银镜反应实验研究

银镜反应是中学化学中鉴别醛基存在的典型实验，该实验的条件要求严密，科学性强，对培养学生的科学态度、精神和方法，具有重要意义。

本文主要探索生成光亮银镜的实验条件、乙醛与银氨溶液反应的实验条件及操作技术和实验成败关键等。

1实验原理

银氨络合物在碱性条件下，与醛发生氧化还原反应，把醛氧化成羧酸，而银氨络合物的银离子被还原成金属银，附着在试管内壁形成银镜，故称银镜反应，可以鉴定醛基的存在

总之：凡含有醛基的有机物（如：醛、甲酸、甲酸酯、葡萄糖等）都可以起银镜反应，工业上利用这一反应，把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆。

(2)甲酸的银镜反应

(3)甲酸盐的银镜反应

(4)甲酸某酯的银镜反应

(5)葡萄糖的银镜反应

葡萄糖、麦芽糖、葡萄糖酯等，因含有醛基，都能发生银镜反应。其中，葡萄糖的银镜反应化学方程式为：

2实验方法和现象

2.1银镜反应

(1)方法：取一支洁净的试管，加入2ml 2%~3%的硝酸银溶液和一滴5%的NaOH溶液。

(2)银氨溶液的配制原理及现象：

A.加入一滴NaOH时，银铵溶液的配制原理：

(氢氧化二氨合银)

2.2银镜的制备

(1)实验方法:向银氨溶液中加入3~5滴乙醛(40%),

摇匀后立即将试管放入60℃―70℃的水浴中加热2分钟。试管中就有银镜析出。

(2)现象：在加热过程中，溶液由无色乳白色暗红色无色银白色，接着试管内壁出现光亮的银镜。

(3)回收Ag的方法：实验完后，用少量稀HNO3溶解银镜后放入回收瓶，并用水洗净试管。

2.3甲酸的银镜反应

在甲酸分子中，既含有羧基又含有醛基，醛基能与银氨络离子发生银镜反应。但是由于甲酸的酸性很强，如果把它直接加入弱碱性的银氨溶液中，银氨络离子被破坏，实验很难成功。故要先把甲酸用氢氧化钠溶液中和，然后再与银氨溶液反应。具体实验方法见下：

(1)制取甲酸钠溶液：在洁净的试管中注入1毫升85%的甲酸溶液，慢慢滴入15%的氢氧化钠溶液，使溶液呈碱性(pH=12)。

(2)银氨溶液的配制：在洁净的试管中注入5% AgNO3溶液2毫升，滴入15%的NaOH溶液两滴，振荡。当出现棕色沉淀时滴加5%氨水，直至生成的棕色沉淀刚好溶解为止。

(3)醛基的银镜反应：在上述银氨溶液中滴入甲酸溶液5滴，再滴加15％的氢氧化钠溶液3滴，振荡。把试管放入90℃―95℃(或沸水)浴中加热，约3分钟后试管壁即出现光亮的银镜。

3实验的注意事项和成败关键

3.1银镜反应实验注意事项和成败关键

(1)试管必须洁净、光滑，否则不能使金属Ag均匀附着在试管的内壁上形成银镜，只能生成黑色、疏松的Ag沉淀。

(2)过量的氨水对银镜反应的影响：配制银氨溶液时，氨水必须加到最初出现的沉淀恰好溶解为止。如果溶液中加入过量氨水，增大了产物NH3的浓度，会使该电离平衡向逆反应方向移动，抑制了[Ag(NH3)2]+的电离，使溶液中Ag+浓度相应减小，导致银镜反应效果不佳。

(3)银氨溶液必须随配随用，不能久置。如果久置会析出叠氮化银(AgN3)、氮化银(Ag3N)、亚氨基银(Ag2NH)等爆炸性沉淀物。这些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈爆炸。

3.2pH值对银镜反应的影响

银镜反应通常在pH= 9～l0溶液中进行，这是因为在碱性溶液中醛的还原能力比在酸性溶液中强；但又不能呈过强碱性，因在过强碱性溶液中加热银氨溶液，由于氨的失去，就易形成雷爆银。同时，pH＞11时，反应过快，产生大量黑色的银粒沉淀，不易得到优质银镜。

