"淀粉的氧化"研究性学习案例

“淀粉的氧化”研究性学习案例

摘要:以木薯淀粉为原料, 双氧水为氧化剂, 硫酸铜为催化剂, 采用干法工艺制备氧化淀粉, 考察了反应时间、反应温度、氧化剂用量、催化剂用量、加水量等因素对木薯淀粉氧化反应的影响。结果表明, 通过探究活动, 学生掌握了基本的实验课题研究方法, 了解了课题研究的一般过程, 实验技能及能力得到了提高, 极大地激发了学生学习化学的兴趣。

关键词研究性学习氧化淀粉氧化反应课题研究探究活动硫酸铜

淀粉是绿色植物将二氧化碳和水经光合作用而合成的高分子化合物, 它是食物的一种重要成分, 是人体的重要能源。淀粉来源广、价格低廉、在自然界中能被微生物完全降解, 对环境友好, 也是一种倍受人们青睐的绿色有机化工原材料。随着现代有机和高分子化工的主要原料——石油和煤的日趋匮乏, 以及石化及煤制品的利用造成的污染对人类生存的环境造成了日益严重的威胁, 促使人们加强对可再生性植物资源的研究与开发。淀粉作为一种可再生的有机化工原料, 如今受到了极为广泛的关注。目前, 国内外对淀粉进行变性加工的研究十分活跃。氧化淀粉是淀粉在一定介质中与氧化剂反应而得到的产品, 是变性淀粉的主要品种, 由于分子结构发生了变化, 与原淀粉相比, 其性质得到了很大的改善而在食品、纺织、造纸、医药、包装等行业得到广泛的应用[1]。在学生学习“淀粉”内容的基础上, 指导学生进一步开展“淀粉的氧化”研究性学习。

1 淀粉的氧化原理[2~4]

淀粉(C6H10O5)n葡萄糖残基中C2、C3、C6上的醇羟基(-OH)在一定条件下被氧化剂氧化成醛基和羧基。随着氧化程度的加深,2,3位的碳碳键断裂而开环,l,4位的环间苷键断裂, 淀粉分子发生降解(见图1) 。

图1 淀粉结构式和碳原子编号

2 仪器与试剂

仪器:磁力搅拌器、电热烘箱、循环水式多用真空泵、电炉、常规玻璃仪器。

试剂:木薯淀粉(工业级) 、30%过氧化氢(AR)、硫酸铜(AR)、亚硫酸钠(AR)、酚酞试剂、0.10 mol/L HCl标准溶液、0.10 mol/L NaOH标准溶液。

3 实验方法

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