⑴ 膜分離實驗設備的種類
膜是具有選擇性復分離功能的材制料.利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離.它與傳統過濾的不同在於,膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑.膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要還只有微濾級別的膜,主要是陶瓷膜和金屬膜.有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚醚碸、聚氟聚合物等等.
⑵ 膜分離實驗設備原理
膜分離的原理是什麼
?
何為納濾膜?
答:納濾膜的透過物大小在內
1
-
10nm
,科學家們推測納容濾膜表面分離層可能擁有納米級
(
10nm
以下)的孔結構,故習慣上稱之為
"
納濾膜
"
又叫
"
納米膜
"
、
"
納米管
"
。
納濾膜凈化原理?
答:(
1
)溶解
--
擴散原理:滲透物溶解在膜中,並沿著它的推動力梯度擴散傳遞,在膜的
表面形成物相之間的化學平衡,傳遞的形式是:能量
=
濃度
o
淌度
o
推動力,使得一種物質
通過膜的時候必須克服滲透壓力。
(
2
)電效應:納濾膜與電解質離子間形成靜電作用,電解質鹽離子的電荷強度不同,造成
膜對離子的截留率有差異,在含有不同價態離子的多元體系中,由於道南(
DONNAN
)效
應,使得膜對不同離子的選擇性不一樣,不同的離子通過膜的比例也不相同。
道南平衡:
當把荷電膜置於鹽溶液中會發生動力學平衡。
膜相中的反離子濃度比主體溶液中
的離子濃度高而同性離子的濃度低,
從而在主體溶液中產生道南能位勢,
該能位勢阻止了反
離子從膜相向主體溶液的擴散和同性離子從主體溶液向膜的擴散。
當壓力梯度驅動水通過膜
進同樣會產生一個能位勢,
道南能位勢排斥同性離子進入膜,
同時保持電中性,
反離子也被
排斥。
⑶ 實驗室膜分離設備的一些相關材料和介紹,誰有啊
結構設計緊湊,體積小,安裝使用方便;操作簡單,設備運行穩定;循環體積小,分離效果好內;清洗方便,容膜芯、膜片可長期循環使用。膜分離實驗設備專為高校、科研機構及企業研發中心設計,可幫助客戶通過實驗得到關鍵工藝參數以及相應清洗方案,為科研及工業應用提供參考,同時也可作為小型生產設備從事小批量生產。本設備主要用於確定料液分離純化的參數並確定其所能達到的效果及所得產品性能的優劣等,為工業化系統提供設計依據。系統可適用於多種規格型號的卷式膜。本系統可以提供相當廣的流量、壓力范圍。最高壓力40bar,具有自動蓄能緩沖及卸壓的安全功能。可根據實驗需要換裝反滲透,納濾,超濾,微濾等各類卷式膜元件,用於料液的濃縮,脫鹽,分離,提純,澄清,除菌等工藝實驗,可廣泛應用於制葯,食品飲料,化工,植物提取,環保水處理等領域。
⑷ 如何用紅細胞探究細胞膜的選擇透過性
細胞膜選擇透過性的一組實驗
細胞膜的選擇通過性是「細胞結構與功能」一節的難點內容之一,也是第2章「滲透作用原理」,「根對礦質離子選擇吸收」的基礎。在教學過程中如能把學生帶進實驗室,使用直觀手段教學,不但有助於突破教學難點,提高教學質量,而且還能引起學生對科學實驗的濃厚興趣。
一、演示擴散、滲透作用裝置
1.演示擴散裝置:將1粒高錳酸鉀輕輕放入1杯清水中,讓學生觀察高錳酸鉀的溶解過程,了解擴散作用的原理。
2.演示滲透裝置:如圖1所示,讓學生思考,推測實驗結果,為理解細胞膜的選擇透過性打下基礎。
圖1
二、演示紅細胞的滲透反應裝置
取3支試管,第1支試管加入2mL 0.9%的生理鹽水、第2支試管加入2mL蒸餾水,第3支試管加入2mL10%的氯化鈉溶液,然後各滴加2滴哺乳動物紅細胞懸浮液,震盪混勻,放在試管架上。引導學生思考:一段時間後,3支試管中將分別出現何種結果,其原因是什麼?在學生思維活動展開並形成一致性結論後即板畫出紅細胞的3種不同形態(圖2),說明紅細胞對水是自由滲透的,水能夠借濃度梯度被動地透過細胞膜,從而引起紅細胞吸水膨脹破裂(溶血)或失水皺縮。
圖2
那麼正常細胞在和環境進行物質交換時,能否也遵循高濃度低濃度的擴散原理,被動地吸收各種不同分子量的物質呢?