3.3银氨溶液浓度对银镜反应的影响

如果银氨溶液的浓度过高，则反应速度太快，Ag的晶核量大。晶核就不能平缓而均匀地沉积形成银镜，而只能形成结构疏松的海绵状的黑色银粒。为使反应能够形成银镜，银氨溶液的浓度在2％一5％范围内为宜。

3.4CH3CHO的浓度

醛类化合物的浓度(确切地说是醛基的浓度)是影响银镜反应的重要因素。浓度越大产生的银镜越差。浓度较小生成银镜的质量反而较好。

CH3CHO溶液放置久了之后容易发生聚合，生成三聚或多聚CH3CHO，聚合后的CH3CHO不溶于水，比重较小，浮于上部，使整个CH3CHO溶液分为两层，影响了溶液浓度。为此，CH3CHO试剂出厂时都加了稀H2SO4，以防止或减少CH3CHO聚合，但造成CH3CHO试剂呈酸性，且引入了SO42-离子。此外，CH3CHO与空气接触还能慢慢氧化成乙酸，由于Ag2SO4、CH3COOAg均为难溶物，使Ag+浓度降低，造成镀银不匀或彻底失败。

在银氨溶液中加入未经处理的CH3CHO试剂，如马上出现白色浑浊，就是这种原因。因此在做CH3CHO的银镜反应时，对于放置久了而分层的CH3CHO在实验前最好进行除杂处理。

除杂方法：向CH3CHO试剂中加足量CaO，浸泡30min后，取上层清液即可。

除杂原理：

4用甲酸做银镜反应的注意事项

必须先用强碱中和(NaOH中和甲酸，使生成甲酸盐混合液的pH值约为11~12)。否则影响效果。

做甲酸的银镜反应之所以比甲醛难于成功，是因为实验是在碱性条件下进行的，这时甲酸以甲酸根离子存在，甲酸根的结构较稳定，还原性比甲醛弱，也比甲酸弱，为了解决这个困难，实验时要增大甲酸根的浓度，提高反应温度，水浴中要保持90℃~95℃，而且要延长反应的时间。

5银镜反应的改进

(1)不需加热的银镜反应

银镜反应的实验通常需要加热，下面介绍两种不需加热且简便易行的方法。

1)在洁净的试管中加人lmL 2％的AgNO3溶液，一边摇动一边逐滴加入2％的稀氨水，直到产生的沉淀恰好溶解为止，然后加入l～2滴的CH3CHO溶液，再加入1―2滴5％的NaOH溶液，有褐色出现，进行振荡就会出现光亮的银镜。

反应原理为

此实验中最后不加热而滴加NaOH溶液就是根据第三个反应。

2)于一支洁净的试管中，加入2ml2％AgNO3溶液，然后加入1滴40％NaOH溶液，振荡立即出现白色沉淀，随后又迅速变成褐色沉淀(Ag2O)；边振荡边向试管中滴加2％的氨水，直到沉淀恰好溶解为止，便得银氨溶液。

另一支洁净试管中加入0.5 mL 40％CH3CHO溶液,再加入3滴2％AgNO3溶液，振荡使混合均匀。然后将该混合溶液倾入上述所制备的银氨溶液中，振荡使混合均匀，静置，此时溶液呈无色、透明状态，约过半分钟，有棕色絮状沉淀产生。随着溶液颜色逐渐加深，在试管壁上有一层薄雾状的Ag析出，随即形成均匀明亮的银镜，整个实验过程约需2min即可完成。

该方法操作简便，不需加热，现象明显，形成的银镜附着均匀，成功率高。

(2)不加CH3CHO的银镜反应

在强碱性条件下，银氨溶液本身也可得到光亮的银镜，无须含醛基化合物。银氨溶液存在如下平衡:

该平衡在强碱性和加热 (氨挥发) 条件下，都有利于Ag2O的生成，而Ag2O易分解形成银镜。

具体操作为：在一支洁净的试管中加入2mL2%的AgNO3溶液，然后逐滴滴入2%的稀氨水，直至产生的Ag2O刚好溶解，然后加入l滴40%的NaOH溶液，加热，大约2min左右便可得到均匀、光亮的银镜。

参考文献：

[1]文庆城．乙醛的氧化反应．化学实验教学研究[J]. 2003．9.

[2]陈耀亭.刘知新. 甲酸银镜反应.中学化学. 中学化学教材教法[J].1992.3

[3]卞学诚．醛和酮的性质. 中学化学重点与疑难实验研究[J].1996. 9(18).

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