鸡蛋壳的主要成分探究

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1、探究性实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12。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，在实验教学中开设 “鸡蛋壳中主要成分”的探究 实验，不仅能激发学生的实验兴趣，提高学生的基本操作水平，锻炼学生的分析、 解决实际问题的能力，还可以通过探究实验的趣味拓展，将日常生活同样常见的 鸭蛋壳结合起一起探究，能激发学生的兴趣，启发学生用比较的方法来学习化学。 同时还可以对学生进行变废为宝、充分利用资源的教育。实验目的

2、1. 通过实验探究了解鸡蛋壳的主要成分。2. 掌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。实验原理鸡蛋由蛋壳、蛋白和蛋黄组成。其中鸡蛋壳占整个鸡蛋重量的 1012%，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，覆 盖在蛋壳表面，由白色透明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 11组分名称含量（）碳酸钙93.0碳酸镁磷酸钙1

3、.0磷酸镁1.8有机物1.2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，为了排除其它离子干扰，本实验采用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，如果 观察到火焰呈橙红色，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，实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。实验仪器与试剂（1）仪器：烧杯、酒精灯、试管、具支试管（2）

4、试剂：盐酸、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、鸡蛋壳实验步骤（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，观察现象。（3）验证阴离子取少量新鲜洁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，观察澄清石灰水的变化。继续加入盐酸，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，观察试管中溶 液的变化。2. 取一块干净鸡蛋壳，用镊子夹住放在酒精灯焰上灼烧，观察火焰颜色。实验现象1. 鸡蛋壳粉

5、末在水与氢氧化钠中不溶解，在盐酸中产生大量气体，逐渐溶解。 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，可以观察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：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，试管中立刻有白色沉淀产生，如下图所示：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. 鸡蛋壳在火焰中逐渐变黑，可

6、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。综合以上探究实验现象及结论，可以初步确定鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙。趣味拓展实验在探究了鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙后，通过阅读资料，告知学生各种蛋壳 成分都差不多，主要成分均为碳酸钙。同时为了进一步锻炼学生的分析、解决实 际问题的能力，本次探究实验还安排了趣味拓展实验。在学生的日常生活中，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）来开展趣味实验比较鸡蛋壳与鸭蛋壳中主要成分碳酸钙含量的多少。（1） 实验装置图气

7、球注射器注射器鸡蛋壳鸭蛋（皮蛋）壳（2）实验步骤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. 实验开始时，同时将注射器的溶液（稀盐酸）推进试管中，观察实验现象。 （3）实验现象加入盐酸前 加入盐酸后将注射器中的稀盐酸溶液注入具支试管后，可以看到气球迅速膨胀，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。具体现象如下图所示：（4）实验结论由实验的结果可知，在相同时间内鸭蛋（皮蛋）壳与盐酸反应的程度要比鸡蛋 壳剧烈，放出二氧化碳气体要多，气球膨

8、胀快且大，因此可以初步判断鸭蛋 （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。当然该实验较为 粗糙，无法保证实验条件的一致性，如蛋壳的颗粒大小等，只能初步判断。若要准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 容量滴定法等进行实验测定。实验讨论与总结1.探究实验的意义本次实验采用的是学生日常生活再熟悉不过的鸡蛋壳来开展探究实验。从日 常生活中的物质出发学习化学，开展探究活动，能够大大提升学生对实验探究的 兴趣。同时，本实验通过气球膨胀的大小来直观判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

9、应来探究钙离子的存在，实验现象明显、有趣，能加深学生对所学知识的印 象。2.探究实验的改进与创新在开展探究实验之前，通过查阅文献，我们发现有人3曾经报道过鉴别钙离 子可以采用如下方法：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，液体立即由无色变为红色，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确实有钙离子。对于

10、上述检验钙离子的方法，我们在实验并未采用。原因是我们觉得文献中 方法有不妥的地方。文献中的实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察到溶液立即变为 红色，但它的溶质却不是氢氧钙而是氢氧化钡。因此并不能排除可能是其它物质。 因此要鉴别蛋壳中的阳离子，为排除干扰，应该采用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）在实验中，我们采用了两步操作来验证 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。由于实验

11、条件的限制，没有金属箔丝，因而无法采用蘸取溶液灼烧的方法。 我们在实验中改变了操作，改为用镊子夹取蛋壳直接在酒精灯上灼烧，观察焰色。 虽然实验现象未能很明显，但采用该方法操作简单，节约试剂，也是可行的。3. 钙含量的准确测定 本实验作为九年级学生的探究实验，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47可知目前主要采用以下三种方法：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C2O

