銀鏡反應實驗研究

銀鏡反應是中學化學中鑒別醛基存在的典型實驗，該實驗的條件要求嚴密，科學性強，對培養學生的科學態度、精神和方法，具有重要意義。

本文主要探索生成光亮銀鏡的實驗條件、乙醛與銀氨溶液反應的實驗條件及操作技術和實驗成敗關鍵等。

1實驗原理

銀氨絡合物在堿性條件下，與醛發生氧化還原反應，把醛氧化成羧酸，而銀氨絡合物的銀離子被還原成金屬銀，附著在試管內壁形成銀鏡，故稱銀鏡反應，可以鑒定醛基的存在

總之：凡含有醛基的有機物（如：醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等）都可以起銀鏡反應，工業上利用這一反應，把銀均勻地鍍在玻璃上制鏡或保溫瓶膽。

(2)甲酸的銀鏡反應

(3)甲酸鹽的銀鏡反應

(4)甲酸某酯的銀鏡反應

(5)葡萄糖的銀鏡反應

葡萄糖、麥芽糖、葡萄糖酯等，因含有醛基，都能發生銀鏡反應。其中，葡萄糖的銀鏡反應化學方程式為：

2實驗方法和現象

2.1銀鏡反應

(1)方法：取一支潔凈的試管，加入2ml 2%~3%的硝酸銀溶液和一滴5%的NaOH溶液。

(2)銀氨溶液的配制原理及現象：

A.加入一滴NaOH時，銀銨溶液的配制原理：

(氫氧化二氨合銀)

2.2銀鏡的制備

(1)實驗方法:向銀氨溶液中加入3~5滴乙醛(40%)，

搖勻后立即將試管放入60℃—70℃的水浴中加熱2分鐘。試管中就有銀鏡析出。

(2)現象：在加熱過程中，溶液由無色→乳白色→暗紅色→無色→銀白色，接著試管內壁出現光亮的銀鏡。

(3)回收Ag的方法：實驗完后，用少量稀HNO3溶解銀鏡后放入回收瓶，并用水洗凈試管。

2.3甲酸的銀鏡反應

在甲酸分子中，既含有羧基又含有醛基，醛基能與銀氨絡離子發生銀鏡反應。但是由于甲酸的酸性很強，如果把它直接加入弱堿性的銀氨溶液中，銀氨絡離子被破壞，實驗很難成功。故要先把甲酸用氫氧化鈉溶液中和，然后再與銀氨溶液反應。具體實驗方法見下：

(1)制取甲酸鈉溶液：在潔凈的試管中注入1毫升85%的甲酸溶液，慢慢滴入15%的氫氧化鈉溶液，使溶液呈堿性(pH=12)。

(2)銀氨溶液的配制：在潔凈的試管中注入5% AgNO₃溶液2毫升，滴入15%的NaOH溶液兩滴，振蕩。當出現棕色沉淀時滴加5%氨水，直至生成的棕色沉淀剛好溶解為止。

(3)醛基的銀鏡反應：在上述銀氨溶液中滴入甲酸溶液5滴，再滴加15％的氫氧化鈉溶液3滴，振蕩。把試管放入90℃—95℃(或沸水)浴中加熱，約3分鐘后試管壁即出現光亮的銀鏡。

3實驗的注意事項和成敗關鍵

3.1銀鏡反應實驗注意事項和成敗關鍵

(1)試管必須潔凈、光滑，否則不能使金屬Ag均勻附著在試管的內壁上形成銀鏡，只能生成黑色、疏松的Ag沉淀。

(2)過量的氨水對銀鏡反應的影響：配制銀氨溶液時，氨水必須加到最初出現的沉淀恰好溶解為止。如果溶液中加入過量氨水，增大了產物NH3的濃度，會使該電離平衡向逆反應方向移動，抑制了[Ag(NH₃)₂]+的電離，使溶液中Ag+濃度相應減小，導致銀鏡反應效果不佳。

(3)銀氨溶液必須隨配隨用，不能久置。如果久置會析出疊氮化銀(AgN₃)、氮化銀(Ag₃N)、亞氨基銀(Ag₂NH)等爆炸性沉淀物。這些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也會分解而發生猛烈爆炸。

3.2pH值對銀鏡反應的影響

銀鏡反應通常在pH= 9～l0溶液中進行，這是因為在堿性溶液中醛的還原能力比在酸性溶液中強；但又不能呈過強堿性，因在過強堿性溶液中加熱銀氨溶液，由于氨的失去，就易形成雷爆銀。同時，pH＞11時，反應過快，產生大量黑色的銀粒沉淀，不易得到優質銀鏡。

