Реакция крахмала с йодом уравнение реакции

Реакция крахмала с йодом уравнение реакции

Крахмал представляет собой природный полимер. Причем крахмал не индивидуальное вещество, а смесь двух полимеров состава (С₆Н₁₀О₅) _n – амилозы ( 10–20 % ) и амилопектина (80–90 %), состоящих из остатков a — D -глюкозы. Для амилозы n = 200–1000, а для амилопектина – 6000–40000. Таким образом, молярная масса амилопектина может достигать 10 6 г/моль и даже больших значений (10 6 –10 9 г/моль). Амилоза и амилопектин относятся к гомополисахаридам. Амилоза имеет линейное строение, а амилопектин – разветвленное. Особенности пространственного строения амилозы связаны с конфигурацией гликозидной связи. При образовании молекулы амилозы остатки глюкозы связываются между собой аксиальными a (1 ® 4)-гликозидными связями.

Полимерная цепь амилопектина также образована a (1 ® 4)-гликозидными связями. Разветвление цепи происходит за счет a (1 ® 6)-гликозидных связей и наблюдается через 20–25 остатков D -глюкозы. В результате молекула амилозы образует спираль, на каждый виток которой приходится 6 остатков глюкозы:

Макромолекула амилопектина шарообразна. Имеются данные о незначительном присутствии (до 1 %) в структуре амилопектина также гликозидных связей a (1 ® 3).

Один из терминальных (концевых) остатков глюкозы в полимерной цепи является невосстанавливающим, а другой обладает восстановительной активностью из-за цикло—оксо-таутомерии. Однако из-за крайне низкой доли восстанавливающих терминальных остатков глюкозы в крахмале, он не проявляет внешних признаков реакций, характерных для альдегидной формы глюкозы.

В целом крахмал – это белое твердое вещество без запаха и вкуса, малорастворимое в холодной воде, набухающее в горячей с образованием клейстера. Однако растворимость в воде компонентов крахмала неодинакова. Амилоза хорошо растворяется в теплой воде, а амилопектин – плохо. Он образует коллоидные растворы. На различной растворимости в воде основан метод разделения компонентов крахмала. При растирании крахмала слышится характерный скрип.

Крахмал подвергается кислотному гидролизу, который протекает ступенчато и беспорядочно. При расщеплении он сначала превращается в полимеры с меньшей степенью полимеризации – декстрины , потом в дисахарид мальтозу, и в итоге – в глюкозу. Таким образом, получается целый набор сахаридов.

Крахмал гидролизуется ферментом a —амилазой (содержится в слюне и выделяется поджелудочной железой), расщепляющей беспорядочно a (1 ® 4)-гликозидные связи. b -Амилаза (присутствует в солоде) действует на a (1 ® 4)-гликозидные связи, начиная с невосстанавливающего терминального остатка глюкозы, и последовательно отщепляет от полимерной цепи молекулы дисахарида мальтозы. Глюкоамилаза (содержится в плесневых грибах), подобно двум другим амилазам, гидролизует a (1 ® 4)-гликозидные связи, последовательно отщепляя остатки D -глюкозы, начиная от невосстанавливающего конца. Селективное расщепление a (1 ® 6)-гликозидных связей амилопектина происходит a -1,6-глюкозидазами , например, изоамилазой или пуллуланазой.

Амилаза, выделенная из Bacillus macerans , способна превращать крахмал в циклические продукты (циклодекстрины, декстрины Шардингера), в которых степень полимеризации равна 6–8, а остатки глюкоз связываются a (1 ® 4)-гликозидными связями.

Являясь многоатомным спиртом, крахмал образует простые и сложные эфиры. Характерной качественной реакцией на крахмал является его реакция с йодом ( йодкрахмальная реакция ):

При взаимодействии йода с крахмалом образуется соединение включения ( клатрат ) канального типа. Клатрат – это комплексное соединение, в котором частицы одного вещества («молекулы-гости») внедряются в кристаллическую структуру «молекул-хозяев». В роли «молекул-хозяев» выступают молекулы амилозы, а «гостями» являются молекулы йода. Молекулы йода располагаются в канале спирали диаметром

1 нм, создаваемой молекулой амилозы, в виде цепей ××× I ××× I ××× I ××× I ××× I ××× . Попадая в спираль, молекулы йода испытывают сильное влияние со стороны своего окружения (ОН-групп), в результате чего увеличивается длина связи I – I до 0,306 нм (в молекуле йода длина связи 0,267 нм). Причем эта длина едина для всех атомов йода в цепи. Данный процесс сопровождается изменением бурой окраски йода на сине-фиолетовую ( l _макс 620–680 нм). Амилопектин, в отличие от амилозы, дает с йодом красно-фиолетовое окрашивание ( l _макс 520–555 нм).

Декстрины, образующиеся при термической обработке крахмала, кислотном или ферментативном гидролизе, также реагируют с йодом. Однако цвет комплекса сильно зависит от молярной массы полимера (см. таблицу).

Низкомолекулярные декстрины начинают проявлять внешние признаки реакций альдегидной формы глюкозы, т.к. по мере уменьшения полимерной цепи растет доля восстанавливающих терминальных остатков глюкозы.

Белый + коричневый = синий! Это возможно? Опыт с крахмалом и водой

Всем большущий привет!

