Що таке реакція срібного дзеркала? Хімічний досвід: отримання срібного дзеркала Умови проведення реакції срібного дзеркала
Дуже наочним є досвід із гарним ефектом освіти на склі дзеркального покриття. Для цієї реакції необхідно запастися досвідом та терпінням. У цій статті ви дізнаєтеся про необхідні та особливості підготовки обладнання, а також побачите, за якими рівняннями реакцій протікає цей процес.
Суть реакції срібного дзеркала - утворенні металевого срібла в результаті окислювально-відновної реакції при взаємодії розчину аміачного срібного оксиду в присутності альдегідів.
"Срібне дзеркало" (пробірка зліва)Для створення стійкого сріблястого шару знадобиться:
- скляна колба місткістю до 100 мл;
- розчин аміаку (2,5-4%);
- нітрат срібла (2%);
- водний розчин формальдегіду (40%).
Замість і можна взяти готовий реактив Толленса аміачний розчиноксиду срібла. Для його створення потрібно додати 1 г нітрату срібла в 10 крапель води (якщо рідина буде зберігатися довго, треба помістити її в темне місце або скляну ємність з темними стінками). Безпосередньо перед досвідом розчин (близько 3 мл) треба змішати в пропорції 1:1 з 10% водним розчином гідроксиду натрію. Срібло може випасти в осад, тому його розводять, повільно додаючи розчин аміаку. Рекомендуємо провести ще один видовищний досвід із аміачним розчином та надрукувати «хімічну фотографію».
Реакція проводиться за кімнатній температурі. Обов'язкова умовауспішного фіналу - це ідеально чисті та гладкі стінки скляної посудини. Якщо на стінках будуть найменші частинки забруднень, осад, який отримується в результаті досвіду, стане пухким шаром чорного або темно-сірого кольору.
Для очищення колби потрібно використовувати різні видирозчинів лугів. Так, для обробки можна взяти розчин, який після очищення доводиться змивати дистильованою водою. Промивати колбу від засобу для чищення необхідно багато разів.
Чому така важлива чистота судини
Справа в тому, що колоїдні частинки срібла, що утворюються наприкінці досвіду, повинні міцно зчепитися з поверхнею скла. На його поверхні не повинно бути жирів та механічних частинок. вода не містить солей та ідеально підходить для фінішного очищення колби. Її можна приготувати в домашніх умовах, але простіше купити готову рідину.
Рівняння реакції срібного дзеркала:
Ag₂O + 4 NH₃·Н₂О ⇄ 2ОН + 3Н₂О,
де ВІН - це гідроксиду діамінсеребра, що вийшов при розчиненні оксиду металу у водному розчині аміаку.
Молекула комплексу діаммінсрібла
Важливо!Реакція працює при слабких концентраціях аміаку - уважно дотримуйтесь пропорцій!
Так протікає остаточний етап реакції:
R (будь-який альдегід)-CH=O + 2OH → 2Ag (колоїд срібла, що випав в осад) ↓ + R-COONH₄ + 3NH₃ + H₂O
Другий етап реакції краще проводити, акуратно нагріваючи колбу над полум'ям пальника – це збільшить шанси, що досвід пройде успішно.
Що може показати реакція срібного дзеркала
Ця цікава хімічна реакція демонструє як певні стану речовини - з її допомогою можна виконати якісне визначення альдегідів. Тобто подібна реакція вирішить питання: чи є у розчині альдегідна група чи ні.
Загальна структурна формула альдегідів
Наприклад, у подібному процесі можна дізнатися, що міститься в розчині: глюкоза чи фруктоза. Глюкоза дасть позитивний результат - вийде срібне дзеркало, а фруктоза містить кетонову групу і отримати осад срібла не можна. Для того щоб провести аналіз, замість розчину формальдегіду необхідно додавати 10% розчин глюкози. Розглянемо, чому і як розчинене срібло перетворюється на твердий осад:
2OH + 3H₂O + C₆H₁₂O₆ (глюкоза) = 2Ag↓+ 4NH₃∙H₂O + C₆H₁₂O₇ (утворюється глюконова кислота).
Почнемо з того, що кожен клас органічних речовин має певну реакцію, за допомогою якої його представників можна відрізнити від інших речовин. У шкільному курсі хімії передбачається вивчення всіх якісних реактивів основні класи органічних речовин.
