ปฏิกิริยาของกระจกสีเงินมีคุณภาพสูงสำหรับ สาระสำคัญของปฏิกิริยากระจกสีเงินคืออะไร?

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 5

คุณสมบัติคาร์โบไฮเดรต

การทดลองที่ 1. ปฏิกิริยาของกระจกสีเงินเป็นปฏิกิริยาการฟื้นตัว เงินจากสารละลายแอมโมเนีย ซิลเวอร์ออกไซด์ (รีเอเจนต์โทลเลน).

ในสารละลายที่เป็นน้ำ แอมโมเนียซิลเวอร์ออกไซด์ละลายเพื่อสร้างสารประกอบเชิงซ้อน - diamminesilver(I) ไฮดรอกไซด์ OH

เมื่อเพิ่มเข้าไปแล้ว อัลดีไฮด์ปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นเพื่อก่อให้เกิดโลหะเงิน:

หากทำปฏิกิริยาในภาชนะที่มีผนังเรียบและสะอาด เงินจะตกตะกอนในรูปของฟิล์มบาง ๆ กลายเป็นพื้นผิวกระจก

ในกรณีที่มีการปนเปื้อนเพียงเล็กน้อย เงินจะถูกปล่อยออกมาในรูปของตะกอนหลวมสีเทา

ปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" สามารถใช้เป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับอัลดีไฮด์ได้ ดังนั้นปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" จึงสามารถใช้เป็นปฏิกิริยาที่โดดเด่นระหว่างกันได้ กลูโคสและ ฟรุกโตส- กลูโคสเป็นอัลโดส (ประกอบด้วยหมู่อัลดีไฮด์ในรูปแบบเปิด) และฟรุกโตสเป็นคีโตส (ประกอบด้วยหมู่คีโตในรูปแบบเปิด) ดังนั้นกลูโคสจึงให้ปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" แต่ฟรุกโตสไม่ให้ แต่หากมีตัวกลางที่เป็นด่างอยู่ในสารละลาย คีโตสจะไอโซเมอร์เป็นอัลโดสและให้ปฏิกิริยาเชิงบวกกับสารละลายแอมโมเนียด้วย ซิลเวอร์ออกไซด์ (รีเอเจนต์โทลเลน).

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพของกลูโคสกับสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์การมีอยู่ของกลุ่มอัลดีไฮด์ในกลูโคสสามารถพิสูจน์ได้โดยใช้สารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ เติมสารละลายกลูโคสลงในสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ และอุ่นส่วนผสมในอ่างน้ำ ในไม่ช้าโลหะเงินก็เริ่มสะสมบนผนังขวด ปฏิกิริยานี้เรียกว่าปฏิกิริยากระจกสีเงิน ใช้เป็นสารประกอบคุณภาพในการค้นพบอัลดีไฮด์ กลูโคสกลุ่มอัลดีไฮด์จะถูกออกซิไดซ์เป็นหมู่คาร์บอกซิล กลูโคสจะถูกแปลงเป็นกรดกลูโคนิก

ช 2 เขา – (สนอน) 4 – นอนหลับ +อจ 2 โอ= ช 2 เขา – (สนอน) 4 – ซีโอเอช + 2อจ↓

ลำดับงาน.

เท 2 มล. ลงในหลอดทดลองสองหลอด สารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ เพิ่ม 2 มล. ในหนึ่งในนั้น สารละลายน้ำตาลกลูโคส 1% อีกอันคือฟรุกโตส หลอดทดลองทั้งสองหลอดกำลังเดือด

สารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ไฮเดรตได้มาจากการทำปฏิกิริยาซิลเวอร์ไนเตรตกับโซเดียมไฮดรอกไซด์และแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์:

AgNO3+ NaOH → AgOH↓+ NaNO3

AgOH + 2 NH4 OH→[ Ag(NH3)2] OH + H2O,

สารละลายแอมโมเนีย

OH + 3 H2 → Ag2O + 4 NH4 OH

หลักการของวิธีการ กระจกจะเกิดขึ้นบนผนังหลอดทดลองด้วยกลูโคสซึ่งเป็นผลมาจากการปล่อยโลหะเงิน