Александра и Артём приветствуют вас в своей домашней лаборатории!

Уверены, что такую лабораторию можно устроить в каждом доме. Ведь для этого не потребуются какие-то сложные химические приспособления и физические приборы. Потребуется то, что всегда под рукой. А вот без чего никак не обойтись, так это без вашей любознательности, исследовательской жажды и хорошего настроения.

Хотите узнать, чем Саша и Тёма займутся сегодня? На очереди у наших юных экспериментаторов занимательный опыт с крахмалом и водой.

Как соединив вещество белого цвета с веществом коричневого цвета получить синий цвет? «Это невозможно!» — скажете вы.

Хмм… Ребята сначала тоже так думали. Но…

В общем, смотрите сами) Только внимательно! А потом попробуем сделать описание того, что увидели.

Ход эксперимента

Объяснение

Почему же капля йода окрасила крахмальную воду в сине-фиолетовый цвет? Впрочем, как и от природы крахмальную картошку?

Здесь все дело в реакции йода с крахмалом.

Крахмал очень интересное вещество. Это только кажется, что он однородный. А на самом деле он состоит из двух разных веществ, так называемых полимеров:

Молекула амилозы очень длинная и похожа на спираль. А внутрь этой спирали встраиваются молекулы йода. Образуется новое соединение, называемое соединением «включения» под названием клатрат. В этом новом соединении молекулы одного вещества, которых называют «гости», встраиваются в молекулы другого вещества, которое называют «хозяином».

Гости – это молекулы йода.

А хозяин — это молекула амилозы.

Вот это соединение и придает йоду новую сине-фиолетовую окраску. Интересно, а что же делает в этот момент вторая составная часть белого крахмального порошка под названием амилопектин? Да тоже окрашивается, но только в красный цвет. Но мы этого не замечаем. Так как сине-фиолетовый цвет забивает красный.

Интересно, что если мы нагреем полученный синий раствор, то он вновь станет белым, а когда остынет, то вновь посинеет. Чудеса да и только!

С помощью полученных знаний вы легко сможете проверить наличие крахмала там, где его быть не должно, например, в сметане. Просто капните в сметану капельку йода. Видите синий цвет? Тогда производители сметаны вели себя не очень хорошо. Только не капайте прямо в баночку, лучше переложите немножко сметаны на блюдечко и проведите опыт с небольшим ее количеством.

Знаете для чего еще применяют крахмал? Его широко используют в пищевой промышленности, например, при изготовлении колбасы, печенья и даже мороженного. А еще с его помощью можно накрахмалить белье, после чего оно становится приятным на ощупь, не так сильно мнется и дольше служит.

А еще с помощью крахмала можно:

• выводить пятна;
• чистить столовые серебряные ложечки;
• делать клей.

А вот для чего нужен йод, я думаю, все прекрасно знают)

Ну вот, сегодня мы узнали еще немного больше. Значит, день прошел не зря! Попробуйте сделать этот эксперимент самостоятельно. Еще больше интересных опытов с водой найдете здесь и вот здесь.

Ну а в будущих выпусках нашей домашней лаборатории обязательно расскажем вам о том, как с помощью простых ингредиентов приготовить настоящую неньютоновскую жидкость.

Так что заходите в гости почаще! Не пропустите!

Желаем вам разных нескучностей!

Ваши Артём, Александра и Евгения Климкович.

Реакция крахмала с йодом уравнение реакции

I. Фильм: “Полисахариды”

II. Физические свойства

Крахмал белый порошок, нерастворимый в холодной воде и образующий коллоидный раствор (крахмальный клейстер) в горячей воде. Существует в двух формах: амилоза – линейный полимер, растворимый в горячей воде, амилопектин – разветвлённый полимер, не растворимый в воде, лишь набухает.

III. Нахождение в природе

Крахмал – основной источник резервной энергии в растительных клетках – образуется в растениях в процессе фотосинтеза и накапливается в клубнях, корнях, семенах:

Содержится в клубнях картофеля, зёрнах пшеницы, риса, кукурузы.

Гликоген (животный крахмал), образуется в печени и мышцах животных.

IV. Строение

Состоит из остатков α — глюкозы.

В состав крахмала входят:

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

Цепь амилозы включает 200 – 1000 остатков α-глюкозы и имеет неразветвленное строение.

Амилопектин состоит из разветвленных макромолекул, молекулярная масса которых достигает 1 — 6 млн.

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. Поэтому крахмал – необходимый резервный углевод питания.

Подобно амилопектину построен гликоген (животный крахмал), макромолекулы которого отличаются большей разветвлённостью:

V. Применение

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

• Ценный питательный продукт.
• Для накрахмаливания белья.
• В качестве декстринового клея.

VI. Химические свойства полисахаридов

1. Гидролиз

Гидролиз протекает ступенчато:

Охлаждённый крахмальный клейстер + I₂ (раствор) = синее окрашивание, которое исчезает при нагревании.

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

При взаимодействии амилозы с йодом в водном растворе молекулы йода входят во внутренний канал спирали, образуя так называемое соединение включения. Это соединение имеет характерный синий цвет. Данная реакция используется в аналитических целях для обнаружения, как крахмала, так и йода (йодкрахмальная проба)