滲透裝置實驗過程

1. 某同學設計了圖示的滲透作用實驗裝置，實驗開始時長頸漏斗內外液面平齊，記作零界面．實驗開始後，長頸漏

A、水從水濃度高的地方向水濃度低的地方運輸，水分子從漏斗中流版出，當進入漏權斗中的水和流出的水一樣多時，達到動態平衡時，液面幾乎不動，A正確；
B、漏斗中的水分子從漏斗中流出道燒杯中，液面應該下降，B錯誤；
C、燒杯中的物質濃度較高，漏斗中的水分子從漏斗中流出到燒杯中，直到進入漏斗中的水和流出的水會一樣多，液面達到動態平衡，C錯誤，
D、液面應該下降，直到進入漏斗中的水和流出的水會一樣多，液面達到動態平衡，D錯誤．
故選：A．

2. 實驗二 達西滲透實驗

1.實驗目的

1)通過穩定流條件下的滲透實驗，進一步加深理解線性滲透定律———達西定律。

2)加深理解滲透流速(v)、水力坡度(I)、滲透系數(K)之間的關系，並熟悉實驗室測定滲透系數(K)的方法。

2.實驗內容

1)了解達西滲透實驗裝置(圖B-2、圖B-3)。

2)驗證達西滲透定律。

3)測定不同試樣的滲透系數。

3.實驗原理

在岩石空隙中，由於水頭差的作用，水將沿著岩石的空隙運動。由於空隙的大小不同，水在其中運動的規律也不相同。實踐證明，在自然界絕大多數情況下，地下水在岩石空隙中的運動服從線性滲透定律:

圖B-2 達西儀裝置圖(底部進水)

水文地質學概論

式中:Q為滲透流量，m³/d或cm³/s;K為滲透系數，m/d或cm/s;ω為過水斷面面積，m²或cm²;Δh為上、下游過水斷面的水頭差，m或cm;L為滲透途徑的長度，m或cm;I為水力坡度(或稱水力梯度)， ;v為滲透流速，m/d或cm/s。

利用該實驗可驗證達西線性滲透定律:Q=KωI或v=KI。其主要內容為:流量(Q)(或v)與水力坡度(I)的一次方成正比。在實驗時多次調整水力坡度(改變水頭)，看其流量(Q)(或v)的變化是否與水力坡度一次方成正比關系。

實驗時，可直接測定流量(Q)、過水斷面面積(ω)和水力坡度(I)，從而可求出滲透系數(K)值

室內測定滲透系數，主要採用達西儀。其實驗方法有兩種:①達西儀由底部供水，出水口在上部(圖B-2)。實驗過程中，低水頭固定，調節高水頭;②達西儀是由頂部供水，水流經砂柱，由下端流出(圖B-3)。實驗過程中，高水頭固定，調節低水頭，即調節排水口的高低位置。由底部供水的優點是容易排出試樣中的氣泡，缺點是試樣易被沖動。由頂部供水的優缺點與前一種正好相反。本實訓以頂部供水的達西儀為例進行介紹。

4.實驗儀器及用品

1)達西儀(圖B-3)。

2)量筒(500mL)1個。

3)秒錶。

圖B-3 達西儀裝置圖(頂部進水)(編號說明見圖B-2)

4)搗棒。

5)試樣:①礫石(粒徑5～10mm);②砂(粒徑0.6～0.9mm);③砂礫混合(①與②混合)樣。

5.實驗步驟

(1)實驗前的准備工作

1)測量:分別測量金屬圓筒的內徑(d)，根據 計算出過水斷面面積(ω)和各測壓管的間距或滲透途徑(L)，將所得ω、L數據填入表B-2中。

2)裝樣:先在金屬圓筒底部金屬網上裝2～3cm厚的小砂石(防止細粒試樣被水沖走)，再將欲實驗的試樣分層裝入金屬圓筒中，每層3～6cm厚，搗實，使其盡量接近天然狀態的結構，然後自上而下進行注水(排水管2和水源5連接)，使砂逐漸飽和，但水不能超出試樣層面，待飽和後，停止注水。如此繼續分層裝入試樣並飽和，直至試樣高出上測壓管孔3～4cm為止，在試樣上再裝厚3～4cm小礫石作緩沖層，防止沖動試樣。

3)調試儀器:在每次試驗前，先給試樣注水，使試樣全部飽水(此時溢水管7有水流出)待滲流穩定後，停止注水。然後檢查3個測壓管中水面與金屬圓筒溢水面是否保持水平，如水平，說明管內無氣泡，可做實驗。如不水平，說明管內有氣泡，需排出。排氣泡的方法是用吸耳球對准水頭偏高的測壓管緩慢吸水，使管內氣泡和水流一起排出。用該方法使3個測壓管中水面水平，此時儀器方可進行實驗。

