Srebrne lustro (Ag)

Lustro srebrowe, czyli próba Tollensa

Pró­ba lustra sre­bro­we­go, to zwy­cza­jo­wa nazwa „Pró­by Tol­len­sa”, któ­ra słu­ży do wykry­wa­nia obec­no­ści związ­ków che­micz­nych o wła­ści­wo­ściach redu­ku­ją­cych (czy­li takich, któ­re są w sta­nie obni­żyć sto­pień utle­nie­nia ato­mu w innym związ­ku che­micz­nym / jonie). W przy­pad­ku pró­by lustra sre­bro­we­go, reduk­cja doty­czy jonów diaminasrebra(I), w któ­rych to sre­bro na +1 stop­niu utle­nie­nia ule­ga reduk­cji do meta­licz­ne­go sre­bra. tj do meta­licz­ne­go sre­bra.

Pre­pa­ra­tem wyko­rzy­sty­wa­nym w pró­bie lustra sre­bro­we­go jest kation [Ag(NH3)2]+ powsta­ły w wyni­ku zal­ka­li­zo­wa­nia roz­two­ru azotanu(V) sre­bra roz­two­rem amo­nia­ku.

Doświad­cze­nie jest nie­zwy­kle efek­tow­ne i cie­ka­we, zwłasz­cza gdy pojem­nik, w któ­rym wyko­nu­je­my pokaz jest duży. Może to być 1l kol­ba stoż­ko­wa albo jesz­cze lepiej 1l kol­ba mia­ro­wa. W wyni­ku reak­cji cała wewnętrz­na powierzch­nia szkła pokry­je się pięk­nym nalo­tem sre­bra, któ­re w przy­pad­ku zacho­wa­nia odpo­wied­niej sta­ran­no­ści i czy­sto­ści będzie feno­me­nal­nie lśnić, niczym naj­lep­szej jako­ści lustro.

Materiały:

  • azotan(V) sre­bra
  • woda desty­lo­wa­na
  • meta­nal (for­mal­de­hyd)
  • amo­niak (~25%)
  • pipe­ta / kro­plo­mierz
  • kol­ba mia­ro­wa lub kol­ba stoż­ko­wa

 

  • glu­ko­za, fruk­to­za, itp 
  • kwas mrów­ko­wy
  • kil­ka  pro­bó­wek

Przygotowanie, wykonanie i uwagi:

Przy­go­to­wa­nie tzw. odczyn­ni­ka Tol­len­sa: W pierw­szej kolej­no­ści nale­ży przy­go­to­wać roz­twór azotanu(V) sre­bra. W zupeł­no­ści wystar­czy roz­twór o małym stę­że­niu, np. 1% (a zatem 1g AgNO3, nale­ży roz­pu­ścić w 99 g wody). Dla­cze­go tak niskie stę­że­nie? Po pierw­sze dla­te­go, że tyle sre­bra w roz­two­rze wystar­czy; war­stwa powsta­ją­ce­go lustra sre­bro­we­go jest po pro­stu nie­zwy­kle cien­ka. Po dru­gie, w zależ­no­ści od źró­dła azotan(V) sre­bra może być sto­sun­ko­wo dro­gi. Ja pole­cam przy­go­to­wać go samo­dziel­nie kupu­jąc od zaprzy­jaź­nio­ne­go jubi­le­ra kil­ka gra­mów zło­mu sre­bra o wyso­kiej pró­bie, naj­le­piej 999 (orien­ta­cyj­na cena takie­go surow­ca to 3 zł/g).  Nie­za­leż­nie od tego czy przy­go­tu­jesz azo­tan samo­dziel­nie czy zasto­su­jesz kup­ny, musisz go roz­pu­ścić w wodzie. I tu pierw­sza bar­dzo waż­na uwa­ga prak­tycz­na: azotna(V) sre­bra nale­ży roz­pu­ścić OBOWIĄZKOWO w wodzie desty­lo­wa­nej. Dla­cze­go? Dla­te­go, że w zwy­kłej wodzie znaj­du­ją się spo­re ilo­ści jonów chlor­ko­wych (Cl-), któ­re z jona­mi Ag+ natych­miast prze­re­agu­ją two­rząc nie­roz­pusz­czal­ną sól, chlo­rek sre­bra, AgCl. Odczyn­nik Tol­len­sa otrzy­mu­je się, poprzez doda­nie wody amo­nia­kal­nej (roz­twór ~25%) do roz­two­ru azotanu(V) sre­bra, a doda­je się go kro­pla­mi. Pierw­sze kro­ple, zgod­nie z poniż­szym rów­na­niem spo­wo­du­ją wytrą­ce­nie się bru­nat­ne­go osad tlen­ku srebra(I):

