ヨウ素デンプン反応が示す鮮やかな青紫色の仕組み

デンプン水溶液にヨウ素ヨウ化カリウム水溶液を加えると、特徴的な青紫色に呈色します。この現象はヨウ素デンプン反応と呼ばれ、デンプンの検出に広く用いられるものです。

この青紫色の発現は、デンプンを構成する高分子の一種であるアミロースの特殊な構造に起因しています。アミロースはグルコース単位がα-1,4結合で連なった直鎖状の高分子ですが、水溶液中ではらせん構造、特に右巻きのヘリックス構造をとることが知られています。

ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液中のヨウ素分子（I₂）は、このアミロースのらせん内部に取り込まれます。すると、ヨウ素分子は互いに相互作用し、I₃⁻（三ヨウ化物イオン）やI₅⁻（五ヨウ化物イオン）といった多ヨウ化物イオン鎖を形成します。これらの多ヨウ化物イオンがアミロースのらせん内部で直線状に並ぶことで、電子の非局在化が起こり、可視光領域の特定の波長を吸収するようになるのです。

吸収される光の色がオレンジ色から赤色の波長であるため、その補色である青紫色が私たちには見えることになります。このように、ヨウ素デンプン反応の鮮やかな色は、デンプンのらせん構造とヨウ素分子間の電荷移動錯体形成という、ミクロな分子レベルの相互作用によって生じる現象なのです。