铜镜银镜反应实验报告精华版

铜镜银镜反应实验报告精华版 银镜反应和铜镜反应 一、实验目的 1. 生成光亮银(铜)镜的实验条件。 2. 掌握相关的实验操作方法。 二、实验用品 试管、试管夹、酒精灯、培养皿、石棉网、10%氢氧化钠溶液、0.5M氨 水、浓氨水、5%硝酸银溶液、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(现配)、10%氯化亚锡溶液 三、反应原理 银镜: 银氨溶液具有弱氧化性，含有醛基的物质具有还原性，在碱性条件下水浴加 热可以发生反应: RCHO+2Ag(NH3)2OH?RCOONH4+2Ag?+3NH3+H2O. 还原生成的铜附在试管壁上，生成银镜。 铜镜: 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，配制成 “斐林试剂”。 这时，再加入甲醛，即有红色单质铜沉淀产生(甲醛具有还原性)就 会在培养皿上形成光亮的铜镜。 四、实验现象记录及分析 实验步骤 实验现象 现象分析 银镜反应 振荡后溶液变成无 氧化银沉淀溶于 氨水。甲酸钠具有(1)、取一支试管，色，在50,70?水 还原性，将银还原 浴中加热35分钟，加4,6滴酒石酸钾出来。 有银镜生成，但银钠溶液和1mL蒸馏 水，再加10滴甲酸镜生成数量较少。 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。 甲醛具有还原水浴加热4分钟即(2)在试管中加 有银镜生成，色泽性，将银还原出 2ml2%AgNO3溶液，加光鲜，亮丽。 来，效果很明 显。 10%NaOH溶液2滴， 逐滴加氨水至刚好 溶解、加37%甲醛溶 液1滴。 (3)在试管中加入酒石酸钾钠和甲将试管置于70? 酸钠在一起进行3滴甲酸钠溶液和 水中加热至近沸反应，反应进行 2mL蒸馏水，充分振的快速，现象明点，几分钟后，出 显。 荡，边滴加银氨溶 来银镜，但质量很 液边振荡至沉淀刚差，色泽暗淡，呈 好溶解。 棕黑色。 无明显现象 铜镜反应 无明显现象 (1)、用肥皂洗净手， 用去污粉将培养皿 擦洗干净，在把洗涤 剂放在小烧杯中加 水溶解，加热至 80?，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。 静置后，依然氯化亚锡溶液无 (2)将20mL氯化亚无色透明。 色透明。 锡溶液倒入培养皿 中，静置5分钟后倾 去，用蒸馏水小心淋 洗，待干。 5%硝酸银和氢氧氧化银沉淀溶 (3)在50mL烧杯加于氨水，并且氨 化钠溶液生成白 入2滴5%硝酸银和1水和葡萄糖反 色沉淀。加入氨 应剧烈，马上生 水，沉淀溶解。加滴氢氧化钠溶液，逐成银。 入葡萄糖溶液。溶 滴加入0.5M氨水至液马上变棕色。培 养皿上有一层淡沉淀刚好溶解，加入 淡的暗黄色。 15mL蒸馏水，搅拌 后再加入3mL3%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，再用烘箱 烘干或晾干。 (4)50mL烧杯中混合后溶液马上被还原出来的铜 充分混合等体积变为蓝色。静置镀在培养皿上。 (约7mL)7%的硫后，培养皿内部有呈现为金黄色。 酸铜溶液、酒石酸一层铜。 钾钠溶液和37%甲 醛溶液。立即倒入 培养皿中，静置5 分钟。 五、实验影响因素分析 ?反应物浓度对碱性化学镀铜的影响 ?HCHO 加入量对化学镀铜的影响，随着HCHO浓度的升高，反 应进行的更彻底，但是达到了一个最大值后，反应速率不再增 加。 ?CuSO4 浓度对化学镀铜的影响，铜片质量的增量随CuSO4 浓度增长而呈线性变化。 ?NaOH浓度对化学镀铜的影响，pH值对化学镀有很大的影响。随着NaOH浓度的升高，反应进行的更彻底，但是达到了一个最大值后，反应速率不再增加。 ?温度的影响 提高温度，可大大提高沉积速度。 ?镀液的调整 镀液施镀直到蓝色镀液变浅时，再补加硫酸铜和甲醛后可继续 镀。 ?PH值对银镜反应的影响 银镜反应通常在PH9,10 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。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。 六、实验中出现现象及其解释 1、溶液混合后，振荡要充分。加入最后一种溶液时，振荡要快， 否则会出现黑斑或产生银镜不均匀。 原因:因为这个反应十分的迅速，银已经析出，变黑;再振荡，也 不会均匀。 2、加入的氨水要适量。 原因: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 物氨气的浓度，会使该电离平衡向逆反应方向移动，抑制了氢氧化二胺 离子的电离，使溶液中浓度相应减小，导致银镜反应效果不佳。 3、银氨溶液只能临时配制，不能久置。 原因:如果久置会析出叠氮化银、氮化银、亚氨基银等爆炸性沉淀物。 这些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈爆炸。 4、试管必须洁净、光滑。 原因:否则不能使金属均匀附着在试管的内壁上形成银镜，只能生成 黑色、疏松的沉淀。 5、制备银氨溶液时，一定要用稀氨水而不能用浓氨水 原因: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，导致实验失败 AgNO3+NH3?H2O=AgOH?+NH4NO3 AgOH+2NH3?H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O 七、反应机理: 基于这样一个亲核加成反应机理， 就不难理解甲酸钠只有在 银氨试剂中才可发生银镜反应这样一个反应现象。在甲酸根离 子中，羰基碳以sp2 杂化方式与周围的两个氧原子和一个氢原 子形成三个共平面的σ 键，未杂化的p 轨道与周围两个氧原 子的p 轨道形成一个三中心四电子的大π 键，大π 键的形成 降低了羟基与羰基碳发生亲核加成的活性，同时也降低了与羰 基相连氢原子的活性，因此，与甲醛相比，甲酸钠生成银镜反 应需要的温度更高、时间更长。对于葡萄糖和果糖， 由于葡 萄 糖是一个多羟基醛，是一个还原性糖，较易发生银镜反应。 八、银镜实验的改进 (1)甲醛是有毒的，为了身体健康，可以选用乙醛代替，效果更好。 (2)不需加热的银镜反应，在洁净的试管中加人1ml2,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 1, 2CH3CHO滴的溶液，再加入1,2滴5,NaOH的溶液，有褐色出现，进行振 荡就会出现光亮的银镜。 九、参考文献 [1]斯琴高娃,乌云.银镜反应实验研究[J].化学教学, 2006,( 12) [ 2]万新军.丙酮也能发生银镜反应[ J] .安庆师范学院学2001,( 4) [3]乔金锁. 甲酸银镜反应的研究[J]. 化学教学, 2005,( 7/8) [ 4] 张喜芝,郭应臣,阎家伟,等.温度PH 值对银镜反应的影响 [ J] . 南都学坛, 1994, (6)