Chemia analityczna oferuje chemikom pewne narzędzia pozwalające na analizę jakościową wybranych związków chemicznych. Są to tak zwane reakcje charakterystyczne. Pozwalają one na identyfikację wybranego indywiduum chemicznego na podstawie obserwacji lub pomiaru zmiany charakterystycznej cechy. Przykładem takiej reakcji jest próba Trommera.
Próba Trommera
Jest ona przykładem reakcji charakterystycznej, która jako “próba” daje wynik pozytywny lub negatywny – wszystko w oparciu o obserwacje i wyciągane z nich wnioski. Jest jednym ze sposobów na identyfikację przede wszystkim aldehydów rozpuszczalnych w wodzie oraz odróżnienie ich od ketonów – pierwsze z tych związków jej ulegają, natomiast drugie nie. Ponadto próba Trommera potwierdza redukujące właściwości tych związków. Aldehydy są substancjami należącymi do związków organicznych. Charakterystyczne dla nich jest występowanie grupy aldehydowej -CHO, połączonej z atomem węgla w łańcuchu. Ketony natomiast zawierają w swoich cząsteczkach grupę ketonową, czyli atom węgla połączony wiązaniem podwójnym z atomem tlenu (C=O).
Nie tylko aldehydy ulegają próbie Trommera. Mogą to być również cukry redukujące (np. maltoza lub laktoza). A w zasadzie wszystkie związki, które mają możliwość utlenić się i jednocześnie zredukować jony miedzi (II) (np. hydroksyloamina, kwas L-askorbinowy).
Co ciekawe, próba Trommera pierwotnie służyła nie tylko do identyfikacji i badania właściwości aldehydów. Była wykorzystywana także do oznaczenia w cukrów w moczu.
Odczynnik Trommera
W próbie Trommera stosowane są łagodne utleniacze (one same ulegają redukcji). Kluczową rolę odgrywają tu jony miedzi (II) Cu2+ w formie wodorotlenku miedzi (II). Jest to tak zwany odczynnik Trommera. Wodorotlenek ten tworzy galaretowaty osad o niebieskim zabarwieniu. Strącany jest na świeżo ze względu na dużą nietrwałość. Co ważne, w próbie Trommera należy dodatkowo zapewnić zasadowe środowisko, np. dodając niewielki nadmiar wodorotlenku sodu już na etapie strącania Cu(OH)2.
Próba Trommera w praktyce
Próba