以上工作也可由實驗室教師在實驗課前完成。

(2)正式進行實驗

1)測定水頭:把水源5與排水管2分開，將排水管2放在一定高度上，打開水源5使金屬圓管內產生水頭差，水在試驗中從上往下滲透，並經排水口流出，此時溢水管7要有水溢出(保持常水頭)。當3個測壓管水頭穩定後，測得各測壓管的水頭，並計算出相鄰兩測壓管水頭差，填入表B-2中。

2)測定流量:在進行上述步驟的同時，利用秒錶和量筒測量時間(t)內排水管流出的水體積，及時計算流量(Q)。連續兩次，使流量的相對誤差小於5%(相對誤差(δ)= ，Q₁、Q₂分別為兩次實驗流量值，取平均值填入表B-2中。

表B-2 達西滲流實驗報告表

3)按由高到低或由低到高的順序，依次調節排水管口的高度位置，改變Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個測壓管的水頭管讀數。重復步驟1和2，做2～4次，即完成3～5次實驗，取得3～5組實驗數據。

實驗過程中注意:①實驗過程中要及時排除氣泡，並保持常水頭;②為准確繪制v-I曲線，要求測點分布均勻，即流量(水頭差)的變化要控制適度。

(3)資料整理

依據以上實驗數據，按達西公式計算出滲透系數值，並求出其平均值，填入表B-2中。

6.實驗成果

1)提交實驗報告(表B-2)。

2)抄錄其他小組另外兩種不同試樣的實驗數據(有時間時，可自己動手做)。在同一坐標系內，以v(滲透流速)為縱坐標，I(水力坡度)為橫坐標，繪出3種試樣的v-I曲線，驗證達西定律。

復習思考題

1.當試樣中水未流動時，3個測壓管的水頭與溢水口水面保持在同一高度，為什麼?

2.為什麼要在測壓管水頭穩定後再測定流量?

3.三種試樣的v-I曲線是否符合達西定律?試分析其原因。

4.比較不同試樣的滲透系數(K)值，分析影響K值的因素?

5.在實驗過程中為什麼要保持常水頭?

6.將達西儀平放或斜放進行實驗時，其實驗結果是否相同?為什麼?

3. 某小組同學對「低溫是否會影響物質的跨膜運輸」進行了實驗探究，實驗步驟如下：①組裝滲透裝置兩套，分別

（1）本實驗是通過測定抄水分子通過膜的擴散即滲透作用速率來進行探究的．
（2）根據實驗目的「低溫是否會影響物質的跨膜運輸」，確定此實驗的自變數是滲透系統所處的不同溫度環境；為了直觀地表示相對速率，用漏斗玻璃管中液面高度的變化作為因變數．
（3）該實驗可能的結果與結論是：若1、2兩組漏斗中的液面高度相等，則低溫不影響物質的跨膜運輸；若1、2兩組漏斗中的液面高度不相等，則低溫影響物質的跨膜運輸．
（4）如果上述實驗結果證明了「低溫能影響物質跨膜運輸的速率」，那麼對於活細胞來講產生這種情況的可能原因是：
①低溫會影響細胞膜的流動性，從而影響其功能；
②低溫會影響呼吸酶的活性，從而影響呼吸作用釋放能量的過程．
故答案為：
（1）滲透
（2）滲透系統所處的不同溫度環境 漏斗玻璃管中液面高度的變化
（3）若1、2兩組漏斗中的液面高度相等，則低溫不影響物質的跨膜運輸；若1、2兩組漏斗中的液面高度不相等，則低溫影響物質的跨膜運輸
（若1組漏斗中的液面高於2組，則低溫抑制物質的跨膜運輸；若1組漏斗中的液面低於2組，則低溫促進物質的跨膜運輸；）
（4）①細胞膜②呼吸酶的活性

4. 滲透作用的實驗說明

把蠶豆種皮（或動物膀胱膜）緊縛在漏鬥上，注入蔗糖溶液，然後把整個裝置浸入盛有清水的回燒杯中答，漏斗內外液面相等。由於蠶豆種皮是接近半透膜(semipermeable membrane)(即讓水分子通過而蔗糖分子不能透過的一種薄膜)，所以整個裝置就成為一個滲透系統。在一個滲透系統中，水的移動方向決定於半透膜兩邊溶液的水勢高低。水勢高的溶液的水，流向水勢低的溶液。實質上，半透膜兩邊的水分子是可以自由通過的，可是清水的水勢高，蔗糖溶液的水勢低，從清水到蔗糖溶液的水分子比從蔗糖溶液到清水的水分子多，所以在外觀上，燒杯中清水的水流入漏斗內，漏斗內的玻璃管內液面上升，靜水壓也開始增高。隨著水分逐漸進入玻璃管內，液面越上升，靜水壓也越大，壓迫水分從玻璃管內向燒杯移動速度就越快，膜內外水分進出速度越來越接近。最後，液面不再上升，停留不動，實質上是水分進出的速度相等，呈動態平衡。

