正交试验设计法对碘与淀粉显色反应最佳实验条件的研究
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李嘉会 梁永锋
摘 要 ： 在淀 粉 的种类 、 浓度 ， 碘和 碘化钾 浓度 、 用 量等 单 因素对碘 与淀粉 显色反 应 实验探 索 的基 础上 ， 利用 正交试 验设 计 法对该 反应 的最佳 实验 条件 进行 了研 究 。实验 结果 表 明 ， 影响碘 与淀粉 显色 反应 的主 要 因素 是淀粉 的种类和 碘 的浓度 。该 反应 的最 佳实 验条 件是 选 用含 直链淀 粉高 的淀粉 ， 且 淀 粉 的浓度 为 １ ％， Ｉ 的浓 度 为 ０ ． １ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ ～， Ｋ Ｉ的浓 度 为
表１ 淀 粉种 类对 实验 结果 的 影 响
溶液 （ 碘化钾的浓度为 ０ ． ０ ｌ ｏ ｔ ｏ ｌ ・ Ｌ ） ， 观 察 实 验 的现象 。实 验结 果见 表 ２ 。
表 ２ 淀 粉 浓 度 对 实 验 结 果 的 影 响 淀 粉 溶 液 浓 度 １ ０ ％ １ ％ ０ ． １ ％ ０ ． Ｏ １ ％
２ ０ １ ７ 年第５ 期
教 育与 装 备 研 究
和环保 的教 学理 念 。
参 考文 献 ：
技 术 方 法
了装 置 的安全 性 ， 装 置 中气 体 发 生和 停 止 实现 自动 控制 ， 操 作 过 程 优化 ， 尾气 吸收 装 置 合 理 ， 防止 气 体外 泄 ， 降 低 实验 过 程 中 出现 意外 的燃
０． ０ ０１ ｔ ｏｏ ｌ ・ Ｌ～ 。
关键 词 ： 正交试 验 ； 淀粉 ； 碘； 显色反 应 ； 实验研 究
碘与淀 粉显 色反 应既是 中学 化学 教学 因素 比较 多 ， 有 淀 粉 的类 型、 淀 粉 的溶 液 的浓 度 、 碘 溶 液 的浓 度 、 反 应 的 温度、 Ｋ Ｉ 溶 液 的 浓 度 及 溶 液 的 酸 碱 性 等 。 因 此， 在 淀粉种 类 、 碘溶 液浓度 等单 因素实验 的基 础上 ， 利 用 正交 试 验 设计 法 对 该 实验 的实 验条
０ ． ０ １ ％显 示紫 红色 。
结果表明： 在 常见 淀 粉 中小 麦 淀 粉 与 碘作
用 蓝 色最 为 明显 。这可 能是 小麦 淀粉 中直链淀
粉 含 量 比较 高 ， 而选 用 的其 他 淀粉 中支 链 淀粉
酶 含 量较 高所 致 。
（ 二） 淀 粉 浓 度 对 实 验 结 果 的 影 响
、
单 因 素 对 实 验 结 果 的 影 响
（ 一） 淀 粉种 类对 显色 反应 的影 响
取 ４支 ｌ Ｏ ｍ Ｌ的 比色管 ， 依 次加 入 １ ｍ Ｌ １ ％ 的小 麦 、 玉米 、 大米 、 马铃薯 溶液 ， 然后 向每支试
李嘉会 ， 宁 夏 师 范 学 院化 学化 工 学 院 ， 研究生 ； 梁永 锋 ， 宁 夏 师 范 学 院 化 学化 工 学 院 ， 教 授 。本 文 为 宁夏 回 族 自 治 区研 究 生教 育 创 新 项 目（ 编 号： Ｎ Ｘ Ｙ Ｊ Ｓ Ｃ Ｘ ２ ０ １ ７— ６ ） 成 果。
Ｋ Ｉ 浓 度 小 麦 淀 粉 玉 米 淀 粉 大 米 淀 粉 马铃 薯 淀 粉 实 验 现 象 蓝 色 深 蓝 色 黑 褐 色 浅蓝 色
实 验 现 象
蓝 黑 色
深蓝 色
蓝 色
紫红 色
结果表 明： 淀粉浓度越大 ， 显 示 的 颜 色 越 深， 当淀 粉浓 度为 ０ ． １ ％ 时 蓝色 最 明显 ， 浓度 大 于０ ． １ ％显示 深 蓝 色 直 到 蓝 黑色 ， 浓 度 小 于
一
６９ —
技 术 方 法
教 育 与装 备研 究
２ ０ １ ７ 年第５ 期
管 中各 加入 ３滴 ０ ． １ ｏｏ ｔ ｌ ・ Ｌ 碘 化 钾 的 碘 溶 液 （ 碘 化钾 的浓 度 为 ０ ． ０ １ ｏ ｔ ｏ ｌ ・ Ｌ ） ， 观 察 实 验 现 象 。实 验结 果见 表 １ 。
