Удаление реагента

Проба Толленса на альдегиды: левая сторона положительная (серебряное зеркало), правая сторона отрицательная.

Шаростержневая модель комплекса диамминсеребра(I)

Реактив Толленса (химическая формула ${\ce {Ag(NH3)2OH}}$ ) — химический реагент, используемый для различения альдегидов и кетонов, а также некоторых альфа-гидроксикетонов , которые могут таутомеризоваться в альдегиды. Реагент состоит из раствора нитрата серебра , гидроксида аммония и некоторого количества гидроксида натрия (для поддержания основного pH раствора реагента). Он был назван в честь своего первооткрывателя, немецкого химика Бернхарда Толленса . ^{[ 1 ]} О положительном тесте с реактивом Толленса свидетельствует осаждение элементарного серебра, часто образующее характерное «серебряное зеркало» на внутренней поверхности реакционного сосуда.

Лабораторная подготовка

Этот реагент недоступен в продаже из-за его короткого срока хранения , поэтому его необходимо свежеприготовить в лаборатории. Обычная подготовка включает в себя два этапа. несколько капель разбавленного гидроксида натрия добавляют Сначала к небольшому количеству водного 0,1 М раствора нитрата серебра . ${\ce {OH-}}$ ионы преобразуют аквакомплекс серебра в оксид серебра(I) , ${\ce {Ag2O}}$ , который выпадает из раствора в виде коричневого твердого вещества:

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

На следующем этапе достаточное количество водного аммиака добавляется для растворения коричневого оксида серебра(I). Полученный раствор содержит [Ag(NH ₃ ) ₂ ] ⁺ комплексы в смеси, которая является основным компонентом реактива Толленса. Гидроксид натрия реформируется:

{\ce {Ag2O(s) + 4NH3 + 2NaNO3 + H2O -> 2[Ag(NH3)2]NO3 + 2NaOH}}

Альтернативно, водный раствор аммиака можно добавлять непосредственно в раствор нитрата серебра. ^{[ 2 ]} Сначала аммиак вызывает образование твердого оксида серебра, но при добавлении аммиака этот твердый осадок растворяется с образованием прозрачного раствора координационного комплекса диамминсеребра(I) . ${\ce {[Ag(NH3)2]+}}$ . Фильтрация реагента перед использованием помогает предотвратить ложноположительные результаты.

Использование

Качественный органический анализ

Как только присутствие карбонильной группы будет идентифицировано с помощью 2,4-динитрофенилгидразина (также известного как реагент Брейди или 2,4-ДНФГ или 2,4-ДНФ), реактив Толленса можно использовать для различения кетона и альдегида . Реактив Толленса дает отрицательный результат на большинство кетонов, за альфа-гидроксикетонов исключением .

Тест основан на предположении, что альдегиды легче окисляются по сравнению с кетонами; это связано с тем, что карбонилсодержащий углерод в альдегидах имеет присоединенный водород. Комплекс диамина с серебром (I) в смеси является окислителем и основным реагентом в реактиве Толленса. Тест обычно проводят в пробирке на теплой водяной бане.

При положительном тесте комплекс диамина серебра (I) окисляет альдегид до карбоксилат- иона и в процессе восстанавливается до элементарного серебра и водного аммиака. Элементарное серебро выпадает в осадок из раствора, иногда на внутреннюю поверхность реакционного сосуда, образуя характерное «серебряное зеркало». Карбоксилат-ион при подкислении даст соответствующую ему карбоновую кислоту . Карбоновая кислота изначально не образуется напрямую, поскольку реакция протекает в щелочных условиях. Ионные уравнения общей реакции показаны ниже; R относится к алкильной группе. ^{[ 3 ]}

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

Реагент Толленса также можно использовать для проверки на концевые алкины ( ${\ce {R-C2H}}$ ). Белый осадок ацетилида ( ${\ce {AgC-R}}$ ) образуется в этом случае. Другой тест основан на реакции фурфурола с флороглюцином с образованием окрашенного соединения с высокой молярной поглощающей способностью. ^{[ 4 ]} Он также дает положительный результат теста на гидразины , гидразоны , α-гидроксикетоны и 1,2-дикарбонилы .

