准确得到鸡蛋壳和鸭蛋(皮蛋)壳中碳酸钙成分的含量,则可以通过分析化学中的容量滴定法等进行实验测定。 实验讨论与总结
1.探究实验的意义
本次实验采用的是学生日常生活再熟悉不过的鸡蛋壳来开展探究实验。从日常生活中的物质出发学习化学,开展探究活动,能够大大提升学生对实验探究的兴趣。同时,本实验通过气球膨胀的大小来直观判断气体产生的多少与快慢,通过二氧化碳通入澄清石灰水的浑浊现象来验证溶液中的碳酸根离子,以及通过焰色反应来探究钙离子的存在,实验现象明显、有趣,能加深学生对所学知识的印象。
2.探究实验的改进与创新
在开展探究实验之前,通过查阅文献,我们发现有人[3]曾经报道过鉴别钙离子可以采用如下方法:用坩锅钳夹一片鸡蛋壳,放在酒精灯焰上灼烧到蛋壳变白。将已变白的“蛋壳”研碎,放入有适量蒸馏水的试管,振荡后分装于两支小试管里静止备用。往一支小试管中加滴酚酞试液,液体立即由无色变为红色,这说明灼烧后,鸡蛋壳的主要成分发生了化学变化。新成分在水溶液里又变成了碱性物质,它与清石灰水一样,溶质仍是氢氧化钙,众所周知,溶于水的氢氧化钙能电离成钙离子和氢氧根离子。由此证明,组成鸡蛋壳的主要成分中确实有钙离子。
对于上述检验钙离子的方法,我们在实验并未采用。原因是我们觉得文献中方法有不妥的地方。文献中的实验操作仅仅能证明蛋壳灼烧后所得物质的水溶液显碱性,并不能证明该溶液的溶质就是氢氧化钙,比如说,碳酸钡在酒精灯焰上灼烧后,所得白色固体氧化钡,溶于水后加入酚酞试液也能观察到溶液立即变为红色,但它的溶质却不是氢氧钙而是氢氧化钡。因此并不能排除可能是其它物质。因此要鉴别蛋壳中的阳离子,为排除干扰,应该采用金属离子常用的检验方法——焰色反应。(钙的焰色反应为橙红色)在实验中,我们采用了两步操作来验证蛋壳中的钙离子,不仅通过钙离子与草酸根离子的沉淀反应,还通过金属钙的焰色反应来验证钙离子的存在。
由于实验条件的限制,没有金属箔丝,因而无法采用蘸取溶液灼烧的方法。我们在实验中改变了操作,改为用镊子夹取蛋壳直接在酒精灯上灼烧,观察焰色。虽然实验现象未能很明显,但采用该方法操作简单,节约试剂,也是可行的。
3.钙含量的准确测定
本实验作为九年级学生的探究实验,仅探究了鸡蛋壳的主要成分,未对鸡蛋壳中主要成分碳酸钙的含量进行测定。为了实现对鸡蛋壳中钙含量的测定,查阅文献[4~7]可知目前主要采用以下三种方法:
3.1EDTA滴定法:在PH=6.3-11.3的水溶液中,铬黑T本身呈蓝色,其与Ca2+、Mg2+形成的络合物成紫红色,可用EDTA滴定至纯蓝色为终点。
3.2干灰法:与Ca2+与C2O42-为1:1的关系,在PH=4时沉淀完全,用H2SO4溶解沉淀,再用KMnO4滴定C2O42-,可测得Ca2+含量。
3.3原子吸收法:钙是火焰原子化的敏感元素,根据工作曲线法,可测知溶液中钙元素的含量。
在以上三种方法中,其中EDTA滴定法不需要高精的仪器,只需要溶解,滴定过程中所用的仪器,如分析天平、容量瓶、酸式滴定管等较常用。采用干灰法时,除需要用溶解、滴定过程中所需的仪器之外,还需要高温炉,瓷柑祸。采用原子吸收法时,需用原子吸收分光光度计,比色管,吸量管。三种方法中,EDTA滴定法不需高精的仪器,适合大、中、小型实验室操作,而其它两种方法要求比较严格。同时EDTA滴定法,只须遵照一般操作准则即可,而干灰法要选择适当的灼烧条件,在900℃下恒温2小时,原子吸收法要注意燃助比和燃烧高度的选择,因为钙在火焰中易形成氧化钙,若火焰在高温区或还原区可避免氧化钙形成,而燃助比也导致测量灵敏度的变化。由此可以看出EDTA滴定法实验时间短,操作简单,比其它方法简单可行,是实验室里最佳的测定方法。
