銀鏡

器具

50mLビーカー×4、300mLビーカー×2、2mLピペット×4、5mLピペット×1、薬さじ、三脚、金網、ガスバーナー、時計皿、ピペット立て

薬品

硝酸銀 (AgNO3) 、アンモニア水 (NH3) 、グルコース (R-CHO) 、水酸化ナトリウム (NaOH) 、硝酸水溶液(HNO3)

実験の手順

1. 硝酸銀水溶液5mLを、50mLビーカーにとる。

2. 硝酸銀水溶液にアンモニア水を加えると褐色の沈殿ができる。その後、沈殿がなくなるまで適度にビーカーを振りながら、アンモニア水を加える。

3. 水酸化ナトリウムとグルコースをそれぞれ2mLずつ、手順2で作った溶液に入れる。

4. 作った溶液を素早く時計皿の上に注ぐ。

5. 数分間待って反応が適度に進行した後、残った溶液を廃液として捨て、時計皿の外側を見る。

6. 時計皿にできた銀を硝酸水溶液を用いて溶かす。

原理説明

まず、手順2で褐色の沈殿ができたとき、塩基性を示すアンモニア(NH3)が水(H2O)と酸塩基平衡反応を起こして生じた水酸化物イオン(OH－)と銀イオン(Ag+)が結びつき、酸化銀 (Ag2O)が生成されている。この酸化銀は水に溶けないため、褐色の沈殿となっている。

　　　　　　　　　　　　　NH3+H2O⇄NH4++OH－

　　　　　　　　　　　2Ag++2OH－→Ag2O(褐色の沈殿) +H2O

　この酸化銀を含む水にアンモニア水をさらに加えることで酸化銀とアンモニアが反応して水溶性のジアンミン銀(Ⅰ)イオン ([Ag(NH3)2]+) ができる。

Ag2O+4NH3+H2O→2[Ag(NH3)2]++2OH－

　銀が単体でも存在するためには銀イオンの電荷が0でなければいけないため、ここに電子を加えて電荷を0にする必要がある。

　そこで、手順3でグルコースに含まれるアルデヒド基(R-CHO)と水酸化ナトリウム(NaOH)を反応させて電子 (e－)を発生させる。この電子がジアンミン銀(Ⅰ)イオン内の銀イオンと反応して、銀イオンの電荷が0になることによって銀が単体でも析出するようになる。つまり鏡ができる。

R-CHO+2OH－→R-COOH+H2O+2e－…①

[Ag(NH3)2]++e－→Ag(鏡) +2NH3…②

上記の2式を組み合わせて式が成り立つようにすると(①+②×2)、

2[Ag(NH3)2]++R-CHO+2OH－→2Ag+R-COOH+H2O+4NH3

となる。また、①の反応で出てきた水酸化物イオンは水酸化ナトリウムから供給されている。

この反応の実用例としては、ガラス製魔法瓶や鏡の銀メッキなどが挙げられる。