teória
Ako sa pripraví Tollensovo činidlo?
Na výrobu zrkadla potrebujeme Tollensovo činidlo, amoniakálny roztok dusičnanu strieborného. Pripravuje sa v troch krokoch. Najprv k roztoku dusičnanu strieborného pridáme trochu hydroxidu sodného a vylúči sa hnedá zrazenina oxidu strieborného:
Potom po kvapkách pridávame roztok amoniaku, kým sa zrazenina práve nerozpustí. Vznikne bezfarebný rozpustný komplex, diamminstrieborný katión:
Komplex je dôležitý: strieborné katióny sú v ňom „zabalené“ do molekúl amoniaku a pri redukcii sa uvoľňujú pomaly. Striebro sa preto neusadí ako čierny prášok, ale vytvorí na skle súvislú lesklú vrstvu. Podobný komplex s amoniakom tvorí aj meď, pozrite pokus Výroba komplexu amoniaku z medenej mince.
teória
Ako glukóza vyrobí striebro?
Glukóza obsahuje aldehydovú skupinu , ktorá sa ľahko oxiduje. Označme zvyšok molekuly ako R. V zásaditom prostredí sa aldehydová skupina oxiduje na karboxylátový anión a strieborné katióny sa redukujú na kovové striebro:
Z glukózy tak vznikne anión kyseliny glukónovej. Oxidačné čísla sa menia takto:
| Atóm | Pred reakciou | Po reakcii | Dej |
|---|---|---|---|
| striebro | +I (v [Ag(NH3)2]+) | 0 (kovové Ag) | redukcia |
| uhlík aldehydovej skupiny | +I (v –CHO) | +III (v –COO−) | oxidácia |
Jedna aldehydová skupina odovzdá dva elektróny, a preto zredukuje dva strieborné katióny. Ako určovať oxidačné čísla, sa naučíte v lekcii Ako určovať oxidačné čísla.
Na čistom, odmastenom skle sa atómy striebra zachytávajú rovnomerne a nádoba sa zvnútra postupne pokryje vrstvou, ktorá odráža svetlo ako zrkadlo. Na mastnom alebo špinavom skle vznikne len sivý alebo čierny povlak.
chémia v praxi
Strieborné zrkadlo v praxi
Takto sa zrkadlá vyrábali od polovice 19. storočia. Postup, v ktorom sa striebro na sklo vylučuje z roztoku, zaviedol nemecký chemik Justus von Liebig, a nahradil tak jedovaté zrkadlá s ortuťou. Chemické striebrenie sa dodnes používa napríklad pri výrobe vianočných ozdôb, termosiek a niektorých optických zrkadiel. Bežné zrkadlá sa dnes vyrábajú podobnou chémiou vo veľkom alebo naparovaním kovu vo vákuu.
V chémii slúži Tollensovo činidlo ako dôkaz aldehydov. Ketóny sa ním bežne neoxidujú, takže sa dá aldehyd od ketónu rozlíšiť. Pozitívnu reakciu dávajú aj redukujúce cukry, napríklad glukóza, fruktóza alebo maltóza. Sacharóza (kryštálový cukor) zrkadlo nevytvorí. Inú látku, ktorá ochotne redukuje, predstavuje vitamín C v pokuse Reakcia jódu a vitamínu C.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- guľatá banka alebo veľká skúmavka (dôkladne umytá a odmastená)
- kadička s horúcou vodou (vodný kúpeľ, asi 60 °C)
- kvapkadlá
- odmerný valec
- stojan s držiakom
čo budete potrebovať
Chemikálie
- roztok dusičnanu strieborného AgNO3 (asi 5 %)
- roztok hydroxidu sodného NaOH (asi 10 %)
- roztok amoniaku NH3 (asi 5 až 10 %)
- roztok glukózy (asi 10 %)
- zriedená kyselina dusičná HNO3 na likvidáciu zvyškov
- destilovaná voda
krok za krokom
Postup
- Banku vopred dôkladne umyte saponátom, vypláchnite roztokom hydroxidu sodného a destilovanou vodou. Vnútorný povrch sa už nesmie dotknúť prstov.
- Do banky nalejte roztok dusičnanu strieborného a pridajte niekoľko kvapiek roztoku hydroxidu sodného. Vylúči sa hnedá zrazenina oxidu strieborného.
- Po kvapkách a za stáleho krúženia pridávajte roztok amoniaku, kým sa zrazenina práve nerozpustí. Nadbytok amoniaku nepridávajte.
- Pridajte roztok glukózy, banku uzavrite zátkou a krúživým pohybom roztok premiešajte tak, aby zmáčal celý vnútorný povrch.
- Banku ponorte do teplého vodného kúpeľa a pokračujte v krúžení. Roztok stmavne a na stenách sa začne vylučovať lesklé striebro.
- Keď je vrstva súvislá, roztok vylejte do nádoby na odpad, banku opatrne vypláchnite vodou a obdivujte zrkadlo.
pozor
Bezpečnosť
- Pokus robí učiteľ alebo žiaci pod jeho priamym dozorom, v ochranných okuliaroch, rukaviciach a plášti.
- Tollensovo činidlo pripravujte vždy čerstvé a len v množstve na jeden pokus. Pri státí sa z neho môže vylúčiť veľmi výbušná zlúčenina striebra, ktorá vybuchne aj pri dotyku. Činidlo nikdy neuchovávajte a nezahrievajte ho priamo nad plameňom.
- Zvyšky roztoku hneď po pokuse okyslite zriedenou kyselinou dusičnou (alebo kyselinou chlorovodíkovou, vtedy sa vyzráža chlorid strieborný) a zlikvidujte podľa pokynov pre odpad s ťažkými kovmi. Nevylievajte ich do umývadla.
- Dusičnan strieborný je žieravý a na pokožke zanecháva čierne škvrny, ktoré zmiznú až po niekoľkých dňoch. Poškodzuje oči a je nebezpečný pre vodné organizmy.
- Hydroxid sodný a amoniak sú žieraviny, amoniak má dráždivé výpary. Pracujte v dobre vetranej miestnosti.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Striebornú vrstvu z banky odstránite zriedenou kyselinou dusičnou, ktorá striebro rozpustí na dusičnan strieborný. Robte to v digestore, pretože vznikajú jedovaté oxidy dusíka.
- Namiesto glukózy sa dá použiť aj roztok formaldehydu alebo acetaldehydu, obsahujú rovnakú aldehydovú skupinu. Glukóza je však najbezpečnejšia.
- Striebro je zo všetkých kovov najlepší odrážač viditeľného svetla, preto sú strieborné zrkadlá také jasné. Na vzduchu však časom tmavne, lebo reaguje so stopami sírnych zlúčenín. Preto sa zadná strana zrkadla chráni vrstvou laku alebo medi.