雞蛋殼主要成分探究圖文自然科學(xué)

1/1雞蛋殼主要成分探究-圖文-自然科學(xué)

探究性試驗(yàn)設(shè)計(jì)——雞蛋殼的主要成分探究

前言

隨著人們的生活水平不斷提高，雞蛋的消耗量與日俱增，因此產(chǎn)生了大量的雞蛋殼。雞蛋殼在醫(yī)藥、日用化工及農(nóng)業(yè)等方面都有廣泛的應(yīng)用[1~2]。雞蛋殼中含有大量鈣，主要以碳酸鈣形式存在，其余還有少量鎂、鉀和微量鐵。雞蛋殼在日常生活中來(lái)源廣泛、易得，在試驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)設(shè)“雞蛋殼中主要成分”的探究試驗(yàn)，不僅能激發(fā)同學(xué)的試驗(yàn)愛(ài)好，提高同學(xué)的基本操作水平，熬煉同學(xué)的分析、解決實(shí)際問(wèn)題的力量，還可以通過(guò)探究試驗(yàn)的趣味拓展，將日常生活同樣常見(jiàn)的鴨蛋殼結(jié)合起一起探究，能激發(fā)同學(xué)的愛(ài)好，啟發(fā)同學(xué)用比較的方法來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)。同時(shí)還可以對(duì)同學(xué)進(jìn)行變廢為寶、充分利用資源的教育。試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.通過(guò)試驗(yàn)探究了解雞蛋殼的主要成分。2.把握碳酸根離子及鈣離子的檢驗(yàn)方法。3.了解雞蛋殼在生活中的應(yīng)用。試驗(yàn)原理

雞蛋由蛋殼、蛋白和蛋黃組成。其中雞蛋殼占整個(gè)雞蛋重量的10~12%，它是由殼上膜、殼下膜和蛋殼三個(gè)部分組成。殼上膜又稱膠質(zhì)薄膜或外蛋殼膜，掩蓋在蛋殼表面，由白色透亮?????的膠質(zhì)粘液干燥而成；殼下膜在蛋殼內(nèi)層，由蛋殼膜(靠近蛋殼)和蛋白膜(靠近蛋白)組成。這兩層都是有膠質(zhì)蛋白纖維交織成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，前者較粗糙，空隙大，后者緊密細(xì)致，細(xì)菌不易侵入。蛋殼是一層石灰質(zhì)硬殼，位于殼上膜和殼下膜之間。蛋殼整體的化學(xué)成分見(jiàn)表1所示。

表1[1]

組分名稱碳酸鈣碳酸鎂磷酸鈣磷酸鎂有機(jī)物含量（%）93.01.01.81.2由表1可知雞蛋殼中含有大量鈣，并且以碳酸鈣形式存在，其余還有少量鎂、

鉀。雞蛋殼主要成分是碳酸鈣，能溶于酸，要證明鈣離子的存在，為了排解其它離子干擾，本試驗(yàn)采納金屬離子常用的檢驗(yàn)方法——焰色反應(yīng)，即把待檢驗(yàn)的固體物質(zhì)或用鑷子夾取蘸有待檢驗(yàn)物質(zhì)的濃溶液的棉花團(tuán)在酒精燈焰上灼燒，假如觀看到火焰呈橙紅色，則證明被檢驗(yàn)物中存在鈣離子。

要證明溶液碳酸根離子的存在，試驗(yàn)通過(guò)碳酸根離子與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的二氧化碳?xì)怏w。若將生成的氣體通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，則說(shuō)明溶液有碳酸根離子存在。試驗(yàn)儀器與試劑

（1）儀器：燒杯、酒精燈、試管、具支試管

（2）試劑：鹽酸、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、雞蛋殼試驗(yàn)步驟

（1）雞蛋殼預(yù)處理

將雞蛋殼去內(nèi)膜，洗凈烘干。（2）雞蛋殼的溶解性

用三個(gè)50mL燒杯，分別裝有10mL水、稀鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液，加入已研磨搗碎的雞蛋殼，觀看現(xiàn)象。

