【对碘一淀粉显色现象的审视参酌】淀粉遇碘显色原理
时间：2019-02-05 03:32:30 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：对苏教版《实验化学》中碘一淀粉显色现象的影响因素进行了详细探讨。 关键词：淀粉；碘；显色现象 文章编号：1005-6629(2011)07-0073-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
苏教版《实验化学》第57页“拓展课题4-4”中涉及到淀粉与碘显色现象的探究。一般认为，这是一个可以在简单与复杂之间有着广阔游移空间很值得探究的问题。正像教材指出的，“淀粉溶液遇碘后显色的灵敏度要受其他多种因素的影响，如试剂浓度、淀粉种类、溶液酸度等”。笔者对此很有体会。
1 关于淀粉的水溶性
如果把淀粉的水溶性标准建立在I2-淀粉的显色反应上：I2-直链淀粉显蓝色，I2-支链淀粉显紫色。以下的实验或许可以使我们对淀粉的水溶性有一些新的认识。
(1)把大米、小麦、玉米、马铃薯中的任何一种磨碎粉细放在试管中，加水振荡，滴入I2水，会立即显浅淡的紫色。对此，我们就有理由说，原生的天然淀粉中的直链淀粉是不溶于冷水的，而支链淀粉至少是微溶于水的。
(2)加热煮沸上述天然淀粉中的任何一种，当冷至室温滴入碘水，溶液会立即显深深的蓝色。这说明加热煮沸淀粉溶液，淀粉成分中的直链淀粉可溶于热水。
至此，我们对淀粉的水溶性有如下的基本认识：一般说，天然淀粉不溶于水是正确的。因为植物中的淀粉颗粒总是被一薄层蛋白质膜包围着。在某些场合，这些颗粒甚至被一层较厚的纤维性壁所包容，不然植物光合作用所储蓄的能量(淀粉)将会被雨水淋洗殆尽，化为乌有。但是，在我们承认天然淀粉一般不溶于冷水的同时，又不可以把它视为绝对的不溶。事实上，淀粉溶解的极少的一点点，已经可以用灵敏的I：水检验出来。也正因为可以被检验出来，因此，准确地说天然植物淀粉是微溶于冷水的。
(3)支链淀粉何以比直链淀粉更易溶于水?
陈学民曾有如下的分析：支链淀粉有高度分支的开链结构，容易接近氢键键合的溶剂水分子，从而说明它在水中有较大的溶解度，而直链淀粉是紧密堆积的线圈式结构，促进了分子内氢键的强烈作用，而不利于跟外部溶剂水分子的接近。这可以说明支链淀粉的亲水性(水溶性)比直链淀粉要好。
现在所能看到的有机化学用书几乎都众口一词：直链淀粉是水溶性的，支链淀粉是不溶性的。但是这种结论性的认识，一是没有提供可靠的事实依据，二是没有恰当的令人信服的理论解释。
(4)即令如此，我们也不可以把普通的淀粉溶液等同于一般的分子溶液。因为不存在淀粉分子，它实际是一种胶体。笔者建议，通常情况下以称淀粉液为好。
2 I2一淀粉显色反应
(1)I2一淀粉显色不可以死抠“蓝色”
把普通小麦、大米、糯米粉碎磨细溶于水，或是把市售的可溶性淀粉加水配成的淀粉液中，加入碘水，以显紫色为主，以示支链淀粉；把上述淀粉液加热煮沸，冷至室温后再加碘水，以显深蓝色为主，以示直链淀粉。当把深蓝色的I2-淀粉液加热至蓝色刚刚消失完，迅即放入冷水中冷却，就会发现紫色先出现，蓝色后出现，最终是蓝色掩盖了紫色，实际是只看到蓝色。至此不难发现，在普通淀粉中既有支链淀粉，又有直链淀粉；当与I2反应时，生成的有色物中既有蓝色成分，又有紫色成分；只是蓝色物的色泽深厚，紫色物的色泽浅淡，常常是蓝色掩盖了紫色。所以人们习惯地认为，淀粉与碘显蓝色。认为I2跟淀粉显蓝色是对的，但死抠“只显蓝色”就不对了。
(2)影响I2-淀粉灵敏性要诀
常温下，I2-淀粉相互检验的灵敏度极高，可溶性淀粉容易检验出浓度为10-5mol・L-1的碘。改善或提供以下条件，可以大大提高反应的灵敏度。
①将淀粉液加1～2滴稀盐酸酸化。实验证明淀粉液呈弱酸性(pH=4)条件下最为灵敏。若溶液酸度过高(pH2显紫红色。
②溶液中加少量(几滴)KI稀溶液。实验指出，直链淀粉遇I，变蓝必须要在有I一离子存在。提供r离子的方法就是向I2溶液中加入少量KI。
读者注意，以下几点情况会导致12-淀粉显色现象灵敏度降低。
