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1856年 银镜反应

尤斯图斯·冯·李比希(Justus von Liebig,1803—1873)

波恩哈特·托伦斯(Bernhard Tollens,1841—1918)

图中烧杯的温水浴里,托伦斯反应在试管内壁迅速生成了一层轻薄的银。细心的操作和干净的烧瓶能使这个反应更加完美,得到一面近乎完美的镜子。

水银(公元前210年),官能团(1832年)

银镜反应看上去非常奇妙,就像是在变魔术。但近百年来,如果你是个做镜子的行内人,你绝对有动力去探求银镜反应里的奥秘。过去的镜子制作工艺是先在玻璃上涂覆一层锡箔,然后将其浸入水银中完成制备。这一过程中产生的锡汞合金具有很强的反光性,但也极易被腐蚀,而且还会释放出有毒性的汞,所以要是你有一面古镜,那你可得当心。它的替代品是由铜锡混合物抛光制成的金属镜(Speculum,源自拉丁文“镜子”),但是它的反光效果没有锡汞合金玻璃镜那么好。

后来德国化学家尤斯图斯·冯·李比希发明了一种更好的办法,极大地改进了制镜工艺中存在的问题,从而使锡汞合金的镜子逐渐被市场所淘汰。李比希的发明就是银氨络合物在糖溶液中发生氧化还原反应,在这个过程中,银离子将糖分子氧化成一种可溶性的酸,而它自己则被还原成金属银,非常均匀地覆盖在玻璃的表面,从而在玻璃表面沉积成一层轻薄且反光性又极好的银镜。

李比希发现的银镜反应不仅适用于制作高档镜子—为生活家居添彩,也适用于作为反射望远镜等设备生产核心零部件,这种制镜工艺经德国化学家波恩哈特·托伦斯改进后还发展成了一套用于定性检测的化学方法。在那个还没有现代分析仪器的年代,人们用各种试剂的组合来鉴定某些特定元素或官能团是否存在:加入检测试剂后,如果出现变色或者沉淀等特征性现象即可作出对应的判定。比如:利用托伦斯的方法,化学家们可以判定一个含羰基(碳与氧以双键形式相连的基团)的分子到底属于酮类(羰基与两个烃基相连)还是醛类(羰基一端连氢原子,另一端连碳原子)。因为醛类能被银离子氧化而发生银镜反应,而酮类则不能。

托伦斯的鉴定方法虽说古老,但用这个方法做测试时的试剂却必须是新配制的。因为银氨溶液在放置一段时间后,会进一步发生反应生成具有爆炸性的危险物质—氮化银化合物,氮化银化合物十分敏感,极易发生爆炸!过去给镜子镀银的工匠们都得学习这一课,但有时候还是会付出惨痛的代价。■