“叶脉书签”的制作(探究性实验设计)实验报告

华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页1实验七探究性实验设计-----“叶脉书签”的制作成员：班级：一、选题背景和探究意义：叶脉书签，就是用树叶通过一定的化学处理后，去掉树叶的叶肉细胞，留下网状的脉纹，再通过染色制成各种颜色的书签。根据化学人教版九年级下册第十单元关于叶脉书签的制作资料中，是利用所学的碱的腐蚀性进行化学处理。这种书签，由于来自树叶，具有其他书签所不能比拟的自然之美，令人赏心悦目，容易引起学生的实验兴趣。该实验制作简易，材料容易获得，可操作性强。人教版九年级化学下册第十单元酸和碱课题1常见的酸和碱中设有一个制作“叶脉书签”的家庭小实验。这部分内容安排在课题1的最后，是拓展学生知识面、提高学生动手能力、强化知识点记忆的一项有趣的课外实验，通过这个小实验学生们既能提高动手能力，又能培养化学兴趣。但书中仅提到“放在约10%的氢氧化钠溶液中煮沸”，寥寥数语，并没有对合适的制作“叶脉书签”的条件进一步探究。二、小组分工：1、xx负责查找整理资料。2、小组讨论设计实验方案。3、xx负责撰写方案。4、小组检查、讨论并作修改，最终确定方案，然后上交。三、关键问题：1.叶片的选择叶脉书签是选择叶形美丽的树叶，经各种方法处理后去掉叶肉部分，保留完整的叶脉，经染色后制成的一种书签。而一般过嫩的叶片经处理后，叶脉不明显或易于断裂，很难制作出美观、并且轮廓分明的叶脉书签，不是理想的材料。需要的是叶脉分明，比较老的树叶，华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页2落在地上的树叶，只要叶脉还完整，就可以拿来制作。根据往年师兄师姐的经验，用白玉兰的树叶做出的书签是最好的，故我们在本次实验也选择了白玉兰这种树叶。2.加热时间和碱液的浓度加热时间太短或碱液浓度太低的话，可能叶肉没被煮烂，时间太长或碱液浓度太高，则可能使叶片卷成一团，没办法分开，这样得不到理想的叶脉。为了得到比较理想的书签，在实验的过程中，要对加热时间和碱液的浓度先进行探究，以便找出最适宜条件。3.刷叶肉刷叶肉的时候，选用的刷子毛不能太硬，否则在刷叶肉的过程中容易毁坏叶脉，太软也不行，刷不掉叶肉，最好选用牙刷，不能来回刷，要轻轻单向重复刷，先刷去叶面正面的叶肉，再刷去背面的叶肉，从叶柄端开始刷，刷至叶尖，这样，才可以得到晶莹剔透的叶脉书签。由于叶片的选择、加热时间和碱液浓度是书签制作的关键因素，故我们小组选择不同的叶片在不同的实验时间、碱液浓度下进行探究，以寻求最佳原料及实验条件。四、实验原理：1、叶片的构造叶片外表包围一层表皮细胞，它具有保护叶片的作用；表皮里面是叶肉组织；贯穿在叶肉组织间的是叶脉。2、碱解法制作叶脉书签不少植物的叶、叶脉由坚韧的纤维素构成，在碱液中不易煮烂，而叶脉四周的叶肉在碱液中容易煮烂。叶片的叶肉部分容易腐烂降解，而叶脉非常坚韧，能构成各种形状比如网状、扇形、弧形等结构，以支持叶片。选取具网状脉的植物叶片，用氢氧化钠等碱溶液加热煮沸，可以水解掉叶肉等部分，仅剩下网状脉，再利用染色剂将叶脉染色，一件精美的叶脉书签便制作成功了。五、实验用品：1、实验仪器与用品华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页3托盘天平、1L烧杯4个、镊子3个、剪刀、电炉（或者用酒精灯）、石棉网、三脚架、玻璃棒2、实验药品去离子水、氢氧化钠(溶液自配)、过氧化氢(溶液自配)、品红溶液、紫色石蕊溶液、甲基橙溶液3、其他自备用品叶片（白玉兰叶、深山含笑、菠萝蜜叶等叶子各4片以上）铁盘（直径约26cm，深约1cm，自备）丝带牙刷、各种颜色的颜料。六、实验步骤：1．叶子的采集采集白玉兰叶、芒果树叶、桂花树叶等不同种类的树叶进行实验。2．不同浓度碱液的配制先分别称取20g、40g、60g的氢氧化钠固体加入到烧杯中，在向每一个烧杯加入水至刻度为400mL处，配制质量分数为5%、10%、15%的氢氧化钠溶液。3.书签的制作在每一个烧杯中加入三种叶子各三片，再分别加入以上配比的氢氧化钠水溶液（把树叶浸没为止）（如图1所示），加热煮沸，不时用玻璃棒轻轻拌动，使各叶分离。在时间为10min、15min、20min时各夹出一片（如图2）。图1树叶浸没在NaOH溶液中图2用镊子把树叶夹出来4.刷叶片：华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页4用镊子取出叶片，静放在盛有清水的玻璃杯中浸泡3分钟。从清水中取出叶片，放在纱布或其他带孔材料上，在流水中冲刷，刷去叶片中柔软部分，露出白色叶脉。