陳翠平

（江門中醫(yī)藥學(xué)校，廣東 江門 529000）

銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的探究

陳翠平

（江門中醫(yī)藥學(xué)校，廣東 江門 529000）

銀鏡反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)方法；教學(xué)方法改革

在《有機(jī)化學(xué)》教材中，歷來都有通過銀鏡反應(yīng)來區(qū)別醛和酮類化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。由于教學(xué)學(xué)時(shí)和教材篇幅的限制，不可能完全解決銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中存在的諸多問題，但是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)不可避免地產(chǎn)生許多疑問，因此，進(jìn)行開放性的探究活動(dòng)很有必要。

1 實(shí)驗(yàn)器材

實(shí)驗(yàn)器材包括試管，電爐，燒杯，石棉網(wǎng)，葡萄糖，果糖，氨水，硝酸銀，乙醛，甲醛，甲酸。

2 實(shí)驗(yàn)原理

在銀鏡反應(yīng)里，硝酸銀與氨水生成的銀氨溶液中含有氫氧化二氨合銀，這是一種弱氧化劑，它能把乙醛氧化成乙酸，乙酸又與生成的氨氣反應(yīng)生成乙酸銨，而銀離子被還原成金屬銀。方程式如下

3 實(shí)驗(yàn)步驟（見表1）

4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析與改進(jìn)

4.1 乙醛的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

（1）乙醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。乙醛試劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為30%，說明乙醛容易聚合。乙醛試劑在出廠時(shí)都加入了稀酸，以防止乙醛的聚合，但聚合現(xiàn)象仍不能被完全消除，只是減弱而已。乙醛聚合后產(chǎn)生的三聚體不溶于水，比重較小，浮于溶液上部，使整個(gè)乙醛溶液分為2層，可用分液漏斗將其分開，取下層溶液來做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。（2）乙醛溶液的中和。由于乙醛溶液是酸性的，所以在做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)前要先用氫氧化鈉溶液中和，使乙醛溶液呈中性或微堿性，以保證銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)成功。

改進(jìn)方法：在常溫下，將30%乙醛溶液5～10滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～4%的硝酸銀溶液與氨水溶液中，約需2～3 min就可獲得優(yōu)質(zhì)銀鏡，如將溫度提高至60℃，其他條件相同，則只需20 s左右即可。

4.2 甲醛的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

甲醛的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是比較容易做的，不加熱亦能獲得銀鏡。（1）甲醛的濃度。甲醛，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為40%，做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)將其質(zhì)量分?jǐn)?shù)配成1%，可按1∶40的體積比配。若將40%甲醛直接滴入銀氨溶液中，則會(huì)因起始的質(zhì)量分?jǐn)?shù)太大，反應(yīng)速率太快，瞬間析出大量銀，而使銀鏡帶有黑斑。（2）甲醛的聚合問題。40%甲醛在常溫下是無色液體，久置常出現(xiàn)渾濁，甚至出現(xiàn)大量白色沉淀。這是甲醛溶于水并和水作用生成白色多聚甲醛的緣故。由于甲醛的聚合作用，溶液中的甲醛含量會(huì)逐漸降低。因此，做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使用未聚合的甲醛溶液。

改進(jìn)方法：在常溫下將1%甲醛溶液5滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的硝酸銀溶液和氨水溶液中，只需3～4 min就能獲得優(yōu)質(zhì)銀鏡；如將溫度提高至60℃，硝酸銀溶液和氨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)取1%～5%，只需10 s左右即可。

4.3 葡萄糖的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

葡萄糖溶液的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)被公認(rèn)為是最容易做的，制鏡工業(yè)利用的就是葡萄糖的銀鏡反應(yīng)，所以熱水瓶膽與鏡子都是用葡萄糖溶液與銀氨溶液反應(yīng)來獲得銀鏡。

常溫下的葡萄糖溶液即可做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，一般采用1%葡萄糖溶液，硝酸銀溶液和氨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均取1%～2%，反應(yīng)時(shí)間約2～3 min，如將溫度升高到80℃，將6%葡萄糖溶液5滴加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～2%的硝酸銀溶液和氨水溶液中，那么只需20 s即可獲得優(yōu)質(zhì)銀鏡。