5. 滲透現象的實驗怎麼做

這里：
http://wenku..com/link?url=-

6. 做變水頭滲透實驗通常用什麼滲透裝置

（1）水通抄半透膜低濃度高濃度溶液擴散稱滲透．（2）由題意知低溫否影響物質跨膜運輸進行探究A組用水浴鍋加熱至37℃B組燒杯外加冰塊降溫則自變數滲透系統所處溫度環境差異變數液面高度；（3）該實驗能結與結論：①若1組漏斗液面高度比2組高則說明低溫影響物質跨膜運輸且運輸速率減慢；②2組漏斗液面高度比1組高則說明低溫影響物質跨膜運輸且運輸速度加快；③若1、2組漏斗液面高度相同則說明低溫並影響物質跨膜運輸．（4）低溫影響物質跨膜運輸原低溫抑制酶性影響呼吸作用釋放能量；或者低溫影響細胞膜流性影響其功能．故答案：（1）滲透 （2）滲透系統所處同環境溫度 漏斗內液面高度變化（3）①若1組漏斗液面高度比2組高則說明低溫影響物質跨膜運輸且運輸速率減慢②若2組漏斗液面高度比1組高則說明低溫影響物質跨膜運輸且運輸速率加快③若1、2組漏斗液面高度相同則說明溫度高低並影響物質跨膜運輸（4）①低溫影響細胞膜流性影響其功能 ②低溫影響酶性影響呼吸作用釋放能量程

7. 急問——滲透實驗的問題

在滲透系統中來，半透膜自兩邊的水分子是可以自由通過的，可是低濃度蔗糖溶液的水勢高，高濃度蔗糖溶液的水勢低，從低濃度蔗糖溶液到高濃度蔗糖溶液的水分子比從高濃度蔗糖溶液到低濃度蔗糖溶液的水分子多，所以在外觀上，漏斗內的玻璃管內液面上升，同時玻璃管內靜水壓也開始增高。隨著水分逐漸進入玻璃管內，液面越上升，靜水壓也越大，壓迫水分子從玻璃管內向燒杯移動速度就越快，膜內外水分子進出速度越來越接近。最後，即使漏斗內的溶液濃度仍大於燒杯內的溶液濃度，玻璃管的液面也不再上升了，實質上是水分子進出的速度相等，呈動態平衡。

8. 某同學設計了如圖l所示的滲透作用實驗裝置，實驗開始時長頸漏斗內外液面平齊，記為零液面。實驗開始後，

怎麼了呀，需要幫忙？

9. 膠體金滲透法是什麼反應原理 ,實驗步驟是怎樣的

膠體金是由氯金酸(HAuCl4)在還原劑如白磷、抗壞血酸、枸櫞酸鈉、鞣酸等作用下，可聚合成一定大小的金顆粒，並由於靜電作用成為一種穩定的膠體狀態，形成帶負電的疏水膠溶液，由於靜電作用而成為穩定的膠體狀態，故稱膠體金。膠體金在弱鹼環境下帶負電荷，可與蛋白質分子的正電荷基團形成牢固的結合，由於這種結合是靜電結合，所以不影響蛋白質的生物特性。 膠體金除了與蛋白質結合以外，還可以與許多其它生物大分子結合，如SPA、PHA、ConA等。 由於膠體金具備這個特性，所以常用來檢測，所以成為了一種檢測方法，用膠體金法命名。比如 嗎啡檢測試紙（膠體金法）的原理：本品採用膠體金免疫層析技術，將嗎啡抗原包被在硝酸纖維薄膜上，在玻璃纖維上包被膠體金標記的特異性抗體。在檢測時，如樣本中沒有嗎啡或其代謝產物存在，膠體金標記的特異性抗體與膜區抗原結合形成兩條紅線（一條反應線T，一條質控線C），表明檢測結果為陰性；如樣本中存在嗎啡或其代謝產物，而且濃度高於檢測水平（300ng/ml）時，毒品分子就與膠體金標記的抗體競爭結合，從而阻止膠體金標記的抗體與膜區抗原結合，使其對應的紅色反應線消失，僅出現一條紅色的質控線，表明檢測結果為陽性。