丁利铸
(南京市第十二中学 江苏南京 210011)
影响乙醛银镜反应效果的因素是什么?
丁利铸
(南京市第十二中学江苏南京210011)
摘要:一次不成功的银镜反应实验引发的思考,查阅资料、理论分析,结合实验验证,找出乙醛银镜反应最佳效果的实验条件。
关键词:银镜反应;分布分数;pH值
按人教版高中化学选修5中“醛”中关于银镜反应实验要求进行操作,却没有成功,这引起了我对银镜反应的思考,是什么原因有时成功,有时不成功?
1.教材内容重现
人教版高中化学选修5中“醛”中关于银镜反应是这样描述的:在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴加入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止制得银氨溶液,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,观察并记录实验现象。
2.问题提出
同样的试剂,严格按照实验要求操作,有时观察到漂亮的银镜,有时没有银镜,影响的因素是什么?如何保证成功率呢?
1.查阅资料
通过查阅乙醛银镜反应的相关资料,对现象产生影响的因素主要有温度、乙醛的浓度、银氨溶液的配制。要使乙醛银镜实验获得较好的成镜效果,最佳的实验条件应该控制在:
①反应的温度在65~70℃之间为宜,南方的春季或者冬季较冷,可以将水浴温度控制在70℃,夏季或者秋季室温较高,可以将水浴温度控制在65℃。
②用乙醛作为还原剂做银镜反应时,对实验影响最大的因素是乙醛的浓度。实验的最佳条件是用40%的乙醛溶液,使用2%的硝酸银溶液。
③最适合的pH在本实验的条件下是11.4~10.8。
2.理论分析
表1不同pH条件下银氨溶液中Ag+的各种存在状态的分布分数(略去βAg(NH3)+的分布数)
计算说明在氨性环境中pH≥10时,Ag(NH3)2+是银离子的主要存在形式,也就是说银氨溶液要在氨性环境中配制是因为其特殊的结构决定的,只有银离子的存在状态是Ag(NH3)2+时才是用于银镜反应的溶液;而不同的pH环境决定了银氨溶液中银离子的存在形式。
3.实验验证
2%的稀氨水稀氨水的pH值约为11.7左右。用1 mL 2%的AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴加入2%的稀氨水配制6种同pH值银氨溶液,再滴入3滴40%的乙醛溶液,温度在65~70℃之间水浴加热3-5分钟,实验结果如下。
乙醛溶液 无银镜 银镜 银镜 银镜 很少银镜pH值 11.5 11.3 11 10.5 10 9 3滴40%极少银镜
上述实验的结果说明了并不是银氨溶液的pH越高,Ag(NH3)2+离子的存在状态越多,银镜的效果越好,过低的pH值也不利于银镜反应发生,在本实验的条件下最适合的pH值是11左右。在银氨溶液中,银离子和氨分子容易形成配离子,当Ag+和NH3形成稳定的配离子Ag(NH3)2+时,会使游离的Ag+离子浓度大大降低。
由于形成AgOH需要OH-,因此需要滴加1滴4%NaOH溶液,但是溶液的碱性过强,根据能斯特方程可知,其电极电势会降低,即金属离子的氧化能力会减弱。适当滴加碱性溶液,有利于乙醛的成镜反应。
建议教材中银镜反应实验:在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液,加1滴4%NaOH溶液,然后边振荡试管边逐滴加入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止制得银氨溶液,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,观察并记录实验现象。
或在洁净的试管中加入1 mL 2%的AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴加入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止,调整pH值在11左右,制得银氨溶液,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,观察并记录实验现象。
1、在使用化学教材的过程中,遇到困惑时,不能放过,需要去质疑、去探索,去伪存真。通过对这次没有成功的乙醛银镜反应实验的探究,知道影响乙醛银镜反应效果的因素,NaOH溶液作用是形成AgOH需要OH-,明白了试验不成功的原因,确保实验效果明显。
2、从教师专业成长的角度看,要善于及时记录自已在教学中的新发现、新见解、新问题,通过分析、实验探究、反思等方式不断自我完善,提升自己的专业素养,不断发展和提高教学水平。
参考文献
[1]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础[M].北京:人民教育出版社,2007,2
[2]武汉大学.分析化学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2000
[3]北京师范大学化学系有机教研室.有机化学实验[M].北京:北京师范大学出版社,1993:77
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.02.031
文章编号:1008-0546(2016)02-0092-02
中图分类号:G632.41
文献标识码:B