銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象分析

王琦

銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常重要的實(shí)驗(yàn)之一，長(zhǎng)期以來(lái)學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)總是偏差很大，經(jīng)常出現(xiàn)異常現(xiàn)象，得不到預(yù)期的理想的實(shí)驗(yàn)效果，給學(xué)生造成很大的疑惑。針對(duì)這些情況，我們做了一系列的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并對(duì)產(chǎn)生異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的主要影響因素及注意事項(xiàng)進(jìn)行了認(rèn)真的分析和探討，為今后的實(shí)驗(yàn)成功打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象影響因素銀鏡反應(yīng)是指醛或含醛基的化合物（如葡萄糖、甲酸等）與弱氧化劑托倫試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，醛被氧化成同數(shù)碳原子的羧酸，托倫試劑中的銀離子被還原成單質(zhì)銀均勻地附著在試管壁上，形成一層明亮的銀鏡，因此稱(chēng)為銀鏡反應(yīng)。

銀鏡反應(yīng)這一性質(zhì)是醛類(lèi)化合物的一個(gè)重要性質(zhì)，因此驗(yàn)證這一性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)也顯得尤為重要。但多年教學(xué)中，每次帶領(lǐng)學(xué)生做此實(shí)驗(yàn)都會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的異常，總有一部分學(xué)生得不到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。有的沒(méi)有任何現(xiàn)象；有的試管壁上沒(méi)有明亮銀鏡，而是黑黑一層疏松的銀；還有不少學(xué)生只在試管底部看到一些黑色的沉淀。通過(guò)教師的觀察和詢(xún)問(wèn)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這些異常現(xiàn)象的原因各不相同，即使類(lèi)似異?，F(xiàn)象，成因也不同。我們還發(fā)現(xiàn)，在后來(lái)的葡萄糖銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，葡萄糖的銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)與醛類(lèi)相比較，在同樣條件下更易得到理想的實(shí)驗(yàn)效果。我們針對(duì)以上這些問(wèn)題，對(duì)影響此實(shí)驗(yàn)的一些因素及注意事項(xiàng)進(jìn)行了一系列的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而進(jìn)行分析和探討。

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

對(duì)比實(shí)驗(yàn)一：取兩支試管1、2（試管1很潔凈，試管2不很干凈），在兩試管中分別加入2ml0.05mol/LAgNO3溶液、1滴2mol/LNaOH溶液，然后邊振蕩邊分別滴加0.5mol/L氨水，直至沉淀恰好溶解為止，所得銀氨溶液即為托倫試劑。接下來(lái)再分別向兩支試管中加入乙醛溶液（40%）2滴（或0.5mol/L乙醛溶液1ml），充分振蕩（否則混合不均），水浴加熱。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)二：取兩支試管1、2（兩支試管都很潔凈），按實(shí)驗(yàn)一的方法制備托倫試劑。試管1滴加氨水時(shí)加到沉淀恰好溶解為止，試管2滴加氨水時(shí)加到沉淀溶解后再多滴加一些氨水（氨水過(guò)量），接下來(lái)的操作同實(shí)驗(yàn)一。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)三：取1、2兩支潔凈試管，前面操作同實(shí)驗(yàn)一，最后加熱時(shí)，試管1水浴加熱，試管2酒精燈上直接加熱。

對(duì)比實(shí)驗(yàn)四：取三支潔凈試管1、2、3，按實(shí)驗(yàn)一方法配制托倫試劑，然后在三支試管中依次加入0.5mol/L、2 mol/L、4 mol/L的乙醛溶液1ml，充分振蕩，然后一同水浴加熱；按上述方法將乙醛溶液換成葡萄糖溶液進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)一中，試管1中的銀鏡比試管2的銀鏡明亮得多，試管2溶液發(fā)黑，銀鏡不光亮，呈疏松黑色；實(shí)驗(yàn)二中，試管1現(xiàn)象很好，試管2中幾乎看不到什么現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)三中，試管2出現(xiàn)了黑色的沉淀，沒(méi)有銀鏡生成；實(shí)驗(yàn)四中，試管1銀鏡很明亮，試管2中銀鏡較差，試管3銀鏡很差；用葡萄糖代替乙醛溶液，都生成很好的銀鏡。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

