“萃取”教学设计

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文章编号：1005－6629(2009)03－0043－03中图分类号：G633.8文献标识码：B

萃取是学生进入高一年级新接触的混合物分离和提纯的方法。传统的教学过多地关注萃取和分液操作的规范和训练，而萃取与分液原理多为灌输式讲解，教学内容单薄而枯燥，学生主动参与少，课堂缺少生机与活力。萃取原理主要依据是物质溶解度、密度、沸点的差异，学生在初中就具备了相关的知识背景。如何充分激活学生已有的知识储备，创设有效的学习情境，挖掘学科知识内涵和学生的智慧潜能，在教学设计和实施中有所创新、有所突破，笔者在新一轮课程教学实践中作了如下尝试。

1教学目标

［知识与能力］初步学会使用分液和萃取的方法对混合物进行分离和提纯

［过程与方法］理解并掌握分液和萃取的原理和操作方法。

［情感态度与价值观］从具体案例中感受分液和萃取的实际应用价值。

2教学过程

1．从生活实例中感悟萃取原理

［创设情境］投影展示“鲁花”压榨一级花生油，凸显“压榨”二字。

［教师］“压榨”，顾名思义，就是施加物理压力。除了压榨法提取油脂外，更多的食用油是采用“浸出”法生产的，那么“浸出油”生产的原理是什么？

（设计意图：引导学生“望文生义”，从化学视角对问题作出初步判断。）

［学生］浸出油是通过化学溶剂浸取出的油。

［教师］这里的化学溶剂应满足什么条件？

［学生］溶解油脂能力强；无毒、无害。

［教师（追问）］还应满足什么条件？

［学生］……

［教师（提示）］成品油中还有化学溶剂吗？

［学生（醒悟）］溶剂与油脂易分离

［教师（追问）］溶剂与油脂应当有什么样的性质差异才易分离？

［学生］溶剂与油脂的沸点有较大差异

［教师（肯定并追问）］回答得很好！溶剂与油脂如何可以分离？

［学生］蒸馏出溶剂

［教师提供资料，验证以上的讨论］

（设计意图：以生活中学生熟悉的压榨油和浸出油生产原理引向课题。通过系列设问和追问，激活知识，活化思维。油脂浸出溶剂有关问题的讨论为萃取剂的选择留下伏笔。）

［教师］浸出法与压榨法相比有什么优点？

［学生］浸出法出油率高；不消耗动力、生产成本低。

［教师］浸出法可能有什么缺点？

［学生］溶剂不达标、有残留，对人体有害。

（设计意图：理论联系实际，渗透STS课程思想。）

［教师］生活中还有哪些利用"浸出"法原理提取物质的例子吗？

［学生相互补充］自制酸碱指示剂-利用酒精浸取植物色素；沏茶-利用沸水浸取茶叶中的有效成分；熬制辣油-利用高温油脂浸取红辣素；干洗-利用干洗剂溶解油脂去除污渍……

［教师］（及时肯定并做说明补充。）

（设计意图：联想发散，列举生活中“浸出”法原理的应用，激发全体学生参与，教师及时鼓励评价。）

2．2从生活走向化学，学习分液操作

［创设情境］投影展示“西红柿汤”。

［教师］引导观察“西红柿汤”油层和水层，比较两层颜色深浅并思考原因。

［学生观察］液体分层且油层在上方，油层更红

［学生分析、讨论］油、水互不相溶，且 ρ油＜ρ水，油层中色素浓度更大，色素在水中的溶解度明显小于在油中的溶解度，食用油将番茄中的番茄红素富集，使油层的色泽更红。

［教师］用西红柿做菜和汤时，常常将西红柿在热油锅里煸炒一定的时间，这是为什么？

［学生］ 热油有利于番茄红素浸出。

［教师］如何将西红柿汤上下两层液体分离开来?