Альдегіди: особливості будови
Представники цього класу є похідними граничних вуглеводнів, у яких радикал з'єднаний з альдегідною групою. Ізомерами альдегідів є кетони. Подібність їх полягає у приналежності до класу карбонільних сполук. При виконанні завдання, що передбачає суміші виділити альдегід, буде потрібно реакція «срібного дзеркала». Проаналізуємо особливості даного хімічного перетворення, і навіть умови його здійснення. Реакція срібного дзеркала є процес відновлення з гідроксиду діамін срібла (1) металевого срібла. У спрощеному вигляді допускається запис даної комплексної сполуки у спрощеному вигляді оксиду срібла (1).
Поділ карбонільних сполук
Для утворення комплексної сполуки оксид срібла розчиняють у нашатирному спирті. Враховуючи, що процес є оборотною реакцією, реакція срібного дзеркала виконується зі свіжоприготовленим розчином аміачним оксиду срібла (1). При змішуванні комплексної сполуки аргентуму з альдегідом відбувається окисно-відновна реакція. Про завершення процесу свідчить випадання осад металевого срібла. При правильному здійсненні взаємодії етаналю та аміачного розчину оксиду срібла на стінках пробірки спостерігається утворення срібного нальоту. Саме візуальний ефект дав подібній взаємодії назву срібного дзеркала.
Визначення вуглеводів
Реакція срібного дзеркала є якісною на альдегідну групу, тому в курсі органічної хімії вона згадується як спосіб розпізнавання таких вуглеводів, як глюкоза. Враховуючи специфіку будови цієї речовини, що виявляє властивості альдегід-спирту, завдяки реакції «срібного дзеркала» можна відрізнити глюкозу від фруктози. Таким чином, це не тільки якісна реакція на альдегіди, але і спосіб розпізнавання безлічі інших класів органічних речовин.
Практичне застосування «срібного дзеркала»
Здавалося б, які можуть виникати складності із проведенням взаємодії альдегідів та аміачного розчину оксиду срібла? Потрібно лише придбати срібний окис, запастись нашатирем і підібрати альдегід – і можна сміливо приступати до експерименту. Але такий примітивний підхід не приведе дослідника до бажаного результату. Замість очікуваної дзеркальної поверхні на стінках пробірки ви побачите (у кращому разі) темно-коричневу срібну суспензію.
Суть взаємодії
Якісна реакція на срібло має на увазі дотримання певного алгоритму дій. Часто навіть у разі ознак дзеркального шару його якість явно залишає бажати кращого. У чому причини такої невдачі? Чи можна їх уникнути? Серед багатьох проблем, які можуть призвести до небажаного результату, виділяють дві основні:
- порушення умов проведення хімічної взаємодії;
- неякісна підготовка поверхні до срібла.
У ході взаємодії вихідних речовин у розчині утворюються катіони срібла, що поєднуються з альдегідною групою, що утворюють у результаті колоїдні дрібні частинки срібла. Ці крупники здатні зчіплюватися зі склом, але можуть зберігатися у розчині у вигляді срібної суспензії. Щоб відбувалося зчеплення частинок благородного металузі склом, формувався рівномірний та міцний шар, важливо провести попереднє знежирення скла. Тільки за наявності ідеально чистої вихідної поверхні пробірки можна розраховувати на утворення рівномірного срібного шару.
Можливі проблеми
Як основний забруднювач скляний посудвиступає жирний наліт, якого необхідно позбавлятися. Проблему допоможе вирішити розчин лугу, а також гаряча хромова суміш. Далі пробірка промивається дистильованою водою. За відсутності лугу можна скористатися синтетичним засобомдля миття посуду. Після завершення знежирення скло промивають розчином хлориду олова, обполіскують водою. Для приготування розчинів використовують дистильовану воду. У разі її відсутності можна скористатися дощовою водою. Як відновники, що дозволяють з розчину осаджувати чисту речовину, застосовують глюкозу і формальдегід. З альдегідом важко розраховувати отримання якісного срібного покриття, тоді як моносахарид (глюкоза) дає рівномірний і міцний срібний шар лежить на поверхні дзеркала.
