新店高中-自科社

11/2社團講義(氧化還原篇)

實驗一 銀鏡之生成

一、簡介：利用葡萄糖或乙醛 (亦可用福馬林(37%甲醛水溶液)，具刺激性)將硝酸銀的銀離子還原成金屬銀原子，形成銀鏡。

二、實驗步驟：

1. 先以試管刷洗去試管內的一些雜質污垢。

2. 以16 M濃硝酸10ml清洗試管內壁，再用蒸餾水清洗。

3. 以濃氫氧化鈉(5 g溶於10 ml)清洗試管內壁，再以蒸餾水徹底潤濕試管內。

   (以上3步驟是為了去除試管壁的油脂，若器壁有油脂則銀境難以生成)。

4. 取1.7 g硝酸銀 (AgNO₃) 溶解於蒸餾水成為 10 mL，緩慢滴入濃氨水，初期將產生(Ag(OH)或Ag₂O)褐色沈澱。繼續滴入濃氨水，至沈澱完全溶解時停止，氨水不可過量加入。

5. 將製備好的硝酸銀氨水溶液加入潔淨之試管中，再加入葡萄糖溶液(0.5M)，並稍微攪拌均勻。

(硝酸銀AgNO₃式量=170) (硝酸HNO₃式量=63)

6. 將該試管以隔水加熱法(水浴法)緩慢加熱。溫度太高不易形成銀色金屬薄膜(建議小於50℃)。

特別注意反應後試管內的溶液，禁止搖晃碰撞。實驗完成後，應將溶液緩緩倒入水槽，避免久置(原因見下面說明)。

三、原理和概念：

多侖試劑的製備：

Ag^＋_(aq)＋ 2 NH_{3(aq) →} Ag(NH₃)₂^＋_(aq)

銀鏡反應：

2 H₂O _→ 4 e^－＋ 4 H^＋_(aq) + O_2(g)

2 RCHO_(aq) ＋ O_{2(g) →} 2 RCOOH_(aq)

4 e^－＋ 4 Ag^＋_{(aq) →} 4 Ag_(s)↓

全反應：

2 H₂O ＋ 2 RCHO_(aq)＋ 4 Ag^＋_{(aq) →} 4 Ag_(s)＋ 2 RCOOH_(aq)＋ 4 H^＋_(aq)

多侖試劑必須隨配隨用，不可貯存久置，否則可能會產生不穩定的AgN₃(疊氮化銀)，容易引起爆炸，因此禁止搖晃碰撞。而配製銀氨溶液時，若加入過多氨水會生成具爆炸的雷酸銀(AgONC)，請特別注意。

※銅鏡的生成

理論上，同利用乙醛或葡萄糖溶液當還原劑，而硫酸銅當氧化劑，在非常乾淨的鹼性環境中，可在試管內壁生成銅金屬。需注意，為防止該實驗中氫氧化銅（Cu(OH)₂）沉澱，可加入酒石酸鉀鈉避免銅離子與氫氧根離子作用。

實驗二 點銅成金

一、簡介：利用銅離子、鋅離子間的氧化還原反應，產生金黃色的銅鋅合金。

二、步驟：

1. 在蒸發皿內加入5g鋅粉和6M氫氧化鈉溶液(氫氧化鈉溶液的量可完全覆蓋鋅粉)。

2. 加熱溶液直到接近沸騰再放入銅幣。

4. 用滴管吸水沖洗，銅幣變成銀幣。

5. 用紙巾擦乾，但切勿搓磨硬幣的表面(以免將表面鋅擦掉) 。

6. 將此硬幣置於酒精燈的火焰上方烘烤，此硬幣表面變成金光閃閃的金幣。

三、原理和概念：

NaOH_(aq)＋ Zn_(s) → Na₂ZnO_2(aq) ＋ H_2(g)

Zn₂^＋_(aq) ＋ Cu_(s) → Cu^2＋＋ Zn_(s)

Zn_(s)＋ Cu_(s) → 黃銅/鋅銅合金

※銅的合金

青銅（銅錫合金），黃銅（銅鋅合金）和白銅（銅鎳合金），表面顏色隨金屬比例有所變化。