12、42-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 原子吸收法：钙是火焰原子化的敏感元素，根据工作曲线法，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。采用干灰法 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。采用 原子吸收法时，需用原子吸收分光光度计，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、小型实验室操作，而其它两种方法要求比 较严格。同时EDTA滴定法

13、，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900C下恒温2小时，原子吸收法要注意燃助比和燃烧高度的选 择，因为钙在火焰中易形成氧化钙，若火焰在高温区或还原区可避免氧化钙形成， 而燃助比也导致测量灵敏度的变化。由此可以看出EDTA滴定法实验时间短，操 作简单，比其它方法简单可行，是实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 和食品工业的发展，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， 是对资源的一种浪费。因此

14、准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，为了测定准确测定鸡蛋壳中少量的镁、钾和微量的铁，可以采用 原子吸收法。已经有文献8报道，利用原子吸收法对鸡蛋壳中的钙、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，获得满意结果。5.鸡蛋壳的综合利用913 随着人民生活水平的提高和食品工业的发展，鸡蛋的消耗量大幅增加，同时 有大批鸡蛋被扔弃，既是一种浪费，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

15、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，发现蛋壳中残留的 蛋清占蛋壳重量的 27.6 30.8。蛋壳经用蒸馏水多次洗涤，可得洁净蛋壳和浓度 高达 50%的蛋清液，将其分别进行处理，可制得许多有用物质。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0.71.4kg，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抵抗力减弱。鸡壳中含钙量大，安全经济，无毒副作用， 可以制

16、成各种补钙品，如柠檬酸钙等，其具有安全性、可靠性，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、振荡分离，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

17、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。可以消除皮肤斑点、保持皮肤光泽、减少 皱纹，而且还有治疗水火烫伤的作用。5.4鸡蛋壳在农业上的应用 鸡蛋壳可以制成蛋壳粉饲料。蛋壳内含有家禽生长发育所需要的钙、铁、磷 等营养物质，是家禽优良的钙质饲料添加剂。同时鸡蛋壳也可以用来制成蛋粉肥， 将蛋壳粉与动物废血混合拌均匀，阴干粉碎即成花卉和蔬菜育苗的优良肥料。用 于盆栽花木、果树盆景，可使其生长旺盛。综合以上四点，鸡蛋壳中含有非常有工业价值的成分，有待充分开发利用鸡 蛋壳及壳中残留的蛋清，经物理及化学方法处理后，各种有用成分将在医药、食 品、日用化工、农业等

18、行业中有着广泛的应用前景。蛋壳变废为宝，可使环境保 护工作跳出单纯治理的圈子，跃上综合治理的台阶。参考文献1李桂英, 张尚恒. 鸡蛋壳的综合利用. 化学世界,1992 (11): 522-524.2田萍, 杨蓉. 鸡蛋壳制备葡萄糖酸钙的研究 . 化学研究与应用 , 2000, 12 (5): 572-574.3段贶诚. 证明鸡蛋壳主要成分的实验. 课程教材教学研究. 2005(13): 78-79.4张震英, 解从霞. 蛋壳中钙镁含量的测定. 内蒙古石油化工. 2006(11): 15-16.5刘彩云 , 刘瑞. 鸡蛋壳中钙镁含量的测定 . 唐山师范学院学报 . 2009, 31(2):28-

19、30.6廉波, 谢定北. 鸡蛋壳中钙含量三种测定方法比较的研究. 牡丹江师范学院学 报. 2004(4): 17-18.7王孟歌, 康永胜. 鸡蛋壳中钙分析的 3 中方法的准确度研究 . 保定学院学报.2010, 23(3): 85-87.8纪萍, 朱文红. 原子吸收法测定鸡蛋壳中的钙、铁、镁、钾. 辽宁高职学报. 2001,3(1): 56-58.9杜利成. 试论鸡蛋壳及其综合利用. 四川食品与发酵. 2000(4): 10-13.10袁军皇, 沈健芬. 鸡蛋壳的综合利用研究进展. 广州化工. 2011, 39(1): 38-44.11吴春山. 鸡蛋壳的再生利用. 科技信息. 1999(9): 18.12李吉高. 鸡蛋壳的利用. 肉类研究. 1988(3): 46-47.13凯戈. 鸡蛋壳的综合利用. 中国禽业导刊. 1999(16): 38-42.