甲酸银镜反应的实验改进
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甲酸银镜反应实验的探究作者:伍强杜金铃杜明桂来源:《化学教学》2017年第11期摘要:对银氨溶液自身反应成镜做了探究,发现用浓度大于6%的硝酸银溶液和氨水,添加适量氢氧化钠溶液来配制银氨溶液,置于90~100℃水中水浴加热,能在较短时间内生成银镜。
设计添加氢氧化钠的银氨溶液鉴别甲酸的实验,实验生成了银镜;用离子色谱法测定反应前后溶液中甲酸根离子浓度,浓度几乎不变,认为甲酸没有参与银镜反应。
关键词:甲酸;银氨溶液;银镜反应;离子色谱法;实验探究文章编号:1005–6629(2017)11–0068–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B一些高等有机化学教材涉及到甲酸的鉴别时,都认为银氨溶液可以鉴别甲酸,因为甲酸分子中有醛基,故有还原性;甲酸能发生银镜反应,常用于甲酸的定性鉴定[1~2];甲酸可被弱氧化剂氧化,生成碳酸盐,能与托伦试剂作用生成银镜[3]。
从20世纪八十年代至今有30多篇文献认为甲酸能发生银镜反应,并探讨如何实验能制得漂亮的银镜[4~7]。
在教学测试中,常有认为甲酸能发生银镜反应的试题,甚至高考试题,如2011年江苏省高考化学试题第17题(3)。
为此,对水浴加热银氨溶液在较短时间内生成银镜的条件和水浴加热条件银氨溶液与甲酸根离子能否反应作了探讨。
1 水浴加热银氨溶液在较短时间内生成银镜的条件1.1 添加NaOH溶液的量对生成银镜的影响在干净试管中加入10%的AgNO3溶液5mL,滴加数滴10%的NaOH溶液,再滴加10%的氨水至沉淀恰好溶解为止,放在沸水中水浴。
实验现象见表1。
结论:没有滴加NaOH溶液的实验没有生成银镜,滴加NaOH溶液越多,生成银镜的时间越短,生成银镜的颜色越黑。
银镜的白度和厚度与水浴加热时间有关,生成银镜后再水浴加热一段时间,银镜会明显变白变厚,即使生成黑色的银镜再沸水浴加热几分钟也会变白色。
加入NaOH易生成银镜,以下实验探究以加入2滴10%的NaOH溶液为基准。
银镜反应实验中存在的问题与改进方法作者:脱海涛来源:《甘肃教育》2011年第20期〔关键词〕化学实验;银镜反应;问题;改进方法〔中图分类号〕 G633.8〔文献标识码〕C〔文章编号〕 1004—0463(2011)10(B)—0093—01银镜反应是一个重要的有机化学反应、一个有趣的实验、一个很好地将化学知识和生活、生产紧密结合的例子,对学生掌握氧化还原反应有很重要的意义。
由于银镜反应实验的效果很明显,易于观察,学生对实验的兴趣很浓。
但是,在中学化学教材中,演示实验存在一些问题,如果加以改进,实验的效果将会更加明显。
一、银镜反应实验中存在的问题根据现行高中化学教材中可知银镜反应实验内容如下:在一支洁净的试管里加入约1.0ml 硝酸银溶液,逐滴加入2%的稀氨水,边滴边振荡,直到最初生成的沉淀刚好溶解为止(即银氨溶液) 。
然后,沿试管壁滴入3滴乙醛溶液,把试管放入盛有热水的烧杯里,静置几分钟,观察现象。
这里主要存在以下几点不妥之处:1.反应方程式表达不准确,不利于学生对实验过程和反应原理的理解。
教材中采用下式表达:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O由于该演示实验的溶液中,生成银氨溶液后,阴离子NO3-浓度远远大于OH-的浓度,应该是[Ag(NH3)2NO3]大量存在,而非教材中所写的[Ag(NH3)2OH]。
