影响乙醛银镜反应的实验因素的探究

　　摘要：从试管的洁净度、氨水浓度、硝酸浓度、乙醛品质、水浴温度等方面进行深入探究，找出影响乙醛银镜反应实验成败的关键因素，得出使乙醛银镜反应实验成功的最佳条件。 　　关键词：乙醛;银镜反应;实验探讨;最佳条件中图分类号：G633.8文献标识码：B文章编号：1672-1578（2014）18-0212-02银镜反应是中学有机化学的一个重要反应。按照中学课本中关于乙醛银镜反应实验的步骤进行实验，有时成功率不高。那么，如何才能提高该实验的成功率？本人做了以下几方面的探究： 　　1.试管的要求 　　银镜反应实验的最终目的是让反应生成的银均匀地附在试管内壁，这就要求试管内壁必须是洁净光滑的。依据这一点，我们对试管的选择遵循以下两点： 　　1.1新试管可直接用于实验。 　　1.2旧试管，内壁附有一些杂质,试管内壁变得粗糙。清洗如下：NaOH溶液洗，HNO3溶液洗，自来水冲洗，最后蒸馏水冲洗，直至管壁干净。 　　2.氨水浓度对银镜反应的影响 　　各取2mL 2%的AgNO3溶液于6支新试管中，分别逐滴滴入浓度不同的氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止。再分别滴入6滴最新生产的原装瓶的乙醛（浓度40%），振荡后把试管放在80℃的水浴中加热，观察实验现象，记录如表1： 　　表1：氨水浓度对银镜反应的影响 　　氨水浓度%银镜开始出现时间(s)银镜形成时间(s)银镜效果6%6283少许银斑4%96125发亮、较黑的银镜3%117152发亮、偏黑的银镜2%132183灰亮偏黑的银镜，银镜偏薄1%179240偏黄、少量银膜从表1的数据分析可知，氨水浓度过大时，加入氨水的量比较难控制，容易导致过量，使实验失败。经查阅资料可知，银氨溶液中真正起氧化作用的是[ Ag(NH3)2]+。[Ag(NH3)2]+在溶液中可发生部分电离，产生Ag+和NH3。相关的电离方程式如下： 　　[ Ag(NH3)2]+Ag+ +2NH3 　　正常情况下，当发生银镜反应时，Ag+被消耗，上述平衡正向移动，反应得以继续进行下去。但如果氨水过量，平衡逆向移动，溶液中的Ag+浓度大大降低，以致于降低了银镜反应的灵敏度甚至导致实验失败。且氨水过量时，易生成易于爆炸的雷酸银。因此，氨水浓度不宜过大和过量。氨水浓度最好控制在3%。 　　3.硝酸银浓度对银镜反应的影响 　　各取2mL 不同浓度的AgNO3溶液于6支新试管中，然后分别逐滴加入浓度为3%的氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止。再分别滴入6滴最新生产的乙醛，振荡后把试管放在80℃的水浴中加热，观察实验过程，记录如表2： 　　表2：硝酸银浓度对银镜反应的影响 　　硝酸银浓度%银镜开始出现时间(s)银镜形成时间(s)银镜效果6%2045海绵状黑色银粒4%75106发亮、很黑的银镜3%115151发亮、偏黑的银镜2%161202灰亮偏黑的银镜，银镜较薄1%――――少量银膜从表2可知，当硝酸银浓度过大时，会使得生成的银氨溶液浓度过高，反应生成银的速度过快，颗粒过大，长不出光滑的银镜。当硝酸银浓度太小时，银镜形成速度慢，得到的银镜的品质也差。因此，为使反应生成质优的银镜，硝酸银的浓度最好控制在3%。结合表1和表2的数据分析可知，氨水、硝酸银的浓度均控制在3%时，得到的银镜仍然是偏黑的。所以，除了氨水、硝酸银的浓度以外，其它因素还会左右实验结果。 　　4.乙醛的用量对银镜反应的影响 　　乙醛银镜反应中，醛基充当还原剂。那么，乙醛的用量银镜反应结果有何影响。带着这个问题，本人做了6组对比实验。各取2mL浓度为3%的AgNO3溶液于6支新试管中，然后分别逐滴加入浓度为3%的氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止。再分别滴入最新生产的原装瓶的乙醛（浓度40%），振荡后把试管放在80℃的水浴中加热，观察实验过程，记录如表3： 　　表3：乙醛用量对银镜反应的影响 　　乙醛用量(滴)银镜开始出现时间(s)银镜形成时间(s)银镜效果22045少许银膜475106微黄、一层薄银镜6116153发亮、偏黑的银镜898128较黑的银镜106189很黑的银镜12――――出现黑斑，溶液变灰从表3中可以发现，乙醛用量较少时，反应能缓慢有序地进行，生成的银原子均匀地沉积在试管内壁，形成光亮的银镜。但如果乙醛用量过大，则银原子析出过快，还没来得及按一定的秩序排好，就成了黑色粗糙的沉淀，形成不了银镜。因些，乙醛用量不能太多，应控制在每加2mL3%的AgNO3溶液时滴加40%的乙醛6-7滴。 　　5.久置乙醛对银镜反应的影响 　　为了减少不必要的干扰，在前面的实验中，我们所用的乙醛都是新生产的原装瓶的乙醛。那么，如果改用久置乙醛进行银镜反应，结果会是怎样呢？为了探究这个问题，本人进行了如下实验。操作同上，只是将新制乙醛改为久置乙醛。观察实验过程，记录如表4： 　　表4：久置乙醛对银镜反应的影响 　　久置乙醛(滴)银镜开始出现时间(s)银镜形成时间(s)银镜效果2――――无银镜，溶液中出现白色浑浊4――――同上6――――同上8――――破烂的银镜，同时出白色浑浊10――――同上从表4中发现，用久置的乙醛溶液做银镜反应易失败。查阅资料可知，乙醛久置后容易发生聚合。聚合后的乙醛很难发生乙醛的特性反应。部分厂家生产乙醛时的为了防止乙醛聚合，添加了可阻止乙醛聚合的稀硫酸。但这样做之后，乙醛溶液呈酸性，且引入了SO42-离子。此外，久置的乙醛易被氧气氧化成乙酸。这时SO42-和CH3COO-均会与Ag+反应，生成微溶物Ag2SO4和难溶物CH3COOAg，导致Ag+的浓度降低，不利于银镜的生成。因此，做乙醛的银镜反应实验，最好用新生产的乙醛。如果没有，应对久置的乙醛进行除杂，排除SO42-和CH3COO-的干扰。 　　除杂原理：向久置的乙醛中加入足量CaO浸泡30分钟，使SO42-和CH3COO-沉淀成CaSO4 和(CH3COO)2Ca，过滤，将滤液PH值调节至9-10(PH过大会使后面的银镜反应过快，不利于银镜的形成)，即可用于银镜反应。