影響乙醛銀鏡反應(yīng)的實驗因素的探究

鄧英環(huán)

摘要：從試管的潔凈度、氨水濃度、硝酸濃度、乙醛品質(zhì)、水浴溫度等方面進(jìn)行深入探究，找出影響乙醛銀鏡反應(yīng)實驗成敗的關(guān)鍵因素，得出使乙醛銀鏡反應(yīng)實驗成功的最佳條件。

關(guān)鍵詞：乙醛;銀鏡反應(yīng);實驗探討;最佳條件中圖分類號：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1578（2014）18-0212-02銀鏡反應(yīng)是中學(xué)有機(jī)化學(xué)的一個重要反應(yīng)。按照中學(xué)課本中關(guān)于乙醛銀鏡反應(yīng)實驗的步驟進(jìn)行實驗，有時成功率不高。那么，如何才能提高該實驗的成功率？本人做了以下幾方面的探究：

1.試管的要求

銀鏡反應(yīng)實驗的最終目的是讓反應(yīng)生成的銀均勻地附在試管內(nèi)壁，這就要求試管內(nèi)壁必須是潔凈光滑的。依據(jù)這一點，我們對試管的選擇遵循以下兩點：

1.1新試管可直接用于實驗。

1.2舊試管，內(nèi)壁附有一些雜質(zhì),試管內(nèi)壁變得粗糙。清洗如下：NaOH溶液洗，HNO3溶液洗，自來水沖洗，最后蒸餾水沖洗，直至管壁干凈。

2.氨水濃度對銀鏡反應(yīng)的影響

各取2mL 2%的AgNO3溶液于6支新試管中，分別逐滴滴入濃度不同的氨水，至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止。再分別滴入6滴最新生產(chǎn)的原裝瓶的乙醛（濃度40%），振蕩后把試管放在80℃的水浴中加熱，觀察實驗現(xiàn)象，記錄如表1：

表1：氨水濃度對銀鏡反應(yīng)的影響

氨水濃度%銀鏡開始出現(xiàn)時間(s)銀鏡形成時間(s)銀鏡效果6%6283少許銀斑4%96125發(fā)亮、較黑的銀鏡3%117152發(fā)亮、偏黑的銀鏡2%132183灰亮偏黑的銀鏡，銀鏡偏薄1%179240偏黃、少量銀膜從表1的數(shù)據(jù)分析可知，氨水濃度過大時，加入氨水的量比較難控制，容易導(dǎo)致過量，使實驗失敗。經(jīng)查閱資料可知，銀氨溶液中真正起氧化作用的是[ Ag(NH3)2]+。[Ag(NH3)2]+在溶液中可發(fā)生部分電離，產(chǎn)生Ag+和NH3。相關(guān)的電離方程式如下：

[ Ag(NH3)2]+Ag+ +2NH3

正常情況下，當(dāng)發(fā)生銀鏡反應(yīng)時，Ag+被消耗，上述平衡正向移動，反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行下去。但如果氨水過量，平衡逆向移動，溶液中的Ag+濃度大大降低，以致于降低了銀鏡反應(yīng)的靈敏度甚至導(dǎo)致實驗失敗。且氨水過量時，易生成易于爆炸的雷酸銀。因此，氨水濃度不宜過大和過量。氨水濃度最好控制在3%。

3.硝酸銀濃度對銀鏡反應(yīng)的影響

各取2mL 不同濃度的AgNO3溶液于6支新試管中，然后分別逐滴加入濃度為3%的氨水，至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止。再分別滴入6滴最新生產(chǎn)的乙醛，振蕩后把試管放在80℃的水浴中加熱，觀察實驗過程，記錄如表2：

表2：硝酸銀濃度對銀鏡反應(yīng)的影響

硝酸銀濃度%銀鏡開始出現(xiàn)時間(s)銀鏡形成時間(s)銀鏡效果6%2045海綿狀黑色銀粒4%75106發(fā)亮、很黑的銀鏡3%115151發(fā)亮、偏黑的銀鏡2%161202灰亮偏黑的銀鏡，銀鏡較薄1%————少量銀膜從表2可知，當(dāng)硝酸銀濃度過大時，會使得生成的銀氨溶液濃度過高，反應(yīng)生成銀的速度過快，顆粒過大，長不出光滑的銀鏡。當(dāng)硝酸銀濃度太小時，銀鏡形成速度慢，得到的銀鏡的品質(zhì)也差。因此，為使反應(yīng)生成質(zhì)優(yōu)的銀鏡，硝酸銀的濃度最好控制在3%。結(jié)合表1和表2的數(shù)據(jù)分析可知，氨水、硝酸銀的濃度均控制在3%時，得到的銀鏡仍然是偏黑的。所以，除了氨水、硝酸銀的濃度以外，其它因素還會左右實驗結(jié)果。

