一、問題的提出
在蘇教版和人教版《有機化學基礎》中,關于乙醛銀鏡反應實驗有相同的敘述:“在潔凈的試管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液,一邊振蕩試管,一邊逐滴加入2%的稀氨水,至產生的沉淀恰好完全溶解,再加入3滴乙醛,振蕩后把試管放在熱水浴中加熱?!钡趯嶋H實驗中,試管壁并沒有光亮的銀鏡出現(xiàn)。為保證良好的實驗效果,許多教師改用葡萄糖代替乙醛進行實驗,雖然取得理想的實驗效果,但違背實事求是的科學精神。乙醛為什么不能生成光亮的銀鏡呢?
二、查閱資料
乙醛不僅能和銀氨溶液、新制的氫氧化銅懸濁液等弱氧化劑反應,在空氣中也能被氧化生成乙酸;室溫條件下,乙醛能聚合生成微溶于水的液態(tài)三聚乙醛;在0℃或0℃以下,乙醛能聚合生成不溶于水的四聚乙醛固體。在酸和加熱條件下,三聚乙醛和四聚乙醛均可以解聚為乙醛。
三、實驗探究
【實驗1】用玻璃棒蘸取乙醛溶液,點在藍色石蕊試紙中部,觀察實驗現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象:藍色石蕊試紙變紅。
實驗結論:乙醛部分被氧化生成乙酸使溶液顯酸性。
是否是生成的乙酸影響銀鏡的生成呢?
【實驗2】向實驗1的試管中,逐滴加入氫氧化鈉溶液至溶液顯堿性(用pH試紙檢驗),取3-5滴處理后的乙醛,加入銀氨溶液中,振蕩后將試管放在熱水浴中加熱,觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象:試管壁有銀鏡出現(xiàn),但光潔度仍不夠理想。
實驗結論:乙醛氧化生成的乙酸不利于銀鏡生成,強堿性條件有利于銀鏡的生成。
【實驗3】取少量乙醛于試管中,加入蒸餾水振蕩,靜置,觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象:液體上下分層。
實驗結論:乙醛部分發(fā)生聚合生成微溶于水的三聚乙醛 。
乙醛的聚合是否影響銀鏡的生成呢?
【實驗4】向實驗3的試管中,滴加幾滴稀硫酸,加熱至液體不分層時(2—3分鐘),再滴入氫氧化鈉溶液至溶液顯堿性。取幾滴混合液,加入新制的銀氨溶液中,振蕩后將試管放在熱水浴中加熱,觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象:試管壁出現(xiàn)光亮的銀鏡。
實驗結論:乙醛的聚合不利于銀鏡反應的發(fā)生,解聚可增大乙醛的濃度,有利于銀鏡的生成。
三、實驗方案創(chuàng)新
通過以上探究可以發(fā)現(xiàn),氧化、聚合、溶液的酸堿性等對銀鏡的形成都會造成一定程度的影響。為此對實驗方案作如下改進:
【步驟1】取少量乙醛樣品于試管中,加入幾滴稀硫酸,放入熱水中水浴加熱2—3分鐘(或液體不分層),再滴入氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液至堿性(用pH試紙檢驗)待用。
【步驟2】在潔凈的試管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液,一邊振蕩試管,一邊逐滴加入2%的稀氨水,至產生的沉淀恰好完全溶解。滴加步驟1所配溶液少許,振蕩后把試管放在熱水浴中加熱。
改進后的實驗不僅操作簡單,現(xiàn)象明顯,更重要的是培養(yǎng)了學生實事求是的科學態(tài)度,認識真實的化學。
參考文獻
[1]曾昭瓊. 有機化學[M].北京:高等教育出版社,2004