碘與淀粉顯色現象探究

*劉 正

(山西大同大學2014級化學與環境工程學院化學專業 山西 037000)

碘與淀粉顯色現象探究

*劉 正

(山西大同大學2014級化學與環境工程學院化學專業 山西 037000)

在化學實驗中,淀粉與碘產生化學反應,形成藍色液體,淀粉的這種特性經常被用來檢測淀粉的存在與否.形成的藍色液體與溫度、酸度、淀粉的新鮮程度有關.

淀粉;顏色

淀粉與碘產生的化學反應中,顏色因淀粉性質會產生不同的顏色變化,其中直鏈淀粉反應產生藍色液體,支鏈淀粉反應產生為紫紅色液體.產生顏色的變化在一定程度上與碘分子有很大關系.碘分子在淀粉形成的液體中,會自動形成一種絡合物.同時淀粉糖苷鏈的長度也會影響反應的顏色.當鏈長為20個葡萄糖基時會出現紅色,鏈長大于60個葡萄糖基時變為藍色,因支鏈淀粉的分支長度只有20～30個葡萄糖基,因而與碘呈紫紅色,而直鏈淀粉的鏈長超過60個葡萄糖基,所以與碘作用呈現藍色.在鏈長小于6個葡萄糖基時,不會形成一個螺旋圈,因而不能呈色.

在化學實驗中,特別是淀粉的相關研究性試驗中,因為面粉的支鏈淀粉與直鏈淀粉的原因,會產生不同的顏色.例如面粉支鏈淀粉較多,淀粉在與碘的相關試驗中,會產生相關的化學反應,最后溶液出現藍紫色.同時研究在唾液淀粉酶與淀粉的相關試驗中,淀粉往往采用純淀粉,即在淀粉樣品中直鏈淀粉居多,在與碘液的化學反應中,變為深藍色.本文通過相關實驗方法來測定影響淀粉與碘作用顏色的幾種因素.

1.實驗方法

(1)淀粉:稱取含有效成分0.1000克的淀粉純品(直鏈、支鏈),放入100毫升容量瓶中,加入1毫升無水乙醇,使其充分分散.再加9毫升氫氧化鈉溶液,不斷加熱,加熱至沸騰.在開水中加熱10分鐘.迅速冷卻后,用蒸餾水定容.冷卻保存.

(2)顯色測定:吸取直鏈淀粉分散液1.00毫升,放入100毫升容量瓶中,加約50毫升蒸餾水,再加1.0毫升1N醋酸溶液、2.00毫升碘試劑,用蒸餾水稀釋至刻度.在MPS-2000紫外一可見分光光度計上測吸收曲線.吸取支鏈淀粉分散液4.0毫升,按同上方法測吸收曲線.

2.實驗儀器

(1)MPS-2000多用途紫外一可見分光光度計;(2)雷磁-25酸度計;(3)直鏈、支鏈淀粉純品(純度約98%);(4)碘試劑:3.0克碘化鉀(AR),0.3000克碘(AR)溶于100毫升蒸餾水中;(5)溫度計.其余試劑,均用分析純按常規方法配制.

3.通過實驗得出以下結論

淀粉與碘的化學試驗中,藍色液體的形成與很多因素相關,同時很多因素會在某種程度上影響液體的顏色.本次試驗通過水浴溫度,溶液的PH值還有淀粉的存放時間等因素展開研究,通過多種措施,不斷調整眾多因素之間的變量,輔助其他試驗器材,探明彼此之間的聯系,明確相關因素與藍色液體之間的關系.本次試驗通過調整水浴溫度,溶液PH值,淀粉存放時間,得出以下有效結論.

(1)水浴溫度的因素.如表1,在試驗中,隨著不斷加熱,溫度不斷變化,溶液的顏色不會一成不變,溶液的顏色受溫度的提升影響很大.隨著溫度的提升,淀粉溶液與碘產生反應的藍色會出現一定程度的滯后性,原因在于反應形成的絡合物,碘分子的鉆入直鏈淀粉的螺旋狀圓柱,同時在范德華引力作用下形成相關的絡合物,但是絡合物不具有穩定性,會隨著溫度的變化而變化.在溫度增加時絡合物會逐步分解,在分解過程中,碘分子會從絡合物脫下,藍色逐步消失,在逐步冷卻過程中,碘分子會與淀粉重新結合而出現藍色.

表1 溫度與顏色的關系圖

(2)PH值的影響.如表2,PH值不同,顏色反應會出現不同的變化.經過實驗證明:以PH值為區分標準,劃分多個顯色段,在強酸性環境下,淀粉與碘反應呈現藍紫色,在pH=3～5的弱酸環境中進行試驗,顯色反應明顯,在pHlt;8的弱堿性溶液中會有遲緩,在pHgt;10的堿性溶液中不顯色.在上述不同的顯色反應中,究其原因在于:強酸環境中,淀粉會分解出糊精等化學元素,糊精會與碘分子產生化學反應,呈現紅色;在強堿情況下,歧化成次碘酸鹽和碘化物,沒有形成單質碘,因而不顯色;在弱酸環境下,碘不會產生化學反應.

表2 酸堿度與顏色關系圖

(3)淀粉存放時間的因素.如表3,在淀粉與碘化學反應中,淀粉溶液的存放時間,直接影響顯色反應的進展.隨著淀粉溶液存放時間的變化,在顯色反應中顯色也會不同.溶液的紫色會隨著淀粉溶液的時間增加而加深.究其原因是淀粉水溶液中會慢慢分解出為糊精等物質,而在有碘存在的情況下,糊精與碘發生反應出現紅色.因此,隨著時間的增加,淀粉溶液的反應速度會降低,出現呈藍紫色,甚至紫紅色.

表3 淀粉存放時間與顏色變化關系圖

[1]崔克宇,呂明,王仁章,韓磊,劉凱,王悅.碘與淀粉反應條件的實驗研究[J].科技信息(學術研究),2007(12).

[2]安紅杰,劉鐘棟,王化斌,陳肇錟,胡鈞.原子力顯微鏡對碘與淀粉共聚的研究[J].河南工業大學學報(自然科學版),2006(05).

[3]烏鳳岐,徐德志.試述碘與淀粉溶液的反應現象[J].遼寧師專學報(自然科學版),2005(03).

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[5]段穗芳.碘與淀粉反應條件的探討[J].中等醫學教育,2000(01).

[6]段穗芳.碘與淀粉反應條件的探討[J].湛江師范學院學報(自然科學版),1999(02).

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劉正(1995-),男,山西大同大學2014級化學與環境工程學院化學專業;研究方向:無.

Study on the Show of Iodine and Starch

Liu Zheng
(College of Chemistry and Environmental Engineering, Datong University, Shanxi Province, 2014, Shanxi,037000)

We often use starch and iodine to turn blue to test the existence of starch, starch and iodine into blue, which is the characteristics of starch. This blue reaction is related to temperature, acidity, freshness of starch.

starch;color

T

A