銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)再探究

唐漢林 汪文雄

銀鏡反應(yīng)是高中有機(jī)化學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，是一個(gè)趣味性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，也是一個(gè)極富應(yīng)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)。工業(yè)中可以利用銀鏡反應(yīng)生產(chǎn)出光亮的鏡子、熱水瓶?jī)?nèi)膽等產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)時(shí)，大家總是得不到光亮的銀鏡，究其原因是大家對(duì)該實(shí)驗(yàn)的要求缺乏深刻的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的把握不到位。為了幫助大家認(rèn)識(shí)影響銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)效果的因素，本文擬對(duì)溫度、銀氨溶液的濃度、還原劑的還原能力以及溶液的堿性強(qiáng)弱等因素對(duì)銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的影響進(jìn)行再探究。

探究一試管是否潔凈對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響

操作步驟分別取一支潔凈試管（編號(hào)1）和一支內(nèi)有灰塵的不潔凈試管（編號(hào)2），按課本中的方法進(jìn)行銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（熱水溫度約80℃，室溫7℃，乙醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，下同）。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在水浴加熱過(guò)程中，兩支試管中溶液的顏色均由無(wú)色→灰白色→暗紅色→銀白色，接著試管內(nèi)壁出現(xiàn)光亮的銀鏡。10分鐘后取出，銀鏡效果照片如下所示。可以看到1號(hào)試管銀鏡附著均勻，鏡面光亮，反光性較好；2號(hào)試管銀鏡附著不均勻，鏡面較暗，反光性較差。

結(jié)論及釋疑試管是否潔凈對(duì)銀鏡實(shí)驗(yàn)效果有很大影響。試管不潔凈，銀會(huì)附著在其他顆粒物上，只得到黑色疏松的銀沉淀，銀粉很細(xì)小，反射的光線不密集，看上去就不是光亮的銀白色，形成不了光亮的鏡面。

探究二振蕩對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響

操作步驟取兩支潔凈試管，編為3號(hào)和4號(hào)，分別做銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。3號(hào)試管滴入乙醛溶液后不振蕩，直接水浴加熱；4號(hào)試管放入水浴燒杯中，當(dāng)剛開(kāi)始產(chǎn)生銀鏡時(shí)便取出，振蕩后再放入水浴燒杯中加熱，10分鐘后取出觀察。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銀鏡效果照片如下所示。與1號(hào)試管比較，3號(hào)試管中銀鏡不太厚實(shí)，反光度較差，4號(hào)試管銀鏡附著更稀薄，鏡面效果更差。

結(jié)論及釋疑水浴前要充分振蕩，這樣更有利于反應(yīng)充分，產(chǎn)生銀鏡效果更好。而水浴中不能振蕩試管，否則還未附著好的銀鏡很易脫落下來(lái)，不能很好地附著在試管內(nèi)壁上。

探究三其它能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)

實(shí)驗(yàn)（一）取一支潔凈試管編為5號(hào)，用10%的葡萄糖溶液代替乙醛溶液完成銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象大約1分鐘后可以看到試管壁上慢慢出現(xiàn)光亮銀鏡，且光亮度越來(lái)越高。10分鐘后取出，銀鏡效果照片如下所示?？梢钥吹姐y鏡非常光亮，附著更加均勻，效果非常好。

實(shí)驗(yàn)（二）取一支試管編為6號(hào)，用37%的甲醛溶液代替乙醛溶液完成銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)甲醛溶液剛滴加到銀氨溶液中時(shí)，溶液迅速變黑，同時(shí)試管壁上也迅速產(chǎn)生銀鏡，約5秒時(shí)效果照片如下所示?？梢钥吹皆嚬鼙谏细街你y鏡較為均勻，鏡面效果不錯(cuò)。

實(shí)驗(yàn)（三）取一支試管編為7號(hào)，同樣用甲醛代替乙醛完成銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生與6號(hào)同樣現(xiàn)象，然后迅速進(jìn)行水浴加熱。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象銀鏡附著非常迅速，光亮程度越來(lái)越好，但大約8秒后銀鏡光澤度開(kāi)始降低，鏡面效果越來(lái)越差，2分鐘后取出，效果照片如下所示?？梢钥吹剑嚬鼙谏现挥猩倭肯∷傻你y鏡附著，達(dá)不到好的鏡面效果。

