5g、1g、2.5g三份，用量筒量取去离子蒸馏水50mL三份，将称取的六环石投入到三份去离子蒸馏水中，浸泡72h后，分别得到1%、2%和5%的小分子团水，依次编号为W1、W2、W3。 2.2各种水pH值的测定 用pH仪分别测试去离子蒸馏水和W1、W2、W3的pH值，并记录其pH值。可以发现W1、W2、W3三种小分子团水的pH值略高于去离子蒸馏水。 2.3溶解度的确定方法 ?在50mL的三角烧瓶中放入一定量体积为VmL的去离子蒸馏水，再加入足够量的溶 质NaCl，摇动三角烧瓶使其充分溶解，将溶液加热到一定温度，并加以摇动，然后将容器 放入恒温槽，装上冷凝管放置4h，此时应有过量的溶质存在。静置数分钟后，用移液管准 确吸取V1体积的上部澄清的饱和溶液，置于已知质量为m1的称量瓶中，然后通过加热将溶剂挥发干净并称重为m2，称量瓶增加的质量（m2-m1）即是溶解NaCl的质量，由此可计算出每100g去离子蒸馏水中所能溶解的NaCl的质量，即为NaCl该温度下的溶解度。 S=[（m1-m2）/V1]×100(g/100g水) ?再依次用小分子团水W1、W2、W3代替上面的去离子蒸馏水，重复实验，即能得出 NaCl在各种小分子团水中的溶解度。 ?用PAM代替NaCl重复实验??，就可以得出PAM在去离子蒸馏水和小分子团水中的溶解度。 3 通过以上实验得到的NaCl和PAM在去离子蒸馏水和小分子团水中的溶解度，对比各 溶解度，就可以看出NaCl和PAM在小分子团水中的溶解度明显高于去离子蒸馏水中的溶 解度。同时对比NaCl和PAM在W1、W2、W3中的溶解度也可以得出pH值不同的小分子团水对溶解度的影响。实验比常规实验节约原料试剂90%左右，能源、设备、资金投入节省约75%以上，实验时间节省50%左右。 参考文献 〔1〕周宁怀.微型化学实验〔M〕.浙江:浙江科学技术出版社，1992.4. 〔2〕李青山.微型高分子化学实验〔M〕.北京:化学工业出版社.2003.20-28. 〔3〕卢家利.试论微型化学实验的推广〔J〕.广西民族学院学报（自然科学版）.2002,8 （2）：71-74. 〔4〕李敬.水与人〔M〕.香港:地球村国际传媒出版集团,2006.10. 〔责任校对徐寿军〕