劉 婷
(南京醫(yī)科大學,江蘇 南京 210029)
現在的化學教材和化學參考書都認為“甲酸分子既有羧基,又有醛基,既具有羧酸的通性,又具有醛的還原性,可發(fā)生銀鏡反應[1]”。但是學生實驗往往難以成功,影響了學生對甲酸還原性的認識。筆者也多次試驗,由于教材中對甲酸銀鏡實驗的表述過于簡單,據此進行試驗,偶爾能生成光亮的銀鏡,成功率比較低,多得到黑色渾濁液。又有很多研究認為由于甲酸分子的p-π共軛效應,在甲酸分子或甲酸根離子中均不存在典型的醛基,所以不發(fā)生銀鏡反應[2]。本著科學嚴謹的態(tài)度,為了提高甲酸銀鏡反應的成功率,幫助學生對于甲酸的結構和特性,尤其是甲酸的還原性的理解,本文就影響甲酸銀鏡反應的幾個條件進行了研究,硝酸銀溶液的濃度,氨水溶液的濃度,甲酸溶液的濃度,水浴溫度四個方面進行了對比試驗,具體操作步驟和結果如下。
電熱恒溫水浴鍋,硝酸銀、氨水、甲醛、甲酸均為分析純。
所有試管用氫氧化鈉煮沸,再用自來水沖洗,最后用蒸餾水潤洗備用。
銀鏡外觀標準:
一級:銀白色銀鏡,均勻致密,效果最佳;
二級:灰白色或灰黑色銀鏡,比較均勻致密,效果較好;
三級:局部或斑點狀銀鏡,效果較差;
四級:無銀鏡或黑色渾濁。
銀氨溶液配制,取所需濃度硝酸銀溶液10滴,逐滴加入所需濃度氨水溶液,邊加邊振搖直至沉淀恰好溶解,然后加入甲酸或甲醛5滴,振搖,放入水浴中加熱。
2.3.1 硝酸銀溶液的濃度和氨水溶液的濃度對銀鏡反應的影響
選擇 0.25mol/L、0.5mol/L、0.75mol/L、1mol/L 4種濃度的硝酸銀溶液,1mol/L、2mol/L、3mol/L、6mol/L 4 種濃度的氨水溶液,5%甲醛溶液,觀察并記錄銀鏡的產生,選出最合適的硝酸銀和氨水濃度,結果見表1。
表1 硝酸銀溶液的濃度和氨水溶液的濃度對銀鏡反應的影響(5%甲醛,60~70℃水浴)
現象:從表1可見,3mol/L和6mol/L氨水濃度大,容易過量,影響銀鏡效果;0.25mol/L硝酸銀溶度太稀,銀鏡效果不理想。 0.75mol/L和 1mol/L硝酸銀效果較好,而1mol/L和2mol/L氨水效果較好,從表上可見,選擇1mol/L的硝酸銀溶液和1mol/L的氨水溶液做甲酸的銀鏡反應最為理想。
2.3.2 不同濃度的甲酸溶液和不同溫度水浴對銀鏡反應的影響
選擇1mol/L的硝酸銀濃度,1mol/L的氨水溶液,1%、5%、10%、30%4 種濃度的甲酸溶液, 在常溫、50~60℃、60~70℃、70~80℃、80~90℃、90~100℃這6種溫度的水浴中觀察銀鏡產生。
表2 不同濃度的甲酸溶液和不同溫度水浴對銀鏡反應的影響(1mol/L AgNO3,1mol/L NH3·H2O,反應時間 20min)
現象:從表2可見,甲酸濃度和水浴溫度對甲酸的銀鏡反應影響很大,甲酸太稀或太濃效果都不佳,5%的甲酸效果最好。水浴溫度要達到70℃以上比較好,但是成鏡速度還是溫度越高越好。在90~100℃水浴中最快產生,其次是80~90℃。
綜上所述,甲酸是可以發(fā)生銀鏡反應的。然而影響甲酸銀鏡反應的因素主要是硝酸銀溶液的濃度,氨水溶液的濃度,甲酸溶液的濃度,水浴溫度。 1mol/L AgNO3,1mol/L NH3·H2O,5%HCOOH,80~90℃水浴溫度20分鐘之內可生成漂亮均勻致密銀鏡。
[1]陳夢龍.甲酸銀鏡反應實驗條件改進[J].化學教育,2005,3:56-57,64.
[2]孫曉朵,孫怡.甲酸還原性研究[J].衛(wèi)生職業(yè)教育,2009,27(11).