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2013年3月20日星期三

多彩的碘液--澱粉反應

   如何測試澱粉?課本上介紹使用碘液,如果如果測試的物品含有澱粉,會出現藍黑色。如圖一~三,實際測試發現,碘液和澱粉混和後可能會出現很多種顏色,例如,有時候滴入碘液後變成藍色、藍黑色及綠色,為什麼會有不同的顏色呢?


圖一

圖二

                
 圖三

根據文獻,澱粉是由許多葡萄糖分子以聚合的方式組成多醣類,如圖四和五,根據鏈結的方式不同,可以分成「直鏈」和「支鏈」兩種澱粉。


圖四:直鏈澱粉的構造
                                                             
   
圖五:支鏈澱粉的構造   

    在植物中,澱粉是以澱粉粒的形式存在根、莖或葉中,不加熱澱粉不容易溶解在水中,但如果水溫太高,澱粉粒會破掉而變成糊狀。根據文獻,碘會與澱粉形成錯合物,碘加入直鏈澱粉形成藍色,碘加入支鏈澱粉形成紫色,由於澱粉不容易溶解在室溫的水中,碘液滴入後會與沈澱在底部的澱粉粒形成藍紫色。為何會出現藍色呢?根據47全國科展國中組理化科協同中學國中部陳偉嵂等四人,及48屆高職組高職組化工、衛工及環工科由民雄農工周芳瑜等四人的研究,碘-澱粉錯和物會吸收波長600~650 nm的光,最大吸收出現在610 nm,這個波段是紅光,紅光被吸收,因而看到的是互補色:藍色,碘本身也會吸收波長470nm的藍光,互補色是橙黃色。 除了澱粉的型態會影響顏色外,碘和澱粉的比例也會影響到溶液的顏色,如下面圖六顯示,當澱粉的量比碘液多時,溶液呈現藍色,而碘的量較多時則呈現綠色,兩者比率相似時,則呈現藍綠色。類似的結果也發表在前一年的全國科展國中組理化科作品中,實驗分成兩組,分別控制澱粉:碘液的比例,一組的每一個溶液澱粉液比碘液多,只不過彼此間比例不同,另一組則相反。根據圖7和8,當澱粉:碘液的比例中,碘較多溶液本身呈綠色,隨著澱粉的濃度增加而顏色加深。當比例顛倒時,溶液呈現藍色。根據這個研究,左邊兩杯的應該是澱粉較多所呈現的結果,而右邊則是澱粉過量呈現的結果。       
                            

圖六:澱粉與碘液比例不同顏色變化情形資料來源:周芳瑜、 江庭瑩、 卜嘉榕、何毓倫(2008)。全國科展作品說明書:碘液調色盤--直鏈澱粉定量方法之改良。高職組化工、衛工及環工科,48屆。




圖七 資料來源: 王暐嵂、邱耀慶、郭主歆(2007)。全國科展作品說明書:解開「澱粉~碘」的藍色密碼。國中組理化組科,47屆。

                                                                         

圖八資料來源: 王暐嵂、邱耀慶、郭主歆(2007)。全國科展作品說明書:解開「澱粉~碘」的藍色密碼。國中組理化組科,47屆。

4 則留言:

  1. 好神奇喔!原本以為只會有藍、深藍、紫、黑色。想不到還有綠色!

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  2. 令我感到神奇和有趣!!!

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  3. 從另外一份報告得知,加熱至70度或80度即可,這樣澱粉粒才會適當溶出,造成碘液顏色變漂亮~~

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