关于“乙醛银镜反应实验”的探究
2016-11-19泽登扎西
泽登扎西
主题词：银镜反应；氧化还原；银氨溶液
中图分类号：G633.8 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2016）03-0388-01
1.问题的提出
在原高二理科教材【实验6-7】、文科教材【实验5-3】；高二学生实验理科教材第212页，文科教材第151页和人教版《有机化学基础》中，关于乙醛银镜反应实验均有相同的叙述："在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3，溶液，一边振荡试管，一边逐滴加入2%的稀氨水。至产生的沉淀恰好完全溶解，再加入3滴乙醛.振荡后把试管放在热水浴中加热。"但在实际实验中，试管壁极难有光亮的银镜出现。为达到预期的实验效果，有些教师在乙醛溶液中悄悄加入葡萄糖，虽然取得了理想的实验效果，但违背了实事求是的科学精神。
长期以来，该实验偶然性大、成功率极低、效果很差，成为许多化学教师十分头疼的问题。鉴于此，我从多角度分析思考，做了大量试验，获得了较全面准确的数据，取得了满意的效果。现将探究过程和分析归纳简述如下：
2.相关准备工作
2.1 准确配制2%的稀氨水：将浓氨水稀释10倍后，用移液管量取10毫升于烧杯，滴加2滴酚酞试液，得到红色液体，然后用HCI标准液中和滴定，计算出原浓氨水的质量分数（一般在25%至28%之间）根据浓氨水的浓度按一定体积比加蒸馏水稀释为2%稀氨水，放入滴瓶备用。
2.2 准确配制2%AgNO3溶液：用分析天平准确称取2gAgNO3固体放入烧杯（为防止AgNO3水解，先滴加2-3滴1：4的稀硝酸），加入60毫升蒸馏水，搅拌，当AgNO3全部溶解后，滴加5%的NaOH溶液，搅拌，以中和HNO3，直到最后一滴产生的AgOH沉淀不消失为止。将此液体用100ml容量瓶配制成100ml AgNO3溶液装入滴瓶备用。
3.探究试验
3.1 对试剂添加顺序的探究
3.1.1 硝酸银——乙醛——氨水：水浴加热无银镜产生。
3.1.2 氨水——乙醛——硝酸银：结果同上
3.1.3 氨水——硝酸银——乙醛：水浴加热，有银镜产生。若硝酸银稍过量，便会产生大量白色沉淀。
3.1.4 硝酸银——氨水——乙醛：水浴加热，反应现象正常，产生银镜。
3.2 对仪器洁净度对实验影响的探究
3.2.1 将试管用洗洁剂或洗衣粉洗涤后用自來水洗涤3-4次，按上述"探究一第4步"操作，仅有黑色浑浊出现，无银境产生。
3.2.2 将试管用洗洁剂或洗衣粉洗涤后用自来水洗涤3-4次，再用蒸馏水洗3-4次，按上述"探究一第4步"操作，仅有黑色浑浊出现，偶尔有不太明显的银境产生。
3.2.3 将试管用40%NaOH溶液煮沸，用自来水洗涤3-4次，再用蒸馏水洗涤3次以上，会产生光亮的银镜。
3.3 反应温度对实验影响的探究
水浴温度开始产生银镜的时间
60℃左右10分钟仍无现象
70℃左右约5分钟
80℃左右约3分钟
88℃左右水浴液沸腾震动试管，无银镜生成
3.4 药品用量对该反应速率影响的探究
AgNO3氨水乙醛溶液开始出现银镜时的水浴时间（水温约80℃）
1ml白色沉淀刚消失2滴约3分钟
2ml同上3滴2-2.5分钟
3ml同上4滴约3分钟
2ml白色沉淀有少量未消失3滴4分钟
2ml白色沉淀消失后再加4-5滴氨水3滴10分钟，试管内液体略带黑色浑浊（产生了少量银粉悬浮于液体中）。
3.5 酸碱性对反应影响的探究
在3支试管（分别编号：A、B、C）中各取2%AgNO3溶液2ml，滴加2%稀氨水至沉淀刚消失为止，再各滴3滴乙醛溶液。在A试管中滴加1滴1：4的硝酸溶液，在B试管中加入1滴1%NaOH溶液，在C试管中加入1滴40%的NaOH溶液，试管内液体立即变墨，再将A、B试管放在约80℃的热水浴加热，B试管约3分钟开始出现黑色浑浊，A试管10分钟后仍无现象，分析：
3.5.1 A试管内为强酸性环境，乙醛的还原性显著减弱，使反应不能发生；
3.5.2 B试管内为弱碱性环境，乙醛有较强的还原性，但由于杂质NaOH的影响，使银镜难于产生，故只略显黑色浑浊。
3.5.3 C试管内为强减性环境，乙醛的还原性显著增强，故不须加热反应便迅速发生，同样由于NaOH等杂质的影响，虽有大量银粉产生，亦不能形成银镜。
4.结论
通过前述探究，确保该实验成功率达100%，又快、又好、又省的关键之处为：
4.1 该反应银镜的形成，除CH3CHO、Ag（NH3）2+、NO-3、OH-除外，其他杂质离子对反应的不利影响很大；
4.2 配制溶液必须用蒸馏水；
4.3 准确配制2%AgNO3溶液和2%稀氨水，正确取用乙醛溶液；
4.4 必须按AgNO3——稀氨水——乙醛溶液的顺序加入试剂；
4.5 银氨溶液必须随配随用，不能长久放置，否则会生成易爆炸的叠氮化银；
4.6 2%AgNO3溶液的用量以2ml为佳；稀氨水加至Ag2O白色沉淀略有残留或刚消失为止，切不能过量（过量的氨水使溶液呈现碱性，乙醛的还原性有所增强，但由于NH3·H20杂质的影响，银镜仍难形成；且氨水过量，还会生成易爆炸的雷酸银）；40%的乙醛溶液以3滴为宜；
4.7 所用试管必须高度洁净；
4.8 水浴温度以80℃左右为佳；
4.9 该反应的酸碱性在中性和微碱性条件下；
4.10试管内的银镜，用硝酸处理，既浪费药品又污染环境。只需用尖端缠有钢丝球的试管刷刷洗，便可轻易快速除去。
若做到了以上几点，本实验定能达到万无一失、次次成功。
附：该实验的主要化学反应：
AgNO3+NH3·H20=NH4NO3+AgOH↓
2AgOH=Ag2O↓+H20
Ag20+4NH3+H20=2[Ag（NH3）2]OH
CH3CHO+2[Ag（NH3）2]OH=CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H20
参考文献：
[1] 《高中化学实验大全》（国家教委教学仪器研究所编）
[2] 《全日制普通高级中学教科书（必修加选修）化学第二册》（人民教育出版社化学室编著）
[3] 《全日制普通高级中学教科书（必修）化学第二册》（人民教育出版社化学室编著）
[4] 《普通高中课程标准实验教科书.化学.有机化学基础（选修）》（人教版）
