摘要：利用葡萄糖溶液分別在常溫和一系列的溫度梯度下與銀氨溶液、斐林試劑進行反應，結果發現葡萄糖在常溫也可以發生教材中描述的現象，而且隨著水浴溫度的升高，反應的速度越來越快。
關鍵詞：銀鏡反應、還原糖、水浴加熱、醛基
1實驗背景
2名學生在做化學實驗銀鏡反應時，將葡萄糖加到銀氨溶液後沒有水浴加熱，竟然在試管壁上也有一層銀析出。
此案例引起筆者的思考，通過仔細翻閱學生的化學教材後，筆者發現對於銀鏡反應教材是這樣描述的：銀氨溶液中的在潔淨的試管裡加入1mL2%的AgNO3溶液，然後搖動試管，同時逐滴滴入2%的稀氨水，直至最初產生的沉澱恰好溶解為止（此時的溶液叫做銀氨溶液）。再滴入3滴乙醛（或還原糖），振蕩後將試管放在熱水中溫熱。觀察是否有光亮而均勻的銀鏡產生，進而判斷乙醛（或還原糖）能否將銀氨溶液中的銀離子還原為銀單質。
作為一名生物學教師，筆者想到生物學教材中也有還原糖的鑑定實驗，不過不是與銀氨溶液，而是與斐林試劑發生作用生成磚紅色沉澱。一處是在必修1中關於還原糖的鑑定，一處是在必修3「探究土壤微生物對澱粉的分解作用」。對於還原糖與斐林試劑的反應，必修1指出應採取50～65℃水浴加熱，而必修3沒有提及水浴加熱和溫度的控制，只是給出一幅彩圖——將盛有反應物的試管直接放在酒精燈的外焰處加熱，結果出現磚紅色。
生物學教材必修1和必修3中的溫度設置是不一樣的，如果必修3直接將反應物放在酒精燈外焰上加熱，溫度很容易超過65℃。筆者思考，因為這2個反應的本質都是還原糖中游離的醛基被氧化，可為什麼在不同的溫度下都可以進行？有何規律？帶著以上疑問，筆者設計了相關實驗進行探究。
2實驗儀器與材料
燒杯、試管、水浴鍋、試管架、溫度計、標籤紙、計時器、0.2g/mL的葡萄糖溶液、斐林試劑（現配現用，A液為0.1g/mL的NaOH，B液為0.05g/mL的CuSO4）、2%的AgNO3溶液、2%的氨水。
3實驗步驟
1）選取6支清潔的試管分別編號1～6，每管加入2%的AgNO3溶液直至1mL，隨後用膠頭滴管加入2%的氨水，邊滴邊振蕩，直至試管中最初出現白色絮狀沉澱剛好溶解時為止，此時得到的溶液為銀氨溶液，主要成分為氫氧化二氨合銀。
2）沿試管壁逐滴加入4、5滴葡萄糖溶液，輕輕搖勻，分別放入常溫和30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的水浴鍋中，觀察並記錄試管壁析出銀的時間。
3）另取8支清潔的試管，編號1～8，每支試管加入葡萄糖溶液1mL，在向各試管中同時加入斐林試劑的A液和B液0.5mL，搖勻後分別放入常溫和30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃的水浴鍋中，觀察試管中的顏色變化並記錄出現磚紅色沉澱的時間。
4）以上各組實驗重複3次，統計每次反應時間求平均值。
4實驗結果
1）銀鏡反應中各試管析出銀的時間。
2）斐林試劑與葡萄糖的反應。
實驗過程中顏色變化：試管中的溶液由藍變綠，再變成紅棕色，最後生成磚紅色沉澱物。實驗中各試管出現磚紅色沉澱的時間如表2。
5分析與討論
1）本實驗分2個部分，分別是葡萄糖與銀氨溶液、斐林試劑進行反應。與斐林試劑的反應設置了常溫、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃共8個梯度，結果表明溫度越高反應越快；而銀鏡反應時沒有設置80℃、90℃實驗組，這是由於考慮到銀氨溶液在高溫下可能會生產易爆的疊氮化銀，但通過實驗結果的分析可以推斷在更高的溫度下，銀鏡反應的速度也會加快。
2）葡萄糖與銀氨溶液、斐林試劑的反應本質是一樣的，都是葡萄糖中游離的醛基被氧化成羧酸化合物，同時銀氨溶液中的Ag+被還原成單質銀吸附在試管壁，而斐林試劑中的Cu2+被還原成Cu2O（磚紅色的沉澱物），說明化學和生物學在學科間有密切的聯繫，化學或生物學教師在課堂中如果能將這2個實驗相串聯，可以起到知識的融會貫通，加深學生對知識的理解和記憶。
3）實驗發現葡萄糖與銀氨溶液、斐林試劑的反應都可以在常溫下進行，但隨著水浴溫度的不斷升高，出現反應結果的時間不斷縮短，且溫度越高反應速率越快。分析原因，可能是較高的溫度使反應物分子獲得較高的自由能，運動速度較快，加速了分子之間碰撞的概率，反應速率也加快；而在常溫下，物質碰撞的概率較低，因此反應所需的時間較長，銀鏡反應在常溫下需要18min，而與斐林試劑甚至1h才會出現磚紅色沉澱。
4）通過實驗發現葡萄糖與斐林試劑在反應過程，試管先由藍綠色變為紅棕色，再生成磚紅色沉澱，這與教材的描述相符。但不同溫度下顏色變化的進程有明顯差異，90℃下顏色變化很快，幾乎觀察不到紅棕色出現，而常溫下約40min後才能觀察到藍綠色漸變為紅棕色，只有在50～60℃的實驗組顏色變化才比較適中，即試管中溶液在1.5min後逐漸生成紅褐色，而後的1～2min又逐步產生磚紅色沉澱，現象非常明顯。因此筆者認為，人教版高中生物學教材的必修1和必修3中針對斐林試劑鑑定還原糖的實驗採用2種不同的溫度並非前後矛盾。教材必修1第18頁是對還原糖、脂肪、蛋白質與澱粉4類有機物的鑑定，考慮到很多學校會開設這一部分的實驗課，而實驗課往往只有45min，因此如果水浴加熱的溫度過低，還原糖的反應時間過長，無法在1節課內完成，若溫度過高則反應又過快，無法有效觀察到顏色漸變的過程，對於剛剛進入高中的學生無法使其產生較強的感性認識，而選擇50～65℃進行操作既能滿足課堂時間的要求，也能有效地對實驗現象進行觀察和記錄。必修3第103頁「探究土壤微生物對澱粉的分解作用」是建立在必修1實驗的基礎上，利用斐林試劑只要檢驗磚紅色沉澱並且現象越明顯，就能說明微生物對澱粉的分解