银镜反应和铜镜反应

《银镜反应和铜镜反应》由会员分享，可在线阅读，更多相关《银镜反应和铜镜反应（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2012 年12 月6号银镜反应和铜镜反应一、实验目的1. 研究生成金属银镜和铜镜的条件。2. 掌握相关的实验操作。二、实验原理(1) 银氨溶液的配制：AgN03+NaOH 二AgOH J+NH4NO3AgOH+ 2NH3H2O= Ag(NH3)2OH+2H2O(2) 银镜反应： 银氨溶液具有弱氧化性，含有醛基的物质具有还原性，在碱性条件下加热可发生 反应 RCH0+2Ag(NH3)2+2OHTCO32-+2AgO+NH4+3NH3个+H20.还原生成的银镜附在试管壁上，形成光亮的银镜。 甲酸钠溶液与银氨溶液反应：HCOO-+2Ag(NH3)2+2OH-CO 2-+2Ag&+NH4+3NH3

2、个+H20.甲醛溶液与银氨溶液反应：HCHO + 4Ag(NH3)2OH - 4Ag& + 6NH3 个 + (NH4)2CO3 + 2H2O葡萄糖溶液与银氨溶液反应：CH9OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)9OHH9O+2Ag+3NH3 个+CH20H(CH0H)4C00NH4厶J 厶厶J厶(3) 铜镜反应：由硫酸铜与氢氧化钠反应，生成氢氧化铜，再加入酒石酸钾钠。配置成“斐林试 剂”这时，加入甲醛，既有红色单质铜沉淀产生(甲醛具有还原性)，在培养皿 表面形成光亮的铜镜。CH2OH(CHOH)4CHO +Cu (OH) 2CH2OH (CHOH)4COOH+ Cu&+ HO其中加入酒石

3、酸钾钠，可与铜离子络合，起到了稳定铜离子的作用。三、实验用品 试管、试管夹、酒精灯、培养皿、石棉网、烧杯、铁架台10%氢氧化钠溶液、5%硝酸银溶液、0.5M氨水、浓氨水、7%硫酸铜溶液、6M盐酸、 3%葡萄糖溶液、 37%甲醛溶液、甲酸钠溶液、酒石酸钾钠溶液、银氨溶液、 10% 氯化亚锡溶液洗涤剂、蒸馏水四、 实验步骤步骤现象1、银镜反应(1)取一支试管，加5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10滴银氨溶液，再滴 入2滴浓氨水，振汤后溶液变为无色。 在热水浴中加热。加银氨溶液后溶液呈淡棕色，滴加浓氨 水振汤后溶液变为无色。水浴后较快生成光亮的银镜。(2)在试管中

4、加入2ml 2%硝酸银溶液， 加2滴10%氢氧化钠溶液，逐滴加氨水 至刚好溶解，加1滴37%甲醛溶液。加氢氧化钠溶液后出现灰棕色沉淀，加 氨水后沉淀溶解，溶液变澄清，加甲醛 后溶液中立即出现灰黑色，而后试管壁 上有小块的银镜出现。(3)在试管中加入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。将试管置于 热水浴中加热。开始滴加银氨溶液出现灰棕色沉淀，而 后随着银氨溶液的滴加，沉淀溶解，溶 液变为澄清。水浴后经过几分钟最终生 成光亮的银镜。(4)在试管中加入2ml 2%硝酸银溶液， 加2滴10%氢氧化钠溶液，逐滴加氨水 至刚好溶解，加10滴葡萄糖溶液。将加氢氧化

5、钠溶液后出现灰棕色沉淀，加 氨水后沉淀溶解，溶液变澄清。水浴后 最终生成十分光亮的银镜。试管置于热水浴中加热。探究：在试管中加入2ml 2%硝酸银溶 液，逐滴加氨水至刚好溶解，加10滴 葡萄糖溶液。将试管置于热水浴中加 热。开始滴加氨水出现灰棕色沉淀，而后随 着氨水的滴加，沉淀溶解，溶液变澄清。 水浴后最终生成比较光亮的银镜。2、铜镜反应(1)用水将培养皿洗净，再把洗洁精 放在小烧杯中加水溶解，加热至80C, 将它倒入培养皿中，静置冷至室温，倾 去后分别用水和蒸馏水全面淋洗，备 用。(2)将20ml氯化亚锡溶液倒入培养皿 中，静止5分钟倾去，用蒸馏水小心淋 洗，待干。(3)在50ml烧杯中加入