Висновок
Щоб посрібляти скло, бажано використовувати нітрат срібла. До розчину цієї солі додають луг та розчин аміаку. Умовою проведення повноцінної реакції та осадження на склі срібла є створення лужного середовища. Але при надлишку даного реагенту можливі побічні ефекти. Залежно від обраної методики проведення експерименту, отримання якісної реакції здійснюється при нагріванні. Фарбування розчину в коричневий колірсвідчить про утворення найдрібніших колоїдних частинок срібла. Далі на поверхні скла утворюється дзеркальний наліт. У разі успішного проходження процесу шар металу буде рівним та міцним.
Перш ніж починати хімічний досвід, необхідно з'ясувати, що ж альдегід, наявність якого потрібно визначити. Альдегіди є групою органічних сполук, в яких атом вуглецю має подвійний зв'язок з атомом кисню. Кожна така сполука містить групу >C=O. Суть реакції полягає в тому, що в результаті утворюється срібло металеве, яке осаджується на поверхні. Реакція проводиться з речовинами, що містять альдегідну групу у водному розчині при нагріванні, у присутності аміаку. Найчастіше в реакції використовуються , а як альдегід використовуються або звичайний цукор. Як речовина, що містить аміак, зазвичай використовується .Працювати із солями срібла потрібно обережно, оскільки вони залишають чорні сліди. Досвід проводите у рукавичках.
Як відбувається реакція
?Реактиви для досвіду можна знайти у будь-якій аптеці. Азотнокисле срібло – це ляписний олівець. Там же можна купити формальдегід та нашатирний спирт. Крім іншого, потрібний хімічний посуд. Речовини, з якими вам доведеться мати справу, неагресивні, але будь-які хімічні досліди краще проводити у пробірках та колбах із хімічного скла. Зрозуміло, посуд потрібно ретельно вимити. Зробіть водний розчин нітрату срібла AgNO3. Додайте нашатирний спирт, тобто гідрооксид амонію NH4OH. У вас утворюється оксид срібла Ag2O, який випадає у вигляді коричневого осаду. Потім розчин стає прозорим і утворюється комплексне з'єднання OH. Саме він впливає на альдегід під час окислювально-відновної реакції, в результаті якої утворюються сіль амонію. Формула цієї реакції виглядає так: R-CH = O + 2OH -> RCOONH4 + 2Ag +3NH3 + H2O. Якщо під час реакції залишити в банці скляну паличку або платівку, приблизно через добу вона покриється блискучим шаром. Такий самий шар утворюється і на стінках судини.
Реакцію можна записати спрощено: R-CH = O + Ag2O -> R-COOH + 2Ag.
Як робили дзеркала
До появи методу напилення реакція срібного дзеркала була єдиним способомотримання дзеркал на склі та фарфорі. В даний момент цей спосіб застосовується для отримання струмопровідного шару на склі, кераміці та інших діелектриках. Ця технологія застосовується для створення просвітленої оптики для фотооб'єктивів, телескопів тощо.Лабораторна робота №5
Властивостівуглеводів
Досвід 1. Реакція срібного дзеркала– це реакція відновлення сріблаз аміачного розчину оксиду срібла (реактив Толленса).
У водному розчині аміакуоксид срібла розчиняється з утворенням комплексної сполуки - гідроксид діаммінсрібла(I) OH
при додаванні до якого альдегідувідбувається окислювально-відновна реакція з утворенням металевого срібла:
Якщо реакція проводиться у посудині з чистими та гладкими стінками, то срібло випадає у вигляді тонкої плівки, утворюючи дзеркальну поверхню.
За наявності найменших забруднень срібло виділяється як сірого пухкого осаду.
Реакція срібного дзеркала може використовуватися як якісна реакція на альдегіди. Так, реакцію «срібного дзеркала» можна використовувати як відмінну між глюкозоюі фруктозою. Глюкоза відноситься до альдоз (містить альдегідну групу у відкритій формі), а фруктоза - до кетоз (що містять кетогрупу у відкритій формі). Тому глюкоза дає реакцію «срібного дзеркала», а фруктоза – ні. Але якщо в розчині є лужне середовище, то кетози ізомеризуються в альдози і також дають позитивні реакції з аміачним розчином. оксиду срібла (реактив Толленса).
Якісна реакція глюкози з розчином аміачним оксиду срібла.Довести наявність альдегідної групи в глюкозі можна за допомогою розчину аміачного оксиду срібла. До аміачного розчину оксиду срібла додамо розчин глюкози та підігріємо суміш на водяній бані. Незабаром на стінках колби починає осідати металеве срібло. Ця реакція називається реакцією срібного дзеркала. Її використовують як якісну відкриття альдегідів. Альдегідна група глюкози окислюється до карбоксильної групи. Глюкоза перетворюється на глюконову кислоту.
