用透析管探究渗透作用

目的

本实验通过搭建简易渗透计，观察玻璃管内液面随时间的变化，展示渗透作用经透析管（一种人造的部分透过膜）发生。

变量

• 操纵变量，膜两侧的浓度差，即透析管内使用浓蔗糖溶液、烧杯中透析管外使用蒸馏水所造成的差异。
• 应变量，玻璃管或毛细管中液面的变化，以厘米为单位随时间测量。
• 控制变量，周围环境的温度、实验持续的时间、透析管的大小（长度与直径），以及所使用溶液的体积。

材料与仪器

• 透析管
• 玻璃管或毛细管
• 浓蔗糖溶液
• 蒸馏水
• 烧杯
• 铁架台与夹子
• 棉线或橡皮筋
• 直尺
• 记号笔
• 秒表

步骤

1. 将一段透析管浸泡在水中，直至它变软且容易打开。
2. 用棉线把透析管的一端牢牢扎紧封口。
3. 用漏斗或小心倒入的方式，将浓蔗糖溶液注入透析管内。
4. 把玻璃管插入透析管的开口端，并用棉线把开口牢牢扎紧在玻璃管上，使接口密封不漏气。
5. 用记号笔标出玻璃管中蔗糖溶液的初始液面位置。
6. 用夹子把透析管垂直固定在铁架台上，并将其浸入盛有蒸馏水的烧杯中，使烧杯中的水面高于扎紧的一端。
7. 每隔10分钟标记或测量一次玻璃管中的液面，共持续30至40分钟。
8. 记录每个时间点玻璃管中的液面位置。

预期结果

随着实验进行，水不断经渗透作用进入透析管内，玻璃管中的液面预期会持续稳定上升。

结论

水经部分透过膜，由膜外较稀的蒸馏水以渗透作用移入膜内较浓的蔗糖溶液中。这种水的净移动使玻璃管中的液面上升，证实了渗透作用确实经透析管发生这一实验目的。

第三卷风格练习题

以下原创题目仿照第三卷的风格，运用本装置所考查的科学过程技能。

题目一（假设）。一名学生用三支渗透计，透析管内分别装入10%、30%和50%的蔗糖溶液，每支都浸在蒸馏水中。

写出一个假设。参考答案。

透析管内蔗糖溶液的浓度越高，在固定时间内玻璃管中液面上升越多，因为更陡的水势梯度使水经渗透作用更快地进入管内。

题目二（变量）。陈述操纵变量、应变量和一个控制变量，并说明该控制变量如何保持不变。

参考答案。操纵变量：透析管内蔗糖溶液的浓度。

应变量：玻璃管中液面的上升量。控制变量：周围水的温度，通过在相同的室温实验室条件下进行所有装置来保持不变。

题目三（列表与作图）。每隔10分钟测量一次玻璃管中的液面，共测40分钟。

说明如何呈现数据以及图形的预期形状。参考答案。

以液面（cm）为纵轴、时间（分钟）为横轴作图，画出平滑的最佳拟合曲线。曲线起初陡升，随后趋于平缓，表明渗透速率随时间减慢。

题目四（推论）。40分钟后液面停止上升。

解释这一现象。参考答案。

随着水进入，管内蔗糖溶液变得更稀，因此膜两侧的水势差减小；净渗透的速率下降直至接近零，液面便停止上升。

安全事项

• 把玻璃管插入透析管时应轻缓，并握在靠近末端处，因为强行插入会使玻璃管折断而割伤手。
• 立即擦去溅出的水或蔗糖溶液，以免桌面和地面变滑。
• 安全地报告并清理任何碎玻璃，不要用裸露的手捡拾碎片。
• 操作仪器后洗手，收纳前把玻璃器皿清洗干净。

常见错误

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题