4.乙醛的用量對銀鏡反應(yīng)的影響

乙醛銀鏡反應(yīng)中，醛基充當(dāng)還原劑。那么，乙醛的用量銀鏡反應(yīng)結(jié)果有何影響。帶著這個問題，本人做了6組對比實驗。各取2mL濃度為3%的AgNO3溶液于6支新試管中，然后分別逐滴加入濃度為3%的氨水，至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止。再分別滴入最新生產(chǎn)的原裝瓶的乙醛（濃度40%），振蕩后把試管放在80℃的水浴中加熱，觀察實驗過程，記錄如表3：

表3：乙醛用量對銀鏡反應(yīng)的影響

乙醛用量(滴)銀鏡開始出現(xiàn)時間(s)銀鏡形成時間(s)銀鏡效果22045少許銀膜475106微黃、一層薄銀鏡6116153發(fā)亮、偏黑的銀鏡898128較黑的銀鏡106189很黑的銀鏡12————出現(xiàn)黑斑，溶液變灰從表3中可以發(fā)現(xiàn)，乙醛用量較少時，反應(yīng)能緩慢有序地進(jìn)行，生成的銀原子均勻地沉積在試管內(nèi)壁，形成光亮的銀鏡。但如果乙醛用量過大，則銀原子析出過快，還沒來得及按一定的秩序排好，就成了黑色粗糙的沉淀，形成不了銀鏡。因些，乙醛用量不能太多，應(yīng)控制在每加2mL3%的AgNO3溶液時滴加40%的乙醛6-7滴。

5.久置乙醛對銀鏡反應(yīng)的影響

為了減少不必要的干擾，在前面的實驗中，我們所用的乙醛都是新生產(chǎn)的原裝瓶的乙醛。那么，如果改用久置乙醛進(jìn)行銀鏡反應(yīng)，結(jié)果會是怎樣呢？為了探究這個問題，本人進(jìn)行了如下實驗。操作同上，只是將新制乙醛改為久置乙醛。觀察實驗過程，記錄如表4：

表4：久置乙醛對銀鏡反應(yīng)的影響

久置乙醛(滴)銀鏡開始出現(xiàn)時間(s)銀鏡形成時間(s)銀鏡效果2————無銀鏡，溶液中出現(xiàn)白色渾濁4————同上6————同上8————破爛的銀鏡，同時出白色渾濁10————同上從表4中發(fā)現(xiàn)，用久置的乙醛溶液做銀鏡反應(yīng)易失敗。查閱資料可知，乙醛久置后容易發(fā)生聚合。聚合后的乙醛很難發(fā)生乙醛的特性反應(yīng)。部分廠家生產(chǎn)乙醛時的為了防止乙醛聚合，添加了可阻止乙醛聚合的稀硫酸。但這樣做之后，乙醛溶液呈酸性，且引入了SO42-離子。此外，久置的乙醛易被氧氣氧化成乙酸。這時SO42-和CH3COO-均會與Ag+反應(yīng)，生成微溶物Ag2SO4和難溶物CH3COOAg，導(dǎo)致Ag+的濃度降低，不利于銀鏡的生成。因此，做乙醛的銀鏡反應(yīng)實驗，最好用新生產(chǎn)的乙醛。如果沒有，應(yīng)對久置的乙醛進(jìn)行除雜，排除SO42-和CH3COO-的干擾。

除雜原理：向久置的乙醛中加入足量CaO浸泡30分鐘，使SO42-和CH3COO-沉淀成CaSO4 和(CH3COO)2Ca，過濾，將濾液PH值調(diào)節(jié)至9-10(PH過大會使后面的銀鏡反應(yīng)過快，不利于銀鏡的形成)，即可用于銀鏡反應(yīng)。