Experimenten
Online!
 



Zilverspiegel. (Tollens Reactie)

Erlenmeyer met zilverspiegel. Beschrijving:

Reductie van zilver-ionen tot metallisch zilver: Vorming van een zilverspiegel aan de binnenkant van een erlenmeyer.

Apparatuur:

-Erlenmeyer 300 ml
-Rubber stop
-Weegschaal
-Spatel
-Horlogeglas
-Maatcilinder 100 ml
-Maatcilinder 50 ml
-Maatcilinder 25 ml
-Bekerglas 250 ml
-Roerstaafje
-Pasteurpipet

Chemicaliën:

Salpeterzuur 70%: HNO3
Zilvernitraat: AgNO3
Kaliumhydroxide: KOH
Glucose: C6H12O6
Ammonia 35%: NH4OH

Veiligheid:

Draag handschoenen en een veiligheidsbril tijdens het gebruik van geconcentreerd salpeterzuur & ammonia. Experiment bij voorkeur in de zuurkast uitvoeren.

Let op! Bewaar geen ammoniakale oplossingen van zilvernitraat! Spoel restanten oplossing direct na gebruik met veel water door de gootsteen.

Voorbereiding:

Reinig de erlenmeyer zorgvuldig met een borstel en afwasmiddel. Naspoelen met schoon water, gevolgd door schudden met een beetje geconcentreerd salpeterzuur. (Erlenmeyer afsluiten met een stop.) Tot slot een aantal maal schoonspoelen met gedestilleerd water.

Gebruik het horlogeglas voor het afwegen van de chemicaliën en maak daarna de volgende oplossingen:

80 ml 0,1 M zilvernitraat oplossing:

Los 1,4 gram zilvernitraat op in water en vul met behulp van een maatcilinder aan tot 80 ml.

40 ml 0,8 M kaliumhydroxide oplossing:

Los 1,8 gram kaliumhydroxide op in water en vul aan tot 40 ml.

10 ml glucose oplossing:

Los 0,5 gram glucose op in water en vul aan tot 10 ml.

Uitvoering:

Giet de zilvernitraat-oplossing in het bekerglas. Voeg met een pasteurpipet, al roerend met een roerstaafje, net zo lang druppels geconcentreerde ammonia toe totdat het in eerste instantie gevormde (bruine) neerslag weer oplost. Voeg aan de nu weer heldere vloeistof de kaliumhydroxide-oplossing toe. Er ontstaat opnieuw een neerslag. Voeg opnieuw druppels geconcentreerde ammonia toe totdat het neerslag juist is opgelost. Breng de ontstane oplossing over in de erlenmeyer en voeg de glucose-oplossing toe. Sluit de erlenmeyer af met een rubber stop en schud totdat zich een complete spiegel heeft gevormd. Dit duurt circa 2 minuten. Spoel hierna de erlenmeyer schoon met water.

Waarnemingen:

Tijdens het schudden ontstaat aan de binnenzijde van het glas al vrij snel een donkerbruine halfdoorzichtige laag die steeds meer gaat spiegelen en uiteindelijk ondoorzichtig wordt. Binnen een paar minuten is de spiegel gevormd. Na afloop van de reactie bevat de erlenmeyer een grof zandkleurig neerslag.

Opvallend is dat de zilverlaag voornamelijk spiegelt aan de buitenzijde van de erlenmeyer, aan de binnenzijde van het glas is de zilverlaag licht goudbruin.

Uitleg:

De tollens reactie wordt gebruikt voor het aantonen van aldehyden en andere reducerende functionele groepen. Een praktische toepassing is het maken van spiegels.

Het (vereenvoudigde) reactieschema is als volgt:

Bij toevoeging van ammonia aan een oplossing die Ag+ ionen bevat ontstaat een bruin neerslag van zilveroxide:

Initieële reactie na toevoeging 1e druppels ammonia:

InitieŽle reactie na toevoeging 1e druppels ammonia.

Zilveroxide lost bij verdere toevoeging van ammonia weer op onder vorming van het zilverdiamine complex:

Complexvorming met ammonia:

Complexvorming met ammonia.

Het gevormde zilverdiamine complex is niet stabiel. Bij lang staan (enige uren) ontstaan er volgens de literatuur in de oplossing kristallen van een stof gelijkend op zilvernitride (Ag3N), een extreem gevoelig (en praktisch onbruikbaar) explosief.

Om deze reden kunnen ammoniakale oplossingen van zilvernitraat niet worden bewaard.

Redoxreacties na toevoegen van glucose:

Redoxreacties na toevoegen van glucose.

Glucose reduceert hierbij het zilverdiamine complex tot metallisch zilver en wordt zelf geoxideerd tot gluconzuur. Omdat de reactie in alkalisch milieu plaatsvindt zal het gevormde gluconzuur deprotoneren.

Opmerkingen:

-Voor het goed slagen van het experiment dient de erlenmeyer brandschoon te zijn.

-Aldehyden zijn koolwaterstoffen met een CH=O groep.

-Het tijdens de reactie gevormde zandkleurige neerslag wordt waarschijnlijk veroorzaakt door een niet optimale stoichiometrische verhouding van de gebruikte chemicaliën en/of een te hoge pH. Volgens een collega-chemicus bestaat dit neerslag voornamelijk uit een mengsel van zilver en zilveroxide. (niet getest)

-Deprotoneren is het (door een zuur) afstaan van een proton (H+)

Meer info & links:

Chemistry Film Studio - A Giant Silver Mirror

De Tollens reactie inclusief videobeelden uitgelegd door de Chemistry Film Studio, onderdeel van the virtual laboratory home page.

Experimentalchemie.de - Silberspiegel (Tollens Reagenz)

De tollens reactie uitgelegd op Experimentalchemie.de (Duits)

Wikipedia.org - Aldehyde
Wikipedia.org - Redox
Wikipedia.org - Stoichiometrie
Wikipedia.org - Tollens raegent (Engels)

Uitleg van verschillende hier gebruikte begrippen op wikipedia.