2020-02-03 09:52:04

银镜反应

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银镜反应(英语:silver mirror reaction)是银(Ag)化合物的溶液被还原为金属银的化学反应,由于生成的金属银附着在容器内壁上,光亮如镜,故称为银镜反应。常见的银镜反应是银氨络合物〈氨银络合物〉(又称吐伦试剂)被醛类化合物还原为银,而醛被氧化为相应的羧酸根离子的反应,不过除此之外,某些银(Ag)化合物(如硝酸银)亦可被还原剂(如肼)还原,产生银镜。银镜反应通常是中学化学实验之一。实验室中用这个反应来鉴定含有醛基的化合物,工业上则用这个反应来对玻璃涂银制镜和制保温瓶胆。

基本信息

  • 中文名

    银镜反应

  • 外文名

    silver mirror reaction

  • 简介

    银化合物的溶液被还原为金属银

  • 目的

    检验醛及还原性糖

  • 优势

    操作简单,现象明显,易于观察

  • 主要器材

    试管,酒精灯,烧杯

折叠 编辑本段 实验用途

银镜反应是用来检验醛及还原性糖的一个定性实验,主要用来检测醛基(即-CHO)的存在。此实验操作简单,现象明显,易于观察。

折叠 编辑本段 实验目的

研究生成金属银的条件,掌握相关的实验操作。

折叠 编辑本段 实验原理

1、乙醛的反应方程式:

CH₃CHO+2[Ag(NH₃)₂]OH=CH₃COONH₄+2Ag↓+3NH₃+H₂O

(化合态银被还原,乙醛被氧化)

备注:原理是银氨溶液的弱氧化性。 本试验可以使用其他有还原性的物质代替乙醛,例如葡萄糖(与乙醛相似,也有醛基)等。

2、甲醛的反应方程式:

甲醛(可看作有两个醛基)的话被氧化成碳酸铵(NH₄)₂CO₃ : HCHO + 4[Ag(NH₃)₂]OH = (NH₄)2CO₃+ 4Ag↓+ 6NH₃ +2H₂O 

3、葡萄糖的反应方程式:

CH₂OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO+2[Ag(NH₃)₂]OH→(水浴加热)CH₂OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-COONH₄+2Ag↓+3NH₃↑+H₂O。(体现出葡萄糖内部的结构以及断键情况)

注:因为氨气极易溶于水,所以不标气体逸出符号“↑”。

折叠 编辑本段 实验器材

​试管,酒精灯,烧杯,石棉网,三角架,胶头滴管,葡萄糖溶液,氨水硝酸银溶液,10%氢氧化钠水溶液,试管夹

折叠 编辑本段 实验方法

1、取一支试管,加4~6滴酒石酸钾钠溶液和1ml蒸馏水,再加10滴甲酸钠溶液,振荡后加8~10滴银氨溶液,溶液呈淡棕色,再滴入1~2滴浓氨水,振荡后溶液变成无色。在50~70℃水浴中加热约30~40秒即有银镜生成。

2、在试管中加入3~4滴甲酸钠溶液和2ml蒸馏水,充分振荡,边滴加银氨溶液边振荡至沉淀刚好溶解(约12滴)。将试管置于70℃水中加热至近沸点即有银镜生成(约8分钟)。

乙醛的银镜反应:在洁净的试管里加入1mL2%的硝酸银溶液,然后加入10%氢氧化钠水溶液2滴,振荡试管,可以看到白色沉淀。再逐滴滴入2%的稀氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止(这时得到的溶液叫银氨溶液)。最后滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水中温热。不久可以看到,试管内壁被加热区域上附着一层光亮如镜的金属银(在此过程中,不要晃动试管,否则只会看到黑色沉淀而无银镜)。

葡萄糖的银镜反应:先制备银氨溶液,再滴入一滴管的葡萄糖溶液,振荡后把试管放在热水中温热。不久可以看到,试管被加热区内壁上附着一层光亮如镜的金属银。

反应本质:这个反应里,硝酸银与氨水生成的银氨溶液中含有氢氧化二氨合银,这是一种弱氧化剂,它能把乙醛氧化成乙酸(即-CHO被氧化成-COOH),乙酸又与生成的氨气反应生成乙酸铵,而银离子被还原成金属银。从葡萄糖的角度来说,因其具有醛基,机理同乙醛。

折叠 编辑本段 反应条件

碱性条件下,水浴加热。

反应物的要求:

1.甲醛、乙醛、乙二醛等等各种醛类 即含有醛基(比如各种醛,以及甲酸某酯等)(乙二醛需要4mol银氨溶液因为有两个醛基);

2.甲酸及其盐,如HCOOH、HCOONa等等;

3.甲酸酯,如甲酸乙酯HCOOC2H5、甲酸丙酯HCOOC3H7等等;

4.葡萄糖、麦芽糖等分子中含醛基的糖。

折叠 编辑本段 实验现象

还原生成的银附着在试管壁上,形成银镜。

折叠 编辑本段 注意事项

1.不能用久置起沉淀的乙醛。因为乙醛溶液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;在0℃或0℃以下,则聚合成四聚乙醛。三聚乙醛是微溶于水的液体,四聚乙醛是不溶于水的固体,聚合后的乙醛不发生乙醛的特性反应。

聚合后的乙醛可通过加酸、加热来解聚。方法是:把乙醛聚合物收集起来,加少量硫酸并加热蒸馏,馏出物用水吸收,即得乙醛溶液,这时就可用于乙醛特性反应的实验了。

2.所用银氨溶液必须随用随配,不可久置,不能贮存。因为溶液放置较久,会析出黑色的易爆炸的物质一氮化三银沉淀(Ag3N),该物质哪怕是用玻璃棒刮擦也会引起其分解而爆炸。这一沉淀在干燥时受振动也会发生猛烈爆炸。

