项目式课程食盐含碘检测方法.docx

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项目式课程食盐含碘检测方法

食盐含碘检测方法

一种快速检测加碘盐的方案

背景介绍

碘是人体必需的微量元素之一，是合成甲状腺激素的重要原料，碘缺乏会导致机体生长发育过程中的一系列障碍。

生活中人们主要从食物、饮水等周围环境中摄取碘，但碘在日常饮食中的含量很低，因此绝大多数人需要额外的碘来源——加碘盐。

一些不法分子为牟取暴利，将无碘盐充当碘盐出售，给人们的身体健康造成伤害。

小文的爸妈开了一家便利店，平时会进购一些含碘盐进行售卖。

近日，小文所在地区就出现了无碘盐充当含碘盐的情况，虽然这些假冒含碘盐还未出售就被查获，但是小文仍担心假冒含碘盐进入便利店，影响便利店的信誉和顾客健康。

于是小文决定寻找一种方便又快捷的方法来鉴别无碘盐。

第一章小身体大“魔法”

找到问题

阅读了上面的材料，我们可以知道小文的需求是？

1.鉴别含碘盐和无碘盐

2.实现方便快速

检测食盐中的碘

1.实验材料

可溶性淀粉、碘化钾（KI）、草酸、电子天平、药匙、烧杯、量筒以及开水

2.实验步骤

1）称取1g可溶性淀粉，用10mL的温水融化，之后边搅拌边倒入刚烧开的热水，大约至200mL，继续搅拌均匀。

2）等待烫好的淀粉溶液冷却到40℃左右。

等待过程可以先制备饱和食盐水（向烧杯中倒入二十20mL水和大量的食盐1号，充分搅拌之后还有未熔化的盐，标为B。

同样的方法制备食盐2号的饱和食盐水，标记为D。

）和草酸溶液（称1g草酸放入烧杯中，并向其加入20mL水，搅拌均匀，标为C。

）

3）向冷却好的淀粉溶液中加入0.4gKI，并标记为A。

4）将白瓷板洗净擦干，在第一个空中加入A、B、C各三滴，观察颜色变化，在第二个空加入A、D、C各三滴，观察颜色。

5）得出结果，是加碘盐、是无碘盐

（注：

淀粉和碘分子会发生蓝色反应，有蓝色变化的是加碘盐）

动手做

小文经过查阅资料发现了可以检测出食盐中碘的方法，下面跟着小文一起试着测一测吧！

（实验之前带好护目镜、手套以及口罩，禁止品尝和直接触摸任何药品）

更快更方便

经过上面的操作之后你觉得这种方法满足小文的需求吗？

怎么改进出符合小文需求的方案呢?