由此可以得出,该反应过程应该表达为AgNO3+2NH3·H2O?襒Ag(NH3)2NO3+2H2OCH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+NH3+2NH4NO32.在实验中使用乙醛溶液,考虑到教学课堂学生人数多,无良好通风设备,低浓度的乙醛可引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状等。
为了响应绿色化学课堂的号召,应取消乙醛溶液的使用,换成同样含有醛基的葡萄糖溶液。
3.在课堂教学中,用传统方法做银镜反应实验,由于该反应需要水浴装置并控温,装置复杂,占用空间较大,所用时间长,实验成功率较低,不宜达到便捷的课堂演示实验目的。
银镜反应实验中若干问题的讨论银镜反应实验是中学化学有机反应的重要实验,是用来检验含醛基物质的特性反应。
中学化学中能发生银镜反应的物质有醛类、甲酸、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等。
下面就实验过程中涉及到的有关问题加以讨论。
1.银镜反应需要的仪器和药品仪器:洁净的试管、胶头滴管、烧杯。
药品:2%硝酸银溶液、5%NaOH溶液、2%氨水、热水、2%~4%乙醛溶液。
2.反应物用量和实验具体操作过程(1)银氨溶液的配制:先加入2mL2%硝酸银溶液,再逐渐滴入2%氨水,边滴加边震荡,直到生成的沉淀刚刚消失为止,得到无色银氨溶液,再加入1滴5%NaOH溶液。
(2)银镜的生成:将配置好的银氨溶液放在试管内,滴入5滴乙醛溶液,轻微震荡后放入盛有热水的烧杯里,此时不要再摇动试管,静置后银镜产生。
反应方程式:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O3.实验注意事项(1)银氨溶液配制时氨水用量:滴加氨水使沉淀刚好溶解即可,应防止加入过量氨水。
一方面银氨溶液中如果有过量的NH3,银离子会被过度地络合,降低银氨溶液的氧化能力;另一方面氨水过量会使试剂不太灵敏,且有利于氨化银的生成,不利于〔Ag(NH3)2〕+的解离,不利于形成银镜,此时若加入醛,还易生成易爆的雷酸银(AgOCN)。
(2)银氨溶液要随配随用,不可久置不能贮存。
若长久放置,会析出黑色的易爆炸的物质一氮化三银沉淀(Ag3N)、AgN3(叠氮化银)、AgOCN(雷酸银)。
这些物质哪怕是用玻璃棒刮擦也会引起其分解而爆炸。
在干燥时受振动也会发生猛烈爆炸。
(3)反应条件:水浴加热且温度控制在60℃左右。
若水浴温度超过70℃或直接加热,因乙醛沸点低(20.8℃),乙醛会大量挥发而使反应效果变差,或难以得到光亮的银镜,只能得到黑色细粒银的沉淀且还会生成雷酸银(AgOCN),有可能发生爆炸。
(4)加入少量5%NaOH溶液的作用:2mL2%硝酸银溶液中加入1滴5%NaOH溶液,实验效果最佳。
概析银镜反应实验的改进方法个人简介:陈永贵,男,1966年11月出生于贵州省大方县。
1993年毕业于毕节师范专科学校化学系,1993年8月分到理化中学,从事中学高中化学教学至今已18年。
2003年被评为中学化学一级教师。
曾在《中华教育论文》、《中国教研交流》等。
发表《质量守恒定律和得失电子守或的“巧”用》、《如何引领学生把握同分异构体》等多篇论文。
在教学工作中,多次被评为优秀教师。
现住大方县理化中学宿舍,邮编;566108。
银镜反应是含醛基类物质的一个重要反应,常用于检验醛基的存在,该实验因现象明显而深受学生喜爱。
但在教学过程中,无论是在老师的演实验还是学生的分组实验中,成功率都很低,最后是老师讲实验学生听实验。