И реактив Толленса, и реактив Фелинга дают положительные результаты с муравьиной кислотой . ^{[ нужна ссылка ]}

Окрашивание

В анатомической патологии аммонийный нитрат серебра используется в окраске Фонтана-Массона , которая представляет собой метод окрашивания серебром, используемый для обнаружения меланина , аргентафина и липофусцина в срезах тканей. Меланин и другие хромаффины восстанавливают нитрат серебра до металлического серебра. ^{[ 2 ]}

В серебряном зеркальном отражении

Реактив Толленса также используется для нанесения серебряного зеркала на стеклянную посуду; например, внутренняя часть изолированной вакуумной колбы. Основной химический процесс называется реакцией серебряного зеркала . Для таких применений восстановителем является глюкоза (альдегид). Для качественного зеркала необходима чистая стеклянная посуда. Для увеличения скорости осаждения поверхность стекла можно предварительно обработать хлоридом олова(II), стабилизированным в соляной кислоты . растворе ^{[ 5 ]}

Для применений, требующих высочайшего оптического качества, например, в зеркалах телескопов , использование хлорида олова (II) проблематично, поскольку он создает наноразмерную шероховатость и снижает отражательную способность. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Методы производства зеркал телескопа включают дополнительные добавки для увеличения адгезии и устойчивости пленки, например, в методе Мартина, который включает винную кислоту и этанол . ^{[ 7 ]}

Безопасность

Старый реагент можно уничтожить разбавленной кислотой, чтобы предотвратить образование взрывоопасного нитрида серебра . ^{[ 8 ]}

См. также

реактив Бенедикта
Редуктор Вальдена (противоположное использование металлического серебра)

Ссылки

^ Толленс, Б. (1882). «Об аммиачно-щелочном растворе серебра как реагенте на альдегиды » (PDF) . Отчеты Немецкого химического общества (на немецком языке). 15 (2): 1635–1639. дои : 10.1002/cber.18820150243 .
^ Jump up to: ^а ^б Веб-сайт Webpath http://library.med.utah.edu/WebPath/HISTHTML/MANUALS/FONTANA.PDF . Проверено 4 февраля 2009 г.
^ «Окисление альдегидов и кетонов» . chemguide.co.uk . Проверено 31 января 2010 г.
^ Ошитна, К.; Толленс, Б. (1901). «О спектральных реакциях метилфурфурола» . Бер. Немецкий. Хим . 34 (2): 1425. doi : 10.1002/cber.19010340212 .
^ Харт, М. (1992). Руководство по научному стеклодувному делу . Сент-Хеленс, Мерсисайд [Англия]: Британское общество научных стеклодувов. ISBN 0-9518216-0-1 .
^ Н. Чиворанунд1; С. Джимсирилерс; ДП Касима (2013). «Влияние обработки поверхности на адгезию серебряной пленки на стеклянной подложке, полученной методом химического нанесения покрытия». Журнал Австралийского керамического общества . 49 : 62–69. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б К. Хибер Д. (февраль 1911 г.). «Методы серебрения зеркал» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 23 (135): 15–19. Бибкод : 1911PASP...23...13C . дои : 10.1086/122040 . hdl : 2027/mdp.39015018047608 .
^ Свехла, Г.; Фогель, Артур Антон (1996). Качественный неорганический анализ Фогеля . Нью-Йорк: Лонгман. ISBN 0-582-21866-7 .

Внешние ссылки

[1] Толленс, Б. (1882). «Об аммиачно-щелочном растворе серебра как реагенте на альдегиды » (PDF) . Отчеты Немецкого химического общества (на немецком языке). 15 (2): 1635–1639. дои : 10.1002/cber.18820150243 .

[webpath-2] Jump up to: ^а ^б Веб-сайт Webpath http://library.med.utah.edu/WebPath/HISTHTML/MANUALS/FONTANA.PDF . Проверено 4 февраля 2009 г.

[chemguide-3] «Окисление альдегидов и кетонов» . chemguide.co.uk . Проверено 31 января 2010 г.

[4] Ошитна, К.; Толленс, Б. (1901). «О спектральных реакциях метилфурфурола» . Бер. Немецкий. Хим . 34 (2): 1425. doi : 10.1002/cber.19010340212 .

[5] Харт, М. (1992). Руководство по научному стеклодувному делу . Сент-Хеленс, Мерсисайд [Англия]: Британское общество научных стеклодувов. ISBN 0-9518216-0-1 .

[6] Н. Чиворанунд1; С. Джимсирилерс; ДП Касима (2013). «Влияние обработки поверхности на адгезию серебряной пленки на стеклянной подложке, полученной методом химического нанесения покрытия». Журнал Австралийского керамического общества . 49 : 62–69. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[silvering_mirrors-7] Jump up to: ^а ^б К. Хибер Д. (февраль 1911 г.). «Методы серебрения зеркал» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 23 (135): 15–19. Бибкод : 1911PASP...23...13C . дои : 10.1086/122040 . hdl : 2027/mdp.39015018047608 .

[Vogel_7th-8] Свехла, Г.; Фогель, Артур Антон (1996). Качественный неорганический анализ Фогеля . Нью-Йорк: Лонгман. ISBN 0-582-21866-7 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]