在生活和学习中我们常常可以看到一些快速鉴别物质的商品，他们将鉴别过程中的复杂步骤省去，变成操作简单易保存的产品。

如pH试纸、测氯试纸、甲醛检测盒等。

还有一些药物经过混合压制成片或丸状，使用时直接投入水中。

案例：

胶囊剂，承载药品的一种方式

甲醛自测盒，测定室内空气中的甲醛含量

部分案例的详细信息请参考附录1

小贴士

现学现用

1.这些产品均是将繁琐的药品压缩，并减去一些繁琐的步骤，使用者只需要简单的调配或者直接使用，且体型较小容易携带和保存

2.可以制作试纸、检测盒、检测药丸等来形式来承载或分装药品，满足小文的需求

结合小文的需求说一说通过上述材料你学到了什么？

小组讨论并写出你的想法。

问题解析

这些试纸是如何制作并检测物质的？

这些产品有哪些特点？

工程师在设计时需要考虑哪些问题呢？

利用思维导图分析一下吧！

总结一下

经过一系列的分析你认为哪些因素是小文必须考虑的？

1.碘化钾不稳定该怎样保存

2.试纸：

采用什么样的纸，怎样使药品附着到纸上，又该怎样保证试纸的有效性

3.试剂盒等：

要考虑试剂的保存，防腐等。

约束条件

你认为解决里奥的问题有哪些约束条件需要注意？

拓展阅读：

食盐加碘的意义

要了解食盐加碘的意义，首先要知道什么是碘。

碘是人体必需的微量元素中的一员，有“智力元素”之称。

缺碘对人体的损害以及损害的程度与以下三方面因素有关：

1.缺碘程度

2.缺碘时期

a.胎儿期：

孕妇早产、流产或死胎的发病率增高；婴儿先天性畸形或异常的发病率增高；不同程度的智力损伤。

b.新生儿期：

新生儿甲状腺肿大；甲状腺功能低下；不同程度的智力损伤

c.儿童期和青春期：

甲状腺肿大；青春期甲状腺功能低下；体格发育落后，单纯聋哑，不同程度的智力损伤。

d.成人期：

甲状腺肿大及其并发症；甲状腺功能低下，智力低下。

3.个体差异

一般情况下，因男女的生理特点不同及需求量不同，女性比男性更容易受缺碘影响。

除此之外，还有一些人在同样的缺碘区中，没有出现明显的体格发育落后、身材矮小等也能进行一般的体力劳动，对缺碘的耐受性高，损害稍轻。

我国的碘缺乏的流行在实行食盐加碘之前是非常严重的，据调查资料分析，我国约有4.25亿人口生活于缺碘地区，占世界缺碘地区人口（10亿）的40％。

碘缺乏问题遍及全国各省、市、自治区，全国近3000个县中就有1762个县存在碘缺乏病。

要预防缺碘病，食盐加碘无疑是一种有效且简单的方式。

但是凡事有度，碘摄入过多也会导致一系列的疾病。

适度且合理的补充碘，注意膳食平衡，是健康生活的重要保障之一。

第二章我能解决这个问题

我们提供解决这个问题可能需要的材料，当然你也可以根据你的想法搜寻生活中常见的材料，如下：

含碘盐、无碘盐、碘化钾、草酸、淀粉、碳酸钠、山梨酸钾、未知食盐、普通A4纸、滤纸、空心胶囊、黑色塑料滴瓶、棕色白盖分装瓶、标签纸、剪刀、玻璃棒、镊子、烧杯、托盘天平、保鲜膜等。

目标及标准

1.满足下面条件才可以认为你的方案是可行的。

2.能够制作出成品

3.反应时间：

将待测物品的溶液滴到试纸上，开始计时，至有颜色变化时计时结束，时间不得超过1min。

4.

碘化钾在酸性的环境下容易被空气氧化析出碘，所以在制作你的作品时加入一些结晶碳酸钠，并将碘化钾与醋隔离开才能更久的保存。

小贴士

用自制的产品检测未知种类盐1~3号（加碘盐、无碘盐、海藻碘盐）

5.能够准确的检测出食盐是否含碘

6.具有明显的颜色，易分辨

7.便于携带（安检能够通过），操作简便

8.保存时间不低于四天

头脑风暴

小组讨论，根据上面提供的材料范围和约束条件，要如何解决小文的需求，将你的想法写下来。

简单描述思路和制作步骤即可

如：

1.将滤纸（或其他纸张）剪成纸片浸入淀粉，碘化钾，碳酸钠制成的溶液中一定时间，烘干。

用醋混合食盐滴到试纸上观察颜色变化，变蓝色说明成功，可以继续大批量的制作

2.将纸张剪成大小相等的纸片，一半浸入淀粉+碘化钾+碳酸钠制成的溶液中，一半浸入醋中，取出烘干。

将两个不同的纸片上下叠放（浸入草酸溶液的放在上方），滴几滴食盐饱和溶液，浸透两张试纸，观察颜色变化

方案论证

方案一：

满足不满足

理由：

方案二：

满足不满足

理由：

方案三：

满足不满足

理由：

方案四：

满足不满足

理由：

汇总小组内的成员的想法，这些想法是否都满足小文的要求？

理由是什么？

最终方案

1.实验材料

可溶性淀粉、碘化钾（KI）、草酸、碳酸钠、纸张（学生选择的纸张）、托盘天平天平、药匙、烧杯、量筒以及开水、蒸馏水

2.实验步骤

1）将纸张剪成纸片备用

2）称取1g可溶性淀粉，用10mL的温水融化，之后边搅拌边倒入刚烧开的热水，大约至200mL，继续搅拌均匀。

3）待淀粉溶液冷却到四十度左右，向其中加入0.4g碘化钾、0.4g碳酸钠搅拌均匀，静置取上清液。

4）向上清液中加入一部分纸片浸泡2min（学生自己把握浸泡时间，没有太大的影响），用镊子夹出阴暗处晾干，保存在避光阴凉处。

5）将另一部分试纸浸入草酸中2min，拿出阴暗处晾干

（注：

由于碘化钾可被氧气氧化，所以在晾干过程中可以采取隔绝氧气的措施，如覆盖保鲜膜等。

实验中加了碳酸钠，只能在一定程度上保护碘化钾不被氧化，如果试纸变黄则会导致检测结果不准确）

3.测试试纸是否可用

1）将试纸置于干净的白瓷板上，滴加醋和食盐饱和溶液，观察是否变蓝

2）将浸有草酸的试纸放在另一试纸的上方，滴加食盐饱和溶液，观察是否变蓝（如果有第五步，则用这种方法检测）

4.如果检测试纸可用，则可以大量制作。

制作好晾干后用保鲜膜封上，防止被氧气氧化，烘干的花温度不能太高，其他制作方案在后面

和小组成员一起确定最终方案，并把制作步骤填入下面的方框。

方案实施

依照你的方案制作出成品，如若操作过于复杂请求老师帮助。

拓展阅读：

碘与淀粉的颜色反应

淀粉是一种多糖，制造淀粉是植物储存能量的一种方式，淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉。

