天然高分子化学实验教案(精简)

造纸、皮革09级天然高分子科学实验安排

《天然高分子科学》实验

邵志勇

实验地点：轻化楼(2号教学楼）A205

实验一植物纤维原料的显微观察与测量

一、实验意义：造纸原料的纤维形态特性，是评价原料利用价

值、确定工艺条件的重要依据。也是决定成纸质量的重要

因素。

二、实验目的：借助显微镜对造纸原料进行观察和测量，初步

了解原料的基本构成和细胞形态特征，掌握测量纤维长、

宽度和数据统计的方法。

三、实验仪器、试剂：生物显微镜、解剖针、盖玻片、载玻片、

吸水纸；赫兹伯格染色剂（赫氏试剂）

四、简介：1、生物显微镜

⑴、结构及工作原理（如图）

⑵、使用方法：①把制备好的试片夹在载物台上，调节移动旋

钮，使被观察物体位于物镜下方。②调节反光镜，使光线照亮物体。③先选用最小倍数（4倍）的物镜，从显微镜一侧观察，转动粗调螺旋，将载物台上升至离物镜最近处，然后一边从目镜中观察，一边降低载物台，至图像出现时，换用细调螺旋调至图像清晰。④调节移动旋钮，使试片移动位置，以便观察到各个部位。

2、赫氏试剂的显色反应

①化学木浆、草浆：兰紫色②半化学木浆、草浆：黄绿色③机

械浆：黄色④棉浆、漂白麻浆：酒红色

五、实验内容：

1、木材切片的观察与作图：横切面、弦切面、径切面

①针叶材：年轮、早、晚材管胞，树脂道，木射线等。

②阔叶材：年轮、木纤维，导管，木射线等。

作图要求：1﹚针、阔叶材各画三个切面图，共六个图。2﹚在每个图中标出其主要结构名称。

2、植物纤维原料种类的辨别

对几种常见的植物纤维原料如：针叶材、阔叶材、麦草、稻草、芦苇、棉、麻等进行辨别。

辨别依据：①首先根据植物纤维原料的细胞特征②其次根据染色剂的显色反应。

试片的制备方法：①将盖、载玻片洗净。②用解剖针挑取少量（尽量少）已分散好的植物纤维原料置于载玻片的中央。③加1~2滴赫氏试剂，用两只解剖针将原料分散开，然后将盖玻片从一侧轻轻放下。④用吸水纸吸干盖玻片边缘多余的液体，注意不要按压盖玻片，以免产生气泡。

3、纤维长、宽度的测量

分别测定两种原料的宽度（160倍）和长度（64倍）。

注意：①宽度要测量纤维最宽处②长度测量须选取完整纤维，必要时要分段测量。

目镜测微尺标定系数：64倍K1=0.02639mm/格

160倍K2=0.0101mm/格

六、统计

总长（宽）度

1、平均长、宽度= ——————

总根数

2、最长、宽纤维

3、一般纤维长、宽度：测量的所有纤维长度或宽度数据，分别去掉15%最大和最小的数值，剩余70%数据的平均值。

实验二植物原料水分含量的测定

一、测定原理：在一定温度下加热烘干试样，使其中的游离水脱

除蒸发，这部分水的重量与风干试样重量比值的百分数，即

为原料的水分。

七、实验仪器

分析天平、烘箱、称量瓶、干燥器

八、实验步骤

精确称取3~5g（称准至0.0001g）试样，于已烘干并恒重

的扁形称量瓶中；将称量瓶移入烘箱中，在105±3℃下烘干4

小时；把称量瓶移入干燥器中，冷却半小时后称重。再移入烘

箱中，继续烘干1小时，冷却半小时后称重。如此重复操作，

直至恒重为止。

九、结果计算

水分含量w = G -G1 / G ×100%式中G ——试样烘干前的重量，g

G1——试样烘干后的重量，g

注意：同时进行两次测定，取其算术平均值作为测定结果，要求

准确至0.01，两次测定计算值间误差不应超过0.20%。

实验三植物原料灰份含量的测定

一、测定原理：试样在高温下灼烧，其中的有机物变成二氧化碳

及水蒸气而挥发，剩余的矿物性残渣即为灰分。

二、实验仪器

分析天平、高温炉、可调电炉、瓷坩埚、干燥器

三、实验步骤

精确称取2~3g（称准至0.0001g）试样，于已预先灼烧并

恒重的瓷坩埚中，先在可调电炉上使试样炭化，至无烟冒出时，

将瓷坩埚移入高温炉中，在575±25℃下灼烧至灰渣中无黑色炭素，并恒重为止。

四、结果计算

灰分含量Y = G -G1 / G2（1-w）×100%

式中G ——灼烧后瓷坩埚和灰渣的总重，g

G1——瓷坩埚的重量，g

G2——称取试样的重量，g

w ——试样的水分

注意：同时进行两次测定，取其算术平均值作为测定结果，要求准确至0.01，两次测定计算值间误差木材原料不应超过

0.05%，非木材原料不应超过0.20%。有些草类原料中二氧

化硅含量较高，可用醋酸镁作为松化剂。

实验四植物纤维原料木素含量的测定

一、测定原理：用72﹪的硫酸处理无抽出物的试样，碳水化合物被水解溶出，剩余的残渣称为酸不溶木素，也称为克拉森木素。

二、实验仪器、试剂

1、分析天平、可调电炉、石棉网、干燥器、真空泵、碘量瓶（250ml）、锥形瓶（1000ml）、滤纸

2、72﹪硫酸溶液、10﹪氯化钡溶液

三、测定步骤：A、称取约0.98g(称准至0.0001g)无抽出物的试样倒入碘量瓶（250ml）中，再加入72﹪的硫酸15ml(12~15℃)。摇动一分钟后在18~20℃下保温。B、2.5hr后将内容物全部倒入锥形

瓶（1000ml）中，同时量取560ml水反复清洗碘量瓶，清洗液及

剩余水也全部倒入锥形瓶中。可调电炉上加石棉网，把锥形瓶放

在上面加热，瓶内液体将要沸腾时，快速从电炉上拿下并摇动，

然后再放回电炉上继续加热，快要沸腾时再取下、摇动……如此

重复数次，待试样全部下沉，沸腾时不会溢出时，调低电炉温度

（保持沸腾），装上冷凝管通入冷却水，煮沸4hr（从第一次沸

腾算起）。C、把两张定量滤纸放入布氏漏斗中，布氏漏斗插入抽

滤瓶中，先用低真空度抽滤；把锥形瓶内液体及木素分次倒入布

氏漏斗中，然后用热水洗涤锥形瓶和木素，直到抽滤瓶中的滤液

滴入10﹪氯化钡溶液无白色沉淀为止。D、把滤纸及木素放在表面

皿中再放入烘箱中，在105±3℃下烘干4小时，然后移入干燥器中，冷却半小时后称重。再烘干、冷却、称重直至恒重为止。

四、计算

木素含量= G1—G/ G2（1—w）×100% —灰分含量式中G1——烘干后滤纸和木素的总重，g

G——滤纸的重量，g

G2——称取试样的重量，g

w ——试样水分