葡萄糖檢驗(yàn)的最佳方案實(shí)驗(yàn)探究

于洪超

葡萄糖檢驗(yàn)的最佳方案實(shí)驗(yàn)探究

于洪超

（江蘇省邳州市官湖初級(jí)中學(xué)江蘇邳州221300）

葡萄糖的檢驗(yàn)在醫(yī)療上主要用來(lái)檢驗(yàn)病人是否患糖尿病的依據(jù)之一。在中學(xué)課本里主要是通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生初步了解葡萄糖的檢驗(yàn)方法，但在具體做實(shí)驗(yàn)時(shí)總是出現(xiàn)異樣的現(xiàn)象，給學(xué)生造成錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)探究葡萄糖檢驗(yàn)的最佳方案，讓學(xué)生懂得科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

葡萄糖檢驗(yàn)；最佳方案；沉淀的顏色

新課程滬教版化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)《淀粉與油脂》一節(jié)的“活動(dòng)與探究”中有關(guān)葡萄糖的檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)操作很簡(jiǎn)單，但是在教學(xué)中師生做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)了許多顏色變化。對(duì)此，筆者查閱有關(guān)資料及進(jìn)行了多次的實(shí)驗(yàn)和反復(fù)研究，探究葡萄糖與氫氧化銅反應(yīng)的最佳條件，現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)研究的情況總結(jié)如下。

【實(shí)驗(yàn)原理】

葡萄糖含有自由醛基(—CHO)，具有還原性質(zhì)，在熱堿性溶液中，能將硫酸銅還原成黑色的氧化銅或紅色的氧化亞銅。

【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】

本人根據(jù)不同NaOH溶液的濃度、不同CuSO4溶液的濃度、不同葡萄糖溶液的濃度分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得現(xiàn)象如下：

1.下面各實(shí)驗(yàn)是5%CuSO45滴、10%葡萄糖2mL，NaOH溶液2mL。

改變NaOH溶液的濃度對(duì)反應(yīng)的影響

NaOH溶液過稀或過濃都會(huì)影響反應(yīng)的正常現(xiàn)象。

2.下面各實(shí)驗(yàn)是5%CuSO45滴、10%NaOH溶液2mL、葡萄糖2mL。

改變葡萄糖溶液的濃度對(duì)反應(yīng)的影響

葡萄糖溶液過濃對(duì)反應(yīng)有不利的影響，試管出現(xiàn)銅鏡，有單質(zhì)銅生成。

3.下面各實(shí)驗(yàn)是10%NaOH溶液2mL、10%葡萄糖溶液2mL、CuSO4溶液5滴。

改變CuSO4溶液的濃度對(duì)反應(yīng)的影響

CuSO4溶液過濃，產(chǎn)生的Cu(OH)2過多，葡萄糖不能將其全部還原，反應(yīng)現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)異常。

【結(jié)論】通過對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的歸納、整理，認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)的最佳反應(yīng)條件是：8—10%NaOH溶液約2mL、3—5%CuSO45滴、8—10%葡萄糖溶液約2mL，混合均勻，加熱至沸騰，反應(yīng)很快完成，得到桔紅色沉淀，冷卻后得到紅色(Cu2O)沉淀。

注：本實(shí)驗(yàn)如果在低于100℃進(jìn)行，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能看到紅色沉淀，而且溫度越低所需時(shí)間越長(zhǎng)。

Na2［Cu(OH)4]能電離出少量的Cu2+，Cu2+具有一定的氧化性，極易被含有醛基的物質(zhì)還原成紅色的Cu2O。此外還原產(chǎn)物還可能有Cu2+的存在，在堿性溶液存在下列平衡：Cu2++2OH-?Cu(OH)2，顯然OH-過量，有利于平衡向右移動(dòng)，所以反應(yīng)必須在堿性溶液中進(jìn)行。使用稀的堿溶液是防止Cu(OH)2與過量熱的NaOH反應(yīng)生成Na2CuO2。

【實(shí)驗(yàn)中異常現(xiàn)象分析】

在葡萄糖的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中，沒有看到紅色的沉淀，而是黑色的沉淀？

葡萄糖與新制的Cu(OH)2在加熱的條件下，反應(yīng)生成磚紅色的Cu2O。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)黑色的CuO的異常現(xiàn)象，是由于沒有在堿性條件下進(jìn)行，Cu(OH)2受熱分解成黑色的CuO。葡萄糖在堿性條件下被Cu(OH)2氧化成葡萄糖酸鹽，同時(shí)得到Cu2O，所以實(shí)驗(yàn)操作中，CuSO4與NaOH反應(yīng)得到Cu(OH)2時(shí)，必須NaOH過量。高等學(xué)校無(wú)機(jī)教材中提到此反應(yīng)可能是“Cu(OH)2與氫氧根離子反應(yīng)生成［Cu(OH)4]2-，［Cu(OH)4]2-把葡萄糖氧化的原因”，但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中也沒有出現(xiàn)Cu(OH)2溶解，得到絳藍(lán)色的含［Cu(OH)4]2-的溶液，況且要得到上述的絳藍(lán)色的溶液，OH-的濃度必須在8mol/L以上，Cu(OH)2在堿性但未溶解的情況下，依然可以氧化葡萄糖，但花費(fèi)的時(shí)間稍微長(zhǎng)些。如果將CuSO4與NaOH反應(yīng)的沉淀過濾出，經(jīng)洗滌后，加入葡萄糖溶液加熱，也不會(huì)看到紅色的沉淀。

因此“新制的氫氧化銅”的真正含義是Cu(OH)2與NaOH溶液的混合物，且OH-濃度大些，可能會(huì)縮短氧化的時(shí)間。筆者也曾做硫酸銅與氫氧化鈉混合實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，氫氧化銅在常溫、堿性環(huán)境下也很容易分解成黑色的氧化銅，所以“新制的氫氧化銅”是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。

1008-0546（2011）02-0076-01

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10.3969/j.issn.1008-0546.2011.02.036