Опыт: цвет белого хлеба | Публикации

Берем белый хлеб, макаем его в чай — и он моментально становится черным! На детей такой фокус производит сильное впечатление. Но никакого волшебства тут нет, только химия. Ведь «чай» на самом деле — это слабый раствор йода.

Как ни жаль, но человеческий организм запасает энергию в виде жировых отложений. А вот растения накапливают свои ресурсы в форме крахмала. Это вещество является смесью двух разных полимеров глюкозы: ветвистых структур амилопектина и неразветвленных цепочек амилозы. Крахмал — основной углевод в составе самых важных пищевых продуктов, включая пшеницу, рис, кукурузу. Обнаружить его позволяет реакция, известная химикам еще с начала XIX века. При взаимодействии с йодом крахмал приобретает сине-фиолетовую окраску, да такую интенсивную, что становится видимым даже в самых малых количествах.

Нам понадобится

Йод — 5%-ный спиртовой раствор из аптеки подойдет идеально. Чем сильнее его развести, тем менее темной будет окраска.

Крахмал встречается во всех зерновых и корнеплодах. Попробуйте провести эксперименты с мукой, картофелем, кукурузой, а также с бананом.

Крахмал содержится в пище, приготовленной из этих растений. Испытать йодом можно макароны, кисель и кашу.

Что происходит

1. Йод в комплексе

В реакцию вступают оба полимера в составе крахмала: атомарный йод проникает в полости их структур и закрепляется внутри, образуя клатраты — комплексные соединения. Кстати, эта реакция обратима. При нагревании йод снова выйдет из амилозы и амилопектина и крахмал приобретет свою обычную окраску.

2. Синий против красного

Чистый крахмал имеет белый цвет, однако крупные ионы йода деформируют его полимерные цепи и вызывают изменение окраски. Амилопектин становится красно-фиолетовым, амилоза — темно-синей, настолько густого тона, что подавляет более слабые красные оттенки.

3. Настройка оттенков

Рекомендуем поэкспериментировать с продуктами, содержащими разное количество крахмала, а также с растворами йода разной степени разведения. После опытов продукты можно съесть: в разумных количествах йод совершенно безвреден, хотя и приятным его резкий вкус и запах не назовешь.

Иодометрия

Под действием различных веществ-восстановителей йод легко переходит в форму отрицательно заряженного иона. Этим пользуются в аналитической химии для определения некоторых соединений по их реакции с йодом. Крахмал здесь служит индикатором: чем больше в растворе сохранится непрореагировавшего йода, тем интенсивнее окрасится добавленный к нему крахмал, и значит, тем меньше в нем было исходного восстановителя. Что и требовалось показать.

Фото: DIOMEDIA (X2), SPL / LEGION-MEDIA (X2), ISTOCK (X2)

Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 8, август 2019

Редакция «Вокруг света»

Сегодня читают

Тест: выберите позу, в которой сидите, и узнайте интересный факт о вашем характере

Тест: посмотрите на свои ноги, а мы расскажем то, что вы не знали о себе

Тест на тип личности: просто скажите, кто самый глупый на этой картинке

Волк притаился и собирается съесть всех овец, найдите его, чтобы спасти животных

Тест на тип личности: сожмите кулак, а мы расскажем о скрытых сторонах вашего характера

Опыты №4 и 5.

Йод

для детей | опыты | химия | эксперименты

АвторТатьяна Пироженко
11 марта, 20229 июня, 2022

Йод уж точно найдется в каждой аптечке! Опыты с ним просты и доступны для детей.

Самый простой и самый главный из них – качественная реакция йода и крахмала. Мы уже использовали ее в опыте с люголем, чтобы доказать наличие в нем йода.

Повторю:

Качественные реакции – это такие химические реакции, которые позволяют доказать наличие того или иного вещества.

Самой известной из таких реакций является почернение (пофиолетовение) йода в присутствии крахмала. Этим можно доказать наличие крахмала в веществе. И, наоборот, появление темно-фиолетового цвета от добавления крахмала говорит о наличии йода.

Так что все просто: берем крахмал, добавляем в него йод – и смотрим на появление темно-фиолетовой окраски!

Подробнее дальше.

Йод (иод) – химический элемент с атомным номером 53. Простое вещество иод при нормальных условиях – это черные кристаллы с фиолетовым металлическим блеском. При нагревании иод образует фиолетовые пары.

Даже его название говорит о “фиолетовости” – оно буквально переводится с древнегреческого как “фиалкоподобный”. 

У нас в аптечке йод обычно используется как антисептик для дезинфекции кожи вокруг раны. Или чтобы делать йодную сеточку на месте отека. А в рентгене и томографии йод используется как контрастный препарат для подсвечивания нужных тканей.

Современное химически корректное название вещества (и простого элемента) звучит как “иод”. Это название появилось в 1950-х годах. А вместе с названием Международный союз общей и прикладной химии заменил символ элемента J на I. Но в медицине, биологии и в обиходе его продолжают называть старым названием “йод”.

Опыт 4. Фиолетовый цвет из йода с крахмалом

Понадобится:

• йод – пара капель
• крахмал – 0,5 ч.л.
• 3 чистых стакана

Ход эксперимента:

1. Налейте пол стакана воды и добавьте в него йод. Перемешайте. Получится раствор коричневого цвета)

2. Налейте пол стакана воды и добавьте в него крахмал. Перемешайте. Получится раствор белого цвета)

3. Налейте в чистый стакан половину одного раствора и половину второго. 

Результат: Коричневая и белая жидкости перемешаются и станут фиолетового цвета!

Объяснение: Произошла качественная реакция йода на крахмал.

