薛詩(shī)培

（云南省楚雄東興中學(xué)，云南 楚雄）

銀鏡反應(yīng)是驗(yàn)證醛基和酮基還原性的典型反應(yīng)，通常情況下采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的硝酸銀溶液和2%氨水所反應(yīng)生成的含有銀離子銨離子的絡(luò)合物銀氨配離子溶液和葡萄糖在水浴加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)，該種配合物溶液被氧化為羧酸而其中的銀離子被還原為銀單質(zhì)，在光滑的玻璃表面形成一層光亮的銀鏡，所以被形象稱為銀鏡反應(yīng)。

一、模仿硝酸銀的操作進(jìn)行銀鏡反應(yīng)的困難

1.硝酸銀是在溶液中與一水合氨絡(luò)合成為銀氨配離子的，而硫酸銀作為一種微溶物質(zhì)，無(wú)法在溶液中進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)。

2.傳統(tǒng)的銀鏡反應(yīng)操作所使用的裝置較為復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)。

二、硫酸銀銀鏡反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究

查閱有關(guān)資料結(jié)合化學(xué)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)判斷得出猜想，針對(duì)硫酸銀無(wú)法形成一定濃度的水溶液這一問(wèn)題，我進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，對(duì)如何讓硫酸銀發(fā)生類(lèi)似硝酸銀的銀鏡反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究。最終得出了硫酸銀發(fā)生銀鏡反應(yīng)的較好方法：①直接使用濃氨水和硫酸銀固體反應(yīng)形成含有銀氨配離子的溶液；②提高葡萄糖濃度至常溫下飽和濃度；③創(chuàng)造堿性條件使葡萄糖體現(xiàn)還原性，使用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9-11；④不加熱。

三、實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的描述

1.用沸水最大限度地提高硫酸銀的溶解度法

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取一干凈的燒杯，取1g硫酸銀固體于燒杯中，加入250ml加熱至97℃的沸水并用玻璃棒攪拌使其盡可能溶解。并在燒杯底部使用電爐加熱保持溫度，至固體無(wú)法溶解時(shí)取上層溶液5ml于試管，滴加2%氨水，產(chǎn)生棕色物質(zhì)，繼續(xù)滴加氨水至棕色物質(zhì)恰好大部分溶解時(shí)將試管放于另一內(nèi)置沸水的燒杯中，滴加6滴葡萄糖溶液，靜置觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：試管壁僅出現(xiàn)極薄的單質(zhì)銀。

實(shí)驗(yàn)分析：由于硫酸銀的溶解度-溫度曲線較為平緩，提高溶解溫度并不能明顯提高硫酸銀在水中的溶解度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：無(wú)法通過(guò)升高溫度的方法提高硫酸銀的溶解度至可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)的程度。

2.直接使用固體配制銀氨溶液法

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取1g硫酸銀于燒杯中，加入足量濃氨水，至硫酸銀大部分溶解。取5ml溶液于試管，滴加6滴葡萄糖溶液于試管中，將試管放置于熱水中水浴加熱。觀察現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：10分鐘后溶液顏色逐漸變深，15分鐘后在試管壁生成光亮的銀鏡。

實(shí)驗(yàn)分析：這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了使用硫酸銀和氨水直接生成銀氨溶液的思路是正確的，但實(shí)驗(yàn)同樣存在以下幾點(diǎn)很大的缺點(diǎn)：①使用濃氨水配溶液，需要水浴加熱使大量氨氣逸出，增大對(duì)人的刺激，且對(duì)環(huán)境不利；②所需裝置較為復(fù)雜；③反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：直接使用固體和氨水配制銀氨溶液的方法是可行的，但傳統(tǒng)的水浴操作在實(shí)際試驗(yàn)中不適合被采用。

3.直接使用固體配制銀氨溶液，調(diào)節(jié)PH使葡萄糖中的醛基在常溫下體現(xiàn)強(qiáng)還原性

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取1g硫酸銀于燒杯中，加入足量濃氨水，至硫酸銀大部分溶解。取葡萄糖溶液6滴，滴入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至10，靜置觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：約3分鐘后，溶液開(kāi)始變黑。約5分鐘，在試管壁生成了光亮的銀鏡

實(shí)驗(yàn)分析：不需加熱的方法減少了氨氣的逸出對(duì)人的刺激及對(duì)環(huán)境的污染。但還原時(shí)間仍然較長(zhǎng)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：這樣的改進(jìn)已經(jīng)較大程度解決了硫酸銀銀鏡反應(yīng)發(fā)生困難的問(wèn)題，但實(shí)際操作中，所需時(shí)間仍然較長(zhǎng)。

4.直接使用固體配制銀氨溶液，調(diào)節(jié)pH，增大葡萄糖濃度提高平均反應(yīng)速率

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取1g硫酸銀于燒杯中，加入足量濃氨水，至硫酸銀大部分溶解。取飽和葡萄糖溶液6滴，滴入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH至10，靜置觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在滴入飽和葡萄糖之后溶液立刻變黑，并立刻在試管壁出現(xiàn)了光亮的銀鏡。

實(shí)驗(yàn)分析：通過(guò)提高葡萄糖濃度的方法顯著地提高了平均反應(yīng)速率，不需加熱的改進(jìn)使實(shí)驗(yàn)較原來(lái)的實(shí)驗(yàn)有了操作簡(jiǎn)便、儀器要求低、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)人刺激小等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：使用這樣的方法已經(jīng)較為完美地解決了硫酸銀作為一種微溶物質(zhì)，無(wú)法在溶液中進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，傳統(tǒng)的銀鏡反應(yīng)操作所使用的裝置較為復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題。更加適合作為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的模范在課堂上展示。且經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐對(duì)比，使用這個(gè)方法所制作的銀鏡教硝酸銀銀鏡相比成功率更高，所用時(shí)間更短。生成的銀鏡更加光亮、均勻。

四、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的問(wèn)題

1.所使用的玻璃儀器內(nèi)部表面必須足夠潔凈。經(jīng)過(guò)重復(fù)試驗(yàn)，建議使用10%氫氧化鈉洗滌后用清水沖洗，重復(fù)2~3遍以上步驟。若儀器未清洗干凈，可能會(huì)出現(xiàn)銀鏡不均勻甚至無(wú)法生成銀鏡的問(wèn)題。

2.不要將固體硫酸銀完全溶解，避免出現(xiàn)氨水過(guò)量的問(wèn)題，氨水過(guò)量使得銀氨配離子的穩(wěn)定性增強(qiáng)，降低了銀氨溶液的氧化性。

3.銀氨溶液需要現(xiàn)配現(xiàn)用，久置生成極不穩(wěn)定易爆物質(zhì)氮化銀，反應(yīng)后的溶液應(yīng)及時(shí)倒掉，避免久置后因碰撞發(fā)生爆炸傷人的事故。

4.加入最后一種溶液后應(yīng)迅速震蕩并迅速放置，否則可能會(huì)因?yàn)殂y無(wú)法均勻析出而出現(xiàn)黑點(diǎn)。

5.應(yīng)控制加入氫氧化鈉的量，經(jīng)試驗(yàn)證明，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為9~11為最佳反應(yīng)的pH區(qū)間，若pH過(guò)高會(huì)使生成的銀鏡發(fā)黑，達(dá)不到光亮的程度。

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，儀器的上附著銀可以使用2%左右的稀硝酸清洗后生成硝酸銀備用，減少貴重試劑的浪費(fèi)。