3.3銀氨溶液濃度對銀鏡反應的影響

如果銀氨溶液的濃度過高，則反應速度太快，Ag的晶核量大。晶核就不能平緩而均勻地沉積形成銀鏡，而只能形成結構疏松的海綿狀的黑色銀粒。為使反應能夠形成銀鏡，銀氨溶液的濃度在2％一5％范圍內為宜。

3.4CH3CHO的濃度

醛類化合物的濃度(確切地說是醛基的濃度)是影響銀鏡反應的重要因素。濃度越大產生的銀鏡越差。濃度較小生成銀鏡的質量反而較好。

CH₃CHO溶液放置久了之后容易發生聚合，生成三聚或多聚CH₃CHO，聚合后的CH₃CHO不溶于水，比重較小，浮于上部，使整個CH₃CHO溶液分為兩層，影響了溶液濃度。為此，CH₃CHO試劑出廠時都加了稀H₂SO₄，以防止或減少CH₃CHO聚合，但造成CH₃CHO試劑呈酸性，且引入了SO42-離子。此外，CH₃CHO與空氣接觸還能慢慢氧化成乙酸，由于Ag₂SO₄、CH₃COOAg均為難溶物，使Ag+濃度降低，造成鍍銀不勻或徹底失敗。

在銀氨溶液中加入未經處理的CH₃CHO試劑，如馬上出現白色渾濁，就是這種原因。因此在做CH₃CHO的銀鏡反應時，對于放置久了而分層的CH₃CHO在實驗前最好進行除雜處理。

除雜方法：向CH₃CHO試劑中加足量CaO，浸泡30min后，取上層清液即可。

除雜原理：

4用甲酸做銀鏡反應的注意事項

必須先用強堿中和(NaOH中和甲酸，使生成甲酸鹽混合液的pH值約為11~12)。否則影響效果。

做甲酸的銀鏡反應之所以比甲醛難于成功，是因為實驗是在堿性條件下進行的，這時甲酸以甲酸根離子存在，甲酸根的結構較穩定，還原性比甲醛弱，也比甲酸弱，為了解決這個困難，實驗時要增大甲酸根的濃度，提高反應溫度，水浴中要保持90℃~95℃，而且要延長反應的時間。

5銀鏡反應的改進

(1)不需加熱的銀鏡反應

銀鏡反應的實驗通常需要加熱，下面介紹兩種不需加熱且簡便易行的方法。

1)在潔凈的試管中加人lmL 2％的AgNO₃溶液，一邊搖動一邊逐滴加入2％的稀氨水，直到產生的沉淀恰好溶解為止，然后加入l～2滴的CH3CHO溶液，再加入1—2滴5％的NaOH溶液，有褐色出現，進行振蕩就會出現光亮的銀鏡。

反應原理為

此實驗中最后不加熱而滴加NaOH溶液就是根據第三個反應。

2)于一支潔凈的試管中，加入2ml2％AgNO₃溶液，然后加入1滴40％NaOH溶液，振蕩立即出現白色沉淀，隨后又迅速變成褐色沉淀(Ag₂O)；邊振蕩邊向試管中滴加2％的氨水，直到沉淀恰好溶解為止，便得銀氨溶液。

另一支潔凈試管中加入0.5 mL 40％CH₃CHO溶液，再加入3滴2％AgNO₃溶液，振蕩使混合均勻。然后將該混合溶液傾入上述所制備的銀氨溶液中，振蕩使混合均勻，靜置，此時溶液呈無色、透明狀態，約過半分鐘，有棕色絮狀沉淀產生。隨著溶液顏色逐漸加深，在試管壁上有一層薄霧狀的Ag析出，隨即形成均勻明亮的銀鏡，整個實驗過程約需2min即可完成。

該方法操作簡便，不需加熱，現象明顯，形成的銀鏡附著均勻，成功率高。

(2)不加CH3CHO的銀鏡反應

在強堿性條件下，銀氨溶液本身也可得到光亮的銀鏡，無須含醛基化合物。銀氨溶液存在如下平衡:

該平衡在強堿性和加熱 (氨揮發) 條件下，都有利于Ag₂O的生成，而Ag₂O易分解形成銀鏡。

具體操作為：在一支潔凈的試管中加入2mL2%的AgNO₃溶液，然后逐滴滴入2%的稀氨水，直至產生的Ag₂O剛好溶解，然后加入l滴40%的NaOH溶液，加熱，大約2min左右便可得到均勻、光亮的銀鏡。

參考文獻：

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