3 качественная реакция с йодом на крахмал приведите уравнения реакций

3 качественная реакция с йодом на крахмал приведите уравнения реакций

Крахмал – ценный питательный продукт. Он входит в состав хлеба, картофеля, круп и наряду с сахарозой является важнейшим источником углеводов в человеческом организме.

Химическая формула крахмала 62О)5) n .

Строение крахмала

Крахмал состоит из 2 полисахаридов, построенных из остатков циклической a-глюкозы.

Как видно, соединение молекул глюкозы происходит с участием наиболее реакционноспособных гидроксильных групп, а исчезновение последних исключает возможность образования альдегидных групп, и они в молекуле крахмала отсутствуют. Поэтому крахмал не дает реакцию «серебряного зеркала».

Крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Этим объясняется зернистое строение крахмала.

В состав крахмала входят:

  • амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) — 10-20%;
  • амилопектин (оболочка крахмального зерна) — 80-90%.

Амилоза

Амилоза растворима в воде и представляет собой линейный полимер, в котором остатки α–глюкозы связаны друг с другом через первый и четвертый атомы углерода (α-1,4-гликозидными связями).

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков a-глюкозы (средняя мол. масса 160 000) .

Макромолекула амилозы представляет собой спираль, каждый виток которой состоит из 6 звеньев a-глюкозы.

Амилопектин

В отличие от амилозы, амилопектин не растворим в воде, и имеет разветвленное строение.

Подавляющее большинство глюкозных остатков в амилопектине связаны, как и в амилозе α-1,4-гликозидными связями. Однако в точках разветвлений цепи имеются α-1,6-гликозидные связи.

Молекулярная масса амилопектина достигает 1-6 млн.

Молекулы амилопектина также довольно компактны, так как имеют сферическую форму.

Биологическая роль крахмала. Гликоген

Крахмал – главное запасное питательное вещество растений, основной источник резервной энергии в растительных клетках.

Остатки глюкозы в молекулах крахмала соединены достаточно прочно и в то же время под действием ферментов легко могут отщепляться, как только возникает потребность в источнике энергии.

Амилоза и амилопектин гидролизуются под действием кислот или ферментов до глюкозы, которая служит непосредственным источником энергии для клеточных реакций, входит в состав крови и тканей, участвует в обменных процессах.

Гликоген (животный крахмал) – полисахарид, молекулы которого построены из большого числа остатков α–глюкозы. Он имеет сходное строение с амилопектином, но отличается от него большей разветвленностью цепей, а также большей молекулярной массой.

Содержится гликоген главным образом в печени и в мышцах.

Гликоген – белый аморфный порошок, хорошо растворяется даже в холодной воде, легко гидролизуется под действием кислот и ферментов, образуя в качестве промежуточных веществ декстрины, мальтозу и при полном гидролизе – глюкозу.

Превращение крахмала в организме человека и животных

Нахождение в природе

Крахмал широко распространен в природе. Он образуется в растениях в процессе фотосинтезе и накапливается в клубнях, корнях, семенах, а также в листьях и стеблях.

Крахмал содержится в растениях в виде крахмальных зерен. Наиболее богато крахмалом зерно злаков: риса (до 80%), пшеницы (до 70%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 25%). В клубнях картофеля крахмальные зерна плавают в клеточном соке, в злаках они плотно склеены белковым веществом клейковиной.

Физические свойства

Крахмал – белое аморфное вещество, без вкуса и запаха, нерастворимое в холодной воде, в горячей воде набухает и частично растворяется, образуя вязкий коллоидный раствор (крахмальный клейстер).

Крахмал существует в двух формах: амилоза – линейный полимер, растворимый в горячей воде, амилопектин – разветвлённый полимер, не растворимый в воде, лишь набухает.

Химические свойства крахмала

Химические свойства крахмала объясняются его строением.

Крахмал не дает реакцию «серебряного зеркала», однако ее дают продукты его гидролиза.

1. Гидролиз крахмала

При нагревании в кислой среде крахмал гидролизуется с разрывом связей между остатками α-глюкозы. При этом образуется ряд промежуточных продуктов, в частности мальтоза. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза:

Процесс гидролиза протекает ступенчато, схематически его можно изобразить так:

Видеоопыт «Кислотный гидролиз крахмала»

Реакцию превращения крахмала в глюкозу при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1811 г. русский ученый К.Кирхгоф (реакция Кирхгофа).

2. Качественная реакция на крахмал

Так как молекула амилозы представляет собой спираль, то при взаимодействии амилозы с йодом в водном растворе молекулы йода входят во внутренний канал спирали, образуя так называемое соединение включения.

Раствор иода окрашивает крахмал в синий цвет. При нагревании окрашивание исчезает (комплекс разрушается), при охлаждении появляется вновь.

Крахмал + J2 синее окрашивание

Видеоопыт «Реакция крахмала с йодом»

Данная реакция используется в аналитических целях для обнаружения, как крахмала, так и йода (йодкрахмальная проба)

3. Большинство глюкозных остатков в молекулах крахмала имеют по 3 свободных гидроксила (у 2,3,6-го атомов углерода), в точках разветвления – у 2-го и 3-го атомов углерода.

Следовательно, для крахмала возможны реакции, характерные для многоатомных спиртов, в частности образование простых и сложных эфиров. Однако эфиры крахмала большого практического значения не имеют.

