можно ли с помощью реакции серебряного зеркала обнаружить ацетон почему в чем причина различий
Реакция серебряного зеркала
Содержание
Реакция серебряного зеркала [ править ]
Реакция серебряного зеркала — это реакция восстановления серебра из аммиачного раствора оксида серебра (реактив Толленса).
.
Описание [ править ]
Реакция серебряного зеркала является качественной реакцией на альдегиды, это реакция восстановления серебра из раствора аммиачного комплекса серебра [Ag(NH3)2]OH. Альдегиды лекго окисляются под действием мягких оксилителей, 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.
Что необходимо [ править ]
Для проведения опыта нам понадобятся:
Проведение опыта [ править ]
В пробирку нальем немного водного раствора аммиака. Добавим немного нитрата серебра. Это необходимо для получения аммиачного комплекса серебра. К полученному раствору добавим несколько капель формальдегида, и немного нагреем пробирку. Через некоторое время на стенках пробирки начнет появляться осадок серебра.
Уравнения реакции [ править ]
2AgNO3 + 2NH3 + H2O = Аg2O↓ + 2NH4NO3 Аg2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
Суть реакции [ править ]
Суть реакции серебряного зеркала — в образовании металлического серебра в результате окислительно-восстановительной реакции при взаимодействии аммиачного раствора серебряного оксида в присутствии альдегидов.
Почему сосуд должен быть чистым [ править ]
Дело в том, что коллоидные частицы серебра, образующиеся в конце опыта, должны прочно сцепиться с поверхностью стекла. На его поверхности не должно быть жиров и механических частиц. Дистиллированная вода не содержит солей и идеально подходит для финишной очистки колбы. Ее можно приготовить в домашних условиях, но проще купить готовую жидкость.
Что может показать реакция серебряного зеркала [ править ]
Эта интересная химическая реакция демонстрирует не только определенные состояния вещества — с ее помощью можно выполнить качественное определение альдегидов. То есть подобная реакция решит вопрос: есть ли в растворе альдегидная группа или нет. Например, в подобном процессе можно узнать, что содержится в растворе: глюкоза или фруктоза. Глюкоза даст положительный результат — получится «серебряное зеркало», а фруктоза содержит кетоновую группу и получить осадок серебра нельзя. Для того чтобы провести анализ, вместо раствора формальдегида необходимо добавлять 10%-ный раствор глюкозы.
Что нужно учесть про проведении опыта [ править ]
Реакция работает при слабых концентрациях аммиака — внимательно соблюдайте пропорции!
Так протекает окончательный этап реакции:
R (какой-либо альдегид)-CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH → 2Ag (коллоид серебра, выпавший в осадок) ↓ + R-COONH₄ + 3NH₃ + H₂O
Второй этап реакции лучше проводить, аккуратно нагревая колбу над пламенем горелки — это увеличит шансы, что опыт пройдет успешно.
Что такое реакция серебряного зеркала
Начнем с того, что у каждого класса органических веществ существует определенная реакция, с помощью которой его представителей можно отличить от других веществ. В школьном курсе химии предполагается изучение всех качественных реактивов на основные классы органических веществ.
Альдегиды: особенности строения
Представители данного класса являются производными предельных углеводородов, в которых радикал соединен с альдегидной группой. Изомерами альдегидов являются кетоны. Сходство их состоит в принадлежности к классу карбонильных соединений. При выполнении задания, предполагающего в смеси выделить альдегид, потребуется реакция «серебряного зеркала». Проанализируем особенности данного химического превращения, а также условия его осуществления. Реакция серебряного зеркала представляет собой процесс восстановления из гидроксида диамин серебра (1) металлического серебра. В упрощенном виде допускается запись данного комплексного соединения в упрощенном виде оксида серебра (1).
Разделение карбонильных соединений
Для образования комплексного соединения оксид серебра растворяют в нашатырном спирте. Учитывая, что процесс является обратимой реакцией, реакция серебряного зеркала выполняется со свежеприготовленным аммиачным раствором оксида серебра (1). При смешивании комплексного соединения аргентума с альдегидом происходит окислительно-восстановительная реакция. О завершении процесса свидетельствует выпадение в осадок металлического серебра. При правильном осуществлении взаимодействия этаналя и аммиачного раствора оксида серебра на стенках пробирки наблюдается образование серебряного налета. Именно визуальный эффект дал подобному взаимодействию название «серебряного зеркала».
Определение углеводов
Реакция серебряного зеркала является качественной на альдегидную группу, поэтому в курсе органической химии она упоминается и как способ распознавания таких углеводов, как глюкоза. Учитывая специфику строения этого вещества, проявляющего свойства альдегидо-спирта, благодаря реакции «серебряного зеркала» можно отличить глюкозу от фруктозы.Таким образом, это не только качественная реакция на альдегиды, но и способ распознавания множества других классов органических веществ.