การออกแบบงาน: เขียนบทสรุปตลอดจนหลักสูตรและสมการของปฏิกิริยาลงในสมุดบันทึก

การทดลองที่ 3 ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อฟรุกโตส

หลักการของวิธีการ เมื่อให้ความร้อนแก่ตัวอย่างที่มีฟรุกโตสอยู่ รีซอร์ซินอลและ ของกรดไฮโดรคลอริกสูงถึง 80 o C หลังจากนั้นครู่หนึ่งจะมีสีแดงสดปรากฏขึ้นในหลอดทดลองที่มีฟรุกโตส

เมื่อให้ความร้อนแก่ตัวอย่างที่มีฟรุกโตสอยู่ รีซอร์ซินอลและ ของกรดไฮโดรคลอริกสีแดงเชอร์รี่ปรากฏขึ้น ตัวอย่างยังสามารถนำไปใช้ในการตรวจจับอื่นๆ คีโตซีส. อัลโดสภายใต้สภาวะเดียวกัน พวกมันจะโต้ตอบกันช้ากว่าและให้สีชมพูอ่อนหรือไม่โต้ตอบเลย เปิด เอฟ.เอฟ. เซลิวานอฟในปี พ.ศ. 2430 ใช้สำหรับการวิเคราะห์ปัสสาวะ การทดสอบนี้เป็นผลบวกต่อ fructosuria ที่มาจากการเผาผลาญหรือการขนส่ง ใน 13% ของกรณี ผลการทดสอบเป็นบวกกับปริมาณอาหารที่เป็นผลไม้และน้ำผึ้ง เคมี. สูตรฟรุกโตส – C 6 H 12 O 6

สูตรไซคลิกของฟรุกโตส

แบบฟอร์มอะไซเคิล

ฟรุกโตส

การเชื่อมต่อที่ทาสี

R- สารตกค้าง

ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล

ลำดับงาน.

เท 2 มล. ลงในหลอดทดลองสองหลอด: หนึ่งหลอด - สารละลายน้ำตาลกลูโคส 1%, อีกหลอดหนึ่ง - สารละลายฟรุคโตส 1% เติมรีเอเจนต์ของ Selivanov 2 มล. ลงในหลอดทดลองทั้งสอง: รีซอร์ซินอล 0.05 กรัมละลายในกรดไฮโดรคลอริก 20% 100 มล. หลอดทดลองทั้งสองหลอดได้รับความร้อนอย่างระมัดระวังที่ 80 o C (ก่อนเดือด) สีแดงปรากฏขึ้น

สรุป: ผลลัพธ์ของการทดลองและสมการปฏิกิริยาจะถูกเขียนลงในสมุดบันทึก

อัลดีไฮด์เป็นอนุพันธ์เชิงหน้าที่ของไฮโดรคาร์บอนในโครงสร้างซึ่งมีกลุ่ม CO (กลุ่มคาร์บอนิล) สำหรับอัลดีไฮด์ธรรมดา ชื่อเล็กๆ น้อยๆ (ตามประวัติศาสตร์) จะยังคงเดิมไว้ โดยได้มาจากชื่อของกรดคาร์บอกซิลิก ซึ่งอัลดีไฮด์จะถูกแปลงเมื่อออกซิเดชัน หากเราพูดถึงระบบการตั้งชื่อของ IUPAC จะใช้สายโซ่ที่ยาวที่สุดที่มีหมู่อัลดีไฮด์เป็นพื้นฐาน การกำหนดหมายเลขของโซ่ไฮโดรคาร์บอนเริ่มต้นจากอะตอมคาร์บอนของกลุ่มคาร์บอนิล (CO) ซึ่งตัวมันเองได้รับหมายเลข 1 ส่วนท้าย "al" จะถูกเพิ่มเข้าไปในชื่อของโซ่ไฮโดรคาร์บอนหลัก เนื่องจากหมู่อัลดีไฮด์อยู่ที่ปลายสายโซ่ จึงมักไม่เขียนเลข 1 ไอโซเมอริซึมของสารประกอบที่นำเสนอนี้เกิดจากการไอโซเมอริซึมของโครงกระดูกไฮโดรคาร์บอน

