碘与什么起化学反应

碘与什么起化学反应
碘与什么起化学反应

碘与什么起化学反应
化学性质,是淀粉和碘生成络合物,该络合物成蓝色－－有新的物质生成,当然是化学性质
碘遇直链淀粉变蓝这一特征,早被人们所熟知,并因其作用的灵敏度很高而被应用到许多科学领域.但对于二者之间的关系,长期以来,一直被认为是碘分子与直链淀粉之间形成了络合物而显蓝色.在现行的有机化学教科书上,讲到直链淀粉遇碘变蓝的现象时,解释为：“淀粉遇碘显蓝色,碘与淀粉之间并不是形成了化学键,而是碘分子钻入了螺旋当中的空隙.碘分子与淀粉之间借助于范德华力联系在一起,形成一种络合物,从而改变了碘原有的颜色,成为深蓝色”.
笔者认为,使淀粉变蓝的不是碘分子而是I3-离子.其根据如下：
一、在有机化学实验中的发现
碘在不同溶剂中与淀粉作用的现象如下表
由表中看出：碘的碘化钾水溶液能使干燥的直链淀粉变蓝；而碘的四氯化碳及丙酮溶液不能使干燥的直链淀粉变蓝,但能使淀粉的水溶液变蓝；且碘的水溶液也能使干燥的淀粉变蓝.这是什么原因呢?
干燥的淀粉变蓝,因此,碘的碘化钾溶液遇干燥的直链淀粉变蓝.而碘的四氯化碳及丙酮溶液能使淀粉的水溶液变蓝及碘水也能使干燥的淀粉变蓝,这是由于水分子是极性分子,I2分子的体积较大易被极化,又因I2＋H2O＝HI＋HIO,HI在水溶液中离解为H+离子和I-离子,生成的I-离子与I2分子又可生成I3-离子而使淀粉变蓝.因淀粉的水溶液中有水,所以碘的四氯化碳及丙酮溶液也能使其变蓝.而碘在四氯化碳及丙酮溶液中,既不能离解为I-离子,二者之间又互不反应,碘仍以I2分子的形式存在.因此,碘的四氯化碳及丙酮溶液不能使干燥的淀粉变蓝.
二、在分析化学实验中发现
在氧化还原滴定中的碘量法中,实验证明,直链淀粉遇碘变蓝必须有I-离子存在,并且I-离子的浓度越高则显色的灵敏度也越高.欲使I2在2×10-5mol／L时出现蓝色,I-的浓度必须大于4×10-5mol／L.此外还发现,若有醇类存在,也能降低灵敏度,在50％以上的乙醇溶液中便无蓝色出现.这是由于乙醇在酸性条件下易与溶液中的I-离子作用,生成碘乙烷,从而降低了I-离子的浓度,即降低了I3-离子的浓度,因而使反应的灵敏度降低.这也告诉我们,使直链淀粉变蓝的不是I2分子而是I3-离子.
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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.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.

淀粉啊，还有砹盐。

与淀粉反应是蓝色