Практическое применение «серебряного зеркала»
Суть взаимодействия
Качественная реакция на серебро подразумевает соблюдение определенного алгоритма действий. Часто даже при появлении признаков зеркального слоя его качество явно оставляет желать лучшего. В чем причины подобной неудачи? Можно ли избежать их? Среди множества проблем, которые могут привести к нежелательному результату, выделяют две основные:
В ходе взаимодействия исходных веществ в растворе образуются катионы серебра, объединяющиеся с альдегидной группой, образующие в итоге коллоидные мелкие частицы серебра. Эти крупники способны сцепляться со стеклом, но могут сохраняться в растворе в виде серебряной суспензии. Чтобы происходило сцепление частиц благородного металла со стеклом, формировался равномерный и прочный слой, важно провести предварительное обезжиривание стекла. Только при наличии идеально чистой исходной поверхности пробирки можно рассчитывать на образование равномерного серебряного слоя.
Возможные проблемы
В качестве основного загрязнителя стеклянной посуды выступает жирный налет, от которого необходимо избавляться. Проблему поможет решить раствор щелочи, а также горячая хромовая смесь. Далее пробирка промывается дистиллированной водой. При отсутствии щелочи можно воспользоваться синтетическим средством для мытья посуды. После завершения обезжиривания стекло промывают раствором хлорида олова, ополаскивают водой. Для приготовления растворов используют дистиллированную воду. В случае ее отсутствия можно воспользоваться дождевой водой. В качестве восстановителей, позволяющих из раствора осаждать чистое вещество, применяют глюкозу и формальдегид. С альдегидом трудно рассчитывать на получение качественного серебряного покрытия, а вот моносахарид (глюкоза) дает равномерный и прочный серебряный слой на поверхности зеркала.
Заключение
Чтобы посеребрить стекло, желательно использовать нитрат серебра. К раствору этой соли добавляют щелочь и раствор аммиака. Условием проведения полноценной реакции и осаждения на стекле серебра является создание щелочной среды. Но при переизбытке данного реагента возможны побочные эффекты. В зависимости от выбранной методики проведения эксперимента получение качественной реакции осуществляется при нагревании. Окрашивание раствора в коричневый цвет свидетельствует об образовании мельчайших коллоидных частичек серебра. Далее на поверхности стекла появляется зеркальный налет. В случае успешного прохождения процесса слой металла будет ровным и прочным.
Реакция серебряного зеркала
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.
Для проведения опыта нам понадобятся:
В пробирку нальем немного водного раствора аммиака. Добавим немного нитрата серебра. Это необходимо для получения аммиачного комплекса серебра.
Уравнение данной реакции:
К полученному раствору добавим несколько капель формальдегида и немного нагреем пробирку. Через некоторое время на стенках пробирки начнет появляться осадок серебра.
Если опыт проводится в пробирке с чистыми и гладкими стенками, то серебро выпадает в виде тонкого налета, создавая зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро будет выделяется в виде серого рыхлого осадка.
В результате опыт имеем колбу с тонкой пленкой из чистого серебра:
Зеркальный налет создается с помощью реакции серебряного зеркала
Реакция серебряного зеркала — это красивое название химической реакции, результатом которой является выпадение тонкого слоя серебра на стенках того сосуда, где проходил процесс. Когда-то так и обрабатывались все поверхности, где нужен был зеркальный налет.
Сейчас этот способ получения тонкого металлического налета на стекле или керамике применяется только в том случае, если необходимо создать токопроводящий слой на диэлектриках, а также при производстве оптики для телескопов, фотоаппаратов и т. п. Использовать эту реакцию можно и для получения чистого серебра. Столь поэтичное название простой химической реакции основано на ажиотаже, который возникает там, где речь заходит о драгоценных металлах — золоте и серебре.
Как провести реакцию в домашних условиях
Для того чтобы провести восстановление серебра из его оксида не в лабораторных условиях, необходимо в воде растворить азотнокислое серебро. Взять его можно в аптеке. Это ляписный карандаш. Воду лучше использовать дистиллированную. Получить ее можно простой конденсацией воды, испаряющейся из кипящего чайника. Если исходить из полулитровой емкости, то в таком количестве раствора азотнокислого серебра необходимо растворить еще нашатырный спирт (1 ч. л.). Сюда же нужно добавить 2-3 капли формальдегида — формалина.
Все реактивы вступают в реакцию не сразу, поэтому взболтайте как следует раствор и оставьте его в покое примерно на сутки. Если все пройдет успешно, то за этот срок ваша банка покроется тонким металлическим слоем. Таким же слоем покроется тот предмет, который вы поместите в банку.
Иногда что-то идет неправильно и вместо зеркала реакция дает серые осажденные хлопья. Это говорит о том, что реактивы были не совсем чистые. Чаще всего претензии нужно предъявлять к воде и чистоте посуды. Особенно следует обратить внимание на кислотность воды, поскольку больше всего неожиданностей происходит в щелочной среде.
Индикаторная функция реакции
С помощью этой реакции определяют наличие в растворе альдегидов. К этой группе относятся такие органические вещества, которые имеют альдегидную группу. Иначе их называют спиртами, лишенными водорода. Присутствие альдегида в растворе и дает эффект зеркала.
