银镜反应是含有醛基的有机物(乙醛、葡萄糖等)与银氨溶液在一定条件下发生氧化还原反应,生成的银附着在试管(或烧瓶)壁上形成银镜的一类反应。在高中化学现行教材里安排在第二册第六章第五节乙醛和醛类[实验6-7](第165页)和第七章第一节葡萄糖、蔗糖[实验7-1]第(180页)中。
银镜反应演示实验的成败标志是能否成镜──使生成的银附着在试管内壁上,教材里[实验6-7]、[实验7-1]这两个银镜实验后者很易做成功,本文以[实验6-7]为例,根据我校多年实验经验和近两年的实验探究,谈一谈银镜反应的条件和影响银镜形成的因素及成败关键所在。
1、实验反应原理和实验目的
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH—— CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
(反应条件:水浴加热,调节pH为13)
该实验的目的主要是说明乙醛的还原性,同时也说明Ag(NH3)2+有氧化性,再就是介绍银镜反应。
2、反应条件
[实验6-7]乙醛和银氨溶液反应,形成银镜的条件,我们认为应是两个,一个是温度,在40℃-95℃利用水浴加热均能发生反应,只是温度过高(90℃)左右时,银镜形成很快,一旦银镜形成后必须迅速取出,不然会产生起壳现象而使刚形成的部分银膜脱离试管内壁。温度低于50℃时,反应速度慢,实验经验告诉我们,最佳反应温度为水浴温度为70℃,尤其是学生分组实验,我校都是采用此温度。另一个是酸碱度──PH值为13左右(该PH值为我校测定的用以配银氨溶液的氨水与氢氧化钠的混合溶液的PH值),这是该实验能否成功的关键因素。从化学原理上讲,做该实验若没有“银镜”形成,实验失败,但只要有黑色银粉生成,也算反应完成,然而该演示实验并不算成功。
3、影响银镜形成的因素
[实验6-7]乙醛和银氨溶液反应能否形成银镜,影响因素较多。一是试管洁净程度。做实验用的试管一般要洁净,不能附有油脂,试管越洁净,形成银镜斑点就越少,光亮程度越好。二是水浴加热的温度。水温40℃-95℃均能发生反应形成银镜,但最佳温度是水温70℃左右。三是银氨溶液的PH值──银镜成功的关键所在(我校实验的经验常数值是在2%的氨水中加NaOH浓溶液调节酸碱度使PH约为13,此时2%氨水中NaOH的物质的量浓度约为0.03mol/L)。四是乙醛的质和量,所用乙醛不能发生了聚合,若已发生聚合,则应解聚。实验时乙醛的用量按教材演示实验用量(3-5滴)进行。五是银氨溶液加乙醛混合振动均匀后放在水浴中加热时试管的稳固程度。静置加热不要再振动试管。六是配银氨溶液时,氨水的用量。恰到好处,不要太过量。
在这六个影响银镜形成的因素中,最根本的决定因素是溶液的酸碱度,其次是反应温度。多年实验证明,在这六个因素中既使其它五个条件都具备,如果碱性不够,做[实验6-7]时,也很难形成银镜,只能得到黑色疏松的银沉淀。
4、实验时应注意的问题
①实验时所用试管要洁净。
②氨水的用量,不仅影响银镜反应效果,而且还涉及到实验的安全性。配制银氨溶液时,氨水应逐滴滴入,滴到恰好使生成的沉淀恰好溶解为止,以防因氨水过量而形成易爆炸的物质(Ag3N),同时当氨水过量形成Ag3N后,银氨溶液中Ag(NH3)2+减少,也会影响银镜反应的效果。
③所配银氨溶液,必须随配随用,不可久放,否则可能会出现不安全事故。因久置银氨溶液会因蒸发而失去氨,从而导致生成的Ag3N从溶液中析出。
④尽管形成银镜的关键因素是酸碱度,但NaOH在氨水中的加入量要少。因加入强碱会使生成Ag3N的可能性增加。
⑤乙醛若已聚合则应解聚。
⑥不能直接加热混合液,水浴加热时不要振动试管。
⑦实验后试管中的反应混合液要及时处理(加入盐酸振荡后倒去并用水冲洗),不可久置。
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