Кстати, если во время проведения опытов вы испачкались йодом, то обесцветить его вам поможет аптечный раствор тиосульфата натрия – продается в ампулах без рецепта.
Но еще проще – чтобы обесцветить йод нужно протереть пальцы нашатырным спиртом (раствором аммиака). От йода на коже и поверхностях  не останется и следа! Только потом обязательно помойте руки с мылом.
А еще проще просто подождать денек – йод сам собой прекрасно разлагается и вскоре исчезнет без следа!

А если хотите стереть йод не с кожи, а с предметов, можно попробовать потереть испачканное место раствором едкого натра – “Кротом”. Он полностью обесцвечивает йод!

Опыт. Обесцвечивание йода “Кротом”

Понадобится:

• йод – пару капель
• гидроксид натрия (средство для прочистки труб “Крот”) – 50 г
• 3 чистых стакана

Ход эксперимента:

1. Налейте пол стакана воды (или как у меня на фото – в пиалочку) и добавьте в него йод. Перемешайте. Получится раствор коричневого цвета)

2. Налейте пол стакана воды и добавьте в него порошок “Крота”. Перемешайте. Получится бесцветный раствор)

3. Добавьте в раствор йода немного “Крота” с помощью пипетки или трубочки.

Результат: Жидкости перемешаются и йод обесцветится!

Объяснение: Произошла реакция йода с гидроксидом натрия с образованием бесцветного иодида натрия, бесцветного иодата натрия и воды.

Еще больше химических опытов для детей с обычными лекарствами из аптечки в найдете в заглавном посте серии “Химические опыты и эксперименты с лекарствами“.

А вот здесь можно найти Цветные опыты по химии (получаем разноцветные жидкости в результате химических реакций), “Волшебное зелье” (опыты по смешению жидкостей разного цвета и плотности) и Цветной огонь (химические опыты с окрашиванием пламени)

Почему йод окрашивает крахмал в синий цвет?

Артикул

Автор: Катарина Гедеке

Тест на йод

Использование йода для проверки на наличие крахмала является распространенным экспериментом. Раствор йода (I ₂ ) и йодид калия (KI) в воде имеет светлый оранжево-коричневый цвет. Если его добавить к образцу, содержащему крахмал, например к хлебу, изображенному выше, цвет изменится на темно-синий. Но как работает это изменение цвета?

Крахмал – это углевод, содержащийся в растениях. Он состоит из двух разных типов полисахаридов, которые состоят из звеньев глюкозы, связанных двумя разными способами. Один представляет собой линейную амилозу, а другой — разветвленный амилопектин (на фото ниже).

Амилоза — это соединение, отвечающее за синий цвет. Его цепь образует форму спирали, и йод может быть связан внутри этой спирали (на фото ниже).

Комплексы с переносом заряда

Цвета обусловлены так называемыми комплексами с переносом заряда (CT). Молекулярный йод (I ₂ ) плохо растворим в воде, поэтому добавляют йодид калия. Вместе они образуют полииодид-ионы типа I _n ^– , например, I ₃ ^– , I ₅ ^– или I ₇ ^– . Отрицательно заряженный йодид в этих соединениях действует как донор заряда, нейтральный йод — как акцептор заряда. Электроны в таких комплексах с переносом заряда легко возбудить светом до более высокого энергетического уровня. При этом свет поглощается, и человеческий глаз наблюдает его дополнительный цвет.

В случае водного раствора полийодидов абсорбция различных частиц приводит к общему коричневатому цвету. Как только амилоза добавлена, она образует другой комплекс CT. Здесь амилоза действует как донор заряда, а полииодид — как акцептор. Этот комплекс поглощает свет с другой длиной волны, чем полийодид, и цвет становится темно-синим.

Полииодидные цепи

Точная структура полииодидов внутри амилоидной спирали не ясна. Амилозо-йодный комплекс аморфен (т. е. не образует упорядоченных кристаллов), что затрудняет определение его строения. Было высказано предположение, что виды внутри спирали повторяются I ₃ ^– или I ₅ ^– единицы.

Однако Рам Сешадри, Фред Вудл и их коллеги из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, США, обнаружили доказательства того, что бесконечные полийодидные цепи I _n ^x– входят в состав амилозо-йодного комплекса [1]. Команда исследовала родственную систему, комплекс пирролоперилена и йода, чтобы изучить его свойства в качестве органического электронного проводника. Материал является кристаллическим, поэтому команда смогла определить его структуру с помощью рентгеновской кристаллографии. Они обнаружили почти линейные полийодидные цепи между стопками пирролоперилена. Оказалось, что материал, содержащий эти цепи, поглощает свет с длинами волн, очень близкими к комплексу амилоза-йод, что подтверждает гипотезу о том, что подобные полимерные цепи образуются при йодном тесте на крахмал.

Ссылка

[1] Шери Мадху, Хайден А. Эванс, Вики В. Т. Доан-Нгуен, Джон Г. Лабрам, Гуанг Ву, Майкл Л. Чабиник, Рам Сешадри, Фред Вудл, Бесконечные полииодидные цепи в пирролоперилене -Йодный комплекс: понимание комплексов крахмал-йод и перилен-йод, Angew. хим. Междунар. Эд. 2016 , 55 , 8032–8035.
DOI: 10.1002/anie.201601585

Источники

• Der Iod-Stärke-Komplex (на немецком языке),
  www.chemieunterricht.de 2006 .
  (по состоянию на 24 ноября 2016 г.)
• Структура синего комплекса крахмал-йод,
  Wolfram Saenger,
  Naturwissenschaften 1984 , 71 , 31–36.
  DOI: 10.1007/bf00365977

Поделиться

Йодный тест на крахмал — блестящий студент-биолог