银镜反应PPT课件.ppt

“银镜反应”的实验设计与研究1.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2.实验目的：n n掌握银镜反应的原理和制作银镜的操作技巧；n n探索制镜实验的成功条件和关键；n n 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；n n培养理论联系实际、独立思考、独立操作的能力；3.n n研究的内容：n n（1）试管洗涤程度对产生银镜的影响n n（2）不同还原剂对对产生银镜的影响n n（3）还原剂浓度的不同对产生银镜的影响n n（4）银氨溶液酸碱性对产生银镜的影响n n（5）实验条件对产生银镜的影响（振荡、加热温度等）n n（6）其它因素4.n n一、反应原理一、反应原理n n（1 1）配制银氨溶液的化学方程式是）配制银氨溶液的化学方程式是n n AgNO AgNO3 3 +NH +NH3 3HH2 2O =NHO =NH4 4NONO3 3 +Ag OH +Ag OHn n 2AgOH =Ag 2AgOH =Ag2 2O +HO +H2 2OOn n Ag Ag2 2O +4NHO +4NH3 3 +H +H2 2O =2AgO =2Ag（NHNH3 3）2 2OHOHn n（2 2）生成银镜的化学方程式是）生成银镜的化学方程式是n n RCHO +2Ag RCHO +2Ag（NHNH3 3）2 2OH =RCOONHOH =RCOONH4 4 +2Ag +3NH2Ag +3NH3 3 +H +H2 2OO5.n n 二、实验准备n n（1）还原剂 3740%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n n（2）2%AgNO3 3溶液n n（3）2%的氨水溶液n n（4）1%NaOH溶液n n（5）洗涤干净的试管若干支6.n n 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n n仪器的洗涤n n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。7.n n三、对比实验三、对比实验n n （1 1）甲醛或甲酸溶液）甲醛或甲酸溶液n n 中学化学教材中，一般用乙醛溶液或葡萄糖溶液作银中学化学教材中，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，加入中，加入2m 2%AgNO32m 2%AgNO3溶液，再滴加溶液，再滴加2%2%的氨水，边加的氨水，边加边振荡，直至生成的白色沉淀物恰好溶解。然后滴加一边振荡，直至生成的白色沉淀物恰好溶解。然后滴加一滴滴36%36%的甲醛溶液，迅速振荡，结果在常温下瞬间产生的甲醛溶液，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，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也能生成光亮银镜，但必须在常温下静置 n n 12 12分钟。甲醛溶液替代乙醛溶液或葡萄糖溶液作还原分钟。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。剂，银镜反应实验不须加热，操作简单成功率高。n n（由于甲醛有毒，有条件可以考虑尝试甲酸）（由于甲醛有毒，有条件可以考虑尝试甲酸）8.n n（2）乙醛溶液n n用2%、5%、10%、20%、40%的乙醛溶液做对比实验。n n 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6070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。9.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）。10.n n（3 3）葡萄糖溶液）葡萄糖溶液n n用用5%5%、10%10%、15%15%、20%20%的葡萄糖溶液做对比实验。的葡萄糖溶液做对比实验。n n 取干净试管取干净试管4 4支，编号支，编号1#1#、2#2#、3#3#、4#4#，各加入，各加入2ml 2ml 2%2%的的AgNO3AgNO3溶液，再滴加溶液，再滴加2%2%的氨水（边加边振荡）至的氨水（边加边振荡）至白色沉淀物恰好溶解，然后依次加入白色沉淀物恰好溶解，然后依次加入5%5%、10%10%、15%15%、20%20%的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液1ml1ml，快速振荡后置于，快速振荡后置于60607070的水的水浴中。