Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Aunque los espejos los asociamos con superficies de vidrio, lo que realmente produce la reflexión en la mayoría de los espejos es una lámina metálica que está detrás del vidrio. Antiguamente, los espejos solo eran una superficie de metal bruñido (cobre, bronce, plata) y solo más tarde a la lámina metálica (de amalgama de plomo o estaño) se le añadió la de vidrio. Modernamente, los espejos consisten en una delgada capa de plata o aluminio adherida sobre una plancha de vidrio cuya función es proteger al metal.
En este experimento se propone la fabricación de un espejo depositando una lámina de plata sobre vidrio. La experiencia se basa en una conocida reacción de química orgánica que sirve para diferenciar los aldehídos (y, excepcionalmente, las a-hidroxicetonas) de las cetonas. Se emplea para ello el llamado reactivo de Tollens (ver el apartado de seguridad).
El experimento
El experimento puede realizarse en un matraz de fondo redondo de 100 mL o bien en un vaso de precipitados. En cualquier caso, estos recipientes deben haber sido lavados previamente con cepillo y detergente y, tras aclarar, con un poco de ácido nítrico concentrado, enjuagando finalmente de nuevo con agua.
Para preparar el reactivo de Tollens se vierten 30 mL de AgNO3 0,10 M en el recipiente. Agitando continuamente se agregan gotas de NH3 concentrado (15 M) hasta que el precipitado marrón que se forma inicialmente se haya disuelto. Se añaden 15 mL de NaOH 0,8 M a esta mezcla. Si se forma un precipitado nuevamente, volver a añadir NH3 hasta que se disuelva. Para que el plateado sea más rápido se puede introducir en agua tibia el recipiente que contiene al reactivo.
A esta disolución de reactivo de Tollens se le añaden 10 mL de glucosa 0,5 M. Se agita el recipiente para que se mojen sus paredes. Sobre ellas se adherirán las nanopartículas de plata metálica que se estarán formando, creando una fina película completamente plana. Si el recipiente es un matraz redondo se convertirá en una especie de bola plateada de Navidad. Se puede obtener un espejo de plata plano introduciendo en el recipiente de reacción una lámina de vidrio (un portaobjetos de los que se emplean para observaciones al microscopio, por ejemplo) con una cara cubierta con cinta adhesiva para que solo se platee la otra cara.
Fundamento
El reactivo de Tollens es una disolución acuosa del complejo de diamminaplata [Ag(NH3)2]OH. No se vende comercialmente porque a las pocas horas de sintetizarlo se puede volver explosivo. Normalmente se prepara en dos pasos. En el primero se parte de una disolución de AgNO3 diluido a la que se le añaden unas gotas de hidróxido de sodio diluido. Los iones de Ag+ reaccionan con los OH− y se forma óxido de plata(I), Ag2O, que es un compuesto insoluble, por lo que se observa un precipitado de color marrón:
2 AgNO3 + 2 NaOH ⇄ Ag2O + 2 NaNO3 + H2O
Después se agrega una disolución de amoniaco concentrado poco a poco hasta disolver el precipitado, ya que se forma el complejo [Ag(NH3)2]OH, que es soluble.
Ag2O + 4 NH3 + H2O ⇄ 2 [Ag(NH3)2]OH
También se puede preparar el reactivo de Tollens agregando directamente la disolución de NH3 a la de nitrato de plata. El amoniaco aumentará el pH del agua y por tanto la concentración de OH–, por lo que inicialmente se formará el precipitado de óxido de plata, que se disolverá al añadir más NH3. Conviene filtrar el reactivo antes de su uso. La disolución es alcalina, requisito que es necesario para la reacción de oxidación de los aldehídos, como se verá unas líneas más abajo.
Ensayo de aldehídos
Cuando este reactivo se agrega a un aldehído, R–CHO (siendo R un resto orgánico), este reduce al ion Ag+ del complejo amoniacal y produce Ag metálica, mientras el aldehído se oxida al ácido carboxílico correspondiente (R–COOH). Las semirreacciones son:
Reducción: Ag(NH3)2+ + e− ⇄ Ag + 2 NH3
Oxidación: R–CHO + 3 OH− ⇄ R–COO− + 2 H2O + 2e−
Multiplicando la reacción de reducción por 2 y sumando ambas se obtiene la siguiente reacción global iónica:
2 Ag(NH3)2+ + RCHO + 3 OH− ⇄ 2 Ag + RCOO– + 4NH3 + 2 H2O
El ácido R–COOH se obtiene como R–COO– porque el medio es básico.
Las cetonas, sin embargo, no se oxidan con el reactivo de Tollens. Por eso, este ensayo sirve para distinguir un aldehído de una cetona. Por otro lado, el reactivo de Tollens también se usa como test para identificar alquinos terminales (es decir, que tienen el enlace triple en la posición 1 de la cadena). En este caso se forma un precipitado amarillo de acetiluro de plata, Ag2C2.
Glucosa
En el experimento se utiliza glucosa porque es un aldehído no tóxico y de fácil disponibilidad (ver la imagen; en el C 1 tiene un grupo CHO, luego la molécula es del tipo R–CHO y por tanto es un aldehído). La reacción es:
CH2OH(CHOH)4CHO + 2 [Ag(NH3)2]+ + 3 OH– ⇄ 2 Ag + CH2OH (CHOH)4COO– + 4 NH3 + 2 H2O
Se podría emplear cualquier otro aldehído soluble en agua (como el propanal; el benzaldehído también, si bien es menos soluble), pero la ventaja de la glucosa es su alta solubilidad y que se trata de un azúcar reductor. El azúcar de mesa o sacarosa no tiene carácter reductor y no da reacción con el reactivo de Tollens. Sin embargo, la fructosa (una a-hidroxicetona) sí. Esto es debido a que en medio acuoso básico la fructosa se isomeriza a aldehídos (una mezcla de glucosa y manosa).
En cuanto al amoniaco, puede usarse el de limpieza doméstica.
Seguridad
El reactivo debe ser preparado en el momento y nunca almacenarse durante más de un par de horas porque se puede formar nitruro de plata, AgN3, que es un compuesto bastante explosivo (por contacto con objetos). Por eso, todos los recipientes utilizados deben lavarse con abundante agua para que los productos que se desechen se diluyan bien.
Se debe trabajar bajo campana extractora porque se desprenderán vapores de NH3.
El espejo de plata del recipiente puede lavarse con ácido nítrico (se formará nitrato de plata de nuevo). También se debe usar la campana para los lavados, ya que el ácido nítrico concentrado desprende gases tóxicos.
Bibliografía
- The silver mirror test with Tollens’ reagent. Education (Royal Society of Chemistry / Nuffield Foundation). https://edu.rsc.org/experiments/the-silver-mirror-test-with-tollens-reagent/822.article.
- Formation of a Silver Mirror on a Glass Surface. Rutgers, Departamento de Química y Biología Química. https://chem.rutgers.edu/cldf-demos/1032-cldf-demo-silver-mirror.
- Tollens’ reagent. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Tollens%27_reagent#In_silver_mirroring.
Imagen de cabecera: NurdRage.
Este experimento pertenece al libro:
Denís Paredes Roibás, José M.ª Gavira Vallejo: 125 experimentos de química insólita para la Enseñanza de Física y Química. Triplenlace.com, 2025. https://triplenlace.com/aula-libros/125eqi/.