直链淀粉在淀粉中的含量15-28%，相对分子质量较小，可溶于热水（70℃~80℃）形成胶体溶液而不呈糊状。

支链淀粉在淀粉中的含量为72-85%，相对分子质量较直链淀粉大得多，不溶于冷水，在热水中膨胀而呈糊状（称胶淀粉）。

直链淀粉与碘分子生成蓝色物质，支链淀粉遇碘分子生成紫红色物质。

可溶性淀粉是将支链淀粉富集而成的产品，但是其中还是含有部分的支链淀粉，只是支链淀粉与直链淀粉的比例变小了而已。

所以在使用时需要煮沸使直链淀粉溶于水，与支链淀粉分离。

（食盐中的碘是碘酸钾的形式，是不会与淀粉产生颜色的，但是与碘化钾在酸性条件下，会氧化碘化钾，产生碘单质，与淀粉产生蓝色物质）

第三章我们成功了吗？

测试一下

我们设计的方案以及制作的产品是否能够满足小文的要求呢？

用你制作的产品按照下列要求测试一下吧！

每个小组派出一名成员向其他小组展示试纸使用，并由老师记录下列项目数据。

测试时间

测试项目

需要几步操作

显色时间

现象是否明显

结果是否准确

外观

再收集各小组的作品进行同条件下的常温保存四天，四天后观察作品情况，在下列表格内记录作品情况

测试时间

测试项目

显色时间

显色均匀程度

结果是否准确

现象是否明显

产品外表是否发生变化（霉变、颜色改变等）

总结

对比保存前后试纸各项指标的变化进行总结，如：

灵敏度和准确度是否下降、产品外观发生何种变化可能的原因

语言魅力

向你的小伙伴介绍你的作品在测试环节的表现。

（如：

我的试纸/试剂盒等操作简单、测试结果准确、显色均匀、方便携带、保存之后效果良好等）

做的更好

记录并根据测试的数据以及其他同学的建议升级你的产品，让它变得更好。

（外形、操作、保存时间等）

作品展示

将你的作品在校园内进行展示，并附上测试参数及产品说明书。

测试前

测试后

姓名：

测试参数：

产品说明书：

1.产品名称：

2.使用方法

拓展阅读：

波义尔发明试纸

波义尔，英国化学家，他的著作《怀疑派化学家》标志着近代化学的起源。

恩格斯、马克思誉称“波义尔把化学确立为科学”。

波义尔在隐居乡下时与一位乡间医生的女儿相爱。

一次，波义尔看到有农夫将泥土放进嘴里，有些疑惑，后来波义尔女友说这是农民在辨别土壤的酸碱性，但是这种方式给农民带来了很多的疾病，并请求波义尔用他才华来解救这些农民。