2AgNO3 + (2NH3 + H2O) → Ag2O↓ + 2NH4NO3

Po doda­niu kolej­nych kro­pli (powo­li, jed­na po dru­giej) osad roz­two­rzy się, dając pożą­da­ne jony diaminasrebra(I):

Ag2O + 4NH3 + H2O → 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH

A zatem, pro­duk­tem roz­twa­rza­nia tlen­ku sre­bra jest jon kom­plek­so­wy diaminasrebra(I) ([Ag(NH3)2]+), głów­ny reagent w reak­cji lustra sre­bro­we­go.

Zacho­waj ostroż­ność: tak przy­go­to­wa­ne­go roz­two­ru nie nale­ży, a wręcz nie wol­no prze­cho­wy­wać, a ze wzglę­du na moż­li­we powsta­wa­nie związ­ków o cha­rak­te­rze wybu­cho­wym (szcze­gól­ne nie­bez­pie­czeń­stwo poja­wia się gdy­by roz­twór miał odpa­ro­wać do sucha [wiki]). Lepiej zużyć cały roz­twór i odzy­skać całe sre­bro niż ryzy­ko­wać. Zwłasz­cza, że przy­go­to­wa­nie roz­two­ru jest w zasa­dzie bar­dzo pro­ste i szyb­kie.

Wyko­na­nie poka­zu: Roz­twór nale­ży nalać do doce­lo­we­go naczy­nia. Naczy­nie musi być bar­dzo czy­ste; w szcze­gól­no­ści musi być odtłusz­czo­ne (moż­na je prze­myć roz­two­rem wodo­ro­tlen­ku sodu lub ace­to­nem). Ja pole­cam, aby roz­twór ogrzać do temp. oko­ło 50 st. C, wydat­nie zwięk­szy się szyb­kość powsta­wa­nia lustra (powsta­nie dosłow­nie “w oka mgnie­niu”). Pokaz roz­po­czy­na się w momen­cie wpro­wa­dze­nia do odczyn­ni­ka Tol­len­sa związ­ku redu­ku­ją­ce­go, np. alde­hy­du mrów­ko­we­go. W wyni­ku reak­cji jon diaminasrebra(I) redu­ku­je się natych­miast do meta­licz­ne­go sre­bra, two­rząc w spo­sób nie­mal magicz­ny pięk­ną war­stwę lustra sre­bro­we­go. Kol­bą, zlew­ką, czy pro­bów­ka nale­ży dość inten­syw­nie poru­szać / obra­cać / mie­szać.

Wyjaśnienie, równania i wnioski:

Zasta­nów­my się co się dzie­je w roz­two­rze. W pierw­szym eta­pie powsta­je bru­nat­ny osad tlen­ku srebra(I); tle­nek sre­bra jest nie­roz­pusz­czal­ny w wodzie i oczy­wi­ście opa­da na dno. Suma­rycz­ne rów­na­nie reak­cji ma postać:

2Ag+ + 2OH → Ag2O↓ + H2O

My jed­nak nie pozwa­la­my tlen­ko­wi po pro­stu opaść; zamiast tego doda­je­my nad­miar (ale nie za duży) roz­two­ru amo­nia­ku. Osad tlen­ku srebra(I) zda­je się roz­pusz­czać się, choć w rze­czy­wi­sto­ści ule­ga on oczy­wi­ście reak­cji, a więc się roz­twa­rza. Powsta­je zwią­zek koor­dy­na­cyj­ny o cha­rak­te­rze jono­wym, tzw. jon kom­plek­so­wy:

Ag2O + 4NH3 + H2O → 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH

Pozy­tyw­ny wynik Pró­by Tol­len­sa dają związ­ki o wła­ści­wo­ściach redu­ku­ją­cych gdzie typo­wym przy­kła­dem są związ­ki zawie­ra­ją­ce w swo­jej struk­tu­rze gru­pę alde­hy­do­wą.

