5. Реакции крахмала

Материалы и оборудование: крахмал, дистиллированная вода, 2,5% спиртовой раствор йода, 96% этиловый спирт, 0,1н раствор NaOH, 4% раствор сульфата меди, стаканы, электроплитки, технические весы, пипетки, резиновые груши, спиртовки, пробиркодержатели, водяные бани.

ХОД ОПЫТА

Около 1 г сухого крахмала взбалтывают с 6 мл воды, дают смеси отстояться 2 мин, сливают воду и повторяют промыва­ние крахмала еще 2 раза новыми порциями воды. Добавив последнюю порцию воды и хорошо взболтав смесь, выливают суспензию крахмала в 50 мл воды, нагретой до кипения в стака­не. Образуется почти прозрачный, слегка опалесцирующий крахмальный клейстер.

Охлаждают раствор и проводят с ним следующие реакции.

А. К 1 - 2 мл раствора крахмала добавляют каплю раствора йода. Полученную темно-синюю жидкость нагревают. Окраска исчезает, но при охлаждении снова появляется.

Б. Другую пробу раствора крахмала (1 мл) смешивают с 1 мл спирта и добавляют йод. Появляется лишь слабое буро­ватое окрашивание.

В. К 1 мл крахмального клейстера добавляю15-20 капель 0,1н раствора NaOH нагревают смесь до кипения; жидкость не обнаруживает изменений или лишь слегка желтеет.

Г. К 1 мл клейстера добавляют 15-20 капель 0,1н раствора NaOH, 4 капли раствора сульфата меди и нагревают смесь на кипящей воде 3 мин. Раствор остается почти бесцветным; голубые хлопья нерастворившейся гидроокиси меди при нагревании чернеют, красного или желтого осадка не образуется.

ОБЪЯСНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА

Обычный растительный крахмал содержит два полисахарида - амилозу и амилопектин, молекулы которых построены из остатков дисахарида мальтозы. В амилозе остатки мальтозы соединены в виде цепочки, а в амилопектине они расположены более сложно. Часть гидроксильных групп в молекуле амилопектина этерифицирована фосфорной кислотой.

В крахмале большинства растений амилопектина значительно больше, чем амилозы. Амилопектин имеет молекулярную массу свыше 1 000 000, а амилоза - не выше 200 000. В холодной воде крахмал практически нерастворим, в горячей воде образует коллоидный раствор - клейстер. При хранении крахмальный клейстер портится из-за размножения в нем микроорганизмов; порчу клейстера легко предотвратить, добавляя к нему следы соли ртути или серебра.

При действии йода амилоза окрашивается в чисто-синий цвет, а амилопектин - в сине-фиолетовый. Причиной появления окраски следует считать образование молекулярных соединений йода с амилозой и амилопектином. В амилозе цепь циклических остатков глюкозы расположена в пространстве спирально и молекулы йода размещаются в полости цилиндра в соотношении: одна молекула йода на один остаток глюкозы. Образовавшееся соединение включения («клатрат») имеет общий состав С₆Н₁₀О₅∙I₂. Одновременно амилопектин адсорбирует йод. Обесцвечивание комплекса при нагревании и в присутствии спирта во многих случаях затрудняет применение крахмала в качестве индикатора при иодометрическом титровании. Реакция с йодом (Готье,1814 г.) позволяет обнаружить уже 0,01—0,05 мг крахмала в 1 мл раствора. Бром дает с крахмалом лишь слабо-желтое окрашивание. В очень длинных цепеобразных молекулах амилозы и амилопектина свободные глюкозидные гидроксильные группы расположены лишь на концах цепи, т. е. число их в молекуле очень мало, поэтому крахмал не дает достаточно четких реакций ни со щелочью, ни с солями меди. Технический крахмал часто содержит растворимые примеси, осмоляемые щелочами и восстанавливающие двухвалентную медь. Поэтому для большей четкости опытов В и Г крахмал до приготовления клейстера освобождают от примесей, промывая его водой.