硫酸银进行葡萄糖的银镜反应的创新实验

薛诗培

（云南省楚雄东兴中学，云南 楚雄）

银镜反应是验证醛基和酮基还原性的典型反应，通常情况下采用质量分数3%的硝酸银溶液和2%氨水所反应生成的含有银离子铵离子的络合物银氨配离子溶液和葡萄糖在水浴加热的条件下发生反应，该种配合物溶液被氧化为羧酸而其中的银离子被还原为银单质，在光滑的玻璃表面形成一层光亮的银镜，所以被形象称为银镜反应。

一、模仿硝酸银的操作进行银镜反应的困难

1.硝酸银是在溶液中与一水合氨络合成为银氨配离子的，而硫酸银作为一种微溶物质，无法在溶液中进行络合反应。

2.传统的银镜反应操作所使用的装置较为复杂，耗时较长。

二、硫酸银银镜反应的实验探究

查阅有关资料结合化学知识经验判断得出猜想，针对硫酸银无法形成一定浓度的水溶液这一问题，我进行了多次实验，对如何让硫酸银发生类似硝酸银的银镜反应的实验探究。最终得出了硫酸银发生银镜反应的较好方法：①直接使用浓氨水和硫酸银固体反应形成含有银氨配离子的溶液；②提高葡萄糖浓度至常温下饱和浓度；③创造碱性条件使葡萄糖体现还原性，使用氢氧化钠调节pH至9-11；④不加热。

三、实验探究过程的描述

1.用沸水最大限度地提高硫酸银的溶解度法

实验过程：取一干净的烧杯，取1g硫酸银固体于烧杯中，加入250ml加热至97℃的沸水并用玻璃棒搅拌使其尽可能溶解。并在烧杯底部使用电炉加热保持温度，至固体无法溶解时取上层溶液5ml于试管，滴加2%氨水，产生棕色物质，继续滴加氨水至棕色物质恰好大部分溶解时将试管放于另一内置沸水的烧杯中，滴加6滴葡萄糖溶液，静置观察现象。

实验现象：试管壁仅出现极薄的单质银。

实验分析：由于硫酸银的溶解度-温度曲线较为平缓，提高溶解温度并不能明显提高硫酸银在水中的溶解度。

实验结论：无法通过升高温度的方法提高硫酸银的溶解度至可以发生银镜反应的程度。

2.直接使用固体配制银氨溶液法

实验过程：取1g硫酸银于烧杯中，加入足量浓氨水，至硫酸银大部分溶解。取5ml溶液于试管，滴加6滴葡萄糖溶液于试管中，将试管放置于热水中水浴加热。观察现象

实验现象：10分钟后溶液颜色逐渐变深，15分钟后在试管壁生成光亮的银镜。

实验分析：这个实验证明了使用硫酸银和氨水直接生成银氨溶液的思路是正确的，但实验同样存在以下几点很大的缺点：①使用浓氨水配溶液，需要水浴加热使大量氨气逸出，增大对人的刺激，且对环境不利；②所需装置较为复杂；③反应时间过长。

实验结论：直接使用固体和氨水配制银氨溶液的方法是可行的，但传统的水浴操作在实际试验中不适合被采用。

3.直接使用固体配制银氨溶液，调节PH使葡萄糖中的醛基在常温下体现强还原性

实验过程：取1g硫酸银于烧杯中，加入足量浓氨水，至硫酸银大部分溶解。取葡萄糖溶液6滴，滴入氢氧化钠溶液调节pH至10，静置观察现象。

实验现象：约3分钟后，溶液开始变黑。约5分钟，在试管壁生成了光亮的银镜

实验分析：不需加热的方法减少了氨气的逸出对人的刺激及对环境的污染。但还原时间仍然较长。

实验结论：这样的改进已经较大程度解决了硫酸银银镜反应发生困难的问题，但实际操作中，所需时间仍然较长。

4.直接使用固体配制银氨溶液，调节pH，增大葡萄糖浓度提高平均反应速率

实验过程：取1g硫酸银于烧杯中，加入足量浓氨水，至硫酸银大部分溶解。取饱和葡萄糖溶液6滴，滴入氢氧化钠溶液调节PH至10，静置观察现象。

实验现象：在滴入饱和葡萄糖之后溶液立刻变黑，并立刻在试管壁出现了光亮的银镜。

实验分析：通过提高葡萄糖浓度的方法显著地提高了平均反应速率，不需加热的改进使实验较原来的实验有了操作简便、仪器要求低、对环境友好、对人刺激小等优点。

实验结论：使用这样的方法已经较为完美地解决了硫酸银作为一种微溶物质，无法在溶液中进行络合反应，传统的银镜反应操作所使用的装置较为复杂，耗时较长的问题。更加适合作为实验创新的模范在课堂上展示。且经过反复实践对比，使用这个方法所制作的银镜教硝酸银银镜相比成功率更高，所用时间更短。生成的银镜更加光亮、均匀。

四、实验中应该注意的问题

1.所使用的玻璃仪器内部表面必须足够洁净。经过重复试验，建议使用10%氢氧化钠洗涤后用清水冲洗，重复2~3遍以上步骤。若仪器未清洗干净，可能会出现银镜不均匀甚至无法生成银镜的问题。

2.不要将固体硫酸银完全溶解，避免出现氨水过量的问题，氨水过量使得银氨配离子的稳定性增强，降低了银氨溶液的氧化性。

3.银氨溶液需要现配现用，久置生成极不稳定易爆物质氮化银，反应后的溶液应及时倒掉，避免久置后因碰撞发生爆炸伤人的事故。

4.加入最后一种溶液后应迅速震荡并迅速放置，否则可能会因为银无法均匀析出而出现黑点。

5.应控制加入氢氧化钠的量，经试验证明，氢氧化钠调节pH为9~11为最佳反应的pH区间，若pH过高会使生成的银镜发黑，达不到光亮的程度。

6.实验结束后，仪器的上附着银可以使用2%左右的稀硝酸清洗后生成硝酸银备用，减少贵重试剂的浪费。