“银镜反应”的实验设计与研究 .ppt

“银镜反应”的实验设计与研究 银镜反应是检验醛基的重要反应，但在教材和教参中，对该实验的操作条件只是粗略的描述，因此在演示实验和学生分组实验的准备过程中，常常遇到一些问题，如镜面发暗，不光亮，甚至不能产生银镜等。因此设计本实验，针对影响反应的因素作一些探讨，并做一些对比试验，来优化实验操作条件 实验目的： 掌握银镜反应的原理和制作银镜的操作技巧； 探索制镜实验的成功条件和关键； 通过实验设计，引导启发学生钻研教材，了解银镜反应在中学教材和教学中的地位 和作用； 培养理论联系实际、独立思考、独立操作的能力； 研究的内容： （1）试管洗涤程度对产生银镜的影响 （2）不同还原剂对对产生银镜的影响 （3）还原剂浓度的不同对产生银镜的影响 （4）银氨溶液酸碱性对产生银镜的影响 （5）实验条件对产生银镜的影响（振荡、加热温度等） （6）其它因素 一、反应原理 （1）配制银氨溶液的化学方程式是 AgNO3 + NH3·H2O === NH4NO3 + Ag OH 2AgOH === Ag2O + H2O Ag2O + 4NH3 + H2O === 2[Ag（NH3）2]OH （2）生成银镜的化学方程式是 RCHO + 2[Ag（NH3）2]OH === RCOONH4 + 2Ag ↓ + 3NH3 + H2O 二、实验准备 （1）还原剂 37~40%的甲醛溶液，2%、5%、10%、20%、40%的乙醛溶液，5%、10%、15%、20%的葡萄糖溶液 （2）2% AgNO3溶液 （3）2%的氨水溶液 （4）1% NaOH溶液 （5）洗涤干净的试管若干支 为确保产生光亮的银镜，实验用试管依次用稀硝酸、自来水、10%氢氧化钠溶液、自来水洗涤后，用蒸馏水冲洗干净 仪器的洗涤 玻璃仪器洗净的标准是：内壁上附着的水膜均匀，既不聚成水滴，也不成股流下。 三、对比实验 （1）甲醛或甲酸溶液 中学化学教材中，一般用乙醛溶液或葡萄糖溶液作银镜反应的还原剂。有教师在一次实验中误用甲醛溶液作还原剂，结果产生了意想不到的效果：一支干净的试管中，加入2m 2%AgNO3溶液，再滴加2%的氨水，边加边振荡，直至生成的白色沉淀物恰好溶解。然后滴加一滴36%的甲醛溶液，迅速振荡，结果在常温下瞬间产生银镜，且银镜光亮银层厚。如果用部分变质的甲醛溶液，也能生成光亮银镜，但必须在常温下静置 1~2分钟。甲醛溶液替代乙醛溶液或葡萄糖溶液作还原剂，银镜反应实验不须加热，操作简单成功率高。 （由于甲醛有毒，有条件可以考虑尝试甲酸） （2）乙醛溶液 用2%、5%、10%、20%、40%的乙醛溶液做对比实验。 取干净试管5支，编号1#、2#、3#、4#、5# ，各加入2ml 2%的AgNO3 溶液，再滴加2%的氨水（边加边振荡）至白色沉淀物恰好溶解，然后依次滴加2%、5%、10%、20%、40%的乙醛溶液4滴，快速振荡后置于60℃~70℃的水浴中。3分钟后，试管1#未形成大面积银镜，试管5# 的银镜质量差有黑斑， 试管4# 产生的银镜质量一般，试管 2#、3# 形成光亮的银镜。 乙醛的浓度越大，反应速度越快，但反应速度太快，还原出来的银大部分呈疏松颗粒状析出，导致管壁上所附的银层不均匀平整，结果就得不到明亮的银镜，甚至有黑斑产生。 乙醛浓度太稀，反应速度慢，银镜形成的时间长。因此，选择5%~10%的乙醛溶液作还原剂是比较合适的。上述对比实验用的乙醛溶液是用新启封的乙醛试剂配制的。乙醛久置后易发生聚合反应，在室温和有少量硫酸存在时，能生成三聚乙醛，三聚乙醛是微溶于水的液体，不能发生乙醛的特性反应。和甲醛一样，实验室贮存的乙醛试剂通常是部分变质的，试剂瓶内的液体分上下二层，上层是三聚乙醛，下层是变稀的乙醛溶液，呈酸性（PH值为4）。 （3）葡萄糖溶液 用5%、10%、15%、20%的葡萄糖溶液做对比实验。 取干净试管4支，编号1#、2#、3#、4# ，各加入2ml 2%的AgNO3溶液，再滴加2%的氨水（边加边振荡）至白色沉淀物恰好溶解，然后依次加入5%、10%、15%、20%的葡萄糖溶液1ml，快速振荡后置于60℃~70℃的水浴中。3 ~ 4分钟后，四支试管都有银镜生成，其中，试管2#的银镜质量最好，试管1#、3#次之，试管4# 的银镜质量最差。 实验结果说明，葡萄糖溶液浓度越大，反应速度越快，但是，反应速度太快，部分银粒不能及时附着到试管壁上，而沉淀在溶液中，形成的银镜层较薄。因此，用10%的葡萄糖溶液作银镜反应的还原剂最合适。 （4）酸碱性 取干净试管二支，编号