6、2滴5%硝酸银 和1滴氢氧化钠溶液，逐滴加入0.5M 氨水至沉淀刚好溶解，加入15ml蒸馏 水，搅拌后再加入3ml 3%葡萄糖溶液， 混合后立即倒入培养皿中，静置5分钟， 当溶液呈棕色后倾去，用蒸馏水小心淋 洗，甩干。加氢氧化钠溶液后出现灰棕色沉淀，加 氨水后沉淀溶解，溶液变为澄清。静置时溶液逐渐变为棕色。(4)在50ml烧杯中充分混合等体积(约 7ml)的硫酸铜溶液，酒石酸钾钠溶液 和37%甲醛溶液。立即倒入培养皿中， 静置5分钟。静置2分钟时发现培养皿底部开始出现 气泡，立即倾去溶液后培养皿底部覆盖 了一层平整光亮的铜镜，但铜镜不完 整。四、结果及讨论1、银镜反应： 酒石酸钾钠溶液和甲酸钠

7、溶液 甲醛溶液 甲酸钠溶液 葡萄糖溶液进行的银镜反应中1. 结论：葡萄糖溶液的效果最佳，生成了十分光亮的银镜，镀层均一， 现象明显。2. 解释：实验（2 ）：实验中发现加甲醛后溶液中立即出现灰黑色，而后 试管壁上有小块的银镜出现，因为甲醛分子中含有两个醛基，与该银氨溶液的反 应太敏感，使银析出过快而变黑，不能生成均一光亮的银镜镀层。3. 对比实验（1）与（3）：实验（ 1）中多加了酒石酸钾钠溶液，而银镜 能明显更好更快地生成，说明酒石酸钾钠溶液对均一银镜镀层的生成有一定 的促进作用。4. 对比实验（4 ）与其探究实验：实验（4 ）中多加了氢氧化钠溶液，而生 成的银镜效果更加好。因为在碱性溶液中

8、醛类的还原能力比在酸性溶液中强， 在一定范围内适当增大 PH 有利于银镜的生成。所以在银氨溶液的配制或实验 中首先加入10%Na0H溶液使硝酸银先生成沉淀后在加入0.5M氨水使沉淀溶解, 这种方法配制的银氨溶液往往可以使银镜很快生成。2、铜镜反应： 当混合液倒入培养皿静置时，溶液逐渐变为棕色，因为反应慢慢进行，银逐渐 析出。 充分混合等体积的硫酸铜溶液，酒石酸钾钠溶液和37%甲醛溶液，倒入培养皿 中，静置 2 分钟后，发现培养皿底部开始出现气泡，因为反应有少量氢气产生， 此时应立即倾去溶液，因为气泡的产生会使镀出的铜镜表面粗糙，而镀成表面“坑 坑洼洼”的铜镜。 由硫酸铜与酒石酸钾钠溶液混合，配

9、制成“斐林试剂”，再混入甲醛使其 被还原，即有红色单质铜沉淀产生，形成铜镜。 最终生成的铜镜表面平整光亮，但并不完整，可能是培养皿未完全清洗干净， 使镀银时部分地方未镀好。拟解决的问题以及探究：1. 探究并验证铜镜反应中的的气泡是什么气体？ 答：铜镜反应中培养皿底部有气泡说明有气体放出，将气体点燃有明亮的火焰， 说明生成的是可燃性气体，我们猜想是氢气，验证方法如下：我们取7 %硫酸铜酒石酸钾钠溶液和37 %甲醛溶液各20 m l混和倒入试管中， 此时即见有微小气泡逸出液面, 在水浴上微热后收集气体, 点嫩之有“ 唉” 的一声。接在尖咀石英导管上点嫌得兰色火焰, 获盖烧杯于火焰上则出现水珠, 初

10、 步证明放出气体为氢气。进一步证明：（1）将生成的气体通过灼热的氧化铜，氧化铜由黑色变为红色，管口有水滴生 成。证明是氢气。（2）用一干燥的烧杯倒置，将气体引入燃烧,如果是淡蓝色火焰，燃烧后看有水 珠生成，然后在迅速倒置加入澄清的石灰水，不变浑浊，证明生成的是氢气。2. 反应中为什么要用水浴加热？ 答：用水浴加热有俩个原因：（1）使其受热均匀（2）因为这些反应是有机物参与的一个反应，我们说有机物参与的反应一般都 隔绝明火加热。防止有机物的燃烧。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40C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