（3）驗(yàn)證陰離子

取少量新奇干凈的蛋殼放于具支試管中，加入適量鹽酸后，將導(dǎo)管通入澄清石灰水中，觀看澄清石灰水的變化。連續(xù)加入鹽酸，直到不再產(chǎn)生氣體為止（表明碳酸鹽全部反應(yīng)）。

（4）驗(yàn)證陽(yáng)離子

1.取約5ml步驟(3)反應(yīng)完的溶液于試管中，滴加草酸鈉溶液，觀看試管中溶液的變化。

2.取一塊潔凈雞蛋殼，用鑷子夾住放在酒精燈焰上灼燒，觀看火焰顏色。

試驗(yàn)現(xiàn)象

1.雞蛋殼粉末在水與氫氧化鈉中不溶解，在鹽酸中產(chǎn)生大量氣體，漸漸溶解。結(jié)論1雞蛋殼中的主要成分在水中及氫氧化鈉中不溶解，但能夠跟酸反應(yīng)并產(chǎn)生氣體。

2.加入鹽酸后，可以觀看到雞蛋殼表面快速產(chǎn)生大量氣體，溶液起泡沫，同時(shí)澄清石灰水變渾濁，如下圖所示：

稀鹽酸

澄清石灰水

結(jié)論2雞蛋殼與酸反應(yīng)后產(chǎn)生大量能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體即二氧化碳?xì)怏w，說(shuō)明雞蛋殼的主要成分的陰離子是碳酸根離子。（碳酸氫根離子的金屬鹽一般可溶于水）

3.往試管中滴加幾滴草酸溶液后，試管中立即有白色沉淀產(chǎn)生，如下圖所示：

未加草酸鈉溶液滴加草酸鈉溶液

結(jié)論3滴加草酸溶液后，溶液有大量沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明溶液中的陽(yáng)離子可能是鈣離子或者鎂離子。

4.雞蛋殼在火焰中漸漸變黑，可以看到雞蛋殼燃燒時(shí)火焰呈橙紅色，如下圖所示：

結(jié)論4由金屬的焰色可知橙紅色是金屬鈣的焰色，灼燒雞蛋殼時(shí)火焰呈金屬鈣的焰色說(shuō)明雞蛋殼主要成分含有鈣。

綜合以上探究試驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論，可以初步確定雞蛋殼的主要成分為碳酸鈣。趣味拓展試驗(yàn)

在探究了雞蛋殼的主要成分為碳酸鈣后，通過(guò)閱讀資料，告知同學(xué)各種蛋殼成分都差不多，主要成分均為碳酸鈣。同時(shí)為了進(jìn)一步熬煉同學(xué)的分析、解決實(shí)際問(wèn)題的力量，本次探究試驗(yàn)還支配了趣味拓展試驗(yàn)。在同學(xué)的日常生活中，常見(jiàn)的蛋還有鴨蛋。由于在學(xué)校里鴨蛋并不常見(jiàn)，因此我們選擇用腌制的鴨蛋(皮蛋)來(lái)開(kāi)展趣味試驗(yàn)——比較雞蛋殼與鴨蛋殼中主要成分碳酸鈣含量的多少。

(1)試驗(yàn)裝置圖

氣球

注射器注射器

雞蛋殼鴨蛋(皮蛋)殼

(2)試驗(yàn)步驟

1.在兩支具支試管中分別加入等量的雞蛋殼與皮蛋殼。

2.取兩支注射器裝入10mL稀鹽酸，將注射器的注射口堵在具支試管的支管處，同時(shí)在兩支具支試管管口處分別套上一樣大小的氣球。

3.試驗(yàn)開(kāi)頭時(shí)，同時(shí)將注射器的溶液(稀鹽酸)推動(dòng)試管中，觀看試驗(yàn)現(xiàn)象。(3)試驗(yàn)現(xiàn)象

