淀粉遇碘变色原理：两种理论的科学解释

淀粉遇碘变色原理：两种理论的科学解释

淀粉遇碘变色是一个常见的化学现象，但其背后的原理却并不简单。本文将从淀粉的结构特点出发，深入探讨淀粉遇碘变色的科学原理，帮助读者理解这一有趣的现象。

淀粉是白色无定形的粉末，它是由10%～30%的直链淀粉和70%～90%的支链淀粉组成。

淀粉具有遇碘变蓝的特性，这是由淀粉本身的结构特点决定的。

淀粉遇到碘的呈色反应分析

理论一：络合作用

直链淀粉是由α-葡萄糖分子缩合而成螺旋状的长长的螺旋体，每个葡萄糖单元都仍有羟基暴露在螺旋外。碘分子跟这些羟基作用，使碘分子嵌入淀粉螺旋体的轴心部位。碘跟淀粉的这种作用叫做络合作用，生成物叫做络合物。

在淀粉跟碘生成的络合物中，每个碘分子跟6个葡萄糖单元配合，淀粉链以直径1.3nm绕成螺旋状，碘分子处在螺旋的轴心部位。

淀粉跟碘生成的络合物的颜色，跟淀粉的聚合度或相对分子质量有关。在一定的聚合度或相对分子质量范围内，随聚合度或相对分子质量的增加，络合物的颜色的变化由无色、橙色、淡红、紫色到蓝色。例如，直链淀粉的聚合度是200～980或相对分子质量范围是32000～160000时，络合物的颜色是蓝色。

而分支很多的支链淀粉，在支链上的直链平均聚合度20～28，这样形成的络合物是紫色或紫红色的。糊精的聚合度更低，显棕红色、红色、淡红色等。

天然淀粉中肯定含有油脂，且不同的植物，其淀粉中油脂的含量有所不同。我们知道，油脂是有碘值的（即能与碘反应褪色），碘溶于油脂中，也会使得液体呈现红至橙红色。

理论二：范德华力作用

另外一种理论认为，碘液中的碘分子嵌入到螺旋结构的空隙处，并且借助范德华力与直链淀粉络合在一起，这种络合物能够比较均匀地吸收除了蓝光以外的其它可见光(波长范围为400～750nm)，从而使淀粉溶液呈现出蓝色来。

支链淀粉同样具有螺旋卷曲的形状，但由于支链淀粉每个支链的平均长度较短，其螺旋大概有25--30个葡萄糖残基，因此分子中每段螺旋的圈数较少，螺旋中的短串碘分子比直链淀粉中的长串碘分子吸收波长更短的光，因此支链淀粉遇碘呈现较多紫色或紫红色。

温度对显色现象的影响

所以一般情况下，淀粉和碘的显色就是直链淀粉遇碘呈蓝色，支链淀粉遇碘呈紫红色，糊精遇碘呈蓝紫、紫、橙等颜色。

淀粉溶液加热到＞100℃时，无论直链淀粉还是支链淀粉，热运动都会使它的螺旋卷曲舒展开，尽管淀粉与碘分子结合的配位键还在，但却不能形成成串的碘分子，此时，淀粉和碘分子作用的显色现象消失，当淀粉溶液冷却后，淀粉分子恢复螺旋卷曲的形状，再次形成成串的碘分子，因此淀粉和碘分子形成的显色现象又重新出现。

淀粉遇碘会变色，接着经过加热后又不变色，然后，冷却又显色的原理也就是在这种情况下发生的！