①温度升高。例如50℃时的灵敏度就只有25℃时的1/10；60℃左右时，蓝色、紫色都褪成无色(不显色了)；
②乙醇的存在。有趣的是乙醇的量少于50％无影响，而大于50％则不显色；
③大量电解质的存在。如大量NaCl的存在，会因NaCl能跟淀粉结合而降低灵敏度。
3 I2-淀粉包合物的性质
(1)对热的不稳定性和可逆性
通常情况下，碘一淀粉包合物还算稳定，CCl4已无力把I2从它的蓝色物中萃取出来。但是它明显地有对热的不稳定性和可逆性。
两支试管都装进相同量的蓝色I2-淀粉溶液，加热至蓝色刚好消失完全时，取出一支试管放入冷水中冷却，另―支试管继续加热0.5min，这时就会发现，放人冷水中的试管内的蓝色又复出现，而另―支试管因持续加热时间长了，I2已经挥发殆尽，即便让它冷却，也不会有蓝色出现了。
(2)分子性
在这种包合物中，碘仍然以I2分子的形式存在，保持着I2分子的特质。例如，无色的KI溶液能把蓝色包合物中的I：夺取出来，成为像单质I2一样的棕色的KI3溶液；zn粉(粒)、Mg粉、Fe钉等与I2反应，可使蓝色缓慢消失；加热时外逸出来的气体可以重新使淀粉显蓝色；硫化氢或氢硫酸可使I2-淀粉蓝色溶液褪色，等等。
4 几点说明
(1)教学过程中完全没有必要刻意要用市售“可溶性淀粉”，正如教材指出的，用“稀米汤”已是足够理想的淀粉溶液了。
(2)I2-淀粉相互检验的灵敏度极高，没有必要一定要用多大浓度的淀粉液和多么浓的I2水。只须把少量晶体I2放入水中加热煮沸，冷至室温即可制得饱和I2水。尽管I2水的浓度很低(浅棕色)，但对于一种检验试剂――元论是I2，还是淀粉，低浓度恰恰是它的实用价值所在。
(3)现用人教版的高中化学第一册第67页(2007年版)和2008年人教版的高一化学教师教学用书第80页，都特地加注说明：“碘在纯水中的溶解度很小，因此常把碘溶解在碘化钾溶液中”，“碘在水中的溶解度很小，通常不能满足实验的需要”。出现这种加注说明的情况，是教材编著者臆想的结果?还是从实验中得来的认识?我们认为，对于这种仅用碘水都能做好的实验，就不必刻意去追求用碘酒或I2的KI溶液。
参考文献：
[1]陈学民.哪种淀粉是水溶性的?[J].化学通报，1980，(11)：33.
[2]浙江大学普通化学教研室主编.普通化学实验[M].杭州：浙江大学出版社1985：45.对碘一淀粉显色现象的审视参酌／刘怀乐
摘要：对苏教版《实验化学》中碘一淀粉显色现象的影响因素进行了详细探讨。
关键词：淀粉；碘；显色现象
文章编号：1005-6629(2011)07-0073-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
苏教版《实验化学》第57页“拓展课题4-4”中涉及到淀粉与碘显色现象的探究。一般认为，这是一个可以在简单与复杂之间有着广阔游移空间很值得探究的问题。正像教材指出的，“淀粉溶液遇碘后显色的灵敏度要受其他多种因素的影响，如试剂浓度、淀粉种类、溶液酸度等”。笔者对此很有体会。
1 关于淀粉的水溶性
如果把淀粉的水溶性标准建立在I2-淀粉的显色反应上：I2-直链淀粉显蓝色，I2-支链淀粉显紫色。以下的实验或许可以使我们对淀粉的水溶性有一些新的认识。
(1)把大米、小麦、玉米、马铃薯中的任何一种磨碎粉细放在试管中，加水振荡，滴入I2水，会立即显浅淡的紫色。对此，我们就有理由说，原生的天然淀粉中的直链淀粉是不溶于冷水的，而支链淀粉至少是微溶于水的。
(2)加热煮沸上述天然淀粉中的任何一种，当冷至室温滴入碘水，溶液会立即显深深的蓝色。这说明加热煮沸淀粉溶液，淀粉成分中的直链淀粉可溶于热水。
至此，我们对淀粉的水溶性有如下的基本认识：一般说，天然淀粉不溶于水是正确的。因为植物中的淀粉颗粒总是被一薄层蛋白质膜包围着。在某些场合，这些颗粒甚至被一层较厚的纤维性壁所包容，不然植物光合作用所储蓄的能量(淀粉)将会被雨水淋洗殆尽，化为乌有。但是，在我们承认天然淀粉一般不溶于冷水的同时，又不可以把它视为绝对的不溶。事实上，淀粉溶解的极少的一点点，已经可以用灵敏的I：水检验出来。也正因为可以被检验出来，因此，准确地说天然植物淀粉是微溶于冷水的。
(3)支链淀粉何以比直链淀粉更易溶于水?
