摘 要：高中化學(xué)必修二和高二生物必修一課本中分別都設(shè)計(jì)了斐林試劑與葡萄糖溶液在加熱條件下的反應(yīng)。其中，化學(xué)必修二所用還原性糖是實(shí)驗(yàn)室所配的葡萄糖溶液，生物必修一所用的還原性糖是鮮榨的蘋果汁。無論還原性糖的來源如何，與斐林試劑在加熱條件下都應(yīng)該產(chǎn)生磚紅色沉淀，但在實(shí)際操作中往往會(huì)產(chǎn)生其他一些現(xiàn)象，為此，對(duì)其實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了簡(jiǎn)單探究。

關(guān)鍵詞：斐林試劑；葡萄糖溶液；醛基；氧化反應(yīng)

斐林試劑實(shí)際就是新制Cu（OH）2懸濁液，也就是在使用時(shí)用NaOH溶液和CuSO4溶液混合而成，生物課本中配制斐林試劑所需的基礎(chǔ)試劑要求是具體的：0.1g/mlNaOH溶液0.05g/mlCuSO4溶液；化學(xué)必修二所述比較籠統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，生物實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)意外現(xiàn)象的情況較少，而化學(xué)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)意外現(xiàn)象的情況就比較多，有此推測(cè)，斐林試劑在與葡萄糖溶液反應(yīng)時(shí)應(yīng)該與配制斐林試劑的基礎(chǔ)溶液的濃度、溶液的滴加順序、加熱的溫度都有關(guān)系。

為此，我進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

1.配制3mol/L氫氧化鈉溶液300ml、2mol/L葡萄糖溶液50ml以及1mol/L硫酸銅溶液100ml。

2.在溫度為40℃的10mlNaOH溶液中滴加5滴硫酸銅溶液，產(chǎn)生黑色沉淀，將此沉淀編號(hào)為沉淀1。滴加2ml葡萄糖溶液充分搖勻，溶液變?yōu)槌赛S色，將此試劑編號(hào)為試劑1。靜置30s，滴加5滴硫酸銅溶液，顏色加深。再滴加5滴、5滴，顏色無明顯變化。

3.室溫下，另取10ml氫氧化鈉溶液，滴加6滴硫酸銅溶液，滴加2ml葡萄糖溶液，立刻放入冰水中冷卻25s，溶液產(chǎn)生分層，將其搖勻，滴加10滴硫酸銅溶液，溶液由紅色便褐色，靜置短時(shí)，溶液變深紫紅色，將此試劑編號(hào)為試劑5，呈深紫紅色。

4.室溫下，另取10ml氫氧化鈉溶液，滴加5滴硫酸銅溶液，變?yōu)樗{(lán)絮狀懸濁液，滴加2ml葡萄糖溶液，試管壁變熱，表明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，多次滴加5滴硫酸銅溶液，則呈赭石色，將此試劑編號(hào)為試劑2。

5.室溫下，另取10ml氫氧化鈉溶液，滴加3滴硫酸銅溶液并滴加2ml葡萄糖溶液，震蕩，溶液變?yōu)榧t色，繼續(xù)滴加硫酸銅溶液，試劑顏色加深，將這些試劑分別編號(hào)為試劑3，呈西瓜紅色；試劑4，呈棕紅顏色。

6.室溫下，改變氫氧化鈉溶液物質(zhì)的量濃度為1.25mol/L。取10ml氫氧化鈉溶液，滴加5滴硫酸銅溶液并滴加少量葡萄糖溶液，震蕩，溶液變?yōu)榻{藍(lán)色，將此試劑編號(hào)為試劑6，呈絳藍(lán)色。繼續(xù)搖勻，出現(xiàn)墨綠色溶液。不停地慢慢地滴加硫酸銅溶液，最終出現(xiàn)絳紫色溶液，將此試劑編號(hào)為試劑7，呈絳紫色。

