用斐林试剂检测还原糖时一定要加热吗

徐树文

1 问题的提出

笔者有一次在进行还原糖检测实验时，已经向梨汁中加入了斐林试剂，因为临時有其他事情需要处理，没有来得及进行水浴加热，就将试管放置于试管架上离开了一段时间。当返回实验室时竟发现试管内也出现了砖红色沉淀，当时大为惊讶。人教版高中生物必修一教材第18页、苏教版高中生物必修一教材第15页以及高中化学教科书，在讲解还原糖检测方法时均要求水浴加热。为什么这支没有加热的试管内试剂竟然变成了砖红色了呢？由此产生疑问：用斐林试剂检测还原糖时一定需要加热吗？对此，笔者经过实验探究与分析，试图给出合理的可供参考的解释。

2 实验探究

2.1 斐林试剂检测还原糖的实验原理

生物组织中存在的还原糖种类较多，常见的有葡萄糖、果糖和麦芽糖等，它们的分子内都含有还原性基团（游离醛基或游离酮基）。斐林试剂由质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液混合配制而成，两者混合后，立即生成淡蓝色的Cu（OH）2沉淀。Cu（OH）2与加入的葡萄糖，能够生成砖红色的Cu2O沉淀，而葡萄糖本身被氧化成葡萄糖酸。其反应式如下：

CH2OH-（CHOH）4-CHO+2Cu（OH）2→CHOH-（CHOH）4-COOH+Cu2O↓+2H2O

用斐林试剂鉴定还原糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色→棕色→砖红色（沉淀）。水浴加热则会促进上述反应的进行，缩短反应所需时间。水浴温度为60℃时，反应完成约需2 min。

2.2 不加热，还原糖与斐林试剂也能完成显色反应

室温条件下（即未经水浴加热），还原糖与斐林试剂能否反应产生砖红色沉淀？若能完成显色反应，又需要多长时间？笔者设计了如下实验进行探究。

实验步骤（该实验的环境温度为24℃）：

（1） 向试管内注入2 mL梨汁。

（2） 向试管内注入1 mL斐林试剂，震荡摇匀后插到试管架上。

（3） 适时震荡试管中的溶液，观察试管中溶液的颜色变化，每隔10 min记录下试管中溶液的颜色。

实验结果：当环境温度为24℃时，在梨汁中加入斐林试剂后，随着反应时间的延长，溶液颜色为浅蓝色→墨绿色→棕色→棕红色→橙红色→砖红色。可见在室温条件下，不经过水浴加热，还原糖与斐林试剂也能发生反应，产生砖红色沉淀。只是完成显色反应所需时间延长，约需50 min后才能出现砖红色沉淀。

2.3 不同温度对还原糖与斐林试剂显色反应的影响

前面探究了室温条件下，完成显色反应所需时间的长短。但其他温度条件下，完成显色反应需多长时间？笔者又设计了系列实验，探究了不同温度条件下完成显色反应所需时间的长短。

实验步骤：

（1） 取5支试管编号为1～5号，分别加人2 mL梨汁。

（2） 在5支试管中分别加入1 mL斐林试剂，震荡摇匀后分别放在30℃、45℃、60℃、75℃、90℃的水浴锅中保温。

（3） 适时震荡试管中的溶液，观察试管中溶液的颜色变化。记录下每支试管中出现砖红色沉淀所需的反应时长。

实验结果：从表2可以看出，随着温度的升高，在梨汁中加入斐林试剂后溶液中出现砖红色沉淀所需时间缩短。

3 实验结论

斐林试剂与还原糖反应生成砖红色Cu2O沉淀的变化在不加热的条件（即室温）下也能进行，加热只是为了提高反应的速率，让学生能够在较短时间内看到明显的颜色变化。

当温度是45℃或更低时，需等待5 min或更长的时间才能看到明显的现象（24℃室温时要等待50 min左右）；当温度是100℃时，实验现象又出现得太快，大约只需20 s。给学生做实验，实验现象出现得太慢或太快，都不利于学生观察。再从实验安全和实验成本考虑，也不宜使用高温水浴。当温度是60℃时，大约2 min即可看到明显的现象，水温与时长都较适宜，所以高中生物教材建议，还原糖鉴定实验选择在50～65℃温水中加热约2 min。

参考文献：

[1] 普通高中课程标准实验教科书·化学2[M].南京：江苏教育出版社，2011：75。

[2] 王程杰.中学化学实验研究[M].上海：华东师大出版社，2005.

[3] 左延柏.对糖类鉴定实验中典型问题的分析和思考[J].中学生物教学，2014（8）：36-37.