Tollens-Reaktion

Die Tollensprobe (benannt nach dem Agrikulturchemiker Bernhard Tollens) oder Silberspiegelprobe ist ein Nachweis für Aldehyde bzw. reduzierende funktionelle Gruppen.

Das Tollensreagenz ist eine ammoniakalische Silbernitrat-Lösung, welche man herstellt, indem man zu einer Silbernitrat-Lösung so lange konzentrierte Ammoniak-Lösung hinzutropft, bis sich der entstehende braune Niederschlag von Silber(I)-oxid (Ag₂O) unter Bildung des Diamminsilber(I)-komplexes ([Ag(NH₃)₂]⁺) wieder löst.

Zum Nachweis gibt man zu einer wässrigen Lösung der zu testenden Substanz im Reagenzglas die ammoniakalische Silbernitrat-Lösung und erwärmt diese im Wasserbad für wenige Minuten auf ca. 70° C.

Der Nachweis ist positiv, wenn sich durch Fällung von elementarem Silber die Lösung schwarz verfärbt und sich an der Innenwand des Reagenzglases Silber abscheidet, was zur Bildung eines spiegelnden Belages führt.

Die Reaktionsgleichung für die Oxidation von Ethanal (Acetaldehyd) als Beispiel für einen reduzierenden Stoff mit ammoniakalischer Silbernitrat-Lösung zu Acetat lautet:

$\mathrm{CH_3CHO + 2 \ [Ag(NH_3)_2]^+ + 2 \ OH^- \longrightarrow}$ $\mathrm{CH_3COOH + 2 \ Ag + 4 \ NH_3 + \ H_2O}$

Mit der Tollensprobe lassen sich auch leicht die Aldehydgruppen reduzierender Zucker wie Glucose oder Lactose nachweisen.

Die ammoniakalische Silbernitrat-Lösung muss immer frisch hergestellt werden, weil sich bei längerem Stehen das hochexplosive Silbernitrid Ag₃N abscheiden würde.^[1]

Die Tollensprobe – eine Redoxreaktion

Da die Oxidation der Probesubstanz durch Reduktion der Silber(I)-Ionen erfolgt, kann die Gesamtreaktion wie bei allen Redoxreaktionen in eine Oxidations- und Reduktionsreaktion zerlegt werden. Dabei wird im nachfolgenden Beispiel zur Vereinfachung nicht berücksichtigt, dass die Silberionen eigentlich in einem Silberdiamminkomplex vorliegen:

$\mathrm{Oxidation{:} \ }$	$\mathrm{CH_3{-}{\overset{\underset{+I}{}}{C}}HO + 2 \ OH^-}$	$\mathrm{\longrightarrow}$	$\mathrm{CH_3{-}{\overset{\underset{+III}{}}{C}}OOH + 2 \ e^- + H_2O}$
$\mathrm{Reduktion{:} \ }$	$\mathrm{Ag^+ + e^- \ }$	$\mathrm{\longrightarrow}$	$\mathrm{\ Ag \downarrow}$	$\mathrm{| \cdot 2}$
$\mathrm{Gesamt{:} \ }$	$\mathrm{CH_3{-}{\overset{\underset{+I}{}}{C}}HO + 2 \ Ag^+ + 2 \ OH^-}$	$\mathrm{\longrightarrow}$	$\mathrm{CH_3{-}{\overset{\underset{+III}{}}{C}}OOH + 2 \ Ag \downarrow + H_2O}$

Die Redox-Reaktion lässt sich auch (hier am Kohlenstoff-Atom) mit Hilfe der Oxidationszahlen verfolgen:

Da die Reaktion im alkalischem Milieu stattfindet, wird die entstehende Carboxylgruppe (im Beispiel die Carboxylgruppe der Essigsäure) durch Hydroxidionen zur Carboxylatgruppe im Sinne einer Säure-Base-Reaktion deprotoniert. Es entsteht im Beispiel das Acetat:

$\mathrm{CH_3COOH + OH^- \longrightarrow CH_3COO^- + H_2O}$

Einzelnachweise

1. ↑ Prof. Blumes Tipp des Monats Dezember 2000

Weblinks

• Beschreibung des experimentellen Aufbaus
• Youteach Video - Chemie Experiment: Silberspiegelprobe