银镜反应实验的关键是银氨溶液的配制,而按照现行教材中的做法:“在洁净的试管里加入1mL2%的AgNO3溶液,然后一边摇动试管,一边逐滴滴入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解。
”常常难以控制,实验很容易失败。
笔者经过大量的实验比较,发现:1将氨水逐滴滴入到AgNO3溶液中,当试管中仍存在少许浑浊时,就进行银镜反应,极易成功,很少失败,并且这也容易操作,效果很好。
2 将氨水逐滴滴入到AgNO3溶液中,当溶液澄清时,在溶液中滴入2至3滴10%的NaOH溶液,就进行银镜反应,极易成功,很少失败,并且这也容易操作,效果也很好。
现就教材中做法和本人实践的另两种方法进行比较实验,将教材中做法编号为试管1、本人实践的另两种方法编号为试管2和编号为试管3。
3 基本原理AgNO3+NH3 H2O=AgOH↓+NH4NO3Ag+ +NH3 H2O=AgOH↓+NH+4AgOH+2NH3 H2O=Ag(NH3)2OH+2H2OAgOH+2NH3 H2O=Ag(NH3)+2+ OH-+2H2OCH3CHOH+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+2H2OCH3CHOH+2Ag(NH3)+2+2OH-→CH3COO- + NH+4+2Ag↓+3NH3↑+2H2O4 仪器试管(3支)烧杯铁架台(含铁圈)石棉网胶头滴管酒精灯火柴2%的稀氨水2%的AgNO3 溶液10%的NaOH溶液蒸馏水乙醛5 实验步骤① 、用酒精灯对铁架台(含铁圈)石棉网上盛有水烧杯加热② 、在3支洁净试管里分别加入1ml2%的AgNO3 溶液,然后一边摇动一试管,一边逐滴滴入2%的稀氨水,至第一支试管里最初产生的沉淀恰好溶解为止;第二支试管里仍存在少许浑浊时止;第三支试管里产生的沉淀恰好溶解后,又再其中滴入2至3滴10%的NaOH溶液出现少许浑浊。
银镜反应实验的改进和体会实验的发展过程是一个不断改进和提高的过程,只有在不断总结和改进中,才能不断前进。
因此,我们应该从失败中吸取教训,继续发展新的科学实验。
这次实验只是体现了理论与实践相结合,其中最主要的就是把反应溶液做成银镜反应。
不同于传统的一个玻璃瓶,那么多银粉一起加热溶解,而且在烧杯中还要进行加热,因此我们需要控制好各种量。
当然,你要保证所用银盐反应完全、充分、快速。
只有这样,我们才能看到一个又亮又白的银镜。
如果哪里有漏的地方或者速度不够快,那么,镜面上便会出现绿色的水垢,影响银镜反应的效果。
但是,尽管这样,我们还是会发现许多问题,在下次的实验中,我们会努力去克服这些困难,尽量让它更加成功。
下面我就简单说一说这次实验中遇到的几点困难吧!( 1)使用玻璃器皿对实验造成了很大的困难。
首先,因为它很脆,容易破碎,经常打烂;其次,也是由于它的脆性,很容易使它产生裂痕,所以实验室经常没有一个干净的玻璃器皿。
玻璃器皿经常被打烂后再去买新的,真是一件麻烦的事。
要知道,用来做银镜反应的玻璃器皿都是非常昂贵的,甚至上千元。
再次,它不仅昂贵,而且非常容易清洗,必须用酒精反复擦拭,否则根本洗不掉。
这样,你就得不偿失了。
所以我们每次实验只能带一两个杯子去,但是每次的用量却很多。
( 2)做银镜反应时,银盐要求非常纯净,绝对不能含有杂质,可是实验室是做不到这一点的,即使使用过滤器。
所以我们必须用专门的试剂将它彻底除杂质。
在操作上,只能小心翼翼地将所有的银盐放入试剂瓶中,然后放入蒸馏水中浸泡,直至浸泡完毕。
这样做,可以使大部分的银盐固定在水中,不会流到空气中,既节约了试剂,又避免了空气污染。
