Αντιδραστήριο Tollens: Ένας καθρέφτης, δύο ταυτοποιήσεις

Ο Bernhard Christian Gottfried Tollens ήταν Γερμανός χημικός από το Αμβούργο, που έζησε στα τέλη του 19ου αιώνα. Ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματά του είναι ένα ήπιο οξειδωτικό αντιδραστήριο που προς τιμήν του, ονομάστηκε αντιδραστήριο Tollens. Αυτό είναι ένα διάλυμα που αποτελείται από αμμωνία (διαλύτης) και νιτρικό άργυρο. Λόγω της μικρής οξειδωτικής ισχύος του, το Tollens καταφέρνει να οξειδώσει μόνο τις αλδεϋδες και τις α-υδροξυ-κετόνες, οι οποίες ταυτομερίζονται σε ενοδιόλες και διασπώνται σε δύο μόρια αλδεϋδων η κάθε μία, σύμφωνα με την αντίδραση:

Εξαιτίας αυτής της ιδιότητας του, είναι κατάλληλο για την ταυτοποίηση της αλδεϋδομάδας και της α-υδρόξυ-κετονομάδας στις οργανικές ενώσεις. Κατάλληλα επίσης θεωρούνται και τα αντιδραστήρια Fehling και Benedict. Με το αντιδραστήριο Tollens επιτυγχάνεται η οξείδωση των αλδεϋδων σε αμμωνιακά άλατα καρβοξυλικών οξέων και η αναγωγή του νιτρικού αργύρου σε καθαρό ασήμι, το οποίο σχηατίζει κάτοπτρο, τη μόνη εμφανή μεταβολή του διαλύματος. Λόγω του σχηματισμού κατόπτρου η αντίδραση βρίσκει εφαρμογές στην "παραγωγή" ασημιού και τη καθρεπτοποιία. Επιπλέον εφαρμόζεται στη διάκριση των σακχάρων σε αλδόζες( ή α-υδροξυ-κετοζες) και κετόζες.

Η πλήρης αντίδρασης μιας οποιασδήποτε αλδεϋδης με το αντιδραστήριο Tollens, είναι η εξής:

                               

όπου R είναι οποιοδήποτε αλκύλιο ή φαινίλιο ή υδρογόνο.

Υπόθεση Avogadro

Ο Amadeus Avogadro  ήταν Ιταλός φυσικός και χημικός που καταγόταν από το Τορίνο. Μελέτησε κυρίως τη σύνθεση των μορίων της ύλης και τους βασικούς νόμους των αερίων, βοηθώντας έτσι και στη θεμελίωση της ατομικής επιστήμης. Μέσα από πολλά πειράματα διαπίστωσε ότι όλα τα αέρια κάτω από την ίδια πίεση και στην ίδια θερμοκρασία, έχουν τον ίδιο αριθμό μορίων. Αυτή η διαπίστωση ονομάστηκε "Υπόθεση Avogadro" ή "Νόμος Avogadro". Από την υπόθεση του Avogadro βγαίνει η σταθερή σχέση:

Η υπόθεση αυτή έχει τρομερές εφαρμογές σε στοιχειομετρικούς υπολογισμούς, θεμέλιος λίθος της βιομηχανικής εφαρμογής της χημείας. Η σχέση αυτή μπορεί να μετασχηματιστεί  με βάση τη σχέση της πυκνότητας, ως εξής:

Η με άλλα λόγια ο λόγος των μοριακών βαρών είναι ίσος με το λόγο των πυκνοτήτων των αερίων. Η σημαντικότερη εφαρμογή της υπόθεσης είναι στο προσδιορισμό του γραμμομοριακού όγκου. Γραμμομοριακός όγκος ή molecular volume (Vm) είναι ο σταθερός όγκος όλων των αερίων σε κανονικές συνθήκες ( S.T.P. conditions : Standart Temperature and Pressure, όπου T=298.15 K ή θ=25 C και P=1 atm ή P=101325 Pa). Σε S.T.P. λοιπόν, ισχύει : 

Προς τιμήν του για αυτό το νόμο αλλά και τη γενικότερη μελέτη του η σταθερά της μονάδας mol στο SI ονομάστηκε αριθμός Avogadro.