Das Phänomen der Ladungsübertragung ist in Edelsteinen wie blauen Saphiren zu sehen. Sie können diesen Prozess selbst mit Jod und Stärke ausprobieren. Jod erzeugt einen Ladungstransferkomplex mit Stärke, der eine intensive Farbe erzeugt.
Der Stärketest
Viele verschiedene Lebensmittelgruppen enthalten ein Kohlenhydrat, das als Stärke bekannt ist. Mit einer Jodlösung können Sie auf Stärke testen. Wenn Stärke vorhanden ist, ändert sich das Jod von braun nach blau-schwarz oder lila.
Warnung
Vorsicht beim Umgang mit Jod., Es kann Kleidung, Ausrüstung und Haut beflecken. Geben Sie KEIN Jod in den Mund und ESSEN Sie KEINE getesteten Lebensmittel, da Jod giftig sein kann. Waschen Sie Ihre Hände und werfen Sie alles weg, wenn Sie fertig sind.
Sie benötigen:
- Tropfer oder Spritze
- Jod-Desinfektionsmittel, das Sie in einer Apotheke oder Apotheke kaufen können. Sie können Betadin (eine Povidon-Jod-Mischung), Lugols Lösung (eine Jod-Kalium-Mischung) oder Jodtinktur (hier wird das Jod in Alkohol oder Alkohol und Wasser gelöst) verwenden, je nachdem, was verfügbar ist., Sie alle haben eine sehr starke Farbe, also verdünnen Sie die Mischung mit etwa 10 Teilen Wasser, um die Reaktion deutlicher zu sehen.,
- Stärkehaltige Lösung, wie Maisstärke (Maismehl) in Wasser
- Nicht stärkehaltige Lösung, wie Milch, zum Vergleich
- Stärkehaltige Lebensmittel zum Testen: Kartoffel (gekocht oder roh), Nudeln, Reis oder Brot
- Nicht stärkehaltige Lebensmittel zum Vergleich: Apfel, Gurke, reiner Zucker (die andere Hauptkategorie von Kohlenhydraten) und andere, die Sie ausprobieren möchten
- Einweg-Plastikbecher oder-behälter
- Pappteller
- Papiertücher
- Bedecken Sie Ihre Arbeitsfläche mit Zeitung.
- Legen Sie die Pappteller auf die Zeitung.,
- Legen Sie die Tassen auf die Pappteller.
- Geben Sie in jede Tasse verschiedene Lebensmittellösungen, z. B. Maisstärke in Wasser, Mehl in Wasser, Milch und Wasser.
- Geben Sie mit dem Tropfer ein oder zwei Tropfen der Jodlösung in jede Tasse.
- Legen Sie eine Scheibe einer Kartoffel auf ein Papiertuch auf einen Pappteller und geben Sie einen Tropfen der Jodlösung in die Kartoffelscheibe. Beachten Sie die Farbänderung.
- Wiederholen Sie dies mit der Vielzahl von stärkehaltigen und nicht stärkehaltigen Lebensmitteln, die Sie ausgewählt haben.
- Erstellen Sie ein Diagramm mit Spalten wie der folgenden. Ausfüllen und Spaß haben!,
- Wenn Sie fertig sind, waschen Sie Ihre Hände und werfen Sie alles weg.
| Lebensmittel | Farbwechsel | Ist Stärke vorhanden?,r> |
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A change of color to a blue-black or purple color suggests that starch is present., Wenn sich die Farbe nicht ändert, deutet dies darauf hin, dass keine Stärke nachweisbar ist
Beachten Sie die Änderung der Farbe in Schwarz auf der Kartoffel (rechts), aber nicht auf dem Apfel (links). (10% ige Jodtinktur.) Kartoffel enthält Stärke, Apfel jedoch nicht.,
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A solution of corn starch in water (left) turns purple while the milk (right) remains unchanged. (10% Tincture of iodine.) Milk has no starch., |
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Cooked rice changes color, testing positive for starch. (10% Tincture of iodine.) |
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Why does it work?,
Stärke ist ein Kohlenhydrat und existiert in zwei Arten von Molekülen: Amylose (linear) und Amylopektin (verzweigt). Die meisten Stärke enthält eine Mischung dieser beiden Moleküle, in der Regel mit mehr Amylopektin (65% bis 85%). Die Reaktion zwischen Amylose (obwohl es oft in geringeren Mengen vorhanden ist) und Jod soll für die intensive Farbveränderung verantwortlich sein.
Viele Details der Reaktion von Jod mit Stärke sind unbekannt, aber eine Erklärung ist, dass sich bei Zugabe einer Lösung von verdünntem Jod zu Stärke ein intensiv gefärbter Stärke-Jod-Komplex bildet.,
Amylose-Moleküle bestehen aus einzelnen, meist unverzweigten Ketten von Glucosemolekülen, die wie eine Feder geformt sind. Es wird spekuliert, dass das Jod (in Form von I5 – Ionen) in den Spulen der Beta-Amylose-Moleküle (lösliche Stärke) stecken bleibt. Die Stärke zwingt das Jod in eine lineare Anordnung in der mittleren Nut der Amylose-Spule. Es gibt eine gewisse Übertragung der Ladung zwischen der Stärke und dem Jod. Dies verändert die Elektronenanordnungen und damit die Abstände zwischen den Energieniveaus. Die neuen Abstände absorbieren selektiv sichtbares Licht und verleihen dem Komplex seine intensive blaue Farbe.,
Hinweis: Der Effekt wird nur beobachtet, wenn sowohl Jod als Element als auch Jodid als Ion vorhanden sind. Jod ist in Wasser nicht sehr löslich und die Zugabe von Jodid macht es löslich. Jod bildet zusammen mit dem Jodidion einen Komplex, der sich im Gegensatz zu Jod selbst in Wasser auflöst. Molekulares Jod (I2) reagiert mit Iodid (I -), das ein negativ geladenes Ion ist und ein Anion (I3 -) erzeugt. Das Anion löst sich leicht in Wasser (das polar ist)., Es gibt immer noch einige Streitigkeiten über den genauen Mechanismus bei der Herstellung der unverwechselbaren Farbwechsel beteiligt, aber diese Ladung Transfer-Prozess ist weithin als die wahrscheinlichste akzeptiert.
Jod in Amylose, was zu einer blau-schwarzen Farbe führt
Amylopektin mit verzweigter Struktur reagiert mit Jod zu einer rötlich-braunen oder violetten Lösung. Da Amylopektin stark verzweigt ist, bindet es nur eine geringe Menge Jod und produziert eine blassere purpurrote Farbe., Das Verhältnis von Amylose zu Amylopektin variiert je nach Art der Nahrung.
Weitere Ideen
Zu stärkehaltigen Lebensmitteln gehören Getreidenahrungsmittel und einige Gemüsesorten wie getrocknete Bohnen und Erbsen, Kartoffeln, Yamswurzeln und Mais. Wenn Früchte reifen, kann die Stärkemenge abnehmen. Unreife Bananen enthalten eine angemessene Menge an Stärke, reife Bananen jedoch nicht, da sich die Stärken in Zucker verwandelt haben. Eine reife Banane produziert keine bläulich-schwarze Farbe mit Jod, aber Sie werden den Effekt in einer grüneren Banane sehen. Sie können experimentieren, um zu sehen, wie sich die Stärkemenge geändert hat.,
Der Stärketest wird in der Industrie eingesetzt. Beim Bierbrauen bestätigt ein negatives Stärketestergebnis, dass alle Stärken im Bier erwartungsgemäß in Zucker umgewandelt wurden.