odczynnik Tollensa

Test Tollensa dla aldehydu: lewa strona dodatnia (srebrne lustro), prawa strona ujemna

Model kulki i kija kompleksu diaminosrebra (I).

Odczynnik Tollensa (wzór chemiczny ${\ Displaystyle {\ ce {Ag (NH3) 2OH}}} ) jest$ odczynnikiem chemicznym używanym do rozróżniania aldehydów i ketonów , a także niektórych alfa-hydroksyketonów , które mogą tautomeryzować w aldehydy. Odczynnik składa się z roztworu azotanu srebra , amoniaku i pewnej ilości wodorotlenku sodu (w celu utrzymania zasadowego pH roztworu odczynnika). Został nazwany na cześć swojego odkrywcy, niemieckiego chemika Bernharda Tollensa . Pozytywny wynik testu z odczynnikiem Tollensa jest wskazywany przez wytrącanie się pierwiastkowego srebra, często tworząc charakterystyczne „srebrne lustro” na wewnętrznej powierzchni naczynia reakcyjnego.

Przygotowanie laboratoryjne

Odczynnik ten nie jest dostępny w handlu ze względu na krótki okres przydatności do spożycia , dlatego musi być świeżo przygotowany w laboratorium. Jedno wspólne przygotowanie obejmuje dwa etapy. Najpierw kilka kropli rozcieńczonego wodorotlenku sodu dodaje się do 0,1 M wodnego roztworu azotanu srebra . Jony przekształcają aquo kompleks srebra w tlenek srebra (I) , który wytrąca $}}}$ z roztworu jako $-$ brązowe ciało stałe:

{\ Displaystyle {\ ce {2AgNO3 + 2NaOH -> Ag2O (s) + 2NaNO3 + H2O}}}

W następnym etapie dodaje się wodę amoniakalną w ilości wystarczającej do rozpuszczenia brązowego tlenku srebra(I). Otrzymany roztwór zawiera kompleksy [Ag(NH ₃ ) ₂ ] ⁺ w mieszaninie, która jest głównym składnikiem odczynnika Tollensa. Wodorotlenek sodu jest reformowany:

{\ Displaystyle {\ ce {Ag2O (s) + 4NH3 + 2NaOH + H2O -> 2[Ag(NH3)2]OH + 2NaOH}}}

Alternatywnie wodny roztwór amoniaku można dodać bezpośrednio do roztworu azotanu srebra. Na początku amoniak będzie indukował tworzenie stałego tlenku srebra, ale przy dodatkowym amoniaku ten stały osad rozpuszcza się, dając klarowny roztwór kompleksu koordynacyjnego diaminosrebra (I) , ${\ Displaystyle {\ ce { [Ag(NH3)2]+}}}$ . Filtrowanie odczynnika przed użyciem pomaga zapobiegać fałszywie dodatnim wynikom.

Używa

Jakościowa analiza organiczna

zidentyfikowaniu obecności grupy karbonylowej za pomocą 2,4-dinitrofenylohydrazyny (znanej również jako odczynnik Brady'ego lub 2,4-DNPH lub 2,4-DNP), odczynnik Tollensa może być użyty do odróżnienia ketonu od aldehydu . Odczynnik Tollensa daje wynik negatywny dla większości ketonów, z wyjątkiem alfa-hydroksyketonów .

Test opiera się na założeniu, że aldehydy są łatwiej utleniane w porównaniu z ketonami; wynika to z węgla zawierającego grupę karbonylową w aldehydach z dołączonym wodorem. Zawarty w mieszaninie kompleks diaminy ze srebrem (I) jest utleniaczem i jest podstawowym reagentem w odczynniku Tollensa. Test jest zwykle przeprowadzany w probówce w ciepłej łaźni wodnej.

W teście pozytywnym kompleks diaminosrebrowy (I) utlenia aldehyd do jonu karboksylanowego iw procesie jest redukowany do pierwiastkowego srebra i wodnego amoniaku. Srebro elementarne wytrąca się z roztworu, czasami na wewnętrznej powierzchni naczynia reakcyjnego, dając charakterystyczne „srebrne lustro”. Jon karboksylanowy po zakwaszeniu da odpowiadający mu kwas karboksylowy . Kwas karboksylowy nie powstaje bezpośrednio, ponieważ reakcja zachodzi w alkalicznych . Równania jonowe dla całej reakcji przedstawiono poniżej; R odnosi się do grupa alkilowa .

{\ Displaystyle {\ ce {2 [Ag (NH3) 2 ]+ + R-CHO + H2O -> 2Ag(s) + 4NH3 + R-COOH + 2H+}}}

Odczynnik Tollensa może być również użyty do testowania końcowych alkinów ( ${\ Displaystyle {\ ce {R-C2H}}}$ ). W tym przypadku powstaje biały osad acetylenku ( AgC $\ displaystyle {\ ce {AgC-R}}}) .$ Kolejny test polega na reakcji furfuralu z floroglucynolem w celu wytworzenia barwnego związku o wysokiej absorpcji molowej. Daje również pozytywny wynik testu z hydrazynami , hydrazonami , α-hydroksyketony i 1,2-dikarbonyle .

Zarówno odczynnik Tollensa, jak i odczynnik Fehlinga dają wyniki dodatnie z kwasem mrówkowym . ^{[ potrzebne źródło ]}

Barwiący

W anatomicznej patologii amoniakalny azotan srebra jest stosowany w Fontana-Masson Stain , która jest techniką barwienia srebrem stosowaną do wykrywania melaniny , argentafiny i lipofuscyny w skrawkach tkanek. Melanina i inne chromafiny redukują azotan srebra do metalicznego srebra.

W srebrnym lustrzanym odbiciu

Odczynnik Tollensa jest również używany do nakładania srebrnego lustra na wyroby szklane; na przykład wnętrze izolowanego termosu. Podstawowy proces chemiczny nazywa się reakcją srebrnego lustra . Do takich zastosowań środkiem redukującym jest glukoza (aldehyd). Wysokiej jakości lustro wymaga czystego szkła. Aby zwiększyć szybkość osadzania, powierzchnię szkła można wstępnie potraktować chlorkiem cyny(II) stabilizowanym roztworem kwasu solnego .

W zastosowaniach wymagających najwyższej jakości optycznej, takich jak zwierciadła teleskopów , stosowanie chlorku cyny (II) jest problematyczne, ponieważ tworzy nanoskalową chropowatość i zmniejsza współczynnik odbicia. Metody produkcji zwierciadeł teleskopowych obejmują dodatkowe dodatki zwiększające przyczepność i sprężystość folii, na przykład metoda Martina, która obejmuje kwas winowy i etanol .

Bezpieczeństwo

Starzejący się odczynnik można zniszczyć rozcieńczonym kwasem, aby zapobiec tworzeniu się wysoce wybuchowego azotku srebra .

Zobacz też

odczynnik Benedicta
Reduktor Waldena (odwrotne zastosowanie z metalicznym srebrem)

Linki zewnętrzne