甲酸銀鏡反應實驗條件研究

劉 婷

（南京醫科大學，江蘇 南京 210029）

現在的化學教材和化學參考書都認為“甲酸分子既有羧基，又有醛基，既具有羧酸的通性，又具有醛的還原性，可發生銀鏡反應[1]”。但是學生實驗往往難以成功，影響了學生對甲酸還原性的認識。筆者也多次試驗，由于教材中對甲酸銀鏡實驗的表述過于簡單，據此進行試驗，偶爾能生成光亮的銀鏡，成功率比較低，多得到黑色渾濁液。又有很多研究認為由于甲酸分子的p-π共軛效應，在甲酸分子或甲酸根離子中均不存在典型的醛基，所以不發生銀鏡反應[2]。本著科學嚴謹的態度，為了提高甲酸銀鏡反應的成功率，幫助學生對于甲酸的結構和特性，尤其是甲酸的還原性的理解，本文就影響甲酸銀鏡反應的幾個條件進行了研究，硝酸銀溶液的濃度，氨水溶液的濃度，甲酸溶液的濃度，水浴溫度四個方面進行了對比試驗，具體操作步驟和結果如下。

1 儀器和主要試劑

電熱恒溫水浴鍋，硝酸銀、氨水、甲醛、甲酸均為分析純。

2 實驗內容

2.1 實驗條件和銀鏡外觀標準

所有試管用氫氧化鈉煮沸，再用自來水沖洗，最后用蒸餾水潤洗備用。

銀鏡外觀標準：

一級：銀白色銀鏡，均勻致密，效果最佳；

二級：灰白色或灰黑色銀鏡，比較均勻致密，效果較好；

三級：局部或斑點狀銀鏡，效果較差；

四級：無銀鏡或黑色渾濁。

2.2 溶液配制方法

銀氨溶液配制，取所需濃度硝酸銀溶液10滴，逐滴加入所需濃度氨水溶液，邊加邊振搖直至沉淀恰好溶解，然后加入甲酸或甲醛5滴，振搖，放入水浴中加熱。

2.3 實驗內容和結果分析

2.3.1 硝酸銀溶液的濃度和氨水溶液的濃度對銀鏡反應的影響

選擇 0.25mol/L、0.5mol/L、0.75mol/L、1mol/L 4種濃度的硝酸銀溶液，1mol/L、2mol/L、3mol/L、6mol/L 4 種濃度的氨水溶液，5%甲醛溶液，觀察并記錄銀鏡的產生，選出最合適的硝酸銀和氨水濃度，結果見表1。

表1 硝酸銀溶液的濃度和氨水溶液的濃度對銀鏡反應的影響（5%甲醛，60～70℃水浴）

現象：從表1可見，3mol/L和6mol/L氨水濃度大，容易過量，影響銀鏡效果；0.25mol/L硝酸銀溶度太稀，銀鏡效果不理想。 0.75mol/L和 1mol/L硝酸銀效果較好，而1mol/L和2mol/L氨水效果較好，從表上可見，選擇1mol/L的硝酸銀溶液和1mol/L的氨水溶液做甲酸的銀鏡反應最為理想。

2.3.2 不同濃度的甲酸溶液和不同溫度水浴對銀鏡反應的影響

選擇1mol/L的硝酸銀濃度，1mol/L的氨水溶液，1%、5%、10%、30%4 種濃度的甲酸溶液， 在常溫、50～60℃、60～70℃、70～80℃、80～90℃、90～100℃這6種溫度的水浴中觀察銀鏡產生。

表2 不同濃度的甲酸溶液和不同溫度水浴對銀鏡反應的影響（1mol/L AgNO3，1mol/L NH3·H2O,反應時間 20min）

現象：從表2可見，甲酸濃度和水浴溫度對甲酸的銀鏡反應影響很大，甲酸太稀或太濃效果都不佳，5%的甲酸效果最好。水浴溫度要達到70℃以上比較好，但是成鏡速度還是溫度越高越好。在90～100℃水浴中最快產生，其次是80～90℃。

綜上所述，甲酸是可以發生銀鏡反應的。然而影響甲酸銀鏡反應的因素主要是硝酸銀溶液的濃度，氨水溶液的濃度，甲酸溶液的濃度，水浴溫度。 1mol/L AgNO3，1mol/L NH3·H2O，5%HCOOH,80～90℃水浴溫度20分鐘之內可生成漂亮均勻致密銀鏡。

[1]陳夢龍.甲酸銀鏡反應實驗條件改進[J].化學教育,2005,3:56-57,64.

[2]孫曉朵,孫怡.甲酸還原性研究[J].衛生職業教育,2009,27(11).