馮仕彪，蔣向輝

(凱里學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院 , 貴州 凱里 )

銀鏡反應(yīng)區(qū)別醛酮試劑實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化研究

馮仕彪，蔣向輝

(凱里學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院 , 貴州 凱里 )

銀鏡反應(yīng)是用來(lái)區(qū)別醛酮類化合物的主要試劑，本文以硝酸銀濃度、氨水濃度、樣品用量、檢測(cè)溫度高低、加熱時(shí)間為實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)銀鏡反應(yīng)區(qū)別醛酮類化合物的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化研究。研究結(jié)果顯示，在銀鏡反應(yīng)中選用含2%的硝酸銀溶液配制托倫試劑、不加氫氧化鈉、實(shí)驗(yàn)溫度控制在60～80℃、加入樣量以6～8滴為宜。

銀鏡反應(yīng)；托倫試劑；實(shí)驗(yàn)條件

醛類及某些含有醛基的有機(jī)化合物具有還原性，能被弱氧化劑硝酸銀的氨溶液(又稱Tollens試劑)氧化成羧酸，同時(shí)，銀氨配合物中的銀離子被還原析出金屬銀，在潔凈的玻璃容器內(nèi)壁上形成一薄層光亮的銀鏡，故稱為銀鏡反應(yīng)[1]。銀鏡反應(yīng)是用于鑒別醛和酮、還原性糖和非還原性糖、甲酸與其它羧酸等有機(jī)化合物的重要方法[2]。銀鏡反應(yīng)涉及到的因素較多，如AgNO3溶液的濃度、Na0H溶液的用量、氨水用量、樣品滴加多少、反應(yīng)溫度高低、加熱時(shí)間長(zhǎng)短等[3]，如果實(shí)驗(yàn)條件沒(méi)有準(zhǔn)確把握，即使是醛類化合物也只會(huì)出現(xiàn)灰黑色的渾濁溶液，或是帶有斑駁的黑色銀鏡，酮類化合物也會(huì)出現(xiàn)銀鏡反應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致鑒定結(jié)果不準(zhǔn)確[4]。因此，準(zhǔn)確把握銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件，即可以得到準(zhǔn)確的鑒定結(jié)果，提高學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性，又可以減少試劑用量，對(duì)于節(jié)省資源、防止環(huán)境污染有重要的實(shí)驗(yàn)意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

主要用到如下試劑：硝酸銀，氫氧化鈉，氨水，甲醛，乙醛，苯甲醛，丙酮，環(huán)己酮，苯乙酮，甲酸，乙酸，苯甲酸，全為化學(xué)純。主要儀器有：電熱恒溫水浴箱，試管，燒杯，滴管，分析天平。

1.2 試劑的配制

1.2.1 AgNO3溶液的配制

精確的稱取0.04，0.2，0.4 g AgNO3固體并將其放入洗凈的三個(gè)小燒杯中，然后向其中加入蒸餾水至20 mL，0.2%、1%、2% 三種濃度的AgNO3溶液，再分別裝入棕色的滴瓶中，貼上標(biāo)簽。

1.2.2 Tollens試劑的配制

采取以下兩種方法分別配制托倫試劑一與托倫試劑二

(1)取1 mL含三種不同AgNO3溶液濃度于干凈的小燒杯中，分別滴加5%NaOH溶液兩滴，即可看見(jiàn)會(huì)有沉淀產(chǎn)生，然后用滴管慢慢向其中加入氨水，在滴加氨水的同時(shí)并振動(dòng)試管，滴至燒杯中無(wú)沉淀為止，即為托倫試劑一。

(2)取0.5 mL含三種不同AgNO3溶液濃度于潔凈試管中，用滴管向其中緩慢滴入稀氨水，此時(shí)會(huì)看見(jiàn)有黑色沉淀生成，再繼續(xù)逐滴滴加氨水，在滴加氨水的同時(shí)并振動(dòng)試管，滴至試管中無(wú)沉淀為止，在此時(shí)得到的硝酸銀氨水澄清溶液，即為托倫試劑二。

1.3 含不同濃度硝酸銀的托倫試劑與不同的醛與酮類化合物的反應(yīng)

取九支潔凈的試管，往每支試管中加入新配制的加有NaOH含2%硝酸銀的托倫試劑約1 mL，另取九支潔凈的試管，往每支試管中加入新配制的不加NaOH含2%硝酸銀的托倫試劑約1 mL，然后往每支試管中分別加入樣品，振蕩，使其充分反應(yīng)，再將試管放入恒溫水浴箱中進(jìn)行加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。另外，以同樣的方法用含1%硝酸銀的托倫試劑與含0.2%硝酸銀的托倫試劑與不同的醛與酮類化合物的反應(yīng)。