實(shí)驗(yàn)（四）取一支試管編為8號(hào)，用85%的甲酸溶液代替乙醛溶液完成銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)甲酸滴入銀氨溶液時(shí)，會(huì)看到迅速產(chǎn)生白色霧狀，效果照片如下所示（開(kāi)始以為是甲酸揮發(fā)所致，后補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)，將甲酸直接滴到空試管中時(shí)并未見(jiàn)到白霧；而后想到可能是銀氨溶液中揮發(fā)出的氨氣與揮發(fā)出的甲酸反應(yīng)所致，于是將甲酸溶液向裝有少量稀氨水的試管中滴加，果然看到相同現(xiàn)象）。然后進(jìn)行水浴加熱。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加熱過(guò)程中只看到溶液顏色變得暗淡，并未產(chǎn)生銀鏡。

實(shí)驗(yàn)（五）取一支試管編為9號(hào)，取出1 mL甲酸溶液于小燒杯中，用pH試紙測(cè)得pH為1，用NaOH溶液逐滴滴加至溶液pH為11，然后用所得溶液完成銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象同樣可以看到銀鏡產(chǎn)生過(guò)程，10分鐘后取出，效果照片如下所示。

結(jié)論及釋疑1. 葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，可以產(chǎn)生比乙醛更好的銀鏡效果。一是因?yàn)橐胰┮子趽]發(fā),在實(shí)驗(yàn)時(shí),若條件控制不當(dāng)，乙醛可能在反應(yīng)前就部分揮發(fā)了；二是葡萄糖的α位上有羥基,而羥基可以增大醛基的氧化活性，所以葡萄糖能產(chǎn)生更厚實(shí)、鏡面效果更好的銀鏡。

2. 甲醛能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且極為迅速，若加熱，速度更快但容易脫落。由于甲醛中醛基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量較高，所以反應(yīng)較為迅速。但速度太快，銀附著不緊密，顆粒太大后很易脫落。

3. 甲酸無(wú)法產(chǎn)生銀鏡效果，但中和為弱堿性后可以產(chǎn)生銀鏡效果。這是因?yàn)楫a(chǎn)生銀鏡需要在弱堿性條件下進(jìn)行，而甲酸溶液呈酸性，故而不能產(chǎn)生銀鏡；而當(dāng)中和為甲酸鈉時(shí)，仍有醛基存在且溶液為弱堿性，所以可產(chǎn)生銀鏡。

探究四銀鏡反應(yīng)是否一定要加熱

實(shí)驗(yàn)操作取一支潔凈試管編為10號(hào)，配好銀氨溶液并滴加3滴乙醛溶液，再加入2滴5％的NaOH溶液并振蕩。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液迅速變?yōu)楹稚⒊霈F(xiàn)光亮銀鏡。約30秒時(shí)，效果照片如下：

結(jié)論及釋疑銀鏡反應(yīng)必須在弱堿性溶液中進(jìn)行，pH一般應(yīng)控制在9~10。銀氨溶液存在如下平衡：2OH-+2[Ag(NH3)2]+→Ag2O↓+4NH3+H2O，該平衡在強(qiáng)堿性和加熱條件下，都有利于Ag2O的生成，而Ag2O易分解形成銀鏡。所以在堿性較強(qiáng)的條件下，銀氨溶液本身也可得到光亮的銀鏡，無(wú)需含醛基化合物和加熱。

探究五一定要用玻璃材質(zhì)才會(huì)出現(xiàn)銀鏡

實(shí)驗(yàn)操作分別用一個(gè)透明塑料杯和干凈的瓷碗完成銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液顏色也會(huì)由無(wú)色→灰白色→暗灰色→銀白色，但器壁上少有銀鏡產(chǎn)生。20分鐘后取出，效果照片如下所示。可以看到雖均有銀鏡產(chǎn)生但鏡面效果極差，搖動(dòng)后容易脫落。

結(jié)論及釋疑銀鏡反應(yīng)可以在塑料和瓷質(zhì)材料的容器中發(fā)生，但鏡面效果較差，附著也不緊密，容易脫落。制鏡及保溫瓶瓶膽時(shí)用玻璃材質(zhì)，考慮了很多因素，筆者認(rèn)為玻璃表面更加光滑，易于產(chǎn)生效果更好的鏡面，這應(yīng)該是其中的一個(gè)重要因素。

銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)看似容易，但要做出非常好的效果其實(shí)很難，主要是大家對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)缺乏深刻的理解，實(shí)際操作中，容易顧此失彼，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗?；瘜W(xué)本身就是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的最重要的方法，化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能幫助我們建構(gòu)知識(shí)，也能突破學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。本文通過(guò)探究銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵，旨在加深我們對(duì)影響銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)成功的一系列因素的理解，認(rèn)識(shí)探究實(shí)驗(yàn)的意義，進(jìn)一步掌握探究實(shí)驗(yàn)的一般方法，增加學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。