4.鸡蛋壳中其它金属元素的测定方法
鸡蛋壳中除了含有大量的钙元素外,还有少量的镁、钾和微量的铁,这些元素在医药,日用化工,及农业等方面都有广泛的应用。随着人民生活水平的提高和食品工业的发展,鸡蛋的消耗量比以前大大增加,大批扔掉的鸡蛋壳如不处理,是对资源的一种浪费。因此准确分析鸡蛋壳中的有用元素,对鸡蛋壳的开发与应用具有重要的实际意义。一般来说,微量元素分析主要有标准曲线法,标准加入法,内标法等,为了测定准确测定鸡蛋壳中少量的镁、钾和微量的铁,可以采用原子吸收法。已经有文献[8]报道,利用原子吸收法对鸡蛋壳中的钙、铁、镁、钾的含量都进行了测定,并确定了该法测定的仪器测定条件,溶液测定消干扰的最佳条件,以及用标准曲线法对样品进行了实际分析,获得满意结果。
5.鸡蛋壳的综合利用[9~13]
随着人民生活水平的提高和食品工业的发展,鸡蛋的消耗量大幅增加,同时有大批鸡蛋被扔弃,既是一种浪费,也污染环境。其实已经有不少文献[1]报道过鸡蛋壳在医药、日用化工及农业等方面都有广泛的应用。
5.1蛋壳、壳内残留蛋清的处理方法及综合利用
蛋糕厂扔弃的鲜蛋壳数量大,又集中,很易收集,且残留蛋清多,应加以利用。有人曾用蛋糕厂 、糕点厂扔弃的鲜蛋壳作过多次试验,发现蛋壳中残留的蛋清占蛋壳重量的27.6 ~30.8。蛋壳经用蒸馏水多次洗涤,可得洁净蛋壳和浓度高达50%的蛋清液,将其分别进行处理,可制得许多有用物质。
5.2鸡蛋壳在医药方面的应用
蛋壳中含有丰富的钙元素,而钙是人体内的一种常量元素,一般人体内钙的总重量约为0.7~1.4kg,它对人的各种生理活动具有重要作用,但生活中有大部分人因缺钙致使人体的抵抗力减弱。鸡壳中含钙量大,安全经济,无毒副作用,可以制成各种补钙品,如柠檬酸钙等,其具有安全性、可靠性,作为新一代钙源,正逐步走进人们的生活。
在医药上,可以将蛋壳洗净烘干、趁湿粉碎、振荡分离,取出蛋壳内膜、晒晾、干透。由于蛋壳内膜含角质蛋白及少量粘蛋白纤维,有润肺、止咳、止喘、开音、消目翁之功能,可作为治疗慢性气管炎、咽痛、失音、凛病结核、溃疡不敛的药品。
另外蛋壳粉也可以直接入药。将洗净的蛋壳在铁锅里温火烘黄、粉碎过筛、装入胶囊即为成药。有止痛、解毒的功效,对治疗感冒、胃病及十二指肠溃汤、疮疖等均有很好的疗效。
5.3鸡蛋壳在日用化工上的应用
鸡蛋壳可以用来制作蛋卵膜护皮霜。制作的方法:将洗净的蛋壳晒干粉碎、用5-10%的醋酸浸泡加热,蛋卵膜即浮于溶液上面,然后取膜烘干、粉碎、过筛后加入凡士林或雪花膏内制成护肤霜。可以消除皮肤斑点、保持皮肤光泽、减少皱纹,而且还有治疗水火烫伤的作用。
5.4鸡蛋壳在农业上的应用
鸡蛋壳可以制成蛋壳粉饲料。蛋壳内含有家禽生长发育所需要的钙、铁、磷等营养物质,是家禽优良的钙质饲料添加剂。同时鸡蛋壳也可以用来制成蛋粉肥,
将蛋壳粉与动物废血混合拌均匀,阴干粉碎即成花卉和蔬菜育苗的优良肥料。用于盆栽花木、果树盆景,可使其生长旺盛。
综合以上四点,鸡蛋壳中含有非常有工业价值的成分,有待充分开发利用鸡蛋壳及壳中残留的蛋清,经物理及化学方法处理后,各种有用成分将在医药、食品、日用化工、农业等行业中有着广泛的应用前景。蛋壳变废为宝,可使环境保护工作跳出单纯治理的圈子,跃上综合治理的台阶。 参考文献
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