Реакция серебряного зеркала

Реакция серебряное зеркало

Реакция «Серебряное зеркало» — это химическая реакция, используемая для обнаружения присутствия альдегидов в растворе. В этой реакции бесцветный раствор нитрата серебра (AgNO3) смешивают с восстановителем, таким как глюкоза или формальдегид, в щелочной среде, содержащей гидроксид натрия (NaOH). Реакция серебряного зеркала является реакцией окислительно-восстановительной, а не реакцией присоединения, так как свойства протекания не характерны для реакции присоединения.

Когда восстановитель реагирует с ионами серебра, металлическое серебро выпадает в осадок из раствора и образует «серебряное зеркало» на внутренней поверхности реакционного сосуда. Это зеркало является результатом восстановления ионов серебра до металлического серебра, которое образует тонкий слой на поверхности стекла.

Реакцию можно резюмировать следующим образом:

Ag+ (водн.) + e → Ag (тв.)

Эта реакция восстановления превращает ионы серебра в растворе в металлическое серебро, которое осаждается на поверхности стекла. Восстановитель, такой как глюкоза или формальдегид, окисляется с образованием карбоновых кислот или других продуктов окисления.

Тест с серебряным зеркалом — это качественный тест, дающий положительный результат на альдегиды, но не на кетоны или другие функциональные группы. Этот тест часто используется в аналитической химии для определения присутствия альдегидов в образце и обычно используется при производстве зеркал, когда на поверхность стекла наносится тонкий слой серебра.

В школьном курсе органической химии нас знакомят с реакцией серебряного зеркала — качественной реакцией на альдегиды. Ее обычно проводят, нагревая в чистой пробирке исследуемое вещество с аммиачным раствором оксида серебра (реактивом Толленса). Реакцию серебряного зеркала дают представители многих классов органических соединений. Большинство из них — типичные восстановители, превращающие соли Аg (I) в металл. В статье, рассказано о реакциях серебряного зеркала с многоатомными спиртами, карбоновыми кислотами и другими органическими соединениями.

Реакция серебряного зеркала является качественной реакцией на альдегиды, это реакция восстановления серебра из раствора аммиачного комплекса серебра [Ag(NH3)2]OH. Альдегиды легко окисляются под действием мягких окислителей, в том числе и под действием данного комплекса. К тому же реакция может быть очень интересна и для обычных показательных опытов. В результате опыта в колбе (пробирке) образуется тонки красивый зеркальный налет серебра.

Интересные факты

На одном из занятий по химии решили получить «серебряное зеркало». Все реактивы подготовили за неделю до самого опыта. На следующем занятии обнаружили в колбе на стенках осадок, от которого решили избавиться фильтрованием. Но стояло только потрясти колбу, как произошел взрыв!

Объяснение произошедшему в следующем: аммиачный комплекс серебра при хранении разрушается с образованием нитрида серебра Ag3N —«гремучего серебра»
Данное соединение очень неустойчиво и при небольшом физическом воздействии, даже если находится в жидкости, разлагается на азот и серебро:

2Ag3N = 6Ag↓ + N2.

Реакция происходит настолько интенсивно, что происходит взрыв. Вот почему следует использовать только свежеприготовленные растворы в данном опыте!

Проведение опыта для получения «серебряного зеркала»

Для проведения опыта нам понадобятся:

  • водный раствор аммиака
  • нитрат серебра
  • формальдегид

В пробирку нальем немного водного раствора аммиака. Добавим немного нитрата серебра. Это необходимо для получения аммиачного комплекса серебра.

Уравнение данной реакции:

2AgNO3 + 2NH3 + H2O = Аg2O↓ + 2NH4NO3

и далее

Аg2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH

К полученному раствору добавим несколько капель формальдегида и немного нагреем пробирку. Через некоторое время на стенках пробирки начнет появляться осадок серебра.

Интересно!

Если опыт проводится в пробирке с чистыми и гладкими стенками, то серебро выпадает в виде тонкого зеркального налета, создавая зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро будет выделяется в виде серого рыхлого осадка.

Реакция и ее уравнение

Уравнение реакции:

2[Ag(NH3)2]OH + НСОН = 2Ag↓ + HCOONH4 + 3NH3 + H2O

В результате опыт имеем колбу с тонкой пленкой из чистого серебра:

Серебряное зеркало
Серебряное зеркало

Реакция «серебряного зеркала» — это реакция восстановления серебра в аммиачном растворе оксида серебра (реактив Толленса). В водном растворе аммиака оксид серебра образует комплексное соединение — гидроксид диамин серебра [Ag(NH3)2]OH

Ag2O + 4NH4OH => 2 [Ag(NH3)2]OH + Н2O

при действии которого на альдегид происходит окислительно-восстановительная реакция с образованием соли аммония:

R-CH=O + 2 [Ag(NH3)2]OH => RCOONH4 + 2 Ag +3 NH3 + H2O

Серебряное зеркало образуется в том случае, если восстанавливающееся серебро осаждается на гладких стенках сосуда из не слишком концентрированных растворов. Малейшие загрязнения мешают восстанавливающемуся серебру «уцепиться» за стекло и заставляют его выделяться в виде рыхлого осадка.