อัลดีไฮด์ได้มาหลายวิธี: การสังเคราะห์ออกซิเดชัน, การให้ความชุ่มชื้นของอัลคีน, ออกซิเดชันและดีไฮโดรจีเนชันของอัลดีไฮด์จากแอลกอฮอล์ปฐมภูมิต้องมีเงื่อนไขพิเศษเนื่องจากผลลัพธ์ที่ได้จะถูกออกซิไดซ์เป็นกรดคาร์บอกซิลิกได้ง่าย อัลดีไฮด์สามารถสังเคราะห์ได้โดยการคายน้ำของแอลกอฮอล์ที่เกี่ยวข้องเมื่อมีทองแดง หนึ่งในวิธีการทางอุตสาหกรรมหลักในการผลิตอัลดีไฮด์คือปฏิกิริยาออกซิเดชันซึ่งขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของอัลคีน CO และ H2 ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มี Co ที่อุณหภูมิ 200 องศาและความดัน 20 MPa ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในเฟสของเหลวหรือก๊าซตามรูปแบบ: RCH=CH2 + C0 + H2 - RCH2CH2C0H + RCH(CH)3C0H อัลดีไฮด์สามารถหาได้โดยการไฮโดรไลซิสของไฮโดรคาร์บอนแบบไดฮาโลเจน ในกระบวนการแทนที่อะตอมฮาโลเจนด้วยกลุ่ม OH สิ่งที่เรียกว่าฮีมไดออลจะเกิดขึ้นในระดับกลางซึ่งไม่เสถียรและกลายเป็นสารประกอบคาร์บอกซิลโดยกำจัด H20

คุณสมบัติทางเคมีของอัลดีไฮด์คือพวกมันจะถูกแปลงเป็นกรดคาร์บอกซิลิกในเชิงคุณภาพ (เช่น C5H11SON + O - C5H11COOH) ในหนังสือเรียนเฉพาะทาง คุณจะพบข้อมูลว่าปฏิกิริยากระจกสีเงินใช้ในการระบุอัลดีไฮด์ สารอินทรีย์กลุ่มนี้สามารถออกซิไดซ์ได้ไม่เพียงภายใต้การกระทำของสารออกซิไดซ์พิเศษเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นระหว่างการเก็บรักษาภายใต้อิทธิพลของออกซิเจนในบรรยากาศอีกด้วย ความง่ายในการออกซิไดซ์อัลดีไฮด์เป็นกรดคาร์บอกซิลิกทำให้สามารถพัฒนาปฏิกิริยาเชิงคุณภาพ (ปฏิกิริยากระจกสีเงิน) ต่อสารประกอบอินทรีย์เหล่านี้ ซึ่งทำให้สามารถระบุการมีอยู่ของอัลดีไฮด์ในสารละลายเฉพาะได้อย่างรวดเร็วและชัดเจน

เมื่อให้ความร้อนด้วยสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ อัลดีไฮด์จะถูกออกซิไดซ์เป็นกรด ในกรณีนี้ เงินจะลดลงเป็นโลหะและสะสมอยู่บนผนังของหลอดทดลองในรูปแบบของชั้นสีเข้มที่มีความแวววาวของกระจกซึ่งเป็นปฏิกิริยาของกระจกสีเงิน ควรสังเกตว่ามีสารจำนวนมากที่ไม่ใช่อัลดีไฮด์ แต่ก็สามารถเข้าสู่ปฏิกิริยานี้ได้ เพื่อระบุสารประกอบเหล่านี้ จะใช้ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพอีกอย่างหนึ่งของอัลดีไฮด์ - ปฏิกิริยากระจกทองแดง เมื่ออัลดีไฮด์ทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ของ Fehling ซึ่งมีสีน้ำเงิน (สารละลายที่เป็นน้ำของอัลคาไลและเกลือของกรดทาร์เทรต) ทองแดงจะลดลงจากไดวาเลนต์เป็นโมโนวาเลนต์ ในกรณีนี้ คอปเปอร์ออกไซด์จะตกตะกอนสีน้ำตาลแดง