要想生成明亮的銀鏡，必須是被還原出的單質(zhì)銀緩慢、均勻有秩序的析出，附著在光潔的容器壁上。

實(shí)驗(yàn)一中，試管2管壁不很光潔，生成的單質(zhì)銀無(wú)法均勻的附著在試管壁上，部分以黑色的細(xì)粒進(jìn)入溶液中，實(shí)驗(yàn)效果就不會(huì)很理想；實(shí)驗(yàn)二中，試管2制備托倫試劑時(shí)氨水過(guò)量，導(dǎo)致銀鏡反應(yīng)R-CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH- →R-COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O的平衡向左移動(dòng)，銀離子會(huì)被過(guò)度絡(luò)合，不利于單質(zhì)銀的生成，導(dǎo)致還原銀量過(guò)少，從而造成了現(xiàn)象不明顯；實(shí)驗(yàn)三中，試管2在酒精燈上直接加熱，導(dǎo)致了還原反應(yīng)進(jìn)行的太快，銀來(lái)不及附著在試管壁上而進(jìn)入到溶液中，所以得到的是黑色沉淀而不是銀鏡。另外，直接加熱還會(huì)使試管受熱不均，反應(yīng)速度各部位相差較大，單質(zhì)銀就不會(huì)緩慢有秩序的析出，從而出現(xiàn)異?，F(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)四說(shuō)明醛類(lèi)化合物濃度越大，產(chǎn)生的銀鏡越差。這是因?yàn)闈舛仍酱螅磻?yīng)速度越快，單質(zhì)銀無(wú)法均勻的附著在試管壁上。但同樣是較大濃度的葡萄糖卻出現(xiàn)了很理想的實(shí)驗(yàn)效果，這是因?yàn)槠咸烟窃谒芤褐写嬖谥缦缕胶猓?/p>

由上式可知，葡萄糖的開(kāi)鏈?zhǔn)剑ㄈ┦剑┰谒芤褐兴急壤艿?，即使葡萄糖的濃度很大也主要以環(huán)式結(jié)構(gòu)存在，醛式葡萄糖濃度不會(huì)很大，能夠有效的控制銀鏡反應(yīng)的速度，不會(huì)使反應(yīng)速度過(guò)快，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，生成的單質(zhì)銀會(huì)緩慢均勻的附著在試管壁上形成非常理想的銀鏡。

綜上所述，生成銀鏡的優(yōu)劣、實(shí)驗(yàn)成敗與否受多種因素的影響。其中控制醛類(lèi)化合物的濃度是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之一。有些學(xué)生認(rèn)為醛類(lèi)試劑多加一些會(huì)使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，所以不按指導(dǎo)偷偷多加，導(dǎo)致濃度過(guò)大，實(shí)驗(yàn)失敗。這一濃度的控制主要由教師來(lái)指導(dǎo)，通常是由教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所得，實(shí)驗(yàn)時(shí)教師指導(dǎo)學(xué)生控制好醛類(lèi)化合物的用量或配制好最佳濃度備用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生操作時(shí)還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：（1）試管要十分潔凈。這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)試管的潔凈度要求較高，有些學(xué)生拿來(lái)試管用水沖涮一下就開(kāi)始滴加藥品，這樣會(huì)因試管壁污物的存在導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。試管可用熱NaOH溶液清洗；（2）托倫試劑配制時(shí)氨水不可過(guò)量。學(xué)生加氨水時(shí)往往滴加速度過(guò)快，有的甚至整滴管加入，很容易造成氨水過(guò)量。過(guò)量后又嫌麻煩不愿重做，就直接加乙醛，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因?yàn)榘彼^(guò)量，銀離子會(huì)過(guò)多的被絡(luò)合，導(dǎo)致還原銀量過(guò)少，從而造成了現(xiàn)象不明顯。另外，氨水過(guò)量，加入醛后還容易產(chǎn)生雷酸銀（AgOCN），雷酸銀受熱或撞擊可引起爆炸。為使氨水不致過(guò)量，氨水的濃度不宜過(guò)大；（3）不可在酒精燈上直接加熱，一定要水浴加熱，也不要經(jīng)常移動(dòng)試管或攪拌。有些學(xué)生為了盡快看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，把試管拿到酒精燈上直接加熱并不斷攪拌以加快速度，這樣得不到明亮的銀鏡還會(huì)因局部溫度過(guò)高產(chǎn)生易爆炸的雷酸銀。

此實(shí)驗(yàn)還應(yīng)特別注意，銀氨溶液只能隨用隨配，不可久置。如果久置會(huì)析出疊氮化銀（AgN3）、氮化銀(Ag3N)、亞氨基化銀Ag2NH等爆炸性沉淀物。這些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也會(huì)分解而發(fā)生猛烈爆炸。因此，實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)立即將試管內(nèi)剩余的銀氨溶液倒掉，用稀硝酸溶解管壁上的銀鏡，然后用水將試管沖洗干凈以防發(fā)生危險(xiǎn)；用乙醛做銀鏡反應(yīng)時(shí)，乙醛在一定條件下能發(fā)生聚合，聚合后的乙醛不具有醛的特性，也會(huì)使實(shí)驗(yàn)失敗，應(yīng)對(duì)乙醛處理后再做實(shí)驗(yàn)。

總之，在徹底弄清楚銀鏡反應(yīng)的原理、影響因素及注意事項(xiàng)后，操作中再多注重細(xì)節(jié)，就可大大地提高實(shí)驗(yàn)成功率，得到滿(mǎn)意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果了。

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