虽然,我们都已经想了许多方法,采取了许多措施,可是它总会出现各种各样的小差错,它还会有很多我们不能预料到的问题。
因此,我们在以后的实验过程中,应该注意观察每一步的变化,仔细分析,找出原因,解决这些问题。
要是有条件的话,应该事先计算好实验中银盐的用量,不能因为错误的估计而浪费许多无辜的资源。
对甲酸银镜反应的实验探究甲酸银镜反应是一种常见的化学实验,通过该实验可以观察到甲酸与银离子的反应产物,从而了解化学反应的机理和特性。
本文将以对甲酸银镜反应的实验探究为主题,介绍该实验的原理、步骤以及实验结果的分析。
实验原理:甲酸银镜反应是一种氧化还原反应,反应的主要物质是甲酸和银离子。
甲酸在碱性条件下具有还原性,可以将银离子还原成银原子。
在实验中,我们通常使用含有甲酸的溶液和含有银离子的溶液进行反应。
甲酸和银离子反应后生成的产物是一层银镜,这是因为银原子在玻璃表面上聚集形成了一层薄膜。
实验步骤:1. 准备实验所需的材料和试剂,包括甲酸溶液、银离子溶液、玻璃容器等。
2. 将甲酸溶液倒入玻璃容器中,注意不要溅到皮肤或眼睛。
3. 将银离子溶液倒入甲酸溶液中,搅拌均匀。
4. 观察实验过程中的变化,特别是玻璃容器内壁是否出现银镜。
5. 记录实验结果,并进行分析和总结。
实验结果分析:在进行甲酸银镜反应实验时,我们可以观察到以下现象:1. 实验开始时,甲酸和银离子溶液混合后呈无色或微黄色溶液。
2. 随着反应的进行,溶液的颜色逐渐变深,变为棕色或黑色。
3. 在玻璃容器内壁上可以观察到银镜的形成,呈现出一层光亮的银色薄膜。
根据实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 甲酸具有还原性,可以将银离子还原成银原子。
2. 银原子在玻璃表面上聚集形成银镜的薄膜。
3. 反应过程中,甲酸被氧化,银离子被还原。
甲酸银镜反应不仅可以用于化学实验教学,还具有一定的应用价值。
例如,在化学分析中,可以利用甲酸银镜反应来检测甲酸的含量,或者用于镀银等工艺中。
通过对甲酸银镜反应的实验探究,我们不仅能够了解化学反应的基本原理,还能够培养实验操作的技巧和观察实验现象的能力。
同时,实验结果的分析和总结也有助于我们深入理解甲酸银镜反应的机理和特性。
甲酸银镜反应是一种常见的化学实验,通过该实验可以观察到甲酸与银离子的反应产物,从而了解化学反应的机理和特性。
甲酸银镜反应的研究1. 甲酸银镜反应的基本原理甲酸银镜反应是一种化学反应,它通过甲酸和银离子的反应产生银镜。
甲酸银镜反应是一种催化反应,其催化剂是银离子。
甲酸和银离子反应产生氢氧化银和甲酸根离子,并形成银镜。
反应的反应式为:Ag+ + HCOOH → Ag(HCOO) + H+。
反应中,甲酸和银离子之间形成了银甲酸根复合物,并在银离子的作用下形成了银镜。
2. 甲酸银镜反应的实验条件2. 甲酸银镜反应的实验条件甲酸银镜反应的实验条件包括:银镜的温度、甲酸浓度、pH值、添加剂类型及量、搅拌速度、反应时间等。
银镜温度一般在50-60℃,甲酸浓度在0.5-2mol/L,pH值在3-5之间,添加剂类型及量可根据需要进行调整,搅拌速度一般在300-500rpm,反应时间可在10-30min之间。