3 結(jié)果與分析

3.1 含2%硝酸銀的托倫試劑與不同的醛與酮類化合物反應(yīng)

3.1.1 樣品與加NaOH的托倫試劑反應(yīng)

由表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，加NaOH的托倫試劑都可以跟醛和酮這兩類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，醛類物質(zhì)與加NaOH的托倫試劑反應(yīng)速度快慢為：苯甲醛<乙醛<甲醛，而在酮類物質(zhì)中，與加氫氧化鈉的托倫試劑在反應(yīng)速度上為：苯乙酮<丙酮<環(huán)己酮。甲酸在長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱的條件下，也可以產(chǎn)生銀鏡。從表2中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，酮類物質(zhì)不管是在什么條件下均不與沒(méi)加NaOH的托倫試劑發(fā)生反應(yīng)，甲酸在長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)也沒(méi)有銀鏡產(chǎn)生，這是因?yàn)榧姿峋哂泻軓?qiáng)的酸性，把甲酸直接加在沒(méi)加NaOH的銀氨溶液中，甲酸會(huì)破壞銀氨絡(luò)合離子，使實(shí)驗(yàn)很難產(chǎn)生銀鏡，從上面兩組實(shí)驗(yàn)可知，在銀鏡反應(yīng)中起催化作用的是堿。表1、表2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯示，醛類物質(zhì)不管是在與加NaOH還是不加NaOH的托倫試劑反應(yīng)時(shí)，均可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，只不過(guò)是加NaOH的托倫試劑比不加NaOH的托倫試劑在于醛類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生銀鏡現(xiàn)象所需的時(shí)間少一些。丙酮，環(huán)己酮，苯乙酮，只是在不同程度和堿式托倫試劑發(fā)生反應(yīng)，跟沒(méi)有加過(guò)NaOH的托倫試劑并不發(fā)生反應(yīng)。

表1 各種樣品的成鏡情況

3.1.2 樣品與不加NaOH的托倫試劑反應(yīng)

結(jié)果如表2所示，甲酸在與沒(méi)加NaOH溶液的托倫試劑反應(yīng)時(shí)，即便是在長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱條件下，也沒(méi)有銀鏡產(chǎn)生，只是溶液變成黑色沉淀。

表2 各種樣品的成鏡情況

3.2 含1%硝酸銀的托倫試劑與不同的醛與酮類化合物反應(yīng)

樣品與加NaOH的托倫試劑反應(yīng)，出現(xiàn)銀鏡的時(shí)間稍慢一些，成鏡質(zhì)量也沒(méi)有表1中的銀鏡光亮、均勻，而在表1中沒(méi)有出現(xiàn)銀鏡的樣品，在這里也同樣沒(méi)有銀鏡產(chǎn)生，溶液變黑相對(duì)較淺。樣品與不加NaOH的托倫試劑反應(yīng)，結(jié)果顯示，甲醛，乙醛，苯甲醛出現(xiàn)少量的銀鏡，光亮但不均勻，酮類都無(wú)銀鏡產(chǎn)生，且溶液顏色相對(duì)表2中銀鏡較淺。甲酸、乙酸、苯甲酸都沒(méi)有銀鏡產(chǎn)生，加熱溶液變黑。從上述實(shí)驗(yàn)可知，托倫試劑不管是在加NaOH還是不加NaOH的情況下，含1%硝酸銀的托倫試劑與醛酮試劑反應(yīng)，雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果與含2%的硝酸銀的托倫試劑反應(yīng)現(xiàn)象大體上相似，但加NaOH的托倫試劑在反應(yīng)時(shí)間上跟含2%硝酸銀的托倫試劑要慢一些，實(shí)驗(yàn)效果和產(chǎn)生的銀鏡質(zhì)量也沒(méi)有含2%的硝酸銀的托倫試劑好，由此可知，當(dāng)配制托倫試劑所用的硝酸銀濃度比較低時(shí)，出現(xiàn)銀鏡反應(yīng)的時(shí)間比較長(zhǎng)，并且成鏡的質(zhì)量也不太理想。

3.3 含0.2%硝酸銀的托倫試劑與不同的醛與酮類化合物反應(yīng)