刷叶片的方法是用旧牙刷刷叶肉，刷时先刷正面，按从左向右，从叶柄向叶尖，从主脉向侧脉有序地刷，直至刷掉叶肉；再将叶片翻转，用同样的方法刷，直至只剩下网状脉；平放在塑料纱网上，用自来水冲洗。图3刷叶肉5.漂白叶脉用10%的双氧水浸泡叶脉约5分钟，取出用清水洗净。6.染色装饰选择各种染料或颜料对叶脉进行充分染色。7.压制成型待叶脉稍稍晾干后，做好记录压在书中成型。8.装饰书签在成型书签的叶柄上系一根彩色丝带或对叶脉进行再上色等。七、实验记录华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页51、探究不同浓度的NaOH溶液的腐蚀效果碱液①5%NaOH溶液②10%NaOH溶液③15%NaOH溶液使用的树叶白兰树叶叶片变褐色时间长短从长到短:①②③刷除叶肉的难易程度从难到易:①②③最后效果①【5%】②【10%】③【15%】2、探究不同树叶制成的效果树叶①鸡蛋花树叶②绿化芒树叶③白玉兰树叶图片碱液10%NaOH溶液叶片变褐色时间③②①煮后叶片叶脉情况叶片、叶脉较为柔软叶片柔软程度在这3中叶子中最低，叶脉仍较坚韧叶片较为柔软，叶脉仍较坚韧刷除叶肉难易程度非常难，容易刷坏树叶有点难，可以刷掉一点较易，可稍用力华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页6最后效果②【绿化芒树叶】①【鸡蛋花树叶】③【白玉兰树叶】描述透明清晰程度非常低，叶脉叶肉难以分离透明清晰程度较低，叶脉叶肉分离度不够叶脉叶柄颜色都为淡黄色，剔透清晰，非常美观3、探究不同染色剂的染色效果染料从左到右依次为：品红溶液、紫色石蕊溶液、甲基橙溶液叶子：白兰树叶着色容易，其中品红染色效果最好，颜色鲜艳明显。放置一段时间，甲基橙品红颜色较为稳定，紫色石蕊染色略有褪色。叶子：绿化芒树叶叶子本身颜色较深，未经漂白（无漂白液）染色，效果没有白兰好。华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页7八、实验讨论1、实验结论（回答探究问题）探究因素结论不同浓度的NaOH溶液的腐蚀效果①叶片变褐色时间长短比较：5%NaOH溶液10%NaOH溶液15%NaOH溶液，刷除叶肉的难易程度5%NaOH溶液10%NaOH溶液15%NaOH溶液，但相差程度不大。②最终效果三者相近。从最终效果和节省药品的角度考虑，5%NaOH溶液为最佳。不同树叶制成的效果①白兰和绿化芒树叶制得的叶脉书签都剔透清晰，其中绿化芒树叶更为坚韧，颜色较深；白兰较柔韧，颜色较淡，染色前可不经漂白。②鸡蛋花树叶叶肉难刷掉，透明清晰程度较低，叶脉叶肉分离度不够，不适合制叶脉书签。不同染色剂染色效果①三种染色剂着色都容易，其中品红染色效果最好，颜色鲜艳明显。②放置一段时间，甲基橙品红颜色较为稳定，紫色石蕊染色略有褪色。2、实验结论的论证（根据你所得的实验现象和数据，结合反应原理和相关文献，说明为什么得到上述结论）探究因素结论不同浓度的NaOH溶液的腐蚀效果文献介绍NaOH最佳浓度在5%-10%之间，碱液浓度过低时叶肉腐蚀程度不足，树叶的叶肉不容易被刷掉；碱液浓度过高时，叶片可能会卷起来不易分离，且会腐蚀部分叶脉使叶脉变软影响叶脉书签最终效果。同时腐蚀程度也与叶子种类成熟程度有关。所以本实验采用白兰树叶，在5%-15%间，碱性越强腐蚀速度也快。不同树叶制成的效果叶子的选择对叶脉书签的制取有很大影响。实验所采用的叶子应叶脉清晰、大小适中、叶面平整。本实验在此基础上，选择叶子的质地、坚韧程度有所不同。绿化芒叶肉叶脉都较坚韧，白兰树叶、鸡蛋花树叶差别不大，但效果相差较远，与叶子质地、叶脉和叶肉粘连程度等有关。不同染色剂染色效果不同染色剂溶解性、稳定性等不同，如石蕊能部分溶于水；品红微溶于水，但溶于乙醇和酸；甲基橙易溶于热水，几乎不溶于乙醇。导致染色效果及放置一段时间后效果不同。华南师范大学“叶脉书签”的制作化学与环境学院页8九、实验反思1.应有探究精神，深入思考实验设计方案细节，多想几个为什么，探究因素提出有理有据。2.实验过程注意分工合理，考虑如何安排时间才能高效有条理。实验过程应随机应变，合理及时调整实验方案。细致记录实验现象。3.会对实验现象分析原因，自身猜想+文献资料佐证，从表象到本质。十、参考文献[1]高云混.制作叶脉书签.农村新技术[J].2009(20).[2]林琳,赵继业.怎样制作叶脉书签.植物杂志[J].生命世界，1993(05)[3]欧艳林.自制叶脉书签技术.广西林业科技[J].1991(10)[4]胡美玲.义务教育课程标准实验教科书.化学（下册）[M].第2版.人民教育出版社，2006.[5]鲁文文.漂亮的叶脉书签[J].中学生数理化(七年级数学)(人教版),2010,(03)