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淀粉特性

  淀粉具有遇碘变蓝的特性,这是由淀粉本身的结构特点决定的。淀粉是白色无定形的粉末,由10%~30%的直链淀粉和70%~90%的支链淀粉组成。溶于水的直链淀粉借助分子内的氢键卷曲成螺旋状。如果加入碘液,碘液中的碘分子便嵌入到螺旋结构的空隙处,并且借助范德华力与直链淀粉联系在一起,形成了一种络合物。这种络合物能够比较均匀地吸收除了蓝光以外的其他可见光(波长范围为400~750 nm),从而使淀粉溶液呈现出蓝色来。
  淀粉和碘的显色机理直链淀粉遇碘呈蓝色,支链淀粉遇碘呈紫红色,糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。这些显色反应的灵敏度很高,可以用作鉴别淀粉的定量和定性的方法,也可以用它来分析碘的含量。纺织工业上用它来衡量布匹退浆的完全度。为什么碘遇淀粉或糊精会出现不同的颜色呢
  以前认为,淀粉能吸附碘,使碘吸收的可见光的波长向短的波长方向移动,棕色的碘液就变成蓝色。同理,支链淀粉和糊精也能吸附碘,不过吸附的程度不同,因此呈现的颜色不同。这种解释的有力根据是碘的淀粉液在加热时蓝色消失。这就被认为是加热后分子动能增大,引起解吸的缘故。
  近年来用先进的分析技术(如X射线、红外光谱等)研究碘跟淀粉生成的蓝色物,证明碘和淀粉的显色除吸附原因外,主要是由于生成包合物的缘故。什么是包合物呢?直链淀粉是由α-葡萄糖分子缩合而成螺旋状的长长的螺旋体,每个葡萄糖单元都仍有羟基暴露在螺旋外。碘分子跟这些羟基作用,使碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。碘跟淀粉的这种作用叫做包合作用,生成物叫做包合物。
  在淀粉跟碘生成的包合物中,每个碘分子跟6个葡萄糖单元配合,淀粉链以直径0.13 pm绕成螺旋状,碘分子处在螺旋的轴心部位。
  淀粉跟碘生成的包合物的颜色,跟淀粉的聚合度或相对分子质量有关。在一定的聚合度或相对分子质量范围内,随聚合度或相对分子质量的增加,包合物的颜色的变化由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色。例如,直链淀粉的聚合度是200~980或相对分子质量范围是32 000~160 000时,包合物的颜色是蓝色。分支很多的支链淀粉,在支链上的直链平均聚合度20~28,这样形成的包合物是紫色的。糊精的聚合度更低,显棕红色、红色、淡红色等。下表就是淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色。表7-1淀粉的聚合度和生成碘包合物的颜色葡萄糖单位的聚合度 3.8 7.4 12.9 18.3 20.2 29.3 34.7以上
  包合物的颜色 无色 淡红 红 棕红 紫色 蓝紫色 蓝色淀粉跟碘生成的包合物在pH=4时最稳定,所以它的显色反应在微酸性溶液里最明显。

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