ปฏิกิริยากระจกสีเงินเกิดขึ้นได้อย่างไร? ดูเหมือนว่าไม่มีอะไรจะง่ายกว่านี้: แค่อุ่นเงินในชามด้วยอัลดีไฮด์ใด ๆ (เช่นฟอร์มาลดีไฮด์) ก็เพียงพอแล้ว แต่วิธีนี้ไม่ได้สวมมงกุฎด้วยชัยชนะเสมอไป บางครั้งเราสังเกตเห็นการก่อตัวของสารแขวนลอยสีเงินสีดำในสารละลาย แทนที่จะสังเกตเห็นการเคลือบกระจกบนผนังของเครื่องแก้ว สาเหตุหลักของความล้มเหลวคืออะไร? เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ 100% คุณต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขของปฏิกิริยาและเตรียมพื้นผิวกระจกอย่างระมัดระวัง

การทดลองกับเอฟเฟกต์ที่สวยงามของการก่อตัวของการเคลือบกระจกบนกระจกนั้นมองเห็นได้ชัดเจนมาก ปฏิกิริยานี้ต้องใช้ประสบการณ์และความอดทน ในบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเตรียมอุปกรณ์ที่จำเป็นและเฉพาะเจาะจง และยังได้ดูว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นสมการปฏิกิริยาใดบ้าง

สาระสำคัญของปฏิกิริยากระจกสีเงินคือการก่อตัวของโลหะเงินซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างปฏิกิริยาของสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ต่อหน้าอัลดีไฮด์

"กระจกสีเงิน" (หลอดทดลองด้านซ้าย)

ในการสร้างชั้นเงินที่คงทน คุณจะต้อง:

• ขวดแก้วที่มีความจุสูงถึง 100 มล.
• สารละลายแอมโมเนีย (2.5-4%);
• ซิลเวอร์ไนเตรต (2%);
• สารละลายน้ำฟอร์มาลดีไฮด์ (40%)

คุณสามารถใช้รีเอเจนต์ Tollens สำเร็จรูปซึ่งเป็นสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์แทน ในการสร้างคุณจะต้องเติมซิลเวอร์ไนเตรต 1 กรัมลงในน้ำ 10 หยด (หากของเหลวจะถูกเก็บไว้เป็นเวลานานคุณต้องวางไว้ในที่มืดหรือในภาชนะแก้วที่มีผนังสีเข้ม) ก่อนการทดลองจะต้องผสมสารละลาย (ประมาณ 3 มล.) ในอัตราส่วน 1:1 กับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำ 10% เงินอาจตกตะกอน ดังนั้นจึงต้องเจือจางด้วยการเติมสารละลายแอมโมเนียอย่างช้าๆ เราขอแนะนำให้ทำการทดลองที่น่าตื่นเต้นอีกครั้งกับสารละลายแอมโมเนียและพิมพ์ "ภาพถ่ายทางเคมี"

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้อง ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการประสบความสำเร็จในรอบชิงชนะเลิศคือผนังภาชนะแก้วที่สะอาดและเรียบเนียนอย่างสมบูรณ์แบบ หากมีอนุภาคปนเปื้อนน้อยที่สุดบนผนังตะกอนที่ได้รับจากการทดลองจะกลายเป็นชั้นสีดำหรือสีเทาเข้มที่หลวม

ในการทำความสะอาดขวดคุณต้องใช้สารละลายอัลคาไลประเภทต่างๆ ดังนั้นในการแปรรูปคุณสามารถใช้สารละลายซึ่งหลังจากทำความสะอาดแล้วจะต้องล้างออกด้วยน้ำกลั่น จำเป็นต้องล้างขวดน้ำยาทำความสะอาดหลายครั้ง

เหตุใดความสะอาดของภาชนะจึงมีความสำคัญมาก

ความจริงก็คืออนุภาคซิลเวอร์คอลลอยด์ที่เกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดการทดลองจะต้องเกาะติดกับพื้นผิวของกระจกอย่างแน่นหนา ไม่ควรมีไขมันหรืออนุภาคเชิงกลบนพื้นผิว น้ำไม่มีเกลือและเหมาะสำหรับการทำความสะอาดขวดขั้นสุดท้าย สามารถเตรียมได้ที่บ้าน แต่ซื้อของเหลวสำเร็จรูปได้ง่ายกว่า

