人教版高中化學(xué)選修5中《醛》中關(guān)于銀鏡反應(yīng)是這樣描述的:在潔凈的試管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液,然后邊振蕩試管邊逐滴加入2%的稀氨水,至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止。制得銀氨溶液。再滴入3滴乙醛,振蕩后將試管放在熱水浴中溫?zé)?,觀察并記錄實驗現(xiàn)象。其表述簡單明了,按其要求進(jìn)行操作,成功率不高,直接影響了對乙醛還原性的驗證。為了尋找乙醛銀鏡反應(yīng)的合適條件進(jìn)行了實驗,得到了如下結(jié)論。
一、反應(yīng)液的配制
1.試劑(分析純)和儀器
乙醛(CH3CHO)、氫氧化鈉(NaOH)、硝酸銀(AgNO3)、氨水(NH3·H2O);儀器:數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋(上海汗諾儀器有限公司)、秒表(上海秒表廠)。
2.反應(yīng)液的配制
(1)銀氨溶液的配制
實驗時臨時配制。取所需濃度的硝酸銀溶液10滴,然后加1滴1 mol/L的NaOH溶液即產(chǎn)生褐色沉淀,然后逐滴滴加所需濃度的氨水,邊加邊振搖至沉淀恰好溶解成不同濃度的銀氨溶液,然后進(jìn)行實驗。
(2)實驗要求
所有試管均用鉻酸洗液潤洗,然后用自來水沖洗至管壁不掛水珠,再用蒸餾水潤洗備用。
(3)銀鏡外觀標(biāo)準(zhǔn)(分為四級):
一級:漂亮的銀白色銀鏡,均勻致密,效果最佳。二級:灰白色或灰黑色銀鏡,比較均勻致密,效果較好。三級:局部或斑點狀銀鏡,效果較差。四級:無銀鏡或黑色渾濁。
二、實驗過程和實驗分析
1.反應(yīng)液的溫度對成鏡反應(yīng)的影響
可見,在采用教材所用的濃度進(jìn)行銀鏡實驗時,所用水浴溫度為70℃適宜,產(chǎn)生較厚的銀白色致密的銀鏡,效果較好。
2.反應(yīng)液酸堿性條件對成鏡反應(yīng)的影響
乙醛的銀鏡反應(yīng)是否成功,酸堿性條件也是關(guān)鍵因素之一,在銀氨溶液的配制過程中,由于滴加了氨水,因此溶液一般為堿性。
4.乙醛濃度與銀鏡反應(yīng)的關(guān)系
三、討論
由于乙醛具有醛基,因此乙醛具有還原性,因此乙醛能發(fā)生銀鏡反應(yīng)是無可置疑的,要想實驗獲得成功,選擇最佳實驗狀態(tài)最為關(guān)鍵。
1.最佳的實驗狀態(tài)
從以上實驗結(jié)果可知,要使乙醛銀鏡實驗獲得較好的成鏡效果,最佳的實驗狀態(tài)應(yīng)該控制在:①反應(yīng)的溫度在65~70℃之間為宜,南方的春季或者冬季較冷,可以將水浴溫度控制在70℃,夏季或者秋季室溫較高,可以將水浴溫度控制在65℃。②乙醛反應(yīng)液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在值在4%~6%之間,可以得到較漂亮的銀鏡。③硝酸銀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2%~4%之間,氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2%~4%之間能得到較漂亮的銀鏡。
2.配制銀氨溶液所需高硝酸銀濃度和中堿性氨水濃度的原因
從實驗分析中我們知道,硝酸銀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在2%~4%時,反應(yīng)效果最為理想,銀鏡最漂亮。這是因為在銀氨溶液中,銀離子和氨分子容易形成配離子,當(dāng)Ag+和NH3形成穩(wěn)定的配離子時[Ag(NH3)2]+時,會使游離的Ag+離子(氧化型)濃度大大降低。
由于形成AgOH需要OH-,因此需要滴加1滴NaOH溶液,但是溶液的堿性過強,根據(jù)能斯特方程可知,其電極電勢會降低,即金屬離子的氧化能力會減弱。因此,適當(dāng)?shù)渭訅A性溶液,以及提高硝酸銀濃度,有利于乙醛的成鏡反應(yīng)。當(dāng)然,硝酸銀濃度調(diào)高了,氨水的濃度也要相應(yīng)高一些。應(yīng)當(dāng)注意的是,硝酸銀濃度低時不要選高濃度的氨水配制銀氨溶液,如4%AgNO3不要選8%NH3·H2O,否則極易造成氨水過量,影響銀鏡的形成。
3.要適度控制溫度
從前面的分析可知,反應(yīng)的溫度必須控制在65℃~70℃之間,這是因為乙醛在較高溫度下容易揮發(fā),造成實際參加反應(yīng)的乙醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少,影響銀鏡的產(chǎn)生。同時,由于實驗室條件和室溫的原因,使得試劑本身的溫度處于不同的情況,例如,冬天室溫低,試劑溫度較低,加熱時間長,需要適當(dāng)水浴溫度;夏天室溫高,試劑溫度高,加熱時間縮短,可以適當(dāng)降低水浴溫度。一般控制在65℃~70℃較適宜。
編輯 溫雪蓮