Кетоны окисляются значительно труднее, чем альдегиды, поэтому кетоны не дают реакции «серебряного зеркала», поэтому реакция «серебряного зеркала», может использоваться как качественная реакция на альдегиды.
Суть реакции серебряного зеркала — это классический пример окислительно-восстановительной реакции, когда восстановитель передает электроны окислителю. В этой реакции восстановитель (например, глюкоза или формальдегид) окисляется, а ионы серебра восстанавливаются до металлического серебра. Реакция протекает в щелочной среде, содержащей гидроксид натрия, что помогает облегчить реакцию и предотвратить образование других нежелательных продуктов.

Реакция может быть визуально яркой, так как образование серебряного зеркала можно увидеть в виде яркого блестящего слоя внутри реакционного сосуда. Количество серебра, осажденного на стекле, пропорционально количеству восстановителя в растворе, что позволяет использовать тест для качественного и количественного анализа альдегидов.

Тест с серебряным зеркалом обычно используется в органической химии как быстрый и простой метод обнаружения присутствия альдегидов, которые являются важными функциональными группами во многих органических соединениях. Тест можно проводить в различных контекстах, например, при анализе продуктов питания и фармацевтических препаратов, и его можно адаптировать к различным матрицам образцов и концентрациям.

Реакция «серебряного зеркала» с глюкозой

Так, реакцию «серебряного зеркала», можно использовать как отличительную между глюкозой и фруктозой. Глюкоза относится к альдозам (содержит альдегидную группу в открытой форме), а фруктоза — к кетозам (содержащие кетогруппу в открытой форме). Поэтому глюкоза дает реакцию «серебряного зеркала», а фруктоза — нет.

НОСН2(СНОН)4HС=O + 2 [Ag(NH3)2]OH => НОСН2(CHОН)4СООH + 2 Ag +3 NH3 + H2O

Реакция «серебряного зеркала» с ацетальдегидом

Качественной реакцией на альдегидную группу является реакция «серебряного зеркала» – это окисление альдегида реактивом Толленса до карбоновой кислоты.

Признак реакции – образование на стенках пробирки блестящего «зеркального» налета металлического серебра.

Реактив Толленса – это водно-аммиачный раствор оксида серебра(I) с формулой [Ag(NH3)2]OH. Так как в результате разложения реактива Толленса выделяется аммиак, он образует с образовавшейся кислотой соль:
Реакция серебряного зеркала
ацетальдегид + реактив Толленса → ацетат аммония

Реакция серебряного зеркала с муравьиной кислотой

Муравьиная кислота + 2·толленса реактив → карбонат аммония + 2·серебро↓ + 2·аммиак + вода
 структурная формула

Описание реакции муравьиная кислота + 2·толленса реактив → карбонат аммония + 2·серебро↓ + 2·аммиак + вода
Тип реакции Реакция «серебряного зеркала»
Это качественная реакция на альдегидную группу, признак реакции — образование налета серебра на стенках сосуда.

Применение

Реакция с серебряным зеркалом широко используется в областях аналитической химии и биохимии, поскольку она может обеспечить простое и надежное средство обнаружения присутствия альдегидов.

В биохимии тест с серебряным зеркалом можно использовать для обнаружения восстанавливающих сахаров, таких как глюкоза, в биологических жидкостях. Например, тест можно использовать для обнаружения присутствия глюкозы в образцах мочи, что может быть индикатором диабета. Тест серебряного зеркала также используется при синтезе наночастиц серебра, где восстанавливающий агент используется для восстановления ионов серебра и осаждения наночастиц на подложке. Реакцию также можно использовать при химическом серебрении, когда на поверхности объекта формируется серебряное зеркало.

Реакция серебряного зеркала является важным примером окислительно-восстановительной реакции, когда электроны передаются между двумя реагентами. В этой реакции восстановитель передает электроны ионам серебра, восстанавливая их до металлического серебра, в то время как восстановитель окисляется. Реакцию можно записать следующим образом:

2Ag+ + 2e- + RCHO → 2Ag + RCOOH

В этом уравнении RCHO представляет собой альдегид (например, глюкозу), который в результате реакции окисляется до карбоновой кислоты (RCOOH). Металлическое серебро, нанесенное на поверхность реакционного сосуда, образует серебряное зеркало.

Источники
https://acetyl.ru/?search=a11kq1qj2qy62q3qy54q1qj2qf21nag1q1qj2nn1h3q1qh

Справочник для школьников
1 Комментарий
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Владик

Вот спасибо. Так подробно и досконально о реакции серебряного зеркала нигде больше нет.