鸡蛋壳主要成分探究图文自然科学

1/1鸡蛋壳主要成分探究-图文-自然科学

探究性试验设计——鸡蛋壳的主要成分探究

前言

随着人们的生活水平不断提高，鸡蛋的消耗量与日俱增，因此产生了大量的鸡蛋壳。鸡蛋壳在医药、日用化工及农业等方面都有广泛的应用[1~2]。鸡蛋壳中含有大量钙，主要以碳酸钙形式存在，其余还有少量镁、钾和微量铁。鸡蛋壳在日常生活中来源广泛、易得，在试验教学中开设“鸡蛋壳中主要成分”的探究试验，不仅能激发同学的试验爱好，提高同学的基本操作水平，熬炼同学的分析、解决实际问题的力量，还可以通过探究试验的趣味拓展，将日常生活同样常见的鸭蛋壳结合起一起探究，能激发同学的爱好，启发同学用比较的方法来学习化学。同时还可以对同学进行变废为宝、充分利用资源的教育。试验目的

1.通过试验探究了解鸡蛋壳的主要成分。2.把握碳酸根离子及钙离子的检验方法。3.了解鸡蛋壳在生活中的应用。试验原理

鸡蛋由蛋壳、蛋白和蛋黄组成。其中鸡蛋壳占整个鸡蛋重量的10~12%，它是由壳上膜、壳下膜和蛋壳三个部分组成。壳上膜又称胶质薄膜或外蛋壳膜，掩盖在蛋壳表面，由白色透亮     的胶质粘液干燥而成；壳下膜在蛋壳内层，由蛋壳膜(靠近蛋壳)和蛋白膜(靠近蛋白)组成。这两层都是有胶质蛋白纤维交织成的网状结构，前者较粗糙，空隙大，后者紧密细致，细菌不易侵入。蛋壳是一层石灰质硬壳，位于壳上膜和壳下膜之间。蛋壳整体的化学成分见表1所示。

表1[1]

组分名称碳酸钙碳酸镁磷酸钙磷酸镁有机物含量（%）93.01.01.81.2由表1可知鸡蛋壳中含有大量钙，并且以碳酸钙形式存在，其余还有少量镁、

钾。鸡蛋壳主要成分是碳酸钙，能溶于酸，要证明钙离子的存在，为了排解其它离子干扰，本试验采纳金属离子常用的检验方法——焰色反应，即把待检验的固体物质或用镊子夹取蘸有待检验物质的浓溶液的棉花团在酒精灯焰上灼烧，假如观看到火焰呈橙红色，则证明被检验物中存在钙离子。

要证明溶液碳酸根离子的存在，试验通过碳酸根离子与盐酸反应生成二氧化碳，用澄清石灰水检验生成的二氧化碳气体。若将生成的气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，则说明溶液有碳酸根离子存在。试验仪器与试剂

（1）仪器：烧杯、酒精灯、试管、具支试管

（2）试剂：盐酸、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、鸡蛋壳试验步骤

（1）鸡蛋壳预处理

将鸡蛋壳去内膜，洗净烘干。（2）鸡蛋壳的溶解性

用三个50mL烧杯，分别装有10mL水、稀盐酸溶液、氢氧化钠溶液，加入已研磨捣碎的鸡蛋壳，观看现象。

（3）验证阴离子

取少量新奇干净的蛋壳放于具支试管中，加入适量盐酸后，将导管通入澄清石灰水中，观看澄清石灰水的变化。连续加入盐酸，直到不再产生气体为止（表明碳酸盐全部反应）。

（4）验证阳离子

1.取约5ml步骤(3)反应完的溶液于试管中，滴加草酸钠溶液，观看试管中溶液的变化。

2.取一块洁净鸡蛋壳，用镊子夹住放在酒精灯焰上灼烧，观看火焰颜色。

试验现象

1.鸡蛋壳粉末在水与氢氧化钠中不溶解，在盐酸中产生大量气体，渐渐溶解。结论1鸡蛋壳中的主要成分在水中及氢氧化钠中不溶解，但能够跟酸反应并产生气体。

2.加入盐酸后，可以观看到鸡蛋壳表面快速产生大量气体，溶液起泡沫，同时澄清石灰水变浑浊，如下图所示：

稀盐酸

澄清石灰水

结论2鸡蛋壳与酸反应后产生大量能够使澄清石灰水变浑浊的气体即二氧化碳气体，说明鸡蛋壳的主要成分的阴离子是碳酸根离子。（碳酸氢根离子的金属盐一般可溶于水）

3.往试管中滴加几滴草酸溶液后，试管中立即有白色沉淀产生，如下图所示：

未加草酸钠溶液滴加草酸钠溶液

结论3滴加草酸溶液后，溶液有大量沉淀产生，说明溶液中的阳离子可能是钙离子或者镁离子。

4.鸡蛋壳在火焰中渐渐变黑，可以看到鸡蛋壳燃烧时火焰呈橙红色，如下图所示：

结论4由金属的焰色可知橙红色是金属钙的焰色，灼烧鸡蛋壳时火焰呈金属钙的焰色说明鸡蛋壳主要成分含有钙。

综合以上探究试验现象及结论，可以初步确定鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙。趣味拓展试验

