文章编号：1005－6629(2008)05－0011－02中图分类号：G633.2 文献标识码：C 1 问题提出 碘与淀粉的显色反应是检验碘或淀粉的验证性实验。近年来许多中学化学教材对该实验进行了介绍，但都局限于简单实验现象的说明，笔者用市售的碘水和自制的饱和碘水分别与等量淀粉反应，在实验中发现，其显色用量、显色时间明显不同，在此基础上，定量地探究了影响碘淀粉显色的其他一些因素，从而为增进碘淀粉显色实验的演示效果提供了具有一定价值的理论参考。
2 碘与淀粉反应条件的探究过程
2.1 碘酒或碘水中I3-含量对显色的影响
市售的碘酒中都加了一定量的KI，由于反应I2 +I-=I3-的存在，所以市售的碘酒中含有更多的碘单质，颜色上更深一些。实验中发现市售碘酒与淀粉反应效果更加明显，用量更加少，显色更加迅速。
配制1mol/L的KI溶液，取三支试管编号①、②、③，分别加入10滴饱和碘水，2滴2%的淀粉溶液，在②号试管里加入1滴KI溶液，③号试管里加入20滴KI溶液。将三支试管颜色进行对比发现，从①号试管到③号试管颜色逐渐加深。①号试管为浅蓝色，②号试管为深蓝色，其中③号试管呈现的是很深的蓝紫色。
2.2 溶液温度对颜色的影响
取4支小试管，分别加饱和碘水10滴、2%的淀粉溶液3滴，水5mL，将其中三支用水浴加热。三只水浴锅，加热的时间每隔5分钟开始一个。发现随着温度的升高，颜色逐渐变浅，直到完全褪色，完全褪色的温度是65℃。
2.3 溶液酸碱度对显色的影响
取三只小试管，编号①、②、③分别加入饱和碘水10滴，2%的淀粉溶液5滴，水5毫升，在②号试管中补加1mol・L-1的盐酸溶液5滴，③号试管中补加0.1mol・L-1的盐酸10滴。
发现蓝色深浅不一，②试管颜色最深，其次是③号试管，①号试管最浅。进一步用1比4的硫酸酸化（④号试管）同样做上述实验，发现其颜色的深浅与②基本保持一致。（通过计算可得：①号试管的pH=7；②号试管的pH=1.6③号试管的pH=2.3。）笔者还发现，将这四支显色的试管静置一个星期后，其中①和③号试管完全褪色，而②和④号试管则颜色变淡，而④号试管的颜色要深于②号试管。
将1mol・L-1的氢氧化钠溶液分别稀释。取五支小试管编号①、②、③、④、⑤。分别加入10滴饱和碘水，1滴2%的淀粉溶液，10毫升水，控制①号试管的pH=8；②号试管的pH=9；③号试管的pH=10；④号试管的pH=12；⑤号试管的pH=13。结果发现当pH达到9以上时，蓝色就会完全褪去。
3 实验结果探讨
淀粉是由许多葡萄糖分子聚合成的天然高分子化合物。分子式为(C6H10O6)n。普通淀粉分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉分子量较小，溶于热水，又称可溶性淀粉，约占淀粉的10%～20%。直链淀粉盘旋成螺旋状，整个长的螺旋链在水溶液中可以形成一条管道。常认为直链淀粉与碘反应呈现蓝色。支链淀粉分子量比直链淀粉大的多，不溶于热水，约占淀粉的80%～90%。常认为支链淀粉与碘反应呈现红棕色。
在实验中，笔者发现淀粉与碘的显色深浅不仅仅与碘和淀粉的浓度有关，还和碘离子的含量有关。在同样量的淀粉和碘中，加入不等量的碘离子，颜色深浅不一，碘离子含量多的颜色较深，当碘离子的量达到一定程度时，颜色向着紫色偏移。因此，笔者认为碘与淀粉的作用是先由I2和I-作用生成I3-，然后I3-套入直链淀粉的螺旋状中形成蓝色配合物。 随着I-量增加，I3-与支链淀粉也会作用，使得颜色开始向紫色偏移。当没有加入碘离子时，碘离子则主要来源于：I2+H2O=I-+2H++IO-; 所以笔者认为显色的包合物是I3-进入了淀粉螺旋环中，从而影响了吸光度，并且当I-量增加到一定值时，吸光度发生了偏移，更偏向于吸收长波，所以有紫色出现。
当升高温度时，包合物受热分解，所以蓝色消失。但是当温度恢复到室温时，蓝色再次出现，只是颜色变淡了，这主要是因为一方面升高温度使淀粉的水解加剧，淀粉量减少，另一方面I2受热挥发，单质碘量减少，这些都会使颜色变淡。
加碱蓝色消失是因为在碱性条件下，淀粉易发生水解反应；此外，单质I2在碱性条件下也会发生下述反应：3I2+60H-= 5I-+IO3-+3H2Ｏ
所以碘淀粉反应将不再存在，颜色将会消失不再恢复。
从实验显示酸对淀粉的显色反应具有一定的催化作用，笔者通过实验得到大约在pH略小于2时酸的催化作用达到最大，再小将保持不变。一个星期后其中①和③号试管完全褪色主要是因为空气中的细菌将淀粉完全分解造成的，而②和④号试管由于酸度大，抑制了细菌的生长，只有部分淀粉水解或是被分解，所以颜色变淡了。
4 结语
综上所述，笔者认为碘与淀粉的显色反应是由I3-离子套入淀粉的螺旋环中得到一蓝色的包合物，这一包合物的形成过程受到很多因素的影响，通过对外界条件的控制可以控制包合物的形成速度和吸光度。通过对一系列影响因素的探究，让我们可以更好的控制该实验过程，保证该实验在各种条件下的成功。
参考文献：
[1]杨桂林,徐德贵.对碘―淀粉化合物名称划分的解析[J]. 吉林师范学院学报.1995,p51-53.
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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