［学生］小心倾倒分液；用吸管分液。

（设计意图：通过对“西红柿汤”现象的观察与讨论，感悟溶质易从溶解度小的溶剂中转移到溶解度大的溶剂中，为学习、理解萃取原理做好铺垫。）

［教师］在实验室中，两层互不相溶的液体可利用什么仪器进行分液？

［学生］分液漏斗

［教师］同学们在初中就见识了分液漏斗，那时的主要用途是添加液体，其实分液漏斗另一重要应用就是“分离液体”。

［教师］展示各种造型的分液漏斗（球形的、梨形的）。哪一种更适合用于分离液体？

［学生］梨形的。

［教师］为什么？

［学生］梨形的容积大，便于混合振荡；

［学生］下端“细腰”，便于观察两层界面。

［教师］回答得很好！分液漏斗梨形的外形设计确实既利于观察又利于操作。下面我们就来练习分离液体的操作。

［学生］观察分液漏斗构造并练习分液的操作。

［教师］打开分液漏斗活塞但下层液体未能顺利流出？

导管中残留的液体如何取出？

［教师强调］下层液体从漏斗下端流出，上层液体从漏斗口倒出。

（设计意图：学生从实践操作和试误中，掌握分液操作的要领。

2.3 在问题解决的过程中理解萃取原理

［创设情境］海洋植物，如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海带中提取碘的流程如下

（已知：Cl2＋2KI＝2KCl＋I2）：

［教师］从含碘水溶液经步骤③转化为含碘的有机溶液，其目的是什么？

［学生］碘的水溶液中碘的含量很低，有机溶剂可使碘富集。

［教师］该有机溶剂应满足哪些条件？

［学生讨论、归纳］碘在有机溶剂中的溶解度比在水中大，有机溶剂与水不互溶。

［教师］含碘的有机溶液是如何得到晶态碘的？

［学生］从碘的有机溶液中蒸馏出有机溶剂。

［教师］提供资料并提出问题：

资料1： 碘，易溶于有机溶剂；沸点184.35℃，熔点113.5℃。

资料2：

上列哪些有机溶剂可用来从碘水中提取碘？

［学生］正己烷、四氯化碳

［教师］为什么不选择乙醇？

［学生］乙醇与水互溶，无法富集碘。

［教师］正己烷、四氯化碳溶解碘的能力都很强，且不溶于水；沸点与碘相差也较大，便于与碘蒸馏分离，从这些方面考虑都可以作为碘的萃取剂。由于四氯化碳通过呼吸道和皮肤吸收对人体有较大的毒性，按照《蒙特利尔议定书》要求，中国至2010年，除一些必要用途外，将全部淘汰四氯化碳。正己烷低毒、对环境无害，综合健康和环保等多方面因素，正己烷是最佳的选择。

（设计意图：创设的真实情境，使问题更具挑战性和实际意义。在问题解决的过程中理解萃取原理，学会选择萃取剂。将课本中四氯化碳萃取剂改为正己烷，体现了绿色化学理念和对学生健康的呵护！）

［实验］在分液漏斗中用正己烷从碘水中萃取碘，学习萃取和分液操作，观察实验现象，理解萃取原理。

［实验过程］

(1)验漏。

(2)关闭活塞，先将一定量的碘水加入分液漏斗中，再注入少量正已烷，盖好玻璃塞。

(3)用右手手心压住分液漏斗玻璃塞，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来用力振荡，边振荡边放气。

(4)将分液漏斗放在铁架台上，静置。

(5)待液体分层后，将分液漏斗上口的玻璃塞打开，或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体慢慢沿烧杯壁流下，适时关闭下面的活塞。

［讨论、归纳］萃取：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来，这种方法叫做萃取。

萃取剂的基本条件：溶质在其中溶解度大；与原溶剂互不相溶。

（设计意图：通过充分讨论，亲历实验过程，对萃取原理的理解更感性也更深刻。其后对萃取原理和萃取剂条件的归纳概括水到渠成。）

2.4拓展视野，彰显课程的开放性和时代性

［教师］萃取作为一种重要的混合物分离和提纯方法，有着广泛的应用，例如，从植物中提取桂花精，从银杏树叶中提取银杏黄酮、内酯，从茶叶中提取茶多酚，从辣椒中提取红色素，等等。绿色、安全、高效，是萃取剂的追求，超临界CO2就是新型萃取剂中的佼佼者！

［拓展视野］

绿色、安全、高效──超临界CO2萃取剂

超临界二氧化碳萃取是以超临界状态（温度31.3℃，压力7.15MPa）下的二氧化碳为溶剂，利用其高渗透性和高溶解能力来提取分离混合物的过程。超临界状态下的二氧化碳，其密度大幅度增大，导致对溶质溶解度的增加，在分离操作中，可通过降低压力或升高温度使溶剂的密度下降，引起其溶解物质能力的下降，可使萃取物与溶剂分离。

运用该技术可生产高附加值的产品，可提取过去用普通化学溶剂无法提取的物质，且廉价、无毒、安全、高效。在提取香料、药用有效成分等食品、医药等工业上有着广泛的应用。

（设计意图：适时渗透绿色化学理念，突破对传统化学萃取剂的认识，从安全、环保以及选择性和高效性的角度，丰富对萃取剂的认识，使教学内容具有开放性和时代性。）