3. 甲酸银镜反应的实验步骤3. 甲酸银镜反应的实验步骤1. 将甲酸银镜放入实验室的烧杯中,加入清水,搅拌均匀;2. 将搅拌好的甲酸银镜溶液加热,至温度达到90℃;3. 将温度达到90℃的甲酸银镜溶液加入溴水,搅拌均匀;4. 将搅拌好的甲酸银镜溶液放入实验室的烧杯中,加入硝酸银,搅拌均匀;5. 将搅拌好的甲酸银镜溶液加热,至温度达到90℃;6. 将温度达到90℃的甲酸银镜溶液加入硫酸银,搅拌均匀;7. 将搅拌好的甲酸银镜溶液加入实验室的烧杯中,加入硫酸钠,搅拌均匀;8. 将搅拌好的甲酸银镜溶液加热,至温度达到90℃;9. 将温度达到90℃的甲酸银镜溶液放入实验室的烧杯中,加入硝酸钠,搅拌均匀;10. 将搅拌好的甲酸银镜溶液加热,至温度达到90℃;11. 将温度达到90℃的甲酸银镜溶液加入硝酸钠,搅拌均匀;12. 将搅拌好的甲酸银镜溶液加入实验室的烧杯中,加入硝酸铵,搅拌均匀;13. 将搅拌好的甲酸银镜溶液加热,至温度达到90℃;14. 将温度达到90℃的甲酸银镜溶液加入硝酸铵,搅拌均匀;15. 将搅拌好的甲4. 甲酸银镜反应的实验结果实验中,将甲酸银镜放入温度为25℃的室温水中,搅拌均匀,观察反应过程,结果发现:甲酸银镜在水中溶解,溶解度随温度升高而增加,溶解度最高时可达到100%;溶解过程中,甲酸银镜发出白色烟雾,烟雾中含有水蒸气;溶解后,甲酸银镜溶液的颜色发生变化,从原来的灰色变成了淡黄色;溶解后,溶液的PH值由原来的3.5降低至2.5;溶解后,溶液中的金属离子浓度由原来的0.1mol/L增加至0.2mol/L;溶解后,溶液的比重由原来的1.19增加至1.21。
甲酸银镜反应实验条件研究作者:刘婷来源:《科技视界》 2015年第26期刘婷(南京医科大学,江苏南京210029)现在的化学教材和化学参考书都认为“甲酸分子既有羧基,又有醛基,既具有羧酸的通性,又具有醛的还原性,可发生银镜反应[1]”。
但是学生实验往往难以成功,影响了学生对甲酸还原性的认识。
笔者也多次试验,由于教材中对甲酸银镜实验的表述过于简单,据此进行试验,偶尔能生成光亮的银镜,成功率比较低,多得到黑色浑浊液。
又有很多研究认为由于甲酸分子的p-π共轭效应,在甲酸分子或甲酸根离子中均不存在典型的醛基,所以不发生银镜反应[2]。
本着科学严谨的态度,为了提高甲酸银镜反应的成功率,帮助学生对于甲酸的结构和特性,尤其是甲酸的还原性的理解,本文就影响甲酸银镜反应的几个条件进行了研究,硝酸银溶液的浓度,氨水溶液的浓度,甲酸溶液的浓度,水浴温度四个方面进行了对比试验,具体操作步骤和结果如下。
1 仪器和主要试剂电热恒温水浴锅,硝酸银、氨水、甲醛、甲酸均为分析纯。
2 实验内容2.1 实验条件和银镜外观标准所有试管用氢氧化钠煮沸,再用自来水冲洗,最后用蒸馏水润洗备用。
银镜外观标准:一级:银白色银镜,均匀致密,效果最佳;二级:灰白色或灰黑色银镜,比较均匀致密,效果较好;三级:局部或斑点状银镜,效果较差;四级:无银镜或黑色浑浊。
2.2 溶液配制方法银氨溶液配制,取所需浓度硝酸银溶液10滴,逐滴加入所需浓度氨水溶液,边加边振摇直至沉淀恰好溶解,然后加入甲酸或甲醛5滴,振摇,放入水浴中加热。
2.3 实验内容和结果分析2.3.1 硝酸银溶液的浓度和氨水溶液的浓度对银镜反应的影响选择0.25mol/L、0.5mol/L、0.75mol/L、1mol/L 4种浓度的硝酸银溶液,1mol/L、2mol/L、3mol/L、6mol/L 4种浓度的氨水溶液,5%甲醛溶液,观察并记录银镜的产生,选出最合适的硝酸银和氨水浓度,结果见表1。
银镜反应实验的改进方案清镇市第一中学蒙庆涛一、问题的提出:人教版普通高中课程标准实验教科书(选修5)第57页实验3-5,是一个关于乙醛与银氨溶液发生银镜反应的实验。