給學生分發實驗材料、用具及實驗報告,要求學生在觀察演示實驗2的基礎上,設計實驗方案來驗證自己的設想。最後教師用啟發誘導的方式歸納出一個正確的設想,提出合理的實驗方案來加以驗證。
三、學生實驗——細胞膜被動吸收的驗證
1.實驗原理 紅細胞對水是自由滲透的,但對大多數物質具有選擇透過性,在等滲條件下,稀釋的紅細胞懸浮液呈渾濁狀且透光性差。但當紅細胞溶血後,其懸浮液就變得透明且光線容易透過。本實驗用稀釋的紅細胞懸浮液在不同溶質中是否出現溶血現象,來驗證細胞膜的選擇透過性。
2.材料、用具 量筒、試管和試管架、秒錶、紅細胞懸浮液、蒸餾水、乙二醇、甘油、10%葡萄糖、1%澱粉液。
3.方法步驟 取5支試管編號,並在試管底部背面襯1張印有印刷字體的小紙片,按下表加入下列各種物質,振動混勻後,置於試管架上。當通過試管看到其背面清晰的印刷字體時,此時間即是該溶劑或溶質分子透過紅細胞膜所需的時間,用秒錶記錄,結果記錄在下表中。
細胞膜對不同物質的透性
試管
編號
試劑(mL) 細胞懸浮液(滴) 結果及原因
1 蒸餾水2mL 2
2 乙二醇2mL 2
3 甘油2mL 2
4 10%葡萄糖2mL 2
5 1%澱粉液2mL 2
註:①取新鮮哺乳動物血液適量,按4:1加入5%的檸檬酸鈉溶液,震盪混勻,靜置數小時,待血液分層後,倒去血漿及部分血細胞,再按1:5的比例加入0.9%的生理鹽水靜置,分層後,倒去上清液即成。
②1g澱粉加0.9%的生理鹽水至100mL,煮開後冷卻。
4.實驗結論 實驗表明小分子物質(如、、甘油、乙二醇、葡萄糖)能夠藉助簡單的擴散作用,透過細胞膜,而大分子物質(如澱粉、蛋白質)則不能通過。然後教師依據實驗結論講述自由擴散和協助擴散原理。
四、細胞膜生動吸收是生活細胞的特徵
細胞膜具有一種非常重要的特性,就是能選擇性地透過一些物質,一些離子、小分子可以以自由擴散、協助擴散的方式順利通過,另一些「禁止通行」。如果細胞死亡,則細胞膜將失去選擇透性,也就失去了主動吸收的功能。
1.教師演示實驗 取2支試管,分別放入1朵蒲公英(或其他有色花瓣)並注入適量清水,將其中1支試管放在酒精燈上加熱至沸,引導學生觀察並分析實驗結果。
2.學生實驗——小麥種子發芽率的快速測定:提供浸泡5h的小麥種子,10%的紅墨水(染色劑)、刀片、培養皿、載玻片。由學生自己設計實驗步驟,分析實驗結果。教師巡視,個別指導。實驗結束後,教師對比前一個煮花瓣的實驗,進一步講清主動吸收的原理。
⑸ 為探究膜的透性,設計了如圖所示的實驗裝置
(1)根據題意,三種溶液的濃度高低順序為溶液丙>溶液甲>溶液乙,那麼溶液水勢高低順序為溶液乙>溶液甲>溶液丙.對於E、F、G三個小袋來說,半透膜外側溶液濃度都大於半透膜內側溶液濃度,三個小袋都會通過滲透作用向外散失水分,因此,e、f、g三支小玻璃管內的液面都會下降.再比較F、G兩個小袋,雖然二者內含溶液都是乙溶液,濃度大小相同,袋外溶液都是丙溶液,濃度也相同.但是,由於G小袋體積大於F小袋,所以在相同時間內G小袋向外散失水分更多一些,g玻管中液面下降更快,下降幅度比f玻管更大.因此,幾分鍾後,3支小玻璃管中的現象是液面都下降,下降程度g管>f管>e管.