將注射器中的稀鹽酸溶液注入具支試管后，可以看到氣球快速膨脹，其中盛放鴨蛋(皮蛋)殼的試管產(chǎn)生大量泡沫，氣球膨脹快且大。詳細(xì)現(xiàn)象如下圖所示：

雞蛋殼皮蛋殼雞蛋殼皮蛋殼加入鹽酸前加入鹽酸后

(4)試驗(yàn)結(jié)論

由試驗(yàn)的結(jié)果可知，在相同時(shí)間內(nèi)鴨蛋(皮蛋)殼與鹽酸反應(yīng)的程度要比雞蛋殼猛烈，放出二氧化碳?xì)怏w要多，氣球膨脹快且大，因此可以初步推斷鴨蛋(皮蛋)殼中主要成分碳酸鈣的含量要比雞蛋殼中碳酸鈣的含量高。當(dāng)然該試驗(yàn)較為粗糙，無(wú)法保證明驗(yàn)條件的全都性，如蛋殼的顆粒大小等，只能初步推斷。若要

精確?????得到雞蛋殼和鴨蛋(皮蛋)殼中碳酸鈣成分的含量，則可以通過(guò)分析化學(xué)中的容量滴定法等進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定。試驗(yàn)爭(zhēng)論與總結(jié)

1.探究試驗(yàn)的意義

本次試驗(yàn)采納的是同學(xué)日常生活再熟識(shí)不過(guò)的雞蛋殼來(lái)開(kāi)展探究試驗(yàn)。從日常生活中的物質(zhì)動(dòng)身學(xué)習(xí)化學(xué)，開(kāi)展探究活動(dòng)，能夠大大提升同學(xué)對(duì)試驗(yàn)探究的愛(ài)好。同時(shí)，本試驗(yàn)通過(guò)氣球膨脹的大小來(lái)直觀推斷氣體產(chǎn)生的多少與快慢，通過(guò)二氧化碳通入澄清石灰水的渾濁現(xiàn)象來(lái)驗(yàn)證溶液中的碳酸根離子，以及通過(guò)焰色反應(yīng)來(lái)探究鈣離子的存在，試驗(yàn)現(xiàn)象明顯、好玩，能加深同學(xué)對(duì)所學(xué)學(xué)問(wèn)的印象。

2.探究試驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

在開(kāi)展探究試驗(yàn)之前，通過(guò)查閱文獻(xiàn)，我們發(fā)覺(jué)有人[3]曾經(jīng)報(bào)道過(guò)鑒別鈣離子可以采納如下方法：用坩鍋鉗夾一片雞蛋殼，放在酒精燈焰上灼燒到蛋殼變白。將已變白的“蛋殼”研碎，放入有適量蒸餾水的試管，振蕩后分裝于兩支小試管里靜止備用。往一支小試管中加滴酚酞試液，液體馬上由無(wú)色變?yōu)榧t色，這說(shuō)明灼燒后，雞蛋殼的主要成分發(fā)生了化學(xué)變化。新成分在水溶液里又變成了堿性物質(zhì)，它與清石灰水一樣，溶質(zhì)仍是氫氧化鈣，眾所周知，溶于水的氫氧化鈣能電離成鈣離子和氫氧根離子。由此證明，組成雞蛋殼的主要成分中的確有鈣離子。

對(duì)于上述檢驗(yàn)鈣離子的方法，我們?cè)谠囼?yàn)并未采納。緣由是我們覺(jué)得文獻(xiàn)中方法有不妥的地方。文獻(xiàn)中的試驗(yàn)操作僅僅能證明蛋殼灼燒后所得物質(zhì)的水溶液顯堿性，并不能證明該溶液的溶質(zhì)就是氫氧化鈣，比如說(shuō)，碳酸鋇在酒精燈焰上灼燒后，所得白色固體氧化鋇，溶于水后加入酚酞試液也能觀看到溶液馬上變?yōu)榧t色，但它的溶質(zhì)卻不是氫氧鈣而是氫氧化鋇。因此并不能排解可能是其它物質(zhì)。因此要鑒別蛋殼中的陽(yáng)離子，為排解干擾，應(yīng)當(dāng)采納金屬離子常用的檢驗(yàn)方法——焰色反應(yīng)。（鈣的焰色反應(yīng)為橙紅色）在試驗(yàn)中，我們采納了兩步操作來(lái)驗(yàn)證蛋殼中的鈣離子，不僅通過(guò)鈣離子與草酸根離子的沉淀反應(yīng)，還通過(guò)金屬鈣的焰色反應(yīng)來(lái)驗(yàn)證鈣離子的存在。