4.4 果糖的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

葡萄糖與果糖互為同分異構(gòu)體，葡萄糖是一種多羥基醛（醛糖），果糖是一種多羥基酮（酮糖），果糖分子中并無醛基存在，似乎不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但其實(shí)不然，其主要原因是果糖在堿性溶液中可發(fā)生2種反應(yīng)：一是經(jīng)烯醇化作用變成醛糖（反應(yīng)方程式略）。二是發(fā)生裂解，產(chǎn)生含醛基的有機(jī)物（化學(xué)方程式略）。由此可知，果糖溶液中總是含有醛糖及含醛基的有機(jī)物，可跟堿性的銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)。因此，果糖與葡萄糖都是還原性糖。

用果糖做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的效果與葡萄糖相似，但反應(yīng)條件要略高于葡萄糖，溫度為60℃～100℃，果糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可取1%，硝酸銀溶液與氨水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可取2%～4%，在此條件下可獲得優(yōu)質(zhì)銀鏡。

4.5 甲酸的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

甲酸分子中既含有羧基，又含有醛基，醛基能與銀氨絡(luò)離子發(fā)生銀鏡反應(yīng)，但由于甲酸的酸性很強(qiáng)，如果把它直接加到弱堿性的銀氨溶液中，銀氨絡(luò)離子會(huì)被破壞，實(shí)驗(yàn)很難成功。

改進(jìn)方法：先將甲酸中和成甲酸鈉（pH為11～12，溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%）。在潔凈的試管中注入5%硝酸銀溶液1 ml，再滴入15%氫氧化鈉溶液1滴，出現(xiàn)棕色沉淀后，再滴入氨水（4%～5%）直至生成的棕色沉淀剛好完全溶解為止，然后將試管放在沸水浴中預(yù)熱，取出后滴加甲酸鈉溶液5滴，振蕩，再放入沸水浴中約10 min，即出現(xiàn)光亮的銀鏡，但銀鏡色深略顯黑色。

4.6 苯酚的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

苯酚的還原性比含醛基物質(zhì)的還原性強(qiáng)，且極易被氧化，遇到銀氨溶液時(shí)會(huì)被氧化，例如苯酚被氧化成苯醌等，同時(shí)析出銀，但由于生成速度過快，銀來不及附著在試管壁上就會(huì)變成黑色沉淀，這樣制得的銀鏡質(zhì)量很差，因此苯酚不宜被作為做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的試劑。

5 實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)

5.1 儀器的洗滌

銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)需用的各種玻璃儀器如試管、滴瓶、量筒、燒杯等必須潔凈，無論用哪一種洗滌劑洗凈后，必須用蒸餾水沖洗，直至玻璃壁上形成均勻水膜，無水珠或股流出現(xiàn)為止。

5.2 溶液的配制

銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)所用的各種溶液包括各種還原劑、各種濃度的硝酸銀溶液和氨水、氫氧化鈉溶液等最好由一人一次全用蒸餾水配制。在配制銀氨溶液時(shí)，在硝酸銀溶液中滴加氨水，不可使沉淀溶解后的溶液變得太澄清，相反，最初產(chǎn)生的沉淀溶解到溶液還略顯渾濁反而更好些，因?yàn)檫@意味著氨水沒有過量，這也是獲得優(yōu)質(zhì)銀鏡的關(guān)鍵。實(shí)踐證明，氨水過量得越多，銀鏡反應(yīng)的效果越差。

5.3 控制水浴溫度

溫度對(duì)銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的影響很大，一般用電爐加熱進(jìn)行水浴的方法達(dá)不到恒溫，有條件時(shí)應(yīng)準(zhǔn)備一臺(tái)電熱恒溫水浴鍋，溫度控制范圍為20℃～100℃。

5.4 試管清洗方法

可以用硝酸來清洗試管內(nèi)的銀鏡,硝酸可以氧化銀，生成硝酸銀、一氧化氮和水。

G424.31

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1671-1246（2010）12-0120-02

表1 銀鏡反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