11、光亮的银镜，而只能得到黑色细粒银的 沉淀3、为什么用甲醛制备的银镜效果不好？ 答：因为甲醛分子中含有两个醛基，与该银氨溶液的反应太敏感，使银析出过快 而变黑，不能生成均一光亮的银镜镀层。4、通过对比有酒石酸钾钠参与的甲酸钠溶液和没有酒石酸钾钠的甲酸钠溶液形 成的银镜效果，说明酒石酸钾钠在这个反应中起了什么作用？答：有酒石酸钾钠的甲酸钠溶液生成的银镜效果更好，说明酒石酸钾钠溶液对均 一银镜镀层的生成有一定的促进作用，络合剂使银镜效果外观更好。5、溶液的碱度对银镜生成的影响？答：根据实验反应式：CH3CHO + 2Ag(NH3 )20H =CH3 - COOH + 2Ag|十4NH3十H 2 0

12、.由于反应中生成了 竣酸，所以适当提高碱度有利于银镜反应的进行。实验指出，银氨溶液的声值为10.20，加人少量的NaOH使溶液的pH值增至1 1.80，生成银镜的 时间最快，但也不能加人大量的NaO H,否则银氨溶液生成大量Ag 2 0,使 溶液生成沉淀，影响银镜的生成。6、还原剂浓度对银镜生成的影晌？ 答：根据能斯特方程，减少还原剂的浓度可减小还原剂的电极电位，提高还原剂 的还原能力，使反应速度加快，实验指出，用1：20乙醛溶液比40乙醛(原 装)溶液，生成银镜的时间更短。但也不能过低，否则生成银的量太少，效果反 而不佳，如用5 0g/L葡萄糖比用10 0g/L葡萄糖生成的银镜的时间反而增

13、加。7、探究硝酸银浓度对银镜生成的影晌？ 答：根据能斯特方程，增加氧化剂浓度，可增大氧化剂的电极电位，提高其氧化 能力。又根据化学动力学，质量作用定律：在恒温下，基元反应速率正比于各反 应物浓度幕的乘积，各浓度幂中的指数等于基元反应方程中各相应反应物的系 数，增加反应物浓度，使反应速率增大，故加快反应速度。实验指出用0 .5m ol/LAgNO3 比用 0.1mol/LAgNO3生成银镜的时间缩短，但也不能过大，否则短时间内生成大量的银 来不及沉积吸附在试管壁上，出现部份斑点，效果反而不好。8、为什么醛基具有较强的还原性？答:它貝有较强的还原性*这是因沖，一方面醛基中的氢原子受規 基第响，O-

14、H撻极性増退，变得容易斷裂；另一方面醛華若被 氣化成躱基”能虽就会有所降低，即竣基比醛基聽定，使得醒基 有孰化成竣基的趋向.9铜镜反应的原理是什么？ 答：酵具有还區件易餓龔比,而JH不园型週 化”芳用强無化剂如冊储槪桦、嚴恢-不也便麽 丑化成舍些同融產临子的歩與也範使醐的議 基現与口碳之间的篠龍斷裂电城含礁我较少 的煎展馄合牧T囚此利用稱匏让列嬰然谊剤.托 伦试刊或斑氏试制能就此Iff而不能氛比蘭甜予 区别.雯竦试刑与脂肪略的抵优还履反应LR C-H + 2Cn I NaOH4-Hj0XR-C 0闻赫砖虹色qH由F反应丽后的变ft现踉明县，所哄常判 用它们来鉴别酹酬.血于甲醉与帶昉匪结构不屈它

15、和的还原 性不同甲陌,*鬲肪岳严rAHvi+ S-甲薩的还踪性较脂肪畴强”所甲磅与史林试 刑反应，斐林试剂中的6：1不是啟还原成 Cu.O的砖虹色沉淀.而呈虫化厳金禺常讯H - 总 一 H 亠 2Cuf T + 2KaOH I- H：O XN；iO-C-ONs+2Cu + $H +Mi犀反应器荃很T挣，轉有铜欖母戒,U2 C G璃慕上的罠的电负性比碳大“具有吸电子 柞用、便離基碳与直接和它相连的老之间的扱 性坤X，嫌其锻上的鬣就岸幫需泯弱潑领址 而具有还虑性”昭肪廉比甲醉多-平斤电于脂 肪炖?L便尿基碾与农之同的做性越少、囚此10. 为什么银镜反应不用AgNO3,而用Ag(NH3)2OH做氧化剂？ 答：用A-NO3溶液虽然可以使醛氧化，但由于溶液中A/ 较大反应速度太快以致在试管壁上难以再到细洁光亮的银 镜，而是析出黑色的银粒*用Ag(NH3)2OH作氧化剂，因 Ag(NH3)a+络离子有一定稳定性，溶液中LAg+低得多*反应 速度不至于太快，就能在管壁上析出一层完整光亮的银的镀层级11、银氨溶液为什么必须随配随用， 不能久置？答：因为久置的银氨溶液会析出雷酸银和叠氮银(AgN3)、氮化银(Ag3N)、亚