7.室溫下，將所有試管放置于暖氣片旁（暖氣片溫度為34℃，基本恒溫），緩慢加熱，靜置4天。部分試管底部的沉淀出現(xiàn)分層，由下至上藍(lán)色沉淀、綠色沉淀、磚紅色沉淀。綠色沉淀愈來愈深，上層分別出現(xiàn)藍(lán)色溶液、淡黃色溶液。

經(jīng)過甄別，我選取了編號(hào)分別為2、4、7的三個(gè)具有代表性的試管，將不同顏色的沉淀分離出來，對(duì)其成分找權(quán)威實(shí)驗(yàn)室做了檢測(cè)，結(jié)果顯示成分只有氧化亞銅和銅。

根據(jù)結(jié)果我進(jìn)一步思考：為什么變量不同，沉淀的成分基本一致，分散系的顏色卻有如此的差別？是溶液里的溶質(zhì)不同？還是沉淀中的少量雜質(zhì)造成的？帶著問題我查閱了大量資料，初步得出的結(jié)論是：新制氫氧化銅懸濁液與葡萄糖溶液的反應(yīng)現(xiàn)象隨反應(yīng)條件的變化而變化。反應(yīng)體系中，反應(yīng)物的量不是按照化學(xué)計(jì)量比加的，反應(yīng)物的量不確定，pH值是變化的，造成反應(yīng)產(chǎn)物的不同而表現(xiàn)為現(xiàn)象的變化。醛基被新制的氫氧化銅懸濁液氧化，其產(chǎn)物的成分以氧化亞銅為主，但由于葡萄糖為多羥基醛，與硫酸銅的濃度配比不同可產(chǎn)生不同的分散系顏色，該顏色的差別應(yīng)該是溶液中溶質(zhì)成分的濃度不同和少量的固體雜質(zhì)造成的。

那些黑色、橙色的物質(zhì)是什么？查閱資料得知：氧化銅為黑色、銅離子為藍(lán)色、銅銹為綠色、氧化亞銅為磚紅色，所以，磚紅色沉淀應(yīng)為氧化亞銅.

總之，葡萄糖是多羥基醛，多個(gè)羥基與醛基作為配位，硫酸銅水溶液具有4個(gè)水分子，二者均是配位化合物。在兩種配體間配位能力相差不大的情況下，可加入其中一種配體來產(chǎn)生濃度差，從而進(jìn)行取代反應(yīng)，形成配位化合物，新配體的配位能力很強(qiáng)時(shí)，不需要過量的新配體就能得到穩(wěn)定的新配合物。

因此，新制氫氧化銅懸濁液與葡萄糖溶液發(fā)生反應(yīng)時(shí)，葡萄糖溶液與硫酸銅溶液的配位取代反應(yīng)與葡萄糖溶液同時(shí)反應(yīng)，醛基被新制的氫氧化銅懸濁液氧化的反應(yīng)原理沒有受到影響，但配位作用和與空氣中的二氧化碳的作用會(huì)使分散系的顏色發(fā)生變化。

由于硫酸銅濃度變量引起的結(jié)果是：隨著硫酸銅溶液的滴加，葡萄糖溶液與硫酸銅溶液的濃度差逐漸變化，隨著硫酸銅溶液濃度的增大，配合物[CH2OH（CHOH）4COOH]2Cu的濃度增大，[CH2OH（CHOH）4COOH]2Cu的絳藍(lán)色和氧化亞銅的磚紅色組合，使分散系的顏色趨向于藍(lán)紫色。

由于與空氣中二氧化碳作用時(shí)間的變量引起的結(jié)果是：隨著與空氣中二氧化碳作用時(shí)間的增長(zhǎng)，沉淀中Cu2（OH）2CO3的比例增大，Cu2（OH）2CO3的綠色和氧化亞銅的紅色組合使分散系的顏色趨向于黑色。

作者簡(jiǎn)介：王秀萍（1966.1—），女，漢族，甘肅省臨澤縣人，理學(xué)學(xué)士，中學(xué)化學(xué)高級(jí)教師，研究：專注如何提高中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)的效率。