显色实验最佳条件的探究设计

来源 :江西教育·综合版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lifan_cuit
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  显色反应是将试样中被测组分转变成有色化合物的一类化学反应,有配位显色反应和氧化还原显色反应之分。而在我们经常接触的化学反应中就有许多显色反应,比如酸碱指示剂的显色反应、淀粉与碘水的显色反应、亚甲蓝的反复变色反应以及化学震荡反应等。
  在这些显色反应中,有的具有趣味性,可以增加学生研究化学的兴趣;有的具有实用性,可以用来指示终点以及检测反应灵敏性等。所以探讨显色反应的最佳条件很有必要性。下面以淀粉与碘水的显色反应为例。
  一、实验原理
  淀粉与碘的反应是检验碘或淀粉存在的验证性实验。理论上本实验现象显示特征性的蓝色,可是在平时实验中常遇到这样的问题:碘与淀粉作用不是蓝中带褐色就是蓝中带紫色,特征蓝色不明显,给实验结果的判断带来困难,在这里笔者就该实验的实验原理和最佳反应条件进行一些探讨。
  淀粉分为直链淀粉和支链淀粉。原来普通淀粉中含有20%的直链淀粉,直链淀粉在热水中形成一个螺旋管状结构,即淀粉的螺旋状结构。这种结构刚好能容纳碘钻入并吸附成包合物。这种螺旋状包合物的形成造成了能量的变化。同时它也出现了光学性质的变化,使包合物出现蓝色。支链淀粉与卤素单质作用呈紫色。实验室中常用到直链淀粉这一试剂,因为它的水溶液与碘作用呈蓝色这一特性不但可以用于定性检验淀粉或碘的存在,而且还用于定量分析,如氧化还原滴定法中碘量法就是用淀粉溶液作指示剂来指示终点的。
  二、实验方案
  1.实验器材与药品:淀粉溶液、碘水、试管、酒精灯、烧杯、玻璃棒、石棉网、试管夹、1mol/LNaOH溶液、浓硫酸。
  2.实验条件的控制。
  (1)实验指标和因素的确定。淀粉与碘的显色反应是一个多因素影响的实验,比如溶液浓度、反应温度、溶液的酸碱度、淀粉的新鲜程度、溶剂均可影响到淀粉与碘的反应。 在这里,我们首先考虑反应物浓度对该反应的影响,然后再考虑外界条件对反应的影响。比如温度、酸度和淀粉新鲜程度对反应的影响。
  (2)实验水平的确定。(a)浓度对反应的影响。
  ①取2支试管,分别加入浓度为1g/L、5g/L、10g/L的淀粉溶液2mL,再各加入0.25mL浓度为10g/L的碘溶液,振荡,观察其实验现象。
  ②取3支试管,分别加入浓度为10g/L、20g/L、30g/L的碘水溶液0.25mL,再各加入浓度为10g/L的淀粉溶液,振荡,观察其实验现象。
  (b)温度对反应的影响。
  取4支试管,各滴加浓度为10g/L的淀粉溶液2mL,然后再各加0.25mL浓度为10g/L的碘水溶液,将4支试管分别标记为①②③④,将②号试管水溶液加热至35℃,将③号试管加热至45℃,将④号试管加热至60℃,观察其实验现象。
  (c)酸度对反应的影响。
  取8只试管进行对比实验,取其中一支加入2mL蒸馏水,用于颜色对比,另外7支分别加入0.25mL浓度为10g/L碘水溶液和2mL浓度为10g/L淀粉溶液及pH值从1~11不等的介质溶液各15滴,观察其实验现象。
  (d)淀粉新鲜程度对反应的影响。
  取4支试管,加入不同时期的淀粉溶液,各滴加2滴浓度为10g/L的碘水溶液,观察其实验现象。
  3.实验现象及数据。
  (1) 淀粉浓度对反应的影响。试管①中溶液显蓝紫色;试管②中溶液显蓝紫色;试管③中溶液显蓝色
  (2) I2浓度对反应的影响。试管①中溶液显蓝色;试管②中溶液显蓝紫色;试管③中溶液显蓝紫色。
  (3) 温度对反应的影响。试管①中溶液显蓝色;试管②中溶液也显蓝色;试管③中溶液慢慢褪色,最后褪至无色,约过十分钟,溶液又呈蓝色,但是颜色变浅;试管④中溶液约过一分钟后褪至无色,取出来后,约过半个小时,又呈蓝色,但颜色变浅。
  4.实验结论。我们先固定碘水的浓度,改变淀粉的浓度,从实验现象可以看出,淀粉的浓度为1g/L和5g/L时溶液为蓝紫色,当淀粉溶液的浓度为10g/L时,溶液显蓝色,由此可见,10g/L为淀粉溶液的最佳浓度。得到淀粉溶液的最佳浓度后,我们将淀粉溶液的浓度固定为10g/L,改变碘水的浓度来探讨碘水浓度对该反应的影响。通过这组实验可以看出,碘水浓度为20g/L和30g/L反应过后溶液均显蓝紫色,当其浓度10g/L时溶液显蓝色,所以10g/L为碘水溶液的最佳浓度。
  上述内容仅探讨了某一孤立因素对淀粉与碘的显色的影响,通过正交试验的方法得出了该反应的最佳条件。该反应是在一般的普通化学实验室进行的摸索试验,没有借助什么先进仪器,因而实验条件有一定局限性。
  ◆(作者单位:安徽省宿松县程集中学)
  责任编辑:周瑜芽
其他文献
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
期刊
几乎在所有现代科技领域都没有话语权的中国,正在通过多年来积累起来的强大实力,努力改变这种尴尬局面。其中尤以掌握现代社会经济命脉的通讯技术为主攻方向,5G可以说是代表项目。  2016年11月17日,在美国内华达州里诺召开的国际无线标准化组织(3GPP)会议上,全球通信行业的巨头汇聚堂,就5G短码方案进行讨论。最终,会议确定由中国华为公司主推的极化码作为5G增强移动宽带场景的控制信道编码方案。  对
期刊
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
期刊
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
期刊
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
期刊
期刊
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7
期刊
三维原子探针(3DAP)是一种能分析逐个原子的仪器,可以在纳米空间内分析导电材料中不同元素的原子分布,是目前最微观的分析仪器,广泛应用于纳米材料和传统材料中纳米析出相的研究.用
为探究吕家坨井田地质构造格局,根据钻孔勘探资料,采用分形理论和趋势面分析方法,研究了井田7