Определение крахмала, страница 76, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Определение крахмала

Проделайте следующие опыты: а) разбавьте йодную настойку водой в соотношении 1:10 и капните полученным раствором на вареный картофель, измельченный рис, белый хлеб, зубной порошок и т. д.; б) приготовьте крахмальный клейстер и проследите за изменением окраски его с йодом при нагревании и охлаждении; в) накрахмальте кусочек ткани.

а) Для проведения качественной реакции на крахмал необходимо приготовить разбавленный раствор йода. Аптечную спиртовую настойку йода разбавляют водой в соотношении 1:10, то есть на одну часть настойки берут десять частей воды. Полученный раствор будет иметь светло-желтый или светло-коричневый цвет. При нанесении этого раствора на исследуемые образцы наблюдается следующее:

- На срезе вареного картофеля, на измельченном рисе и на белом хлебе капля раствора йода вызовет появление интенсивного сине-фиолетового, почти черного окрашивания. Это происходит потому, что эти продукты богаты крахмалом. Крахмал является полисахаридом с общей формулой $(C_6H_{10}O_5)_n$. Один из его компонентов, амилоза, имеет структуру в виде спирали. Молекулы йода ($I_2$) из раствора образуют с йодид-ионами ($I^−$), которые также присутствуют в настойке, комплексные ионы трийодида ($I_3^−$). Эти ионы проникают внутрь спирали амилозы, образуя так называемый комплекс включения. Именно этот комплекс и поглощает свет таким образом, что мы видим синюю окраску.

- Зубной порошок в классическом составе представляет собой абразивное вещество, например, карбонат кальция ($CaCO_3$), и не содержит крахмала. Поэтому при контакте с раствором йода никакой реакции не произойдет, и капля сохранит свой исходный светло-коричневый цвет.

Ответ: На вареном картофеле, рисе и белом хлебе появится сине-фиолетовое окрашивание, что доказывает наличие в них крахмала. На зубном порошке цвет раствора йода не изменится.

б) Крахмальный клейстер — это коллоидный раствор крахмала в воде. Для его приготовления небольшое количество крахмала (например, половину чайной ложки) сначала размешивают в малом объеме холодной воды до образования суспензии без комков. Затем эту суспензию тонкой струйкой вливают в кипящую воду (примерно 100-150 мл), непрерывно помешивая. Раствор мутнеет и становится вязким. После охлаждения полученного клейстера до комнатной температуры к нему добавляют каплю раствора йода. Раствор мгновенно окрашивается в насыщенный синий цвет.

Далее, если начать нагревать пробирку с этим синим раствором, окраска постепенно ослабевает и при температуре, близкой к кипению, полностью исчезает. Раствор становится бесцветным или приобретает цвет исходного раствора йода.

Однако если этот горячий бесцветный раствор охладить, синяя окраска появляется вновь. Этот эффект обратим. Исчезновение окраски при нагревании связано с тем, что тепловая энергия разрушает спиральную структуру молекул амилозы. Ионы йода больше не могут удерживаться внутри спирали, комплекс распадается. При охлаждении спиральная структура восстанавливается, и комплекс с йодом образуется снова.

Ответ: При добавлении йода к охлажденному крахмальному клейстеру возникает синяя окраска, которая исчезает при нагревании и вновь появляется при охлаждении.

в) Чтобы накрахмалить кусочек ткани, например, из хлопка или льна, его погружают в теплый, но не горячий крахмальный клейстер, приготовленный как в пункте б). Ткань нужно хорошо пропитать, после чего отжать излишки клейстера и высушить. Сушить можно на воздухе, но для лучшего эффекта ткань проглаживают горячим утюгом во влажном состоянии.

В результате этой процедуры ткань становится жесткой, плотной и гладкой. Молекулы крахмала заполняют пространство между волокнами ткани и, высыхая, образуют на них и между ними тонкую пленку. Длинные полимерные цепи крахмала сцепляются друг с другом и с волокнами целлюлозы (основой ткани) за счет образования водородных связей. Это создает своего рода жесткий каркас, придающий ткани форму и упругость. Это свойство используется для обработки воротничков и манжет, а также в текстильной промышленности.

Ответ: После пропитки крахмальным клейстером и последующего высушивания ткань становится жесткой и гладкой.