APP下载

银镜反应必须水浴加热原因探究

2013-12-29王月倩

考试周刊 2013年5期

摘 要: 银镜反应温度低于100℃,要求慢慢接近100℃又不能高于100℃。因为银镜反应是醛基与银氨离子的反应,如果温度过高,银氨络离子就会与氢氧根反应得到氨,而不与醛基反应。另外,温度过高,容易产生易爆物AgN ,容易发生爆炸危险。看来,乙醛的银镜反应不能直接加热,其实不论是化学镀镜,还是电化学镀镜,关键都是控制反应平稳、生成镀膜均匀。

关键词: AgNO 溶液 热水浴 银镜反应

阅读浙江省高中化学教材:在洁净的试管中加入1ml2%的AgNO 溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止,制得银氨溶液。再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热。观察并记录实验现象。

实验现象:反应生成的银附在试管壁上形成光亮的银镜。

银镜反应原理:银氨络离子带有一定的氧化性,而醛基有还原性,因此,是醛基和银氨络离子之间发生了氧化还原反应,银氨络离子被还原成金属银,而醛基被氧化成羧基。银氨溶液要在碱性的溶液环境中反应。

银镜反应方程式:CH CHO+2[Ag(NH ) ] +2OH →CH COONH +2Ag↓+3NH +H O

学生求教:乙醛的银镜反应可不可以直接加热?

何为银镜反应?银镜反应是一种化学反应,指的是还原银离子,生成的银附着在试管壁上,形成银镜。

那么什么是水浴呢?把要加热的物质放在水中,通过给水加热达到给物质加热的效果。一般都是把要反应的物质放在试管中,再把试管放在装有水的烧杯中,再在烧杯中插一根温度计,可以控制反应温度。水浴加热的优点是避免了直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性,可以平稳地加热,许多反应需要严格的温度控制,就需要水浴加热。水浴加热的缺点是加热温度最高只能达到100度。

为此,我们开始探讨水浴加热的好处:均匀受热,容易控制温度;缺陷是:最高温度只能是100℃。

银镜反应温度低于100℃,要求慢慢接近100℃又不能高于100℃。因为银镜反应是醛基与银氨离子的反应,如果温度过高,银氨络离子就会与氢氧根反应得到氨,而不与醛基反应。另外,温度过高,容易产生易爆物AgN ,容易发生爆炸危险。看来,乙醛的银镜反应不能直接加热,其实不论是化学镀镜,还是电化学镀镜,关键都是控制反应平稳、生成镀膜均匀。

此外,银氨溶液常用于检验醛基的存在,例题1:某甲酸溶液中可能混有蚁醛,如何通过实验证明是否含有蚁醛并写出简要操作步骤。答案:取少量样品,加入过量NaOH溶液(银氨溶液本身就是强碱,Ag(NH ) OH不是碱性条件不能存在),振荡,蒸馏,在馏出液中加入银氨溶液,水浴加热,若有银镜产生则证明有甲醛存在。

银镜反应的注意事项:

1.试管要洁净(这是实验成败的关键之一)。否则,只得到黑色疏松的银沉淀,没有银镜产生或产生的银镜不光亮。

2.溶液混合后,振荡要充分(这是实验成败的关键之二)。加入最后一种溶液时,振荡要快,否则会出现黑斑或产生银镜不均匀。

3.加入的氨水要适量(这是实验成败的关键之三)。氨水的浓度不能太大,滴加氨水的速度一定要缓慢,否则氨水容易过量。氨水过量会降低试剂的灵敏度,且容易生成爆炸性物质。

4.加碱可使乙醛与银氨溶液在常温下发生反应,但如果滴加氢氧化钠过量,反应速率太快,产生的银镜就会发黑。

5.银氨溶液只能临时配制,不能久置。如果久置,就会析出氮化银、亚氨基化银等爆炸性沉淀物。这些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈爆炸。所以,实验完毕应立即将试管内的废液倾去,用稀硝酸溶解管壁上的银镜,然后用水将试管冲洗干净。

6.氨水的浓度不宜过大,否则容易过量,致使实验失败。氨水的浓度以2%为宜。

7.乙醛的浓度大,反应速率快,析出银镜快,但容易出现黑斑,加快振荡速度可以避免出现黑斑。溶液中加入乙醇起到降低乙醛浓度的作用,使得反应速率适中,容易控制。有乙醇存在时,产生的银镜均匀、光亮。

8.洗涤做过银镜反应的试管最好选用过氧化氢溶液,理由见下洗涤方法。

清洗方法:实验前使用热的氢氧化钠溶液清洗试管,再用蒸馏水清洗。实验后可以用硝酸来清洗试管内的银镜,硝酸可以氧化=银,生成硝酸银,氧化亚氮和水。过氧化氢和硝酸一样,也能清洗试管上的银镜,并且清洗效果和硝酸不相上下,但素有“绿色氧化剂”之称的过氧化氢在清洗时不会放出污染环境的二氧化氮气体,价格也比硝酸便宜。所以,用过氧化氢清洗银镜,不但环保,而且省钱。

银镜反应可用于工业制镜,同时用于在工业实验室中的有机物原料的浓度鉴别,热水瓶内胆镀银有效防止热辐射从而保温。

例题:下列关于银镜反应的说法中,正确的是( )。

(A)配制银氨溶液时氨水必须过量

(B)1mol甲醛发生银镜反应最多生成2molAg

(C)银镜反应通常采用水浴加热

(D)做银镜反应后的试管一般采用浓硝酸洗涤

答案选C,银镜反应通常采用水浴加热,不能直接加热,可以不加热。

介绍一种玻璃制镜的新方法,将14g硝酸银溶解在700g蒸馏水中,作为1 液;将12g氢氧化钠溶解在300g蒸馏水中,作为2 液;将22g葡萄糖溶解在350g蒸馏水中,作为3 液(或直接取用适量乙醛当做3 液)。取640g1 液用氨水慢慢滴入,使溶液从有沉淀产生至变成无色透明为止,停止滴入氨水。用预留的1 液数滴滴入透明液,使其达到淡黄色,就得银氨溶液。将银氨溶液和2 液混合,用氨水再次慢慢滴入至混合液变透明,再滴入预留的1 液数滴使混合液又恢复淡黄色,就得到可镀1m 玻璃镜的银氨溶液,把此溶液和3 液混合后立即倒入清洗干净且已放入瓷盘中的玻璃上面,为防止背面也镀上银,可涂上薄薄一层油。约需20分钟,反应结束,取出玻璃晾干。为防止银层脱落或被氧化,再涂上一层红漆。这样,不用加热,一面镜子就制成了。

这个实验也可以简单地取用1L洁净的平底烧瓶,按一定比例先后加入0.6ml的硝酸银水溶液、2.5ml的氢氧化钠水溶液和2ml的氨水溶液,持续加入氨水溶液直到溶液澄清为止,加入10%的葡萄糖溶液,均匀晃烧瓶,不久就在烧瓶内壁镀上一层光亮的银镜。我们可以加硝酸水溶液洗去银层,但产生的气体NO 有毒。

参考文献:

[1]朱怀义.化工生产流程与实验题的解题思考与总结[J].中学化学教学参考,2013(1-2).

[2]何双安.2012年高考化学实验题的特点及教学启示[J].中学化学教学参考,2013(1-2).

[3]廖旭杲.2013年高考化学复习试题精粹[C]化学实验基础[Z].中学化学教学参考,2013(1-2).

[4]马博士教育网[引用日期2013-2-18].