銀鏡反應實驗的探究

陳翠平

（江門中醫藥學校，廣東 江門 529000）

銀鏡反應實驗的探究

陳翠平

（江門中醫藥學校，廣東 江門 529000）

銀鏡反應；實驗方法；教學方法改革

在《有機化學》教材中，歷來都有通過銀鏡反應來區別醛和酮類化學性質的實驗。由于教學學時和教材篇幅的限制，不可能完全解決銀鏡反應實驗中存在的諸多問題，但是學生在實驗過程中會不可避免地產生許多疑問，因此，進行開放性的探究活動很有必要。

1 實驗器材

實驗器材包括試管，電爐，燒杯，石棉網，葡萄糖，果糖，氨水，硝酸銀，乙醛，甲醛，甲酸。

2 實驗原理

在銀鏡反應里，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生成乙酸銨，而銀離子被還原成金屬銀。方程式如下

3 實驗步驟（見表1）

4 實驗現象分析與改進

4.1 乙醛的銀鏡反應實驗

（1）乙醛的質量分數。乙醛試劑的質量分數一般為30%，說明乙醛容易聚合。乙醛試劑在出廠時都加入了稀酸，以防止乙醛的聚合，但聚合現象仍不能被完全消除，只是減弱而已。乙醛聚合后產生的三聚體不溶于水，比重較小，浮于溶液上部，使整個乙醛溶液分為2層，可用分液漏斗將其分開，取下層溶液來做銀鏡反應實驗。（2）乙醛溶液的中和。由于乙醛溶液是酸性的，所以在做銀鏡反應實驗前要先用氫氧化鈉溶液中和，使乙醛溶液呈中性或微堿性，以保證銀鏡反應實驗成功。

改進方法：在常溫下，將30%乙醛溶液5～10滴加入質量分數為2%～4%的硝酸銀溶液與氨水溶液中，約需2～3 min就可獲得優質銀鏡，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 甲醛的銀鏡反應實驗

甲醛的銀鏡反應實驗是比較容易做的，不加熱亦能獲得銀鏡。（1）甲醛的濃度。甲醛，其質量分數一般為40%，做銀鏡反應實驗時將其質量分數配成1%，可按1∶40的體積比配。若將40%甲醛直接滴入銀氨溶液中，則會因起始的質量分數太大，反應速率太快，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，久置常出現渾濁，甚至出現大量白色沉淀。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逐漸降低。因此，做銀鏡反應實驗時應使用未聚合的甲醛溶液。

改進方法：在常溫下將1%甲醛溶液5滴加入質量分數為1%的硝酸銀溶液和氨水溶液中，只需3～4 min就能獲得優質銀鏡；如將溫度提高至60℃，硝酸銀溶液和氨水溶液的質量分數取1%～5%，只需10 s左右即可。

4.3 葡萄糖的銀鏡反應實驗

葡萄糖溶液的銀鏡反應實驗被公認為是最容易做的，制鏡工業利用的就是葡萄糖的銀鏡反應，所以熱水瓶膽與鏡子都是用葡萄糖溶液與銀氨溶液反應來獲得銀鏡。

常溫下的葡萄糖溶液即可做銀鏡反應實驗，一般采用1%葡萄糖溶液，硝酸銀溶液和氨水溶液的質量分數均取1%～2%，反應時間約2～3 min，如將溫度升高到80℃，將6%葡萄糖溶液5滴加入質量分數為1%～2%的硝酸銀溶液和氨水溶液中，那么只需20 s即可獲得優質銀鏡。

4.4 果糖的銀鏡反應實驗

葡萄糖與果糖互為同分異構體，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，似乎不能發生銀鏡反應，但其實不然，其主要原因是果糖在堿性溶液中可發生2種反應：一是經烯醇化作用變成醛糖（反應方程式略）。二是發生裂解，產生含醛基的有機物（化學方程式略）。由此可知，果糖溶液中總是含有醛糖及含醛基的有機物，可跟堿性的銀氨溶液發生銀鏡反應。因此，果糖與葡萄糖都是還原性糖。

用果糖做銀鏡反應實驗的效果與葡萄糖相似，但反應條件要略高于葡萄糖，溫度為60℃～100℃，果糖的質量分數可取1%，硝酸銀溶液與氨水溶液的質量分數可取2%～4%，在此條件下可獲得優質銀鏡。

4.5 甲酸的銀鏡反應實驗

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，但由于甲酸的酸性很強，如果把它直接加到弱堿性的銀氨溶液中，銀氨絡離子會被破壞，實驗很難成功。

改進方法：先將甲酸中和成甲酸鈉（pH為11～12，溶液的質量分數為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，即出現光亮的銀鏡，但銀鏡色深略顯黑色。

4.6 苯酚的銀鏡反應實驗

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

5 實驗中的注意事項

5.1 儀器的洗滌

銀鏡反應實驗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，無水珠或股流出現為止。

5.2 溶液的配制

銀鏡反應實驗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，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，最初產生的沉淀溶解到溶液還略顯渾濁反而更好些，因為這意味著氨水沒有過量，這也是獲得優質銀鏡的關鍵。實踐證明，氨水過量得越多，銀鏡反應的效果越差。

5.3 控制水浴溫度

溫度對銀鏡反應實驗的影響很大，一般用電爐加熱進行水浴的方法達不到恒溫，有條件時應準備一臺電熱恒溫水浴鍋，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的銀鏡,硝酸可以氧化銀，生成硝酸銀、一氧化氮和水。

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1671-1246（2010）12-0120-02

表1 銀鏡反應的實驗步驟