(2)對比分析e、f小玻璃管中的現象,可知實驗的自變數是溶液濃度,分別為質量濃度為0.2g/mL、0.1g/mL的蔗糖溶液.
(3)該實驗說明了水分能通過半透膜從濃度低的一側向濃度高的一側擴散,濃度差越大擴散速度越快.
(4)若將兩組這樣的裝置,一組放於37℃的恆溫箱中,一組放於0℃的恆溫箱中,幾分鍾後觀察,由於溫度影響物質跨膜運輸的速率,所以兩裝置中e玻璃管中的液面都下降,但放於37℃恆溫箱中的較放於0℃恆溫箱中的下降程度大.
故答案為:
(1)液面都下降,下降程度g管>f管>e管
(2)溶液濃度
(3)水分能通過半透膜從濃度低的一側向濃度高的一側擴散,濃度差越大擴散速度越快
(4)兩裝置中e玻璃管的液面都下降,放於37℃恆溫箱中的較放於0℃恆溫箱中的下降程度大 溫度影響物質跨膜運輸的速率
⑹ 如圖為研究滲透作用的實驗裝置,實驗所用半透膜為玻璃紙,請回答下列問題:(1)漏斗內溶液(S1)和漏斗
(1)一般兩側溶液的濃度並不相等,因為液面高的一側形成的靜水壓,會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散,故兩者濃度關系仍是S1>S2.
(2)圖中半透膜模擬成熟植物細胞的原生質層,從功能上,半透膜只是利用孔徑大小控制物質進出;原生質層是選擇透過性膜,靠能量和載體控制物質出入,具有生物活性,可以完成逆濃度梯度的主動運輸,原生質層由細胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質構成.
(3)①蔗糖分子不能通過半透膜,而KNO3能夠通過半透膜,滲透平衡時裝置X能出現液面差,裝置Y不能出現液面差.故滲透平衡時,X漏斗內的液面高於燒杯里的液面,Y漏斗內的液面等於燒杯里的液面.
②觀察洋蔥鱗片葉表皮細胞發生質壁分離和復原現象,選潔凈的載玻片分別編號,在載玻片中央分別滴加蒸餾水,製作臨時裝片後觀察洋蔥表皮細胞的初始狀態.用低倍顯微鏡觀察到整個細胞呈現紫色,原因是紫色物質存在於占據了細胞大部分空間的液泡中.
③蔗糖分子不能透過原生質層,蔗糖溶液中的細胞質壁分離後不會自動復原,KNO3能被細胞吸收,導致細胞液和外界溶液的濃度差被消除,從而發生質壁分離自動復原的現象.
(4)上述實驗中最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是KNO3溶液中的植物細胞質壁分離後會自動復原.
故答案為:
(1)S1>S2
(2)原生質層細胞膜和液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質
(3)①高於等於
②蒸餾水中央液泡
③發生質壁分離質壁分離後會自動復原
(4)KNO3溶液中的植物細胞質壁分離後會自動復原
⑺ 半透膜對澱粉和葡萄糖的通透性不同,圖2是設計的能證明圖1物質擴散成立的實驗裝置.