件进 行 了研究 。
一
个 典 型 实验 ， 也 是 中学 生 物教 学 中的一 个 基
础 实验 ， 同时 在大 学 分析 化 学教 学 中碘量 法 也 是 通过 碘与 淀粉 的显 色反应 指示 滴定终 点 。无 论 是生 物教 材还是 化学 教材 都表 明该 实验显 示 特征 性 的蓝 色 ， 而 在实 际 教 学 中很 少 观察 到 蓝 色， 多数 情况 下 观 察 到该 实 验 的现 象 不是 蓝 中 带 褐 色就是蓝 中带 紫 色 ， 甚至 出现 紫红 色 ， 使 学 生 产生 困惑 ， 甚至产 生怀 疑 ， 影 响教 学效 果 。许 多 中学 化 学 或 生 物 老 师 对 此 实 验 进 行 了 探 讨¨ ， 但都 只 从 一 个 方 面进 行 了探 讨 。实 际
（ 三） 碘 的浓 度对 实验 结果 的影 响 在 ４支 １ ０ ｍ Ｌ比色管 中， 分 别 加 入 ３滴
在 ４支 １ ０ ｍＬ比色 管 中 ， 依 次 加 入 浓 度 为
１ ０％ ， １％ ， ０ ． １％ ， ０ ． ０ １％ 的 小 麦 淀 粉 溶 液 １ ｍ Ｌ ， 再 分 别 滴 加 ４滴 ０ ． １ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ 碘 化 钾 的碘
实 验 的恐 惧 感 ， 培 养 和 提 高 学 生 实 验 安 全 意
识 。实 验装 置 的设计 和操 作 符 合绿 色 、 安全
［ ２ ］ 陈 昭方 ． 实验与创新能力培养［ Ｍ】 ． 武 汉： 华 中 科 技
大 学 出版 社 ， ２ ０ ０ ９ ．
正 交 试 验 设 计 法对 碘 与淀 粉 显 色 反应最佳实验 条件 的研究
烧、 爆炸 、 腐蚀 、 中毒（ 如本实验） 等 危 险性 ， 体
现 了化 学实 验设 计 的安全 性 原 则 ， 消 除学 生 对
［ １ ］ 陈振 娣 ， 赵晓智 ， 衷 明华． 铜 与浓、 稀 硝 酸 的 反 应 微 型 实验 装 置 的 改 进 ［ Ｊ ］ ． 江 西化 工 ， ２ ０ １ ４ （ ０ ２ ） ．
摘 要 ： 在淀 粉 的种类 、 浓度 ， 碘和 碘化钾 浓度 、 用 量等 单 因素对碘 与淀粉 显色反 应 实验探 索 的基 础上 ， 利用 正交试 验设 计 法对该 反应 的最佳 实验 条件 进行 了研 究 。实验 结果 表 明 ， 影响碘 与淀粉 显色 反应 的主 要 因素 是淀粉 的种类和 碘 的浓度 。该 反应 的最 佳实 验条 件是 选 用含 直链淀 粉高 的淀粉 ， 且 淀 粉 的浓度 为 １ ％， Ｉ 的浓 度 为 ０ ． １ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ ～， Ｋ Ｉ的浓 度 为
表１ 淀 粉种 类对 实验 结果 的 影 响
溶液 （ 碘化钾的浓度为 ０ ． ０ ｌ ｏ ｔ ｏ ｌ ・ Ｌ ） ， 观 察 实 验 的现象 。实 验结 果见 表 ２ 。
表 ２ 淀 粉 浓 度 对 实 验 结 果 的 影 响 淀 粉 溶 液 浓 度 １ ０ ％ １ ％ ０ ． １ ％ ０ ． Ｏ １ ％
２ ０ １ ７ 年第５ 期
教 育与 装 备 研 究
和环保 的教 学理 念 。
参 考文 献 ：
技 术 方 法
了装 置 的安全 性 ， 装 置 中气 体 发 生和 停 止 实现 自动 控制 ， 操 作 过 程 优化 ， 尾气 吸收 装 置 合 理 ， 防止 气 体外 泄 ， 降 低 实验 过 程 中 出现 意外 的燃
０． ０ ０１ ｔ ｏｏ ｌ ・ Ｌ～ 。
关键 词 ： 正交试 验 ； 淀粉 ； 碘； 显色反 应 ； 实验研 究
碘与淀 粉显 色反 应既是 中学 化学 教学 因素 比较 多 ， 有 淀 粉 的类 型、 淀 粉 的溶 液 的浓 度 、 碘 溶 液 的浓 度 、 反 应 的 温度、 Ｋ Ｉ 溶 液 的 浓 度 及 溶 液 的 酸 碱 性 等 。 因 此， 在 淀粉种 类 、 碘溶 液浓度 等单 因素实验 的基 础上 ， 利 用 正交 试 验 设计 法 对 该 实验 的实 验条