สมการปฏิกิริยากระจกสีเงิน:

Ag₂O + 4 NH₃·Н₂О ⇄ 2ОН + 3Н₂О,

โดยที่ OH คือไดแอมมีนซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์ ซึ่งได้มาจากการละลายโลหะออกไซด์ในสารละลายแอมโมเนียที่เป็นน้ำ

โมเลกุลที่ซับซ้อนของเงินไดอามีน

สำคัญ!ปฏิกิริยาทำงานที่ความเข้มข้นต่ำของแอมโมเนีย - สังเกตสัดส่วนอย่างระมัดระวัง!

ขั้นตอนสุดท้ายของปฏิกิริยาดำเนินไปดังนี้:

R (อัลดีไฮด์ใดๆ)-CH=O + 2OH → 2Ag (ซิลเวอร์คอลลอยด์ที่ตกตะกอน) ↓ + R-COONH₄ + 3NH₃ + H₂O

เป็นการดีกว่าที่จะดำเนินการขั้นตอนที่สองของปฏิกิริยาโดยให้ความร้อนขวดเหนือเปลวไฟของเตาอย่างระมัดระวังซึ่งจะเพิ่มโอกาสที่การทดลองจะประสบความสำเร็จ

กระจกสีเงินแสดงปฏิกิริยาอย่างไร?

ปฏิกิริยาทางเคมีที่น่าสนใจนี้ไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นสถานะบางอย่างของสารเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เพื่อตรวจวัดอัลดีไฮด์ในเชิงคุณภาพอีกด้วย นั่นคือปฏิกิริยาดังกล่าวจะช่วยแก้ปัญหาว่ามีกลุ่มอัลดีไฮด์อยู่ในสารละลายหรือไม่

สูตรโครงสร้างทั่วไปของอัลดีไฮด์

ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการที่คล้ายกัน คุณสามารถค้นหาได้ว่าสารละลายมีกลูโคสหรือฟรุกโตสหรือไม่ กลูโคสจะให้ผลลัพธ์ที่เป็นบวก - คุณจะได้รับ "กระจกสีเงิน" แต่ฟรุกโตสมีกลุ่มคีโตนและเป็นไปไม่ได้ที่จะได้ตะกอนเงิน เพื่อดำเนินการวิเคราะห์ แทนที่จะใช้สารละลายฟอร์มาลดีไฮด์ จำเป็นต้องเติมสารละลายน้ำตาลกลูโคส 10% มาดูกันว่าเหตุใดเงินที่ละลายจึงกลายเป็นตะกอนแข็ง:

2OH + 3H₂O + C₆H₁₂O₆ (กลูโคส) = 2Ag↓+ 4NH₃∙H₂O + C₆H₁₂O₇ (เกิดกรดกลูโคนิก)

ผู้เขียน แอล.เอ. ทสเวตคอฟ

ประสบการณ์นี้จะต้องแสดงให้นักเรียนเห็นในลักษณะที่สามารถใช้เป็นบทเรียนสำหรับบทเรียนภาคปฏิบัติไปพร้อมๆ กัน นักเรียนสามารถอธิบายธรรมชาติของสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ได้อย่างละเอียด แต่คุณสามารถแจ้งให้ทราบได้ว่าซิลเวอร์ไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการทำปฏิกิริยานั้นเป็นสารที่เปราะบางและแตกตัวเป็นซิลเวอร์ออกไซด์และน้ำได้ง่าย:

AgNO 3 + NH 4 OH ถึง AgOH + NH 4 NO 3

2 AgOH à Ag 2 O + H 2 O

ซิลเวอร์ออกไซด์มีคุณสมบัติละลายในแอมโมเนีย

Ag 2 O + 4NH 4 OH ถึง 2OH + H 2 O

ผลการออกซิไดซ์ของซิลเวอร์ออกไซด์อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าสารนี้เป็นออกไซด์ของโลหะมีตระกูลดังนั้นออกไซด์จึงไม่เสถียรแม้ว่าจะมีสารรีดิวซ์อยู่ก็ตาม เช่น เป็นสารที่ออกซิไดซ์ได้ง่ายทำให้ออกซิเจนได้ง่ายส่งผลให้มีการปล่อย (ลดลง) ของเงินโลหะ สมการปฏิกิริยาสามารถให้ได้ในรูปแบบปกติ:

HC-OH + Ag 2 O -> HCOOH + 2Ag

และคุณสามารถจินตนาการถึงสมการปฏิกิริยาที่สมบูรณ์ได้:

HC-OH + 2OH -> HCOOH + 2Ag + 4NH 3 + H 2 O

กระจกสีเงินเกิดขึ้นเมื่อรีดิวซ์เงินสะสมอยู่บนผนังเรียบของภาชนะจากสารละลายที่ไม่เข้มข้นเกินไป สิ่งเจือปนเพียงเล็กน้อยจะป้องกันไม่ให้เงินรีดิวซ์ "เกาะติด" กับกระจก และทำให้เกิดการตกตะกอนเป็นตะกอนหลวม ธรรมชาติของการให้ความร้อนมีอิทธิพลน้อยกว่ามากต่อความสำเร็จของการทดลอง หากภาชนะไม่สะอาดเพียงพอ แม้แต่การให้ความร้อนอย่างระมัดระวังที่สุดก็ไม่สามารถให้กระจกได้ และในทางกลับกัน หากภาชนะถูกเตรียมอย่างระมัดระวัง การให้ความร้อนส่วนผสมบนไฟแบบเปิดก็สามารถให้ผลลัพธ์ที่ต้องการได้

การทดลองครั้งแรกเพื่อให้ได้กระจกสีเงินควรทำในกรวยไม่ใช่ในหลอดทดลอง ก่อนบทเรียน ขวดที่มีความจุ 50-100 มล. จะถูกทำความสะอาดจากสิ่งสกปรกเชิงกล ล้างด้วยแปรงด้วยน้ำสบู่หรือสารละลายอัลคาไล จากนั้นจึงล้างด้วยน้ำ ล้างด้วยส่วนผสมโครเมียมแล้วล้างในที่สุด ด้วยน้ำกลั่นให้หมด

เทสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต 2% ลงในขวดให้มีปริมาตรหนึ่งในสี่จากนั้นจึงค่อยๆ เติมสารละลายแอมโมเนีย (แอมโมเนีย 25% ควรเจือจาง 8-10 ครั้ง) จนกระทั่งตะกอนที่ก่อตัวเริ่มแรกจะละลายในปริมาณที่มากเกินไป เติมฟอร์มาลิน 0.5-1 มิลลิลิตรลงในสารละลายที่เกิดขึ้นตามแนวผนังอย่างระมัดระวัง และวางขวดไว้ในแก้วน้ำร้อน (ควรต้ม)

ในไม่ช้า กระจกสีเงินอันสวยงามก็จะก่อตัวขึ้นในขวด สามารถทำความร้อนขวดให้ร้อนได้โดยไม่ต้องใช้อ่างน้ำ โดยใช้เปลวไฟขนาดเล็กโดยตรง โดยให้เปลวไฟเคลื่อนไปรอบขวดและไม่ต้องเขย่า เมื่อสาธิตการทดลอง บางครั้งอาจมีตะกอนสีดำเกิดขึ้นแทนที่จะเป็นกระจกสีเงิน ในกรณีนี้ ครูมักจะปฏิเสธประสบการณ์นั้นโดยสิ้นเชิง ในขณะเดียวกัน ด้วยผลลัพธ์นี้ ควรอธิบายให้นักเรียนทราบว่า การลดลงของเงินก็เกิดขึ้นเฉพาะในรูปของตะกอนสีดำที่หลวมเท่านั้น

เริ่มต้นด้วยความจริงที่ว่าสารอินทรีย์แต่ละประเภทมีปฏิกิริยาบางอย่างโดยสามารถแยกแยะตัวแทนออกจากสารอื่นได้ หลักสูตรเคมีของโรงเรียนเกี่ยวข้องกับการศึกษารีเอเจนต์คุณภาพสูงทั้งหมดสำหรับสารอินทรีย์ประเภทหลัก