3.做银镜反应用的试管必须十分洁净,这是实验成功的一个关键。若试管不清洁,还原出来的银大部分呈疏松颗粒状析出,致使管壁上所附的银层不均匀平整,结果就得不到明亮的银镜,而是一层不均匀的黑色银粒子。为保证实验效果,事先最好将试管依次用热硝酸、10%的NaOH溶液洗涤后,再用蒸馏水冲洗干净(一般用热碱液洗,自来水洗,蒸馏水洗即可)。用热的NaOH溶液洗涤试管,可以除去试管中的油污,保证试管的清洁。

试管一定不能用洗液(重铬酸钾溶液用硫酸酸化)来洗,否则在做银镜反应实验时会出现绿色溶液。因为重铬酸钾是强氧化剂,很容易氧化乙醛,而自身变成绿色的Cr3+的溶液。

4.银氨溶液与滴入的乙醛混合均匀并温热时,不要再摇动试管。此时若摇动试管或试管不够洁净,生成的将是黑色疏松的银沉淀(也算成功,但不美观)而不是光亮的银镜。

5.做银镜反应的实验时,AgNO3溶液的浓度不宜大小,以AgNO3的质量分数为2%~4%为宜。

6.制备银氨溶液时不能加入过量的氨水。滴加氨水的量最好以最初产生的沉淀在刚好溶解与未完全溶解之间。这是因为,一方面银氨溶液中如果有过量的NH3,银离子会被过度地络合,降低银氨溶液的氧化能力;另一方面氨水过量会使试剂不太灵敏。

建议,滴加氨水直到沉淀消失时,最后加一滴NaOH溶液。

在制备银氨溶液时,一般用稀氨水而不用浓氨水。这是因为在配制银氨溶液时,若氨水太浓,NH3容易过量,使Ag+过度地被络合,降低银氨溶液的氧化能力。

7.反应必须在水浴中进行加热,不要用火焰直接加热,否则有可能发生爆炸。在水浴加热过程中,不要振荡试管,也不要搅拌溶液,水浴温度也不要过高(因乙醛沸点低),以40℃左右为宜。否则,因乙醛大量挥发而使反应效果差,或难以得到光亮的银镜,而只能得到黑色细粒银的沉淀。

8.实验后,试管中的反应混合液要及时处理,不可久置。实验后,可用先加盐酸后用水冲洗的办法。附着在试管壁上的银镜可用硝酸溶液洗去,再用水冲洗。如果要保存银镜,应先处理试管内的混合液,然后用清水把试管壁上的液体冲洗干净。

总的说来是干净、新制、适量、温热。

口诀

1.银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。

2.氨水量宜试管净,水浴温热出银镜。

相关解释

“一水二银三个氨”的意思是生成物中水分子、银、氨分子的系数分别是1,2,3;

“氨水量宜”的意思是说在配制银氨溶液的时候,氨水不能过量,以沉淀恰好溶解为宜(若氨水过量,一方面会导致试剂不太灵敏,另一方面能生成在受热时会引起爆炸的物质);

“试管净”的意思是说做银镜反应的试管一定要洁净,否则将不能产生银镜,仅出现黑色絮状沉淀,为此在实验前须用10%的氢氧化钠溶液煮沸处理试管,然后依次用自来水蒸馏水洗净;

“水浴温热”的意思是说做银镜反应的试管必须放在水浴中温热,切不可直接放在酒精灯上加热。

折叠 编辑本段 清洗方法

实验前使用热的氢氧化钠溶液清洗试管,再用蒸馏水清洗。

实验后可以用稀硝酸(等物质的量的浓硝酸会产生更多污染)来清洗试管内的银镜,硝酸可以氧化银,生成硝酸银,一氧化氮和水。

过氧化氢和硝酸一样,也能清洗试管上的银镜,并且清洗效果和硝酸不相上下,但素有 “绿色氧化剂”之称的过氧化氢在清洗时不会放出污染环境的二氧化氮气体,但价格比硝酸略贵。所以,用过氧化氢清洗银镜,不但环保,而且还省钱。但是洗涤过程中会产生大量的白雾,可能从试管喷出,伴随放热反应(试管壁滚烫),故洗涤时在必须在通风处、带手套进行。

折叠 编辑本段 应用

实验室中用这个反应来鉴定含有醛基的化合物,工业上则用这个反应来对玻璃涂银制镜和制保温瓶胆。

本实验主要用于制镜工业,同时用于在工业实验室中的有机物原料的浓度鉴别,热水瓶内胆镀银有效防止热辐射从而保温。

参考资料:如何使用参考资料
  • 银镜反应实验.中国知网[引用日期2013-12-14].http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZHHJ1979Z1005.htm
  • 浅谈如何轻松完成银镜反应.郑州市卫生学校[引用日期2013-12-14].http://www.hazzwx.com.cn/show.php?contentid=43
  • 趣味性化学实验的研究.华东师范大学精品课程网[引用日期2013-12-14].http://jpkc.ecnu.edu.cn/0705/jas8.htm
  • [注意事项]乙醛的银镜反应.桂林中学[引用日期2013-12-14].http://www.glzx.net/show.aspx?id=848&cid=125
  • 2013年高中化学考点记忆口诀:银镜反应.高考网[引用日期2012-10-18].http://www.gaokao5.com/zhidao/hx/201210/3147.html
  • 化学诗歌:醛的氧化.马博士教育网[引用日期2013-01-24].http://xueke.maboshi.net/hx/hxsc/gz/jdgn/62639.html
  • 银镜反应必须水浴加热原因探究.政府[引用日期2013-12-14].http://qikan.tze.cn/Template/default/DownLoad.aspx?TitleID=wjlt201305141

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