葡萄糖分子大於水分來子。雖然兩自種物質都可以通過半透膜,但水通過的速度快,葡萄糖通過的速度慢。開始時,因滲透壓原因,水快速通過,使水面升高,待水面升高至一定程度時,高度差產生的液體壓強使水面不再升高。在水分子通過半透膜時,葡萄糖分子也在反向通過半透膜,只是速度較慢。當b中水面達到最高位時,隨著葡萄糖分子向外轉移,膜兩側滲透壓差越來越小,液體壓強會使葡萄糖和水分子向外轉移,直到液面齊平。此時膜兩側滲透壓差為零。
⑻ 如圖為一實驗裝置,甲、乙兩個小室由一小孔相連通,小孔上覆蓋著一個雙層磷脂分子薄膜.在兩室中分別插人
根據題意和圖示分析可知:K+或Na+通過雙層磷脂分子薄膜的方式是主動運輸,需要載體,消耗能量.
(1)圖一中,由於甲室內盛有K+溶液,而乙室內盛有的是水.又K+不能直接通過雙層磷脂分子薄膜,所以乙室內的水分子在單位時間內通過膜擴散到甲室內的量比甲室內的水分子在單位時間內通過膜擴散到乙室內多,從而導致甲的液面升高.
(2)圖二實驗中,由於加入了纈氨黴素後,甲室中的K+就能通過雙層磷脂分子薄膜進入乙室,說明加入的纈氨黴素起到了載體的作用,完成了主動運輸過程.
(3)圖三實驗中,Na+不能進入乙室,而在圖二中K+能進入乙室,說明載體具有專一性.
(4)水分子能自由通過雙層磷脂分子薄膜,而K+或Na+則不能自由通過,說明了雙層磷脂分子薄膜具有選擇透過性.
答案:
(1)甲單位時間內乙中的水分子通過膜擴散到甲比甲擴散到乙多
(2)載體
(3)載體具有專一性
(4)選擇透過性
⑼ 如圖為研究滲透作用的實驗裝置,請回答下列問題:(1)漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃
(1)分析題圖的滲透裝置可知,一段時間後,漏斗內的液面上升,說明水分從燒杯進入漏斗,因此漏斗內溶液(S1)的濃度大於漏斗外溶液(S2)的濃度.
(2)成熟的植物細胞的原生質層相當於滲透裝置中的半透膜;二者的不同在於原生質層的選擇透過性具有生物活性,半透膜無生物活性.
(3)①由於蔗糖分大,不能穿過半透膜,因此裝置X出現液面差;K+和NO3-小,可以穿過半透膜,因此Y裝置不會出現液面差.
②由於0.3g/mL的蔗糖溶液和等滲的KNO3溶液都大於細胞液的濃度,細胞通過滲透作用失水,因此都會發生質壁分離現象.
(4)由於原生質層能主動吸收K+和NO3-,使細胞液濃度增加,當細胞液濃度大於外界溶液濃度時,細胞會通過滲透作用吸水,因此發生質壁分離復原的現象;最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是KNO3溶液中的細胞質壁分離後會自動復原.
(5)洋蔥在高中生物實驗中可以作為多個實驗的實驗材料,如洋蔥根尖--觀察植物細胞的有絲分裂,洋蔥根尖--低溫誘導染色體數目的變化;洋蔥鱗片葉內表皮--觀察DNA和RNA在細胞中的分布;洋蔥綠色(管狀)葉--葉綠體中色素的提取和分離(或觀察葉綠體);白色洋蔥--檢測生物組織中的還原糖(或DNA的粗提取與鑒定);紫色洋蔥鱗片葉外表皮--觀察質壁分離和復原等.
故答案應為:
(1)S1>S2
(2)原生質層原生質層能主動轉運有關物質而半透膜不能(或原生質具有選擇透過性)
(3)①X②(發生)質壁分離
(4)KNO3溶液中的細胞質壁分離後會自動復原
(5)洋蔥根尖--低溫誘導染色體數目的變化 洋蔥鱗片葉內表皮--觀察DNA和RNA在細胞中的分布