从此波义尔就苦心钻研辨别土壤酸碱性的方法，但是一直没有进展，在此期间，其女友也因肺结核去世。

之后，波义耳一直把女友最喜爱的紫罗兰花带在身边。

1天，

园丁送来一篮美丽的紫罗兰，波义尔随手拿起一束边欣赏边走进了实验室。

在之后的实验中，浓盐酸不小心溅到紫罗兰花瓣上，波义尔赶紧用清水洗了一下，之后便发现紫罗兰竟然变成了红色。

波义尔激动的看着这一现象，之后将紫罗兰分成小份放入不同的酸溶液中，发现紫罗兰仍然变色。

这一发现让波义尔非常兴奋，看来其他酸性溶液依然可以让紫罗兰变色，可以用这个来判断土壤的酸碱了。

但是紫罗兰并不是四季都有，这大大的限制了紫罗兰的使用，于是波义尔收集大量的紫罗兰但是将花瓣泡出浸液来。

需要使用的时候，就往被试的溶液里滴进一滴紫罗兰浸液。

之后他研究了大量的花草，发现了石蕊。

后来，他发明了一个更简便的方法，即用石蕊浸液把纸浸透，再把纸烘干。

要用时只需将一小块纸片放进被检验的溶液里，根据纸的颜色变化就能知道这种溶液是呈酸性还是呈碱性的了。

波义耳把这种石蕊纸叫做“指示剂”，也就是后来人们所说的“试纸”。

附录1案例具体介绍

名称

介绍

酸碱试纸（pH试纸）

名称：

酸碱试纸（pH试纸）

制作：

将检测物质需要用到的试剂通过某种方式附着到特制的纸张中，并加入一些试剂以便有效物质的附着和保存。

原理：

试纸上有甲基红、溴甲酚绿、百里酚蓝这三种指示剂，在不同PH值的溶液中均会按一定规律变色。

使用方法：

将试纸湿润检测气体，或直接将待测液滴到试纸上，观察颜色变化，对比比色卡，得出结果

酸碱试剂（pH试剂）

名称：

酸碱试剂（pH试剂）

制作：

将所用试剂按照一定比例混合，并加入一些辅助试剂。

原理：

与酸碱试纸大致相同

使用方法：

取试剂2-3滴于25毫升被测溶液（无色）中摇匀，按比色卡进行比对，根据显示的颜色与色别卡对照，即可读得相应出被测溶液的pH值。

甲醛检测盒

名称：

甲醛检测盒

制作：

与pH试剂相似

使用方法：

胶囊

名称：

胶囊

制作：

将药物填装于空心硬质胶囊中或密封于弹性软质胶囊中而制成的固体制剂

原理：

胶囊外壳是用明胶或植物纤维、水溶性多糖为原料制成的，可以在温水中快速溶解，释放出内部的药物

利福平滴眼液

名称：

利福平滴眼液

使用：

使用时需要将红色的药丸加入溶液中，使其完全溶解，再使用。

（将不稳定的药品隔离开）

附录2重要知识解读

名称

说明

托盘天平的使用方法

1.托盘天平的结构

2.使用说明

（1）调平：

把天平放在水平桌面上，把游标码移到标尺左端零刻度线，调节横梁两端的平衡螺母，使指针对准分度盘中央的刻度线或左右摇摆的幅度相等，这时横梁平衡。

（2）称量把被测物体放在左盘里，用镊子向右盘里加砝码，并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。

（若需称取一定质量的药品，调节平衡时需先将称量纸放在左盘上，之后先加一定的砝码或移动游码后再在称量纸上逐渐增加药品的量。

）

（3）将药品和砝码归位。

3.注意事项

（1）砝码和游码不能用手直接触摸，要用镊子，且天平要保持干燥。

（2）左物右码，砝码由大到小轻拿轻放。

草酸

1.本品有毒，有腐蚀性，对皮肤和黏膜有刺激性，内服草酸对肾会发生明显伤害，肾小管内出现草酸钙沉积，患者表现出软弱无力，全身疼痛和体重减轻的症状。

2.操作后彻底清洗皮肤。

 使用本产品时不要进食、饮水。

3.戴防护眼罩/戴防护面具、戴防护手套/穿防护服。

量筒的使用方法

1.使用方法

（1）把液体注入量筒 

  向量筒里注入液体时，应用左手拿住量筒，使量筒略倾斜，右手拿试剂瓶，使量筒瓶口紧挨着量筒口，使液体缓缓流入。

待注入的量比所需要的量稍少时，把量筒放平，改用胶头滴管滴加到所需要的量。

（2）量筒的刻度面对自己 

（3）读取时视线要与刻度齐平，不能俯视或仰视，溶液的凹液面对准的刻度是该溶液的体积。

2.注意事项

（1）不能作为反应容器

（2）不能稀释浓酸、浓碱

（3）不能储存药剂

（4）不能量取热的溶液

（5）如果内壁有水，用之前要润洗。

可溶性淀粉使用及注意事项

1.使用时应佩戴口罩，防止吸入粉尘

2.禁止品尝和直接皮肤接触，应佩戴手套

碘化钾

1.遇光或久置于空气中能析出游离碘而呈黄色。

在酸性水溶液中更易氧化变黄。

2.切勿用手直接触摸，实验操作时不要直接触摸或品尝任何药物，如误食，用水漱口，及时送医。

碳酸钠

1.水溶液呈强碱性，在空气中极易潮解结块，并吸收CO2生成碳酸氢钠。

2.使用时戴好护目镜、耐酸碱手套、口罩，穿好实验服。

如不慎入眼，用水冲洗至少15min，及时就医。

胶囊的制作

滴液的制作

药丸的制作

试剂盒制作