Ezüsttükörpróba

Tollens-próba: balra pozitív (ezüsttükör a kémcső falán), jobbra negatív

Az ezüsttükörpróba vagy Tollens-próba elsősorban arra használható, hogy egy karbonilvegyületről eldöntsük: aldehid- vagy ketonjellegű-e. Ezüsttükörpróbának azért nevezik, mert pozitív próba esetén a fémezüstté redukálódó ezüst(I)-ionok vékony tükröző felületet képezve rakódnak ki a kémcső falára. Tollens-próbának kidolgozója, Bernhard Tollens német vegyész után nevezték el.

Kísérlet formalinnal

A formalin a formaldehid 40%-os vizes oldata. Fél kémcsőnyi 0,1 mol/dm³ koncentrációjú ezüst-nitrát-oldatba cseppentsünk annyi 2 mol/dm³ koncentrációjú ammóniaoldatot, amennyitől a kezdetben kiváló sárgásbarna csapadék éppen feloldódik. Az így létrejött oldathoz öntsünk kb. 1 cm³ formalint, majd a kémcsövet helyezzük 80-90 °C-os vízfürdőbe. Azt tapasztaljuk, hogy a kémcső falán tükröző ezüstbevonat alakul ki.

$\mathrm{2}\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{=}\mathrm{2}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$Sablon:Forrás

Monoszacharid kimutatása ezüsttükörpróbával: tiszta kémcsőbe öntsünk 4 cm³ ezüst-nitrát-oldatot, majd adjunk hozzá annyi ammóniaoldatot, hogy a képződő csapadék éppen feloldódjon. Ezután adjunk az oldathoz kevés szőlőcukoroldatot, és a folyadékot óvatosan melegítsük fel. A kémcső falán ezüstszínű csapadék képződik.

A folyamat részletesen

Az ezüst-nitrát és a nátrium-hidroxid vizes közegben disszociál a következő módon:

$\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3{\phantom{A}}^{-}$

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}$

A két vegyület vizes közegben reagál, ezüst-hidroxid-csapadék és nátrium-nitrát keletkezik.

$\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$

Néhány ezüst-hidroxid molekula ezüst(I)-oxiddá alakul víz kilépése során.

$2\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Az így keletkező ezüst(I)-oxid-csapadék az ammóniával komplexet alkot: pozitív töltésű ezüst-diamin-ion keletkezik:

$\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+4\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2[\mathrm{A}\mathrm{g}(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2]\mathrm{O}\mathrm{H}$

A komplexből kilépő ezüst- és hidroxidion reagál bármely aldehiddal ezüst kiválása során.

$\mathrm{R}-\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}+2\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}⟶2\mathrm{A}\mathrm{g}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{R}-\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}$

Hangyasav és formaldehid

A hangyasav a többi karbonsavtól eltérően redukáló tulajdonságú, mert molekulájában megtalálható az aldehidekre jellemző funkciós csoport, a formilcsoport. Ezért adja az aldehidekre jellemző ezüsttükörpróbát:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}+2\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}=\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{A}\mathrm{g}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

A víz és a szén-dioxid a szénsav bomlása során keletkezik.

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Mivel a formaldehid ezüsttükörpróbája során keletkező hangyasav tovább oxidálódik szén-dioxiddá, így a formaldehid kétszeres anyagmennyiségű ezüstöt választ le, mint a többi egyértékű aldehid.

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{H}+4\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}^{+}+4\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}=\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+4\mathrm{A}\mathrm{g}+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$