樣品與加NaOH的托倫試劑反應(yīng)，觀察到甲醛、丙酮有少量銀鏡產(chǎn)生，而乙醛和苯甲醛均無(wú)銀鏡產(chǎn)生，環(huán)己酮、苯乙酮也均無(wú)銀鏡產(chǎn)生，且溶液變渾濁。甲酸也沒(méi)有銀鏡產(chǎn)生。樣品與不加NaOH的托倫試劑反應(yīng)，觀察到甲醛有少量銀鏡產(chǎn)生，而乙醛和苯甲醛均無(wú)銀鏡產(chǎn)生，丙酮，環(huán)己酮、苯乙酮也均無(wú)銀鏡產(chǎn)生，且溶液變渾濁。甲酸、乙酸、苯甲酸也都無(wú)銀鏡產(chǎn)生。結(jié)果表明，托倫試劑在加NaOH的情況下，醛類只有甲醛出現(xiàn)銀鏡，酮類也只有丙酮出現(xiàn)銀鏡，并且出現(xiàn)銀鏡的時(shí)間較長(zhǎng)，銀鏡效果也不是很好。而托倫試劑在不加NaOH的情況下，只有甲醛出現(xiàn)少量的銀鏡，剩下的樣品均沒(méi)產(chǎn)生銀鏡。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)配制托倫試劑的銀氨溶液濃度過(guò)于低時(shí)，即便是在加NaOH的溶液中，醛類物質(zhì)都不能完全與它發(fā)生銀鏡反應(yīng)，酮類物質(zhì)就更不能與之反應(yīng)產(chǎn)生銀鏡，因此也無(wú)法鑒定醛酮試劑。

4 小結(jié)與討論通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，托倫試劑的配制與反應(yīng)的控制對(duì)銀鏡反應(yīng)的結(jié)果影響較大，研究認(rèn)為整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意如下五個(gè)方面，才能取較好的效果：(1)選用含2%的硝酸銀溶液配制托倫試劑，不加氫氧化鈉效果較好。(2)在實(shí)驗(yàn)溫度這一條件中，應(yīng)控制在60～80℃，在加熱試管過(guò)程中，不要振蕩試管，以免銀鏡反應(yīng)效果不好。(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加入樣品的量控制在6～8滴較合適，以免導(dǎo)致樣品用量過(guò)多或少影響實(shí)驗(yàn)效果。(4)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)所用到的試管一定要潔凈的，不干凈的試管會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，導(dǎo)致產(chǎn)生不正常的銀鏡。(5)銀氨溶液必須現(xiàn)配現(xiàn)用，不能久置。因?yàn)榫弥脮?huì)析出氮化銀、亞氨基化銀等爆炸性沉淀物[5]。在配制銀氨溶液中，滴加氨水不能過(guò)量，必須逐滴加入，直至沉淀剛好溶解為止。

[1] 王海燕.銀鏡反應(yīng)反?，F(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探討[J].山東教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(6):143-144.

[2] 程艷紅.實(shí)驗(yàn)室葡萄糖銀鏡反應(yīng)最佳條件的探討[J].黔南民族師范學(xué)報(bào)，2005(3):41-43.

[3] 陳翠平.銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的探究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2010.28(12):120-121.

[4] 鐘俊輝.甲酸銀鏡反應(yīng)最佳實(shí)驗(yàn)狀態(tài)的探究[J].菏澤醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2007，19(3):86-87.

[5] 王志平，李冬芳.銀鏡反應(yīng)中條件的控制[J].集寧師專學(xué)院，2007，29(4):79-81.

(本文文獻(xiàn)格式：馮仕彪，蔣向輝.銀鏡反應(yīng)區(qū)別醛酮試劑實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化研究[J].山東化工，2016，45(04)：25-26，33.)

Experimental Conditions Optimization of Silver Mmirror Reaction Difference Aldehyde Ketone Reagents

Feng Shibiao, Jiang Xianghui

(College of Chemistry and Materials Engineering， Kaili University Chemistry, Kaili 556011,China)

Silver mirror reaction is used for the identification of organic compounds， in particular used to distinguish between aldehydes and ketones， paper Torun reagents containing different concentrations of silver nitrate， Torun reagent is added to the base， the amount of ammonia control， dropping the number of samples， high and low temperature， the length of the heating time for the experimental conditions， the difference between silver mirror reaction of aldehydes and ketones reagent optimized experimental conditions were studied. After several experiments to explore， compare the experimental results， combined with theoretical analysis， basic grasp of the difference between optimization silver mirror reaction of aldehydes and ketones reagent experimental conditions to reach better results.

silver mirror reaction; tollens reagent; experimental conditions

2016-01-04

凱里學(xué)院"大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練中心"項(xiàng)目(CXZX201403)

馮仕彪(1992—)，貴州余慶人，本科，主要從事藥材成分研究；通信作者：蔣向輝，e-mail：jxfei789@163.com。

O621.25

A

1008-021X(2016)04-0025-02