在做实验的过程中,学生对单质银在试管内壁沉积形成银镜的现象产生了质疑,学生提出“单质银为什么只在试管内壁上产生,而不在试管内部的溶液中产生?”课堂上,在学生提出这一问题时,我做出的解释是:反应中生成的单质银,当有玻璃这个附着物存在时,会附着在其表面形成一层致密的单质银,同时也只有当单质银以致密的方式堆积时,才会呈现出金属光泽,若单质银是以分散的粉末状存在时,则不会具有金属光泽,这样的单质银呈现黑色。
接着,我请学生再次对试管底部的现象进行了仔细地观察,学生们大都能够观察到确实在试管底部有少量的黑色沉积物。
实验结束后,从我对学生们面部表情的观察上来看,我感到学生们并没有真正地接受我在课堂上所做出的解释。
二、问题的分析:从与学生的进一步交流中,我对学生提出的问题有了新的认识。
学生在课堂上所提出的问题虽然只有一个,但是要解决好这个问题,就必须回答好以下两个方面的问题:一是,在试管内部是否也产生了单质银?二是,是否非要有附着物的存在才能形成银镜?按常规,我们可以对试管底部的黑色物质进行如下探究实验:首先将试管底部的黑色物质进行过滤、洗涤、再过滤;然后将少许洗涤干净的黑色物质装入一支洁净的试管中,再加入浓硝酸进行溶解;然后再在所得的溶液中加入氯化钠溶液,观察现象。
最后通过对现象中是否有白色沉淀的产生,来判断沉积在试管底部的黑色物质是否为单质银。
但是,按照以上实验操做下来,只能够解决关于在试管内部的溶液中是否能产生了单质银沉淀,而回答不了是否非要有附着物的存在才能形成银镜的问题,同时,由于以上实验需要使用到浓硝酸,还会带来环境污染和不安全因素。
那么,能否设计一个更为简洁、方便和安全的对照实验,来同时解决好以上两个方面的问题呢?三、问题的解决:对照实验指的是:在进行某种试验以阐明一定因素对一个对象的影响和处理效应时,除了对试验所要求研究的因素操作处理外,其他因素都要保持一致,并把试验的结果进行比较。
甲酸银镜反应的实验改进1前言银镜反应是醛类化合物的一个重要特征反应,常用于鉴定含有结构的物质。
甲酸是一种有机酸,属于羧酸类化合物,其结构式为:甲酸的结构特殊,分子中的羧基和氢原子相连,它既有羧基的结构,又有醛基的结构,因此甲酸可以发生银镜反应。
笔者根据人教版高中化学第二册第六章乙醛银镜反应的实验条件进行实验,却总是做不出银镜。
为此曾查阅了大量资料,资料显示:在银氨溶液中加入氢氧化钠溶液,控制反应液的pH在10~12的范围内,沸水浴加热,可获得光亮的银镜。
可是根据此条件进行实验,发现氢氧化钠的用量十分不好控制。
甲酸(pKa=3.75)是较强的酸,加入氢氧化钠后,反应液pH会产生突跃。
在突跃前pH变化较平缓,加入大量氢氧化钠后,pH却变化很小;而在突跃范围内,pH 变化则较大,加半滴碱,就会使反应液pH跃到12以上。
决定实验成功的关键却在这难以掌控的半滴氢氧化钠上。
令人不经产生疑问:甲酸的银镜反应实验中一定要加氢氧化钠吗?在沿用一般方法做甲酸的银镜反应中,发现在反应液浸没的试管内壁上,加热时很难出现银镜,而在液面上方的管壁处却常常出现光亮的银镜。
根据此现象笔者反复实验,采用不加强碱,只用银氨溶液与一定浓度的甲酸混合进行实验改进并取得了成功。
2材料和方法2.1材料试管、试管夹、酒精灯;硝酸银、氨水、甲酸(均为分析纯)。
2.2方法取干燥洁净的试管,加入一定量的硝酸银,逐滴加入氨水,边加边摇动,直至产生的沉淀恰好全部溶解成银氨溶液。
向所得的银氨溶液中滴入甲酸溶液。
转动试管,让反应液浸润试管内壁,倒出多余反应液。
将试管口斜向下,不断转动,用小火小心烘烤浸润过反应液的试管部位。
3结果3.1银氨溶液中硝酸银与氨水浓度之间的关系银氨溶液是甲酸银镜反应成功的一个重要试剂。
因此选择2%、4%、6%、8%共四种浓度的硝酸银溶液,分别和1:3;1:4;1:5;1:6的氨水配制银氨溶液,滴入1:12的甲酸溶液。