อัลดีไฮด์: ลักษณะโครงสร้าง

ตัวแทนของคลาสนี้คืออนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวซึ่งมีการเชื่อมต่ออนุมูลกับกลุ่มอัลดีไฮด์ คีโตนเป็นไอโซเมอร์ของอัลดีไฮด์ ความคล้ายคลึงกันของพวกเขาอยู่ในประเภทของสารประกอบคาร์บอนิล เมื่อทำงานที่เกี่ยวข้องกับการแยกอัลดีไฮด์ออกจากส่วนผสม จะต้องทำปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" ให้เราวิเคราะห์คุณลักษณะของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีนี้ตลอดจนเงื่อนไขในการนำไปปฏิบัติ ปฏิกิริยากระจกสีเงินเป็นกระบวนการรีดิวซ์โลหะเงินจากซิลเวอร์ไดเอมีน(1) ไฮดรอกไซด์ ในรูปแบบที่เรียบง่าย สามารถเขียนสารประกอบเชิงซ้อนนี้ในรูปของซิลเวอร์ออกไซด์อย่างง่าย (1)

การแยกสารประกอบคาร์บอนิล

เพื่อสร้างสารประกอบเชิงซ้อน ซิลเวอร์ออกไซด์จะถูกละลายในแอมโมเนีย เมื่อพิจารณาว่ากระบวนการนี้เป็นปฏิกิริยาที่ย้อนกลับได้ ปฏิกิริยากระจกสีเงินจะดำเนินการด้วยสารละลายแอมโมเนียที่เตรียมไว้ใหม่ของซิลเวอร์ออกไซด์ (1) เมื่อสารประกอบเชิงซ้อนของอาร์เจนตัมผสมกับอัลดีไฮด์ จะเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ ความสมบูรณ์ของกระบวนการบ่งชี้ได้จากการตกตะกอนของโลหะเงิน เมื่อทำปฏิกิริยาระหว่างเอธานอลกับสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์อย่างถูกต้อง จะสังเกตการก่อตัวของการเคลือบสีเงินบนผนังของหลอดทดลอง มันเป็นวิชวลเอฟเฟกต์ที่ทำให้การโต้ตอบนี้เรียกว่า “กระจกสีเงิน”

ความมุ่งมั่นของคาร์โบไฮเดรต

ปฏิกิริยาของกระจกสีเงินนั้นมีคุณภาพต่อหมู่อัลดีไฮด์ ดังนั้นในหลักสูตรเคมีอินทรีย์ จึงกล่าวถึงเป็นวิธีในการจดจำคาร์โบไฮเดรต เช่น กลูโคส เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างเฉพาะของสารนี้ซึ่งแสดงคุณสมบัติของอัลดีไฮด์ - แอลกอฮอล์ด้วยปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" ทำให้สามารถแยกแยะกลูโคสจากฟรุกโตสได้ ดังนั้นนี่จึงไม่เพียง แต่เป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่ออัลดีไฮด์เท่านั้น แต่ยังรวมถึง วิธีการจำแนกสารอินทรีย์ประเภทอื่นๆ อีกมากมาย

การประยุกต์ “กระจกสีเงิน” ในทางปฏิบัติ

ดูเหมือนว่าปัญหาใดที่อาจเกิดขึ้นกับปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์และสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ คุณเพียงแค่ต้องซื้อซิลเวอร์ออกไซด์ ตุนแอมโมเนีย และเลือกอัลดีไฮด์ - แล้วคุณก็สามารถเริ่มการทดลองได้อย่างปลอดภัย แต่วิธีการดั้งเดิมดังกล่าวจะไม่นำผู้วิจัยไปสู่ผลลัพธ์ที่ต้องการ แทนที่จะมองเห็นพื้นผิวกระจกบนผนังหลอดทดลอง คุณจะเห็น (อย่างดีที่สุด) แขวนลอยสีเงินสีน้ำตาลเข้ม