Аммиачный раствор оксида серебра используется для определения моносахаридов и дисахаридов. К первой группе относится глюкоза во всех ее изомерных состояниях, ко второй — лактоза и мальтоза. Особенно реакция серебряного зеркала характерна для глюкозы, что и нашло свое отражение в методах выявления глюкозы и фруктозы.
Несмотря на сходство этих веществ и на то, что фруктоза изомерна глюкозе, они все же разные. В открытой форме альдегидная группа присутствует только у глюкозы. Соответственно, осаждаться серебро будет только в присутствии глюкозы, фруктоза же такой реакции не даст. Но в щелочной среде и фруктоза может дать положительную реакцию.
Таким образом, оксид серебра как реактив может быть применен в качестве индикатора наличия в растворе определенной группы веществ. Кроме того, с помощью описанной реакции вы можете получить чистое серебро, серебряное зеркало и пластинку, с двух сторон покрытую металлическим налетом, что не только забавно, но и часто полезно.
Опыт 3. Цветные реакции на альдегиды и кетоны
Реакции являются очень чувствительными, широко используются в клиническом анализе (например, для обнаружения ацетона в моче).
А) В пробирку поместите 2-3 капли формалина и 2 капли раствора фуксинсернистой кислоты.
Б) Иодоформная проба (проба Либена).
Данная реакция имеет практическое значение для диагностики сахарного диабета, при котором наблюдается повышенное содержание «кетоновых тел» (ацетона, ацетоацетата, β-гидроксибутирата) в крови и моче.
1.Напишите реакцию образования йодоформа.
2. Какие соединения можно обнаружить с помощью йодоформной пробы?
3. Возможно ли обнаружить этанол с помощью иодоформной пробы?
Опыт 4. Окисление карбонильных соединений
А) окисление формальдегида аммиачным раствором гидроксида серебра (реакция серебряного зеркала, качественная реакция на альдегиды)
В чистую сухую пробирку налейте 1 мл свежеприготовленного аммиачного раствора оксида серебра и 1 мл формалина (осторожно по стенке). Полученную смесь поместите в горячую водяную баню.
Б) окисление формальдегида гидроксидом меди (II)
В пробирку налейте 2 мл 5 %-ного раствора формальдегида (формалин), 2 мл 10 %-ного раствора гидроксида натрия и, при встряхивании, добавьте по каплям 2 %-ный раствор сульфата меди (II) до появления неисчезающего осадка. Содержимое пробирки нагрейте до начала кипения и наблюдайте изменение окраски реакционной смеси.
1. Какие изменения наблюдаются в пробирках после нагревания?
2. Напишите схему окисления формальдегида по реакции серебряного зеркала и с гидроксидом меди (II).
3. Можно ли использовать как качественную пробу реакцию серебряного зеркала для кетонов?
в) окисление ацетона
Ацетон не может быть окислен в условиях окисления альдегидов (почему?), но он может быть окислен более сильным окислителем.
В пробирку к 1 мл ацетона прилейте 1 мл воды (растворяется ли ацетон в воде?). К полученному раствору добавьте 1-2 капли концентрированной серной кислоты. Подогрейте пробирку на горячей водяной бане и внесите небольшими порциями измельчённый перманганат калия, пока не перестанет исчезать его фиолетовая окраска. При нагревании раствора можно обнаружить по запаху пары уксусной кислоты.
При окислении происходит разрыв углеродной цепи и образование двух кислот – уксусной и муравьиной.
1. Чем объясняется различие в способности к окислению альдегидов и кетонов?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8. РЕАКЦИИ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ В КАРБОНОВЫХ КИСЛОТАХ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Опыт 1. Открытие уксусной кислоты
Уксусная кислота оказывает бактерицидное и бактериостатическое действие. Например, 3 %-ный раствор уксусной кислоты убивает палочки брюшного тифа, 4 %-ный раствор – кишечную палочку. Особенно активна уксусная кислота по отношению к стафилококкам, служащим причиной пищевых отравлений.
В пробирку поместите по 3 капли уксусной кислоты и воды. Испытайте реакцию раствора на лакмус. К раствору прибавьте 2-3 капли 10 %-ного раствора гидроксида натрия до полной нейтрализации уксусной кислоты. После этого добавьте 2-3 капли 1 %-ного раствора хлорида железа (III). Появляется желто-красное окрашивание за счет образования ацетата железа (III).
Подогрейте раствор до кипения. Выделяется красно-бурый осадок не растворимого в воде гидроксида диацетата железа. Раствор над осадком становится бесцветным.
1. Напишите схему реакции диссоциации уксусной кислоты. Как подтвердить этот процесс экспериментально?
2. Напишите схему реакции взаимодействия уксусной кислоты с гидроксидом натрия. Как экспериментально определить момент нейтрализации уксусной кислоты?
3. Напишите схему реакции образования ацетата железа (III).
4. Напишите структурную формулу гидроксида диацетата железа (III).