由于試驗(yàn)條件的限制，沒(méi)有金屬箔絲，因而無(wú)法采納蘸取溶液灼燒的方法。我們?cè)谠囼?yàn)中轉(zhuǎn)變了操作，改為用鑷子夾取蛋殼直接在酒精燈上灼燒，觀看焰色。雖然試驗(yàn)現(xiàn)象未能很明顯，但采納該方法操作簡(jiǎn)潔，節(jié)省試劑，也是可行的。

3.鈣含量的精確?????測(cè)定

本試驗(yàn)作為九班級(jí)同學(xué)的探究試驗(yàn)，僅探究了雞蛋殼的主要成分，未對(duì)雞蛋殼中主要成分碳酸鈣的含量進(jìn)行測(cè)定。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雞蛋殼中鈣含量的測(cè)定，查閱文獻(xiàn)[4~7]可知目前主要采納以下三種方法：

3.1EDTA滴定法：在PH=6.3-11.3的水溶液中，鉻黑T本身呈藍(lán)色，其與Ca2+、Mg2+形成的絡(luò)合物成紫紅色，可用EDTA滴定至純藍(lán)色為終點(diǎn)。

3.2干灰法：與Ca2+與C2O42-為1:1的關(guān)系，在PH=4時(shí)沉淀完全，用H2SO4溶解沉淀，再用KMnO4滴定C2O42-，可測(cè)得Ca2+含量。

3.3原子汲取法：鈣是火焰原子化的敏感元素，依據(jù)工作曲線法，可測(cè)知溶液中鈣元素的含量。

在以上三種方法中，其中EDTA滴定法不需要高精的儀器，只需要溶解，滴定過(guò)程中所用的儀器，如分析天平、容量瓶、酸式滴定管等較常用。采納干灰法時(shí)，除需要用溶解、滴定過(guò)程中所需的儀器之外，還需要高溫爐，瓷柑禍。采納原子汲取法時(shí)，需用原子汲取分光光度計(jì)，比色管，吸量管。三種方法中，EDTA滴定法不需高精的儀器，適合大、中、小型試驗(yàn)室操作，而其它兩種方法要求比較嚴(yán)格。同時(shí)EDTA滴定法，只須遵照一般操作準(zhǔn)則即可，而干灰法要選擇適當(dāng)?shù)淖茻龡l件，在900℃下恒溫2小時(shí)，原子汲取法要留意燃助比和燃燒高度的選擇，由于鈣在火焰中易形成氧化鈣，若火焰在高溫區(qū)或還原區(qū)可避開(kāi)氧化鈣形成，而燃助比也導(dǎo)致測(cè)量靈敏度的變化。由此可以看出EDTA滴定法試驗(yàn)時(shí)間短，操作簡(jiǎn)潔，比其它方法簡(jiǎn)潔可行，是試驗(yàn)室里最佳的測(cè)定方法。