СН 2 ВІН – (СНОН) 4 - СОН +Ag 2 O= СН 2 ВІН – (СНОН) 4 - СООН + 2Ag↓
Порядок виконання.
У дві пробірки наливають по 2 мл. аміачного розчину оксиду срібла В одну їх додають 2 мл. 1% розчину глюкози, в іншу - фруктози. Обидві пробірки кип'ятять.
Аміачний розчин гідрату окису срібла одержують при взаємодії нітрату срібла з гідроксидом натрію та гідроксидом амонію:
AgNO3+ NaOH → AgOH↓+ NaNO3,
AgOH + 2 NH4 OH→[ Ag(NH3)2] OH + H2O,
аміачний розчин
OH + 3 H2→Ag2O + 4 NH4 OH.
Принцип методу. На стінках пробірки з глюкозою утворюється дзеркало внаслідок виділення металевого срібла.
Оформлення роботи: Написати висновок, а також хід та рівняння реакції у зошит.
Досвід 3. Якісна реакція на фруктозу
Принцип методу. При нагріванні проби з фруктозою у присутності резорцинуі соляної кислотидо 80 про З через деякий час у пробірці з фруктозою з'являється яскраво-червоне забарвлення.
При нагріванні проби з фруктозою у присутності резорцинуі соляної кислотиз'являється вишнево-червоне фарбування. Проба також застосовується для виявлення інших кетоз. Альдозиу цих умовах взаємодіють повільніше і дають блідо-рожеву забарвлення чи взагалі взаємодіють. Відкрита Ф. Ф. Селіванова 1887 року. Застосовується під час аналізу сечі. Проба позитивна при фруктозурії обмінного чи транспортного генезу. У 13% випадків проба позитивна при харчовому навантаженні фруктами та медом. Хім. формулафруктози – C 6 H 12 O 6
Циклічна формула фруктози
Ациклічна форма 
фруктози
Пофарбоване з'єднання
R-осататок
оксиметилфурфуролу
Порядок виконання.
У дві пробірки наливають по 2 мл: в одну - 1% розчин глюкози, в іншу - 1% розчин фруктози. В обидві пробірки вносять по 2 мл реактиву Селіванова: 0,05 г резорцину розчиняють у 100 мл 20% соляної кислоти. Обидві пробірки обережно нагрівають до 80 С (до початку кипіння). З'являється червоне фарбування.
Висновки: результати досвіду та рівняння реакції записують у зошит.
Продовжимо тему хімічних дослідів, оскільки сподіваємось, що вони вам обов'язково сподобаються. Цього разу представляємо до вашої уваги черговий досвід, в якому ми отримаємо срібне дзеркало.
Почнемо з перегляду відео
Нам знадобиться:
- Місткість;
- нітрат срібла;
- гаряча вода;
- аміачний розчин 10%;
- глюкоза;
- спиртовий пальник
Почнемо з нітрату срібла. Беремо приблизно грам від нього і розбавляємо у невеликій кількості гарячої води.
Далі до отриманого розчину додаємо гідроксид натрію. У ході цієї реакції утворюється оксид срібла, що випадає в осад.
Далі до осаду оксиду срібла приливаємо 10-відсотковий аміачний розчин. Доливати аміачний розчин потрібно доти, доки осад не розчиниться.
У ході цієї реакції утворюється аміакат срібла. Додаємо отриманому розчину 5 г глюкози.
Тепер потрібно нагріти отриману суміш. Для цього запалюємо спиртовий пальник і кладемо склянку на нього, щоб суміш поступово нагрівалася. Під час цієї реакції виділяється дуже велика кількістьаміаку, тому цю реакцію слід проводити або під витяжкою, або на вулиці. У ході реакції також може утворитися нітрит срібла, який є дуже небезпечною речовиноюТому посуд після реакції потрібно ретельно промити.
Через деякий час на стінках склянки поступово починає осідати тонкий шар срібла. Реакція завершується приблизно через 15 хвилин після початку нагрівання.
Для того щоб отримати більш рівний шар срібла, потрібно покласти склянку із сумішшю у велику ємність, залити в ємність гарячої води і покласти на спиртовий пальник. Температура, таким чином, розподілятиметься рівномірно і результат буде ефектнішим.
Loading...