碘遇淀粉变蓝质疑——记一则有趣的可逆热色性小实验

碘遇淀粉变蓝质疑——记一则有趣的可逆热色性小实验 碘遇淀粉变蓝质疑——记一则有趣的可逆 热色性小实验 ?54?化学教育2006年第3期 碘遇淀粉变蓝质疑 —— 记一则有趣的可逆热色性小实验 田宗学 (湖北巴东县第二高级中学444324) 淀粉是植物体内最为重要的贮藏性多糖,在植物体内如 种子,块根,块茎中含量特别丰富.淀粉以淀粉颗粒的形式 存在,因植物种类不同而呈球形,卵形,不规则形等,直径约 为1m,175t~m.学生在做室温下淀粉遇碘变蓝的实验中, 往往向刚煮沸还未冷却的淀粉溶液中滴加数滴I?KI稀溶 液,却会发现溶液没有变蓝,而是出现淡红色,逐渐冷却后才 会渐渐出现蓝色;如果重新加热,蓝色叉会渐渐退去由红变 为无色.为此兴趣学习小组的学生查找资料设计了一个快 速,简便,易做,有趣的小实验. 1实验仪器及药品 50mL容量瓶,250mL烧瓶,试剂瓶,带塞子的小试管, 酒精灯,多用滴管,温度计,碘,碘化钾,可溶性淀粉,蒸馏水. (1)配制溶液A:在50mL的容量瓶中配制2.5X10 mol/L的I2KI溶液. (2)配制溶液B:在另一个50mL的容量瓶中配制0.5 的淀粉溶液.按GB603—77称取1.0g可溶性淀粉,加入 10mL蒸馏水,搅拌下注入200mL沸腾的蒸馏水中,再微沸 25min,放置,取上层清液待用,此溶液于使用前制备. 2实验及现象 [实验1]取1支编号为1的试管,在试管中加入2mI 配制好的I.KI溶液,然后滴加2滴新配制的淀粉溶液,观察 实验的现象.可见溶液变成蓝色;然后将1号试管置于冷水 中逐渐加热,随着水浴温度的升高,蓝色逐渐变红变浅,最后 变成无色,从水浴中取出试管,放在盛有冷水的烧杯中冷却 或置于冷水中冲洗,蓝色会很快恢复. [实验2]取1支编号为2的试管,在试管中加入2mL 新配制的淀粉溶液,再加入2滴配制好的Iz—KI溶液,观察实 验的现象.可以看到溶液逐渐变成淡蓝色;然后把2号试管 置于水浴锅内加热,再观察实验的现象,其操作与实验 操作1相同. [实验3]取1支编号为3的试管,加入2mLI.一KI溶 液,先加热到6o?后再冷却到室温,观察溶液的颜色变化,实 验结果是溶液的颜色无变化. [实验4]取1支编号为4的试管,加入新配制的淀粉 液2mL,把试管加热至6o?后冷却至室温再观察现象,实验 结果是无颜色变化.实验结果见1. 3结果分析 由实验可以看出,在实验过程中淀粉,Iz—KI溶液的颜色 随温度的改变而发生可逆变化,故称之为可逆热色性.那么 为什么淀粉,I一KI的稀溶液具有可逆热色性呢?兴趣学习 小组的学生通过查找资料分析讨论,在相互协作,交流过程 中,共同合作,共同享受,明白了以下道理. 衰1 淀粉用热水处理后可以分离出2种成分;一种是可溶性 淀粉能够形成半透明的胶悬液,也叫直链淀粉.直链淀粉的 结构是一个线型的螺旋状聚合物,不溶于冷水只溶于热水. 另一种是不溶解的淀粉,叫做支链淀粉.支链淀粉是高度分 支的开链的而很少形成螺旋状的结构,许多羟基暴露在分子 外面,既溶于冷水叉溶于热水,支链部分可以形成胶状而有 粘性的糊状物.但是,溶解水的直链淀粉并不是朝向一个方 向伸展的直线状结构,呈弯曲形式,并借助于分子内的氢键 卷曲成螺旋状的立体结构.螺旋状的结构中有一定的空腔, 如果加入碘溶液,碘分子很小能钻入空腔,形成蓝色的管道 形包合物.在这种包合物中,碘并不是以碘分子的形式存 在,而是碘链与直链淀粉则以分子间的范德华引力结合起 来.所以,蓝色就是淀粉的螺旋状空腔与碘分子相互作用产 生的.(即直链淀粉溶于热水,遇碘后产生蓝色).加热溶 液,淀粉受热螺旋状结构被破坏,碘分子从空腔中钻出,蓝色 转变成紫色后就慢慢消失了.冷却时淀粉又形成螺旋状结 构,碘分子叉钻入空腔.溶液复原叉变成蓝色,这是一个有趣 的可逆的变化过程.所以淀粉,I一KI稀溶液表现出可逆热 色性.实验中许多同学乐此不疲,完全被有趣的实验现象所 吸引,激发了学生实验探究的积极性,其中蕴涵着科学认识 过程和方法,使学生在认识化学知识的过程中掌握了科学方 法,提升了科学素质.