4.雞蛋殼中其它金屬元素的測(cè)定方法

雞蛋殼中除了含有大量的鈣元素外，還有少量的鎂、鉀和微量的鐵，這些元素在醫(yī)藥，日用化工，及農(nóng)業(yè)等方面都有廣泛的應(yīng)用。隨著人民生活水平的提高和食品工業(yè)的進(jìn)展，雞蛋的消耗量比以前大大增加，大批扔掉的雞蛋殼如不處理，是對(duì)資源的一種鋪張。因此精確?????分析雞蛋殼中的有用元素，對(duì)雞蛋殼的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。一般來(lái)說(shuō)，微量元素分析主要有標(biāo)準(zhǔn)曲線法，標(biāo)準(zhǔn)加入法，內(nèi)標(biāo)法等，為了測(cè)定精確?????測(cè)定雞蛋殼中少量的鎂、鉀和微量的鐵，可以采納原子汲取法。已經(jīng)有文獻(xiàn)[8]報(bào)道，利用原子汲取法對(duì)雞蛋殼中的鈣、鐵、鎂、鉀的含量都進(jìn)行了測(cè)定，并確定了該法測(cè)定的儀器測(cè)定條件，溶液測(cè)定消干擾的最佳條件，以及用標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)樣品進(jìn)行了實(shí)際分析，獲得滿足結(jié)果。

5.雞蛋殼的綜合利用[9~13]

隨著人民生活水平的提高和食品工業(yè)的進(jìn)展，雞蛋的消耗量大幅增加，同時(shí)有大批雞蛋被扔棄，既是一種鋪張，也污染環(huán)境。其實(shí)已經(jīng)有不少文獻(xiàn)[1]報(bào)道過(guò)雞蛋殼在醫(yī)藥、日用化工及農(nóng)業(yè)等方面都有廣泛的應(yīng)用。

5.1蛋殼、殼內(nèi)殘留蛋清的處理方法及綜合利用

蛋糕廠扔棄的鮮蛋殼數(shù)量大，又集中，很易收集，且殘留蛋清多，應(yīng)加以利用。有人曾用蛋糕廠、糕點(diǎn)廠扔棄的鮮蛋殼作過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)覺(jué)蛋殼中殘留的蛋清占蛋殼重量的27.6~30.8。蛋殼經(jīng)用蒸餾水多次洗滌，可得干凈蛋殼和濃度高達(dá)50%的蛋清液，將其分別進(jìn)行處理，可制得很多有用物質(zhì)。

5.2雞蛋殼在醫(yī)藥方面的應(yīng)用

蛋殼中含有豐富的鈣元素，而鈣是人體內(nèi)的一種常量元素，一般人體內(nèi)鈣的總重量約為0.7~1.4kg，它對(duì)人的各種生理活動(dòng)具有重要作用，但生活中有大部分人因缺鈣致使人體的反抗力減弱。雞殼中含鈣量大，平安經(jīng)濟(jì)，無(wú)毒副作用，可以制成各種補(bǔ)鈣品，如檸檬酸鈣等，其具有平安性、牢靠性，作為新一代鈣源，正逐步走進(jìn)人們的生活。

在醫(yī)藥上，可以將蛋殼洗凈烘干、趁濕粉碎、振蕩分別，取出蛋殼內(nèi)膜、曬晾、干透。由于蛋殼內(nèi)膜含角質(zhì)蛋白及少量粘蛋白纖維，有潤(rùn)肺、止咳、止喘、開(kāi)音、消目翁之功能，可作為治療慢性氣管炎、咽痛、失音、凜病結(jié)核、潰瘍不斂的藥品。

另外蛋殼粉也可以直接入藥。將洗凈的蛋殼在鐵鍋里溫火烘黃、粉碎過(guò)篩、裝入膠囊即為成藥。有止痛、解毒的功效，對(duì)治療感冒、胃病及十二指腸潰湯、瘡癤等均有很好的療效。

5.3雞蛋殼在日用化工上的應(yīng)用

雞蛋殼可以用來(lái)制作蛋卵膜護(hù)皮霜。制作的方法：將洗凈的蛋殼曬干粉碎、用5-10%的醋酸浸泡加熱，蛋卵膜即浮于溶液上面，然后取膜烘干、粉碎、過(guò)篩后加入凡士林或雪花膏內(nèi)制成護(hù)膚霜?？梢韵似つw斑點(diǎn)、保持皮膚光澤、削減皺紋，而且還有治療水火燙傷的作用。

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