浴中。3 43 4分钟后，四支试管都有银镜生成，其中，试分钟后，四支试管都有银镜生成，其中，试管管2#2#的银镜质量最好，试管的银镜质量最好，试管1#1#、3#3#次之，试管次之，试管4#4#的银的银镜质量最差。镜质量最差。n n 实验结果说明，葡萄糖溶液浓度越大，反应速度越快，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，用上，而沉淀在溶液中，形成的银镜层较薄。因此，用10%10%的葡萄糖溶液作银镜反应的还原剂最合适。的葡萄糖溶液作银镜反应的还原剂最合适。11.n n（4 4）酸碱性）酸碱性n n 取干净试管二支，编号取干净试管二支，编号1#1#、2#2#，各加入，各加入2ml 2%2ml 2%的的AgNO3AgNO3溶液，在试管溶液，在试管1#1#中加入一滴中加入一滴1%1%的的NaOHNaOH溶液，溶液，然后在试管然后在试管1#1#、2#2#中分别滴加中分别滴加2%2%的氨水（边加边振荡）的氨水（边加边振荡）至白色沉淀物恰好溶解，再滴加至白色沉淀物恰好溶解，再滴加5%5%的乙醛溶液各的乙醛溶液各4 4滴，滴，快速振荡后置于快速振荡后置于60607070的水浴中。约的水浴中。约2 2分钟后，试管分钟后，试管1#1#有光亮的银镜形成；约有光亮的银镜形成；约3 3分钟后，试管分钟后，试管2#2#有光亮的银有光亮的银镜形成。镜形成。n n 银镜反应必须在微碱性溶液中进行，适当提高溶液银镜反应必须在微碱性溶液中进行，适当提高溶液的碱性，可提高的碱性，可提高 Ag Ag（NH3NH3）2OH2OH的浓度，同时碱性的浓度，同时碱性的提高可能加速醛的氧化，因此，当溶液的的提高可能加速醛的氧化，因此，当溶液的PHPH值增加，值增加，反应速度加快。通常，当溶液反应速度加快。通常，当溶液PHPH8 8时，不能形成银镜；时，不能形成银镜；溶液溶液PH PH 为为89 89 时，反应速度较慢；溶液时，反应速度较慢；溶液PHPH为为910910时，时，反应速度较快，能形成光亮的银镜。但是溶液不能呈强反应速度较快，能形成光亮的银镜。但是溶液不能呈强碱性，因在强碱性条件下，银氨溶液本身也能形成银镜，碱性，因在强碱性条件下，银氨溶液本身也能形成银镜，无须含醛基化合物。无须含醛基化合物。n n 12.平时做该实验时，如果用葡萄糖作还原剂，则几乎100%成功，但用乙醛溶液作还原剂，则经常不能形成银镜。我认为其主要原因是：实验室里的乙醛试剂，一般都是部分变质的，变质后的乙醛试剂呈酸性（PH为4），用此乙醛试剂配制的乙醛溶液，滴加到银氨溶液后，降低了反应液的碱性，醛浓度越高则滴加后反应液的碱性越低，反应速度越慢。可用NaOH溶液把乙醛溶液调到PH在810之间，使得反应液呈微碱性。同理，用淀粉水解液做银镜反应实验，也必须用NaOH溶液中和水解液，使溶液略显碱性。13.n n四、其它条件的选择n n（1）反应温度n n 用乙醛溶液和葡萄糖溶液做银镜反应实验，一般用水浴加热，用酒精灯加热，温度较难控制，且可能产生容易爆炸的一氮化三银（Ag3N）。水浴温度保持6070，低于60反应速度慢，高于70，反应速度太快，析出的银粒大，易沉淀在溶液中，形成的银镜层偏薄。14.n n（2）硝酸银浓度和氨水浓度n n AgNO3溶液的浓度过小，银镜层不饱满；当然浓度过大，浪费药品。一般以AgNO3的质量分数2%5%为宜。n n 在制备银氨溶液时，如果氨水浓度过大，则溶液中氨易过量。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；另外，过量的氨水会降低试剂的灵敏度，且易生成爆炸性物质。一般氨水浓度选择2%5%（质量分数），用大于5%氨水滴加，极易过量。但用小于2%氨水滴加，会使溶液的碱性偏低，反应也不能顺利进行。15.五、结论五、结论 银镜反应实验的适宜操作条件如下：银镜反应实验的适宜操作条件如下：还原剂还原剂实验操作实验操作甲醛溶液甲醛溶液乙醛溶液乙醛溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液2%AgNO32%AgNO3溶液溶液2ml2ml2ml2ml2ml2ml1%NaOH1%NaOH溶液溶液一滴一滴2%2%的氨水溶液的氨水溶液滴至白色沉淀滴至白色沉淀物恰好溶解物恰好溶解滴至白色沉淀滴至白色沉淀物恰好溶解物恰好溶解滴至白色沉淀滴至白色沉淀物恰好溶解物恰好溶解3740%3740%的甲醛的甲醛溶液溶液一滴一滴5%10%5%10%乙醛乙醛溶液溶液4 4滴滴10%10%葡萄糖溶葡萄糖溶液液1ml1ml反应温度反应温度常温常温6070607060706070反应时间反应时间2min2min3min3min34min34min16.