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先从一个小实验讲起
昨天Q群里面的人做了一个实验,他将淀粉酶和淀粉,再加上氯化铁放在一起,期望淀粉分解后的麦芽糖能发挥它的还原性,可黄色的溶液久久都未变绿,忽然他突发奇想,再往体系里加了一点盐酸,溶液很快就变绿了
当然,由于这个实验的干扰因素太多,这种促进效应有很多种角度的解释,但其中一种解释吸引了我的注意力:该现象的本质是氢离子作为半缩醛形成/分解反应的催化剂
众所周知,糖作为一种特殊的醛,其环化形成的半缩醛是一个稳定状态,这是一个十分不寻常的特征,多数情况下半缩醛形成的平衡常数是很小的,而葡萄糖溶液中环化的葡萄糖却能占到90%以上。而如果只有开链状态下的葡萄糖能够体现还原性,那么很多现象都能得以解释,比如葡萄糖与斐林试剂的反应的缓慢。而本人找到的一些证据支撑了这个观点

而氢离子作为半缩醛形成的催化剂我也找到了相关证据(当然,它也催化逆反应进行,而后者才是关键)
所以上述现象的机理可以是这样:原本开环状的葡萄糖太少,以至于开环葡萄糖的浓度成为了反应的决定因素,而开环葡萄糖作为还原剂消耗掉后半缩醛反应的平衡移动,让更多的葡萄糖开环,但这需要时间,而氢离子加速了这一段时间。


假设与演绎
自然,这个理论需要进一步的实验证据支撑。我们不难设计实验来验证我们的理论,首先,我们把淀粉+淀粉酶的组合换成直接的葡萄糖,以排除其它因素的影响。为了把促进反应的因素锁定在半缩醛上,我们应该找另一种不易形成半缩醛的醛做对照,我想甲醛/甘油醛都是不错的选择,所以我们可以做这么6组对照
1组,甘油醛+氯化铁(氯化铁多多益善,以消除铁离子本身带来的影响,下同)
2组,甘油醛+氯化铁+xml水
3组,甘油醛+氯化铁+xml盐酸
4组,葡萄糖+氯化铁
5组,葡萄糖+氯化铁+xml水
6组,葡萄糖+氯化铁+xml盐酸
如果我们的理论正确,实验现象应该是这样:由于甘油醛中开环形式本身就占优势,所以V1>V4。而由于甘油醛中或多或少都含有半缩醛,再加上氢离子本身就能增强铁离子氧化性,因此V3略大于(约等于)V2
而对于葡萄糖来说,V6显著大于V5,且V6应该约等于V3,且V6-V5也应该显著大于V3-V2
当然,目前本人并没有做这个实验的条件,化竞的貌似天天做实验,抓几个过来看看![]()
@励志要好好学习的阿伦尼乌斯 @斋月小道 @蒟蒻的生生不息(emo中)
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que,这个实验出结果了吗?
如果没有我想以此为主水篇实验报告什么的
然后看到了换高锰酸钾的建议,但是好像这玩意的氧化性过大会无差别进攻)
还有小道的实验是因为什么失败的能不能讲下(星星眼)