０ ． ０ １ ％显 示紫 红色 。
结果表明： 在 常见 淀 粉 中小 麦 淀 粉 与 碘作
用 蓝 色最 为 明显 。这可 能是 小麦 淀粉 中直链淀
粉 含 量 比较 高 ， 而选 用 的其 他 淀粉 中支 链 淀粉
酶 含 量较 高所 致 。
（ 二） 淀 粉 浓 度 对 实 验 结 果 的 影 响
、
单 因 素 对 实 验 结 果 的 影 响
（ 一） 淀 粉种 类对 显色 反应 的影 响
取 ４支 ｌ Ｏ ｍ Ｌ的 比色管 ， 依 次加 入 １ ｍ Ｌ １ ％ 的小 麦 、 玉米 、 大米 、 马铃薯 溶液 ， 然后 向每支试
李嘉会 ， 宁 夏 师 范 学 院化 学化 工 学 院 ， 研究生 ； 梁永 锋 ， 宁 夏 师 范 学 院 化 学化 工 学 院 ， 教 授 。本 文 为 宁夏 回 族 自 治 区研 究 生教 育 创 新 项 目（ 编 号： Ｎ Ｘ Ｙ Ｊ Ｓ Ｃ Ｘ ２ ０ １ ７— ６ ） 成 果。
Ｋ Ｉ 浓 度 小 麦 淀 粉 玉 米 淀 粉 大 米 淀 粉 马铃 薯 淀 粉 实 验 现 象 蓝 色 深 蓝 色 黑 褐 色 浅蓝 色
实 验 现 象
蓝 黑 色
深蓝 色
蓝 色
紫红 色
结果表 明： 淀粉浓度越大 ， 显 示 的 颜 色 越 深， 当淀 粉浓 度为 ０ ． １ ％ 时 蓝色 最 明显 ， 浓度 大 于０ ． １ ％显示 深 蓝 色 直 到 蓝 黑色 ， 浓 度 小 于
一
６９ —
技 术 方 法
教 育 与装 备研 究
２ ０ １ ７ 年第５ 期
管 中各 加入 ３滴 ０ ． １ ｏｏ ｔ ｌ ・ Ｌ 碘 化 钾 的 碘 溶 液 （ 碘 化钾 的浓 度 为 ０ ． ０ １ ｏ ｔ ｏ ｌ ・ Ｌ ） ， 观 察 实 验 现 象 。实 验结 果见 表 １ 。
件进 行 了研究 。
一
个 典 型 实验 ， 也 是 中学 生 物教 学 中的一 个 基
础 实验 ， 同时 在大 学 分析 化 学教 学 中碘量 法 也 是 通过 碘与 淀粉 的显 色反应 指示 滴定终 点 。无 论 是生 物教 材还是 化学 教材 都表 明该 实验显 示 特征 性 的蓝 色 ， 而 在实 际 教 学 中很 少 观察 到 蓝 色， 多数 情况 下 观 察 到该 实 验 的现 象 不是 蓝 中 带 褐 色就是蓝 中带 紫 色 ， 甚至 出现 紫红 色 ， 使 学 生 产生 困惑 ， 甚至产 生怀 疑 ， 影 响教 学效 果 。许 多 中学 化 学 或 生 物 老 师 对 此 实 验 进 行 了 探 讨¨ ， 但都 只 从 一 个 方 面进 行 了探 讨 。实 际
（ 三） 碘 的浓 度对 实验 结果 的影 响 在 ４支 １ ０ ｍ Ｌ比色管 中， 分 别 加 入 ３滴
在 ４支 １ ０ ｍＬ比色 管 中 ， 依 次 加 入 浓 度 为
１ ０％ ， １％ ， ０ ． １％ ， ０ ． ０ １％ 的 小 麦 淀 粉 溶 液 １ ｍ Ｌ ， 再 分 别 滴 加 ４滴 ０ ． １ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ 碘 化 钾 的碘
实 验 的恐 惧 感 ， 培 养 和 提 高 学 生 实 验 安 全 意
识 。实 验装 置 的设计 和操 作 符 合绿 色 、 安全
［ ２ ］ 陈 昭方 ． 实验与创新能力培养［ Ｍ】 ． 武 汉： 华 中 科 技
大 学 出版 社 ， ２ ０ ０ ９ ．
正 交 试 验 设 计 法对 碘 与淀 粉 显 色 反应最佳实验 条件 的研究
烧、 爆炸 、 腐蚀 、 中毒（ 如本实验） 等 危 险性 ， 体
现 了化 学实 验设 计 的安全 性 原 则 ， 消 除学 生 对
［ １ ］ 陈振 娣 ， 赵晓智 ， 衷 明华． 铜 与浓、 稀 硝 酸 的 反 应 微 型 实验 装 置 的 改 进 ［ Ｊ ］ ． 江 西化 工 ， ２ ０ １ ４ （ ０ ２ ） ．