แก่นแท้ของการมีปฏิสัมพันธ์

ปฏิกิริยาคุณภาพสูงต่อเงินหมายถึงการยึดมั่นในอัลกอริธึมของการกระทำบางอย่าง บ่อยครั้งแม้ว่าสัญญาณของชั้นกระจกจะปรากฏขึ้น แต่คุณภาพของชั้นกระจกก็ยังไม่เป็นที่ต้องการอย่างชัดเจน อะไรคือสาเหตุของความล้มเหลวดังกล่าว? เป็นไปได้ไหมที่จะหลีกเลี่ยงพวกเขา? ในบรรดาปัญหามากมายที่อาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่พึงประสงค์ มีสองปัญหาหลัก:

• การละเมิดเงื่อนไขของปฏิกิริยาทางเคมี
• การเตรียมพื้นผิวไม่ดีสำหรับการสีเงิน

ในระหว่างอันตรกิริยาของสารตั้งต้นในสารละลาย ซิลเวอร์แคตไอออนจะถูกสร้างขึ้น รวมกับหมู่อัลดีไฮด์ และกลายเป็นอนุภาคเงินคอลลอยด์ขนาดเล็กในที่สุด เมล็ดเหล่านี้สามารถยึดติดกับแก้วได้ แต่สามารถเก็บรักษาไว้ในสารละลายเป็นสารแขวนลอยสีเงินได้ เพื่อให้อนุภาคโลหะมีค่าเกาะติดกับกระจกและสร้างชั้นที่สม่ำเสมอและทนทาน สิ่งสำคัญคือต้องล้างกระจกก่อน เฉพาะในกรณีที่พื้นผิวเริ่มต้นของหลอดทดลองสะอาดหมดจดเท่านั้นจึงจะสามารถวางใจได้ว่าจะมีชั้นเงินที่สม่ำเสมอกัน

ปัญหาที่เป็นไปได้

สิ่งปนเปื้อนหลักของเครื่องแก้วคือคราบมันซึ่งต้องกำจัดออก สารละลายอัลคาไลรวมทั้งส่วนผสมโครเมียมร้อนจะช่วยแก้ปัญหาได้ จากนั้นล้างหลอดทดลองด้วยน้ำกลั่น หากไม่มีอัลคาไล คุณสามารถใช้น้ำยาล้างจานสังเคราะห์ได้ หลังจากล้างไขมันเสร็จแล้ว แก้วจะถูกล้างด้วยสารละลายดีบุกคลอไรด์แล้วล้างด้วยน้ำ น้ำกลั่นใช้ในการเตรียมสารละลาย หากไม่มีก็สามารถใช้น้ำฝนได้ กลูโคสและฟอร์มาลดีไฮด์ถูกใช้เป็นตัวรีดิวซ์ที่ช่วยให้เกิดการตกตะกอนของสารบริสุทธิ์จากสารละลาย อัลดีไฮด์เป็นเรื่องยากที่จะวางใจได้ว่าจะได้สารเคลือบเงินคุณภาพสูง แต่โมโนแซ็กคาไรด์ (กลูโคส) ให้ชั้นเงินที่สม่ำเสมอและทนทานบนพื้นผิวของกระจก

บทสรุป

สำหรับแก้วสีเงิน ขอแนะนำให้ใช้ซิลเวอร์ไนเตรต สารละลายอัลคาไลและแอมโมเนียถูกเติมลงในสารละลายเกลือนี้ สภาวะสำหรับปฏิกิริยาและการสะสมตัวของเงินบนกระจกโดยสมบูรณ์คือการสร้างสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง แต่หากมีรีเอเจนต์นี้มากเกินไปก็อาจเกิดผลข้างเคียงได้ ขึ้นอยู่กับเทคนิคการทดลองที่เลือก ปฏิกิริยาคุณภาพสูงจะได้มาจากการให้ความร้อน สีของสารละลายสีน้ำตาลบ่งบอกถึงการก่อตัวของอนุภาคคอลลอยด์เล็กๆ ของเงิน จากนั้นจะมีการเคลือบกระจกบนพื้นผิวกระจก หากกระบวนการสำเร็จชั้นโลหะจะเรียบและทนทาน