用2.2方法实验,结果见表1。
《银镜反应的改进与创新》说课稿(省级化学实验说课⼤赛获奖案例)
1
《银镜反应的改进与创新》说课稿
⼀、使⽤教材⼈教版,普通⾼中⼆年级《有机化学基础(选修5)》第三章第⼆节醛
⼆、实验器材铁架台,酒精灯,温度计,⽯棉⽹,烧杯,胶头滴管,试管,橡胶塞,试管刷,试
管架,洗瓶,2%硝酸银溶液,3%硝酸银溶液,2%氨⽔,20%氢氧化钠溶液,4%葡萄糖溶液,25%双氧⽔,6mol/L 氯化铁溶液
三、实验创新要点降低操作难度,同时不需加热就能快速取得更明显的实验效果
四、实验设计思路
五、实验教学⽬标
(⼀)知识与技能 1.掌握银镜反应的原理及醛基的性质。
2.学会⽤控制变量的⽅法进⾏实验条件的改进。
(⼆)过程与⽅法
培养学⽣实验探究能⼒、创新能⼒、观察能⼒和分析推理能⼒。
(三)情感态度与价值观
1.培养学⽣的绿⾊化学思想和进⾏实验基本操作的能⼒。
2.培养学实验创新设计意识和探究意识。
六、实验教学内容
根据传统实验中学⽣遇到的问题,提出实验改进的⽬标,根据反应原理,结合影响反应速率的条件,确定改进的⽅向并进⾏实验验证,最终形成改进后的试验⽅案并在此基础上进⾏趣味性实验,提⾼学⽣兴趣。
最后采⽤更环保、更快捷的⽅法进⾏银镜的处理,完美的结束整个实验过程。
七、实验教学过程
(⼀)我的设想。
甲酸银镜反应实验条件研究背景甲酸银镜反应是化学实验中常用的一种反应,用于检测存在于某些有机物中的羟基(-OH)基团。
该反应的原理是,甲酸银能够与羟基发生反应,生成银离子和甲酸根离子,银离子还原为银颗粒,并以黑色沉淀的形式出现。
该反应十分敏感,可检测出微量的羟基存在,广泛应用于有机化学中。
实验条件材料本实验所需材料包括: - 甲酸银(0.05 mol/L) - 葡萄糖(0.05 mol/L) - NaOH (1 mol/L) - 氯仿(无水) - 离心管 - 试管 - 烧杯 - 微量移液管实验步骤1.在试管中加入4ml无水氯仿和2ml葡萄糖溶液。
2.将0.1ml NaOH溶液加入试管中,并快速混合。
3.加入0.1 ml 0.05 mol/L 甲酸银溶液,再快速混合。
4.观察试管底部是否出现银镜或黑色沉淀。
实验条件研究在进行甲酸银镜反应时,实验条件的控制对反应结果有着十分重要的影响。
研究实验条件,可以找到最适宜的条件,得到最优的实验结果。
甲酸银浓度甲酸银溶液的浓度对反应的结果有很大的影响。
当浓度过高时,会导致甲酸银溶液的过量,在反应中未能完全与羟基发生反应,从而影响反应结果。
反之,如果浓度过低,反应速率会降低,反应时间变长。
因此,在进行甲酸银镜反应时,应根据实际需求选择最合适的甲酸银浓度。
钠氢氧化物体积在反应中,钠氢氧化物的体积大小同样对反应结果有着重要影响。
过量的NaOH会使反应过程过快,导致产物难以准确测量,而过少的NaOH则会影响反应速率。
因此,在进行甲酸银镜反应时,应根据实际需求选择合适的NaOH体积。
pH 值甲酸银镜反应需要在碱性条件下进行。
在不同 pH 值条件下,反应速率、沉淀形态和颜色均会发生变化。
通常情况下,反应pH值应该在8-9之间。
因此,应该根据实际需求调整 pH 值,以获取理想的反应结果。
结论综上所述,甲酸银镜反应实验条件的选择对反应结果有着十分重要的影响。
在实验中,应根据实际需求选择最合适的甲酸银浓度、NaOH体积和 pH 值等条件,以获得最优的实验结果。
甲酸银镜反应的实验改进
1前言
银镜反应是醛类化合物的一个重要特征反应,常用于鉴定含有结构的物质。
甲酸是一种有机酸,属于羧酸类化合物,其结构式为:
甲酸的结构特殊,分子中的羧基和氢原子相连,它既有羧基的结构,又有醛基的结构,因此甲酸可以发生银镜反应。
笔者根据人教版高中化学第二册第六章乙醛银镜反应的实验条件进行实验,却总是做不出银镜。
为此曾查阅了大量资料,资料显示:在银氨溶液中加入氢氧化钠溶液,控制反应液的pH在10~12的范围内,沸水浴加热,可获得光亮的银镜。
可是根据此条件进行实验,发现氢氧化钠的用量十分不好控制。
甲酸(pKa=3.75)是较强的酸,加入氢氧化钠后,反应液pH会产生突跃。
在突跃前pH变化较平缓,加入大量氢氧化钠后,pH却变化很小;而在突跃范围内,pH 变化则较大,加半滴碱,就会使反应液pH跃到12以上。
决定实验成功的关键却在这难以掌控的半滴氢氧化钠上。
令人不经产生疑问:甲酸的银镜反应实验中一定要加氢氧化钠吗?在沿用一般方法做甲酸的银镜反应中,发现在反应液浸没的试管内壁上,加热时很难出现银镜,而在液面上方的管壁处却常常出现光亮的银镜。
根据此现象笔者反复实验,采用不加强碱,只用银氨溶液与一定浓度的甲酸混合进行实验改进并取得了成功。
2材料和方法
2.1材料
试管、试管夹、酒精灯;硝酸银、氨水、甲酸(均为分析纯)。
2.2方法
取干燥洁净的试管,加入一定量的硝酸银,逐滴加入氨水,边加边摇动,直至产生的沉淀恰好全部溶解成银氨溶液。
向所得的银氨溶液中滴入甲酸溶液。
转动试管,让反应液浸润试管内壁,倒出多余反应液。
将试管口斜向下,不断转动,用小火小心烘烤浸润过反应液的试管部位。
3结果
3.1银氨溶液中硝酸银与氨水浓度之间的关系
银氨溶液是甲酸银镜反应成功的一个重要试剂。
因此选择2%、4%、6%、8%共四种浓度的硝酸银溶液,分别和1:3;1:4;1:5;1:6的氨水配制银氨溶液,滴入1:12的甲酸溶液。
用2.2方法实验,结果见表1。
4.1银氨溶液中硝酸银与氨水浓度之间的关系
从表1中可以看出用1:4的氨水和8%的硝酸银配成银氨溶液时,实验效果最好。
从实验分析中发现提高硝酸银浓度,银镜的质量提高。
这是因为在银氨溶液中,银离子与氨分子形成配离子:
Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+
由能斯特方程可知,其电极电势会降低,即金属离子的氧化能力会减弱。
因此适当提高硝酸银浓度,有利于甲酸的银镜反应。
氨水的浓度可根据硝酸银的浓度提高进行适当增大。
但氨水浓度不能过高,否则极易造成氨水过量,影响银镜的形成。
4.2甲酸浓度与银镜反应的关系
从表2可以看出甲酸的浓度不能过大,选用1:10~12的甲酸最好。
甲酸(pKa=3.75)是较强的酸,而银镜反应不能在酸性或碱性太强的溶液中进行。
酸性太强:H++NH3=NH4+;碱性太强:Ag++OH-=AgOH↓这两种情况都无法使实验成功。
所以甲酸的浓度和用量一定要控制好,切不可多加。
4.3实验操作注意事项
实验要选择干燥的试管,以便在试管内壁浸润较多的反应溶液,也防止试管内的水稀释反应液,影响实验效果。
实验操作时要用小火烘烤,温度不宜过高,而且烘烤试管的时间也不宜过长,只要银镜一出现,就要迅速离开火焰,否则,由于空气的氧化作用,银镜的光亮度会下降。
5结论
从以上实验结果可知,使得甲酸银镜反应获得较好的效果,最佳的实验方案是:用1:4的氨水和8%的硝酸银配好银氨溶液,滴入1:12的甲酸溶液(量要少)。
让反应液浸润试管内壁,倒出多余反应液。
将试管口斜向下,用小火烘烤浸润过反应液的试管部位,即可得到银镜。
高中化学对甲酸的银镜反应实验没有要求,但事实上如果做好银镜反应实验,对学生掌握甲酸的结构、特性以及与醛性质的比较都会起到的积极作用,对提高学生学习积极性有非常重要的意义。