No dobrze” — powiesz — “Sko­ro zacho­dzi reak­cja reduk­cji jonu srebra(I) do sre­bra meta­licz­ne­go to coś musi się też utle­niać!”. Tak, masz rację. W naszym doświad­cze­niu utle­nia się alde­hyd mrów­ko­wy. Masz pomysł jaki zwią­zek powsta­nie w wyni­ku utle­nia­nia alde­hy­du? Jeśli gru­pa alde­hy­do­wa zamie­ni się w kar­bok­sy­lo­wą to powsta­nie oczy­wi­ście kwas mrów­ko­wy. Zga­dłeś? Bra­wo!

Tak samo będzie w przy­pad­ku redu­ku­ją­cych cukrów, w któ­rych gru­pa alde­hy­do­wa utle­nia się do gru­py kar­bok­sy­lo­wej:

CIEKAWOSTKA: Pozy­tyw­ny wynik da rów­nież kwas mrów­ko­wy (kwas, nie alde­hyd!). Reak­cja będzie zacho­dzić znacz­nie wol­niej i mniej wido­wi­sko­wo ale pró­ba będzie pozy­tyw­na. Zapy­tasz pew­nie, do cze­go ma się ów kwas mrów­ko­wy utle­nić? Tak na praw­dę zosta­je nam już nie­wie­le moż­li­wo­ści; np. utle­nia­nie do… CO2! W naszym przy­pad­ku jed­nak reak­cja zacho­dzi w roz­two­rze wod­nym, dla­te­go pro­duk­tem utle­nia­nia kwa­su mrów­ko­we­go przez jony diaminasrebra(I) będą … jony wodo­ro­wę­gla­no­we:

2[Ag(NH3)2]+ + HCOO + 2OH → 2Ag↓ + HCO3 + H2O + 4NH3

Kil­ka uwag, jeśli chcesz jesz­cze samo­dziel­nie poeks­pe­ry­men­to­wać: Keto­ny dają zasad­ni­czo nega­tyw­ny wynik pró­by (np. ace­ton). Wyją­tek sta­no­wią cukry z gru­py ketoz, np. fruk­to­za. Zachę­cam Cię do prób na małą ska­lę. Przy­go­tuj kil­ka pro­bó­wek i dodaj do każ­dej kil­ka kro­pel roz­two­rów róż­nych sub­stan­cji. Zacznij wła­śnie od fruk­to­zy, a póź­niej prze­te­stuj inne “słod­kie” sub­stan­cje. Spo­ro cukrów moż­na teraz kupić w skle­pach ze zdro­wą żyw­no­ścią: mal­ti­tol, ksy­li­tol, dek­stro­zę, fruk­to­zę, glu­ko­zę, sacha­ro­zę, itp. W ten spo­sób sam spraw­dzić czy mają one zdol­no­ści redu­ku­ją­ce czy też nie! Uda­nych prób i powo­dze­nia!

Opra­co­wa­nie opi­su: Patryk Zale­ski-Ejgierd ©  | Zdję­cia: Inter­net (brak ści­słych danych)

99c80b4d7699e14ab0d322407d94da34
Srebrne lustro
screen_shot_2016-12–20_at_11.14.55_am

Produkty dostępne w naszym sklepie:

Chcesz być na bieżąco z nowymi pokazami i projektami? Nic prostszego, polub naszą stroną na Facebooku!

Z góry dziękujemy 🙂

Updating…
  • Brak produktów w koszyku.