Качественную реакцию на многоатомные спирты крахмал не дает, так как плохо растворяется в воде.

Получение крахмала

Из растений извлекают крахмал, разрушая клетки и отмывая его водой. В промышленном масштабе его получают главным образом из клубней картофеля (в виде картофельной муки), а также кукурузы, в меньшей степени – из риса, пшеницы и других растений.

Получение крахмала из картофеля

Картофель моют, измельчают и промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Вода извлекает из измельченного сырья крахмальные зерна, образуя так называемое «крахмальное молоко».

Полученный крахмал ещё раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.

Получение крахмала из кукурузы

Зерна кукурузы замачивают в теплой воде разбавленной сернистой кислоты с целью размягчения зерна и удаления из него основной части растворимых веществ.

Набухшее зерно дробят для удаления ростков.

Ростки, после всплывания на поверхность воды, отделяют и используют в дальнейшем для получения кукурузного масла.

Кукурузную массу повторно измельчают, обрабатывают водой для вымывания крахмала, затем отделяют отстаиванием или с помощью центрифуги.

Применение крахмала

Крахмал широко применяется в различных отраслях промышленности (пищевой, фармацевтической, текстильной, бумажной и т.п.).

Он является основным углеводом пищи человека – хлеба, круп, картофеля.

В значительных количествах перерабатывается на декстрины, патоку и глюкозу, используемые в кондитерском производстве.

Из крахмала, содержащегося в картофеле и зерне злаков, получают этиловый, н-бутиловый спирты, ацетон, лимонную кислоту, глицерин.

Крахмал используется как клеящее средство, применяется для отделки тканей, крахмаления белья.

В медицине на основе крахмала готовятся мази, присыпки и т.д.

Лабораторный опыт «КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КРАХМАЛ», 10 класс.

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 300 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

«Качественная реакция на крахмал»

Цель: провести исследование выданного образца углевода.

Оборудование и реактивы: пробирки, зажим пробирочный, шпатель, спиртовка; крахмал, вода в стакане, раствор йода.

Задание 1. Приготовьте крахмальный клейстер и разлейте в 2 пробирки. Одну оставьте для сравнения, в другую добавьте 1 каплю раствора йода. Запишите наблюдения.

Задание 2. Нагрейте пробирку с раствором йода в крахмальном клейстере и сравните с раствором в первой пробирке. Запишите наблюдения.

Задание 3. Охладите нагретую пробирку в стакане с водой. Что наблюдаете?

Задание 4. Оформите результаты лабораторного опыта в таблице и сделайте выводы.

1. Добавление раствора йода в пробирку
с крахмальным клейстером

2. Нагревание пробирки с раствором йода
в крахмальном клейстере

3. Охлаждение нагретой пробирки

«Качественная реакция на крахмал»

Обучающимся из курса биологии известно, что обнаружить крахмал в клетках растений можно, капнув на препарат раствор йода. Поэтому классическая качественная реакция по обнаружению крахмала им известна.

Проблемный вопрос: почему не записывают уравнение реакции крахмала с йодом?

Гипотезы : а) очень сложная запись уравнения (учитывая сложную структуру крахмала); б) реакции как таковой нет.

Для проверки гипотез выполняется несложный опыт .

Готовят крахмальный клейстер и разливают в 2 пробирки. Одну оставляют для сравнения. В другую добавляют 1 каплю раствора йода. Клейстер приобретает синюю окраску. Далее эту пробирку нагревают – окраска исчезает (сравниваем с первой пробиркой). При охлаждении нагретой пробирки окраска снова появляется.

Для объяснения процесса предлагаем вспомнить известный опыт изменения окраски медного купороса при его прокаливании и процесс восстановления голубой окраски при растворении прокаленного вещества в воде. Это наводит на мысль, что взаимодействие крахмала с йодом нельзя назвать типичной химической реакцией, так как очевидно, что йод образует очень непрочное комплексное соединение с крахмалом, при котором молекулы йода внедряются в кристаллическую структуру молекул крахмала, образуя так называемые соединения-включения (клатраты). Это сопровождается изменением бурой окраски йода на синюю. При нагревании крахмал подвергается частичному гидролизу, образуя среди прочих соединения с малой молекулярной массой – мальтодекстрины. Низкомолекулярные декстрины с йодом не взаимодействуют. При остывании раствора декстрины вновь объединяются в более высокомолекулярные соединения, дающие синюю окраску при взаимодействии с йодом.

Назовите упоминаемые в параграфе углеводы. Какую качественную реакцию на крахмал вы знаете?

Глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, целлюлоза и крахмал.

Качественная реакция на крахмал: с йодом дает сине-фиолетовое окрашивание.

Порядок проведения качественной реакции:

Вариант 1: на свежий срез картофеля или хлеба капнуть спиртовым раствором йода. Должно появиться интенсивное окрашивание.

Вариант 2: нагреваем небольшое количество воды и добавляем туда немного исследуемого нами вещества при постоянном помешивании. Полученную смесь берем на пробу в пробирку или колбу, добавляем туда 1-3 капли спиртового раствора йода. При наличии крахмала, смесь должна приобрести характерное окрашивание.


источники:

http://infourok.ru/laboratorniy-opit-kachestvennaya-reakciya-na-krahmal-klass-3007374.html

http://himgdz.ru/gabrielyan-7-8-7/