陈学民曾有如下的分析：支链淀粉有高度分支的开链结构，容易接近氢键键合的溶剂水分子，从而说明它在水中有较大的溶解度，而直链淀粉是紧密堆积的线圈式结构，促进了分子内氢键的强烈作用，而不利于跟外部溶剂水分子的接近。这可以说明支链淀粉的亲水性(水溶性)比直链淀粉要好。
现在所能看到的有机化学用书几乎都众口一词：直链淀粉是水溶性的，支链淀粉是不溶性的。但是这种结论性的认识，一是没有提供可靠的事实依据，二是没有恰当的令人信服的理论解释。
(4)即令如此，我们也不可以把普通的淀粉溶液等同于一般的分子溶液。因为不存在淀粉分子，它实际是一种胶体。笔者建议，通常情况下以称淀粉液为好。
2 I2一淀粉显色反应
(1)I2一淀粉显色不可以死抠“蓝色”
把普通小麦、大米、糯米粉碎磨细溶于水，或是把市售的可溶性淀粉加水配成的淀粉液中，加入碘水，以显紫色为主，以示支链淀粉；把上述淀粉液加热煮沸，冷至室温后再加碘水，以显深蓝色为主，以示直链淀粉。当把深蓝色的I2-淀粉液加热至蓝色刚刚消失完，迅即放入冷水中冷却，就会发现紫色先出现，蓝色后出现，最终是蓝色掩盖了紫色，实际是只看到蓝色。至此不难发现，在普通淀粉中既有支链淀粉，又有直链淀粉；当与I2反应时，生成的有色物中既有蓝色成分，又有紫色成分；只是蓝色物的色泽深厚，紫色物的色泽浅淡，常常是蓝色掩盖了紫色。所以人们习惯地认为，淀粉与碘显蓝色。认为I2跟淀粉显蓝色是对的，但死抠“只显蓝色”就不对了。
(2)影响I2-淀粉灵敏性要诀
常温下，I2-淀粉相互检验的灵敏度极高，可溶性淀粉容易检验出浓度为10-5mol・L-1的碘。改善或提供以下条件，可以大大提高反应的灵敏度。
①将淀粉液加1～2滴稀盐酸酸化。实验证明淀粉液呈弱酸性(pH=4)条件下最为灵敏。若溶液酸度过高(pH2显紫红色。
②溶液中加少量(几滴)KI稀溶液。实验指出，直链淀粉遇I，变蓝必须要在有I一离子存在。提供r离子的方法就是向I2溶液中加入少量KI。
读者注意，以下几点情况会导致12-淀粉显色现象灵敏度降低。
①温度升高。例如50℃时的灵敏度就只有25℃时的1/10；60℃左右时，蓝色、紫色都褪成无色(不显色了)；
②乙醇的存在。有趣的是乙醇的量少于50％无影响，而大于50％则不显色；
③大量电解质的存在。如大量NaCl的存在，会因NaCl能跟淀粉结合而降低灵敏度。
3 I2-淀粉包合物的性质
(1)对热的不稳定性和可逆性
通常情况下，碘一淀粉包合物还算稳定，CCl4已无力把I2从它的蓝色物中萃取出来。但是它明显地有对热的不稳定性和可逆性。
两支试管都装进相同量的蓝色I2-淀粉溶液，加热至蓝色刚好消失完全时，取出一支试管放入冷水中冷却，另―支试管继续加热0.5min，这时就会发现，放人冷水中的试管内的蓝色又复出现，而另―支试管因持续加热时间长了，I2已经挥发殆尽，即便让它冷却，也不会有蓝色出现了。
(2)分子性
在这种包合物中，碘仍然以I2分子的形式存在，保持着I2分子的特质。例如，无色的KI溶液能把蓝色包合物中的I：夺取出来，成为像单质I2一样的棕色的KI3溶液；zn粉(粒)、Mg粉、Fe钉等与I2反应，可使蓝色缓慢消失；加热时外逸出来的气体可以重新使淀粉显蓝色；硫化氢或氢硫酸可使I2-淀粉蓝色溶液褪色，等等。
4 几点说明
(1)教学过程中完全没有必要刻意要用市售“可溶性淀粉”，正如教材指出的，用“稀米汤”已是足够理想的淀粉溶液了。
(2)I2-淀粉相互检验的灵敏度极高，没有必要一定要用多大浓度的淀粉液和多么浓的I2水。只须把少量晶体I2放入水中加热煮沸，冷至室温即可制得饱和I2水。尽管I2水的浓度很低(浅棕色)，但对于一种检验试剂――元论是I2，还是淀粉，低浓度恰恰是它的实用价值所在。
(3)现用人教版的高中化学第一册第67页(2007年版)和2008年人教版的高一化学教师教学用书第80页，都特地加注说明：“碘在纯水中的溶解度很小，因此常把碘溶解在碘化钾溶液中”，“碘在水中的溶解度很小，通常不能满足实验的需要”。出现这种加注说明的情况，是教材编著者臆想的结果?还是从实验中得来的认识?我们认为，对于这种仅用碘水都能做好的实验，就不必刻意去追求用碘酒或I2的KI溶液。
参考文献：
[1]陈学民.哪种淀粉是水溶性的?[J].化学通报，1980，(11)：33.
[2]浙江大学普通化学教研室主编.普通化学实验[M].杭州：浙江大学出版社1985：45.
