質問: アルデヒド 銀鏡反応とフェーリング反応、ヨードホルム反応の実験をしたのですが,それぞれ試薬を使う理由等がよく分かりません。 あと、それぞれの反応の一般的メカニズムみたいなのを教えていただければうれしいです。 銀鏡反応: アセトアルデヒド1mlにジアミン銀(i)イオンの水溶液5mlを加えて60°Cの温湯であたためた。 ?なぜ、60°Cなのか。とか、その、メカニズムを教えてください! フェーリング反応; フェーリング液2mlに、アセトアルデヒドの水溶液1mlと、沸騰石を加えて煮沸する。 ヨードホルム反応; 300ccのビーカーに水役100ccを居れて金網上で暖めておく。 6本の試験管にヨウ素水溶液を2ccずつとり、これらにメチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、アセトアルデヒド、アセトンを数滴加えよく振ってから、10%水酸化ナトリウム水溶液をヨウ素の褐色が消えるまで加えて、300ccのビーカー中の温水につける。しばらくして試験管の中に黄色の結晶ができているの調べる。 という感じの実験です。 わたしに教えてください。どんなことでもいいので!!
回答: myrddin さんの回答がありますが,反応式を中心に補足致します。 【銀鏡反応】 アルデヒド等の還元力のある物質に,アンモニア性硝酸銀水溶液(トレンス試薬,tollens 試薬)を加えて加熱する事で銀を析出させる反応ですね。析出した銀で鏡ができる事から「銀鏡反応」と呼ばれます。主にアルデヒド基の検出に使われます。 アルデヒド(今の場合はアセトアルデヒド)はカルボン酸(今の場合,酢酸)に酸化され,アンモニア性硝酸銀水溶液中の銀イオンは金属銀に還元されます。 ch3-cho + h2o → ch3-cooh + 2h+ + 2e- [ag(nh3)2]+ + e- → ag↓ + 2nh3 これらより e- を消去して, ch3-cho + 2[ag(nh3)2]+ + h2o → ch3-cooh + 2ag↓ + 4nh3 + 2h+ ここで,アンモニア性硝酸銀である事([ag(nh3)2]+ のカウンターイオンは no3-),ch3-cooh と nh3 は反応(酸塩基反応)する事,h+ と nh3 も反応する事を考慮すると,反応式は次の様になります。 ch3-cho + 2[ag(nh3)2]no3 + h2o → ch3-coonh4 + 2ag↓ + 2nh4no3 + nh3 【フェーリング反応】 「銀鏡反応」と同じくアルデヒド等の還元性を検出する反応ですが,酸化第一銅(cu2o)の析出で検出します。反応式は次の様になります。 ch3-cho + h2o → ch3-cooh + 2h+ + 2e- 2[cu(酒石酸)]2+ + h2o + 2e- → cu2o↓ + 2h+ + 酒石酸 e- を消すと, ch3-cho + 2[cu(酒石酸)]2+ + 2h2o → ch3-cooh + cu2o↓ + 4h+ + 酒石酸 元が硫酸銅であることから, ch3-cho + 2[cu(酒石酸)]so4 + 2h2o → ch3-cooh + 2cu2o↓ + 酒石酸 + 2h2so4 水酸化ナトリウム(生成する酢酸や硫酸と反応)の存在を考慮すると, ch3-cho + 2[cu(酒石酸)]so4 + 3naoh → ch3-coona + 2cu2o↓ + 酒石酸 + 2na2so4 + h2o これでお解りかと思いますが,試薬中の酒石酸カリウムナトリウムは銅イオンを錯体化するために加え,水酸化ナトリウムは生じる酸を中和するために加えられています。 【ヨードホルム反応】 メチルケトン基(ch3-co-)又はヨウ素酸化でメチルケトン基になる部分構造(-co-ch2-oh 等)の存在を検出する反応です。反応式は次の様になります。 ch3-cho + oh- → -ch2-cho + h2o -ch2-cho + i2 → i-ch2-cho + i- i-ch2-cho + oh- → -chi-cho + h2o -chi-cho + i2 → i-chi-cho (= chi2-cho) + i- chi2-cho + oh- → -ci2-cho + h2o -ci2-cho + i2 → i-ci2-cho (= ci3-cho) + i- ここまでまとめて,oh- を naoh に変えると, ch3-cho + 3i2 + 3naoh → ci3-cho + 3nai + 3h2o そして,ci3-cho が naoh と反応して chi3(ヨードホルム)ができる反応は, ci3-cho + oh- → -ci3 + ho-cho (= h-cooh,ギ酸) ここで,ギ酸が酸であることと,oh- が naoh である事を考えると, ci3-cho + naoh → hci3↓ + h-coona つまり,全体では ch3-cho + 3i2 + 4naoh → hci3↓ + h-coona + 3nai + 3h2o です。 参考になりそうなサイトを挙げておきます。 「高等学校_化学_テキスト」 http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/ 「化学 ib」の「第7章 有機化合物の性質」の「7.5 アルデヒドとケトン」 「独学のための有機化学」 http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/y_ch.htm 「11.アルデヒド」と「12.還元力検出反応」 「林 正幸と主万子のホームページ」 http://www.zzz.or.jp/masasuma/ 「授業プリント(化学)」の「14.脂肪族化合物(その2)」中の「2.アルデヒドとケトン」