Реагент Толленса (химическая формула Ag (NH 3 ) 2 OH) - это химический реагент, используемый для различения функциональных групп альдегидов и кетонов, а также некоторых альфа-гидроксикетонов, которые могут таутомеризоваться в альдегиды. Реагент состоит из раствора нитрата серебра , аммиака и небольшого количества гидроксида натрия (для поддержания щелочного pH раствора реагента). Он был назван в честь его первооткрывателя, немецкого химика Бернхарда Толленса . [1] Положительный результат теста с реактивом Толленса проявляется в осаждении элементарного серебра, которое часто дает характерное «серебряное зеркало» на внутренней поверхности реакционного сосуда.
Лабораторная подготовка
Этот реагент недоступен в продаже из-за его короткого срока хранения , поэтому он должен быть свежеприготовленным в лаборатории. Обычная подготовка состоит из двух этапов. Сначала к 0,1 М водному раствору нитрата серебра добавляют несколько капель разбавленного гидроксида натрия . Ионы OH - преобразуют комплексную форму серебра aquo в оксид серебра (I) , Ag 2 O, который выпадает в осадок из раствора в виде коричневого твердого вещества:
- 2 AgNO 3 + 2 NaOH → Ag 2 O ( s ) + 2 NaNO 3 + Н 2 О
На следующем этапе добавляют водный раствор аммиака в количестве, достаточном для растворения коричневого оксида серебра (I). Полученный раствор содержит в смеси комплексы [Ag (NH 3 ) 2 ] + , которые являются основным компонентом реагента Толленса. Гидроксид натрия реформируется:
- Ag 2 O ( s ) + 4 NH 3 + 2 NaOH + H 2 O → 2 [Ag (NH 3 ) 2 ] ОН + 2 NaOH
В качестве альтернативы водный аммиак можно добавлять непосредственно в раствор нитрата серебра. [2] Сначала аммиак вызовет образование твердого оксида серебра, но с дополнительным содержанием аммиака этот твердый осадок растворяется с образованием прозрачного раствора координационного комплекса диамминсеребра (I) , [Ag (NH 3 ) 2 ] + . Фильтрация реагента перед использованием помогает предотвратить ложноположительные результаты.
Использует
Качественный органический анализ
После того, как присутствие карбонильной группы было идентифицировано с помощью 2,4-динитрофенилгидразина (также известного как реагент Брэди или 2,4-DNPH или 2,4-DNP), можно использовать реагент Толленса для различения кетона и альдегида . Реагент Толленса дает отрицательный результат для большинства кетонов, за исключением альфа-гидроксикетонов .
Тест основан на предположении, что альдегиды более легко окисляются по сравнению с кетонами; это происходит из-за карбонилсодержащего углерода в альдегидах, имеющих присоединенный водород. Комплекс диамминсеребра (I) в смеси является окислителем и основным реагентом в реагенте Толленса. Тест обычно проводится в пробирке на теплой водяной бане.
В положительном тесте комплекс диамминсеребра (I) окисляет альдегид до карбоксилат- иона и в процессе восстанавливается до элементарного серебра и водного аммиака. Элементарное серебро осаждается из раствора, иногда на внутренней поверхности реакционного сосуда, образуя характерное «серебряное зеркало». Карбоксилат-ион при подкислении дает соответствующую карбоновую кислоту . Карбоновая кислота не образуется напрямую, поскольку реакция протекает в щелочных условиях. Ионные уравнения для общей реакции показаны ниже; R обозначает алкильную группу. [3]
- 2 [Ag (NH 3 ) 2 ] + + RCHO + Н 2 O → 2 Ag ( ы ) + 4 NH 3 + RCOOH + 2 Н +
Реагент Толленса также можно использовать для определения концевых алкинов (RC 2 H). При этом образуется белый осадок ацетилида (AgC 2 R). Другой тест основан на реакции фурфурола с флороглюцином с образованием окрашенного соединения с высокой молярной поглощающей способностью. [4] Он также дает положительный результат на гидразены , гидразоны , α-гидроксикетоны и 1,2-дикарбонилы .
И реактив Толленса, и реактив Фелинга дают положительные результаты с муравьиной кислотой . [ необходима цитата ]
Окрашивание
При анатомической патологии аммиачный нитрат серебра используется в пятнах Фонтана-Массона , которые представляют 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
Реагент Толленса также используется для нанесения серебряного зеркала на стеклянную посуду; например, внутри изолированной вакуумной колбы. Основной химический процесс называется реакцией серебряного зеркала . В таких случаях восстановителем является глюкоза (альдегид). Для качественного зеркала требуется чистая посуда. Для увеличения скорости осаждения поверхность стекла можно предварительно обработать хлоридом олова (II), стабилизированным в растворе соляной кислоты . [5]
Для применений, требующих высочайшего оптического качества, таких как зеркала телескопов , использование хлорида олова (II) проблематично, поскольку он создает наноразмерную шероховатость и снижает отражательную способность. [6] [7] Методы изготовления зеркал телескопов включают дополнительные добавки для увеличения адгезии и упругости пленки, как, например, в методе Мартина, который включает винную кислоту и этанол . [7]
Безопасность
Старый реагент можно разрушить разбавленной кислотой, чтобы предотвратить образование взрывоопасного нитрида серебра . [8]
Смотрите также
- Реагент Бенедикта
- Редуктор Вальдена (противоположное использование с металлическим серебром)
Рекомендации
- ^ Толленс, Б. (1882). "Ueber Ammon-alkalische Silberlösung als Reagens auf Aldehyd" [О щелочном растворе серебра аммония как реагенте для альдегидов]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком языке). 15 (2): 1635–1639. DOI : 10.1002 / cber.18820150243 .
- ^ a b Веб-сайт Webpath http://library.med.utah.edu/WebPath/HISTHTML/MANUALS/FONTANA.PDF, по состоянию на 4 февраля 2009 г.
- ^ http://www.chemguide.co.uk/organicprops/carbonyls/oxidation.html По состоянию на 31 января 2010 г.
- ^ Ошитна, К .; Толленс, Б. (1901). "Ueber Spectral-Reactionen des Methylfurfurols". Бер. Dtsch. Chem. Ges . 34 : 1425.
- ^ Харт, М. (1992). Учебное пособие по научному стеклодуву . Сент-Хеленс, Мерсисайд [Англия]: Британское общество научных стеклодувов. ISBN 0-9518216-0-1.
- ^ Н. Читворанунд1; С. Джимсирилерс; Д.П. Кашима (2013). «Влияние обработки поверхности на адгезию серебряной пленки на стеклянной подложке, изготовленной методом химического восстановления». Журнал Австралийского керамического общества . 49 : 62–69.
- ^ а б К. Хебер Д. (февраль 1911 г.). «Способы серебрения зеркал» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 23 (135): 15–19. Bibcode : 1911PASP ... 23 ... 13С . DOI : 10.1086 / 122040 .
- ^ Svehla, G .; Фогель, Артур Антон (1996). Качественный неорганический анализ Фогеля . Нью-Йорк: Лонгман. ISBN 0-582-21866-7.
Внешние ссылки
- Видео экспериментального процесса с реактивом Толленса
- Реагент Толленса на www.wiu.edu
- Univ. результатов демонстрации уроков органической химии в Миннесоте