在探究了鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙后，通过阅读资料，告知同学各种蛋壳成分都差不多，主要成分均为碳酸钙。同时为了进一步熬炼同学的分析、解决实际问题的力量，本次探究试验还支配了趣味拓展试验。在同学的日常生活中，常见的蛋还有鸭蛋。由于在学校里鸭蛋并不常见，因此我们选择用腌制的鸭蛋(皮蛋)来开展趣味试验——比较鸡蛋壳与鸭蛋壳中主要成分碳酸钙含量的多少。

(1)试验装置图

气球

注射器注射器

鸡蛋壳鸭蛋(皮蛋)壳

(2)试验步骤

1.在两支具支试管中分别加入等量的鸡蛋壳与皮蛋壳。

2.取两支注射器装入10mL稀盐酸，将注射器的注射口堵在具支试管的支管处，同时在两支具支试管管口处分别套上一样大小的气球。

3.试验开头时，同时将注射器的溶液(稀盐酸)推动试管中，观看试验现象。(3)试验现象

将注射器中的稀盐酸溶液注入具支试管后，可以看到气球快速膨胀，其中盛放鸭蛋(皮蛋)壳的试管产生大量泡沫，气球膨胀快且大。详细现象如下图所示：

鸡蛋壳皮蛋壳鸡蛋壳皮蛋壳加入盐酸前加入盐酸后

(4)试验结论

由试验的结果可知，在相同时间内鸭蛋(皮蛋)壳与盐酸反应的程度要比鸡蛋壳猛烈，放出二氧化碳气体要多，气球膨胀快且大，因此可以初步推断鸭蛋(皮蛋)壳中主要成分碳酸钙的含量要比鸡蛋壳中碳酸钙的含量高。当然该试验较为粗糙，无法保证明验条件的全都性，如蛋壳的颗粒大小等，只能初步推断。若要

精确     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试验测定。试验争论与总结

1.探究试验的意义

本次试验采纳的是同学日常生活再熟识不过的鸡蛋壳来开展探究试验。从日常生活中的物质动身学习化学，开展探究活动，能够大大提升同学对试验探究的爱好。同时，本试验通过气球膨胀的大小来直观推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，试验现象明显、好玩，能加深同学对所学学问的印象。

2.探究试验的改进与创新

在开展探究试验之前，通过查阅文献，我们发觉有人[3]曾经报道过鉴别钙离子可以采纳如下方法：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，液体马上由无色变为红色，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的确有钙离子。

对于上述检验钙离子的方法，我们在试验并未采纳。缘由是我们觉得文献中方法有不妥的地方。文献中的试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看到溶液马上变为红色，但它的溶质却不是氢氧钙而是氢氧化钡。因此并不能排解可能是其它物质。因此要鉴别蛋壳中的阳离子，为排解干扰，应当采纳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）在试验中，我们采纳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。

由于试验条件的限制，没有金属箔丝，因而无法采纳蘸取溶液灼烧的方法。我们在试验中转变了操作，改为用镊子夹取蛋壳直接在酒精灯上灼烧，观看焰色。虽然试验现象未能很明显，但采纳该方法操作简洁，节省试剂，也是可行的。

3.钙含量的精确     测定

本试验作为九班级同学的探究试验，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]可知目前主要采纳以下三种方法：

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原子汲取法：钙是火焰原子化的敏感元素，依据工作曲线法，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。采纳干灰法时，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。采纳原子汲取法时，需用原子汲取分光光度计，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、小型试验室操作，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，原子汲取法要留意燃助比和燃烧高度的选择，由于钙在火焰中易形成氧化钙，若火焰在高温区或还原区可避开氧化钙形成，而燃助比也导致测量灵敏度的变化。由此可以看出EDTA滴定法试验时间短，操作简洁，比其它方法简洁可行，是试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进展，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，是对资源的一种铺张。因此精确     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，为了测定精确     测定鸡蛋壳中少量的镁、钾和微量的铁，可以采纳原子汲取法。已经有文献[8]报道，利用原子汲取法对鸡蛋壳中的钙、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，获得满足结果。

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进展，鸡蛋的消耗量大幅增加，同时有大批鸡蛋被扔弃，既是一种铺张，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，发觉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，可得干净蛋壳和浓度高达50%的蛋清液，将其分别进行处理，可制得很多有用物质。

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反抗力减弱。鸡壳中含钙量大，平安经济，无毒副作用，可以制成各种补钙品，如柠檬酸钙等，其具有平安性、牢靠性，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、振荡分别，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。可以消退皮肤斑点、保持皮肤光泽、削减皱纹，而且还有治疗水火烫伤的作用。

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