“振蕩法”銀鏡反應實驗研究

摘 要：在堿性溶液中，醛類物質及某些含有醛基的化合物能與銀氨溶液反應，使銀氨配合物中的銀離子還原為單質銀。析出的銀在適宜的條件下可以附著于反應容器內壁而形成光亮的銀鏡，這類反應被稱為“銀鏡反應”。銀鏡反應表明醛類物質具有很強的還原性，是用于檢驗醛基存在的常用反應之一。

關鍵詞：超微量化學實驗；銀鏡反應；正交實驗；微升級；試劑用量

多年以來，中學化學教科書沿用一種實驗方案：先配制銀氨溶液，然后加入乙醛，再水浴加熱。遵循這種方法操作，往往達不到理想的實驗效果：要么得到灰黑色渾濁液體，要么看到灰白色不均勻、不光亮的鏡子。即使實驗成功了，銀鏡也僅限于溶液浸潤部分，范圍不夠大。作為課堂演示實驗，不能引起“轟動效應”。

為此，經過多次研究，我發現只要溶液濃度比較準確，比例適宜，通過“振蕩”（不用水浴）的方法，在常溫條件下即可得到大面積光亮的銀鏡。現介紹如下，以供同仁們參考。

方法一：在潔凈的試管中加入2mL2%AgNO3溶液，滴入1～2滴5%NaOH溶液，振蕩后，一邊搖動試管，一邊逐滴加入2%稀氨水，直到最初產生的沉淀恰好溶解。為了保證不使氨水過量，可回滴1滴2%AgNO3溶液試驗，若又渾濁再加氨水，至得到澄清透明的銀氨溶液為止。在所配制的銀氨溶液中加入2～3滴（不宜更多，反應過快則得不到銀鏡）40%乙醛，塞上橡皮塞，立即、并不間斷地振蕩試管，可以看到溶液和試管壁逐漸變黑，1～2min后即可得到大面積光亮致密的銀鏡。如果振蕩效果好的話，整個試管內壁都會被鍍成光亮的銀白色，現象非常壯觀！

值得注意的是，乙醛溶液久置會發生聚合反應，生成的聚合物微溶于水，在試劑瓶中位于乙醛溶液上層，與下層水溶液界限分明。聚合后的乙醛不能發生銀鏡反應，所以實驗時應取下層溶液。

用葡萄糖溶液實驗，則在上述配好的銀氨溶液中加入1 mL10%葡萄糖溶液，振蕩即可。這時反應所需時間稍長于前者，但成鏡效果沒有差別。

方法二：將1 mL2%AgNO3溶液和2 mL10%葡萄糖溶液在一只潔凈試管中混合均勻后，加入1～3滴2%氨水，塞上橡皮塞，立即振蕩，反應即開始進行，2～3min內形成大面積光亮的銀鏡。以5～6滴乙醛代替葡萄糖溶液，反應也能進行，但時間較長，成鏡效果比前者稍差一些。

以上第二種實驗方案顯然比第一種要更加方便，但依據教材所介紹的“銀鏡反應”原理卻難以解釋。一般認為銀鏡反應中，銀氨絡離子作為氧化劑將醛氧化成酸，而自身被還原析出金屬銀。但也有人認為銀鏡反應中的氧化劑實際是氧化銀，而銀氨絡離子主要起調節銀離子被還原速率的作用——以便形成較好的銀鏡。我們驗證過，在硝酸銀與葡萄糖的混合液中加入NaOH溶液，也能發生反應，但速率過快，只能得到黑色濁液。基于這種理論，我們認為在方法二中，雖然沒有先配制銀氨溶液，但最后加入的1～3滴氨水起到創造堿性環境，同時提供少量銀氨絡離子的作用。堿性環境致使產生氧化銀，反應即開始進行，銀氨絡離子在混合體系中雖然濃度不高，但由于不斷振蕩使其均勻分布，而且其中的氨還可以循環參與反應。這就保證了氧化還原反應按一定速率進行，最終形成銀鏡。

“振蕩法”與“水浴法”相比較，具有很多突出的優點：操作簡便，條件溫和，反應速率快，成鏡效果好，銀鏡面積大而且節省藥品。演示實驗中，若依據方法一，以12 mL2%AgNO3溶液，其他試劑按比例操作，即可以使一個容量500 mL的圓底燒瓶光亮如鏡。用方法二，僅以20-25 mL2%AgNO3溶液加50 mL10%葡萄糖溶液，搖勻后再加入5 mL2%稀氨水振蕩，便可以使一只3000 mL容量的玻璃瓶內壁全部鍍上銀鏡。經粗略測算，方法二中銀的利用率在30%以上。

參考文獻：

黎茂堅.利用銀鏡試管及其銀重做銀鏡反應實驗的研究[J]. 化學教育，2012（02）.

作者簡介：李福生，男，1968年7月出生，本科，就職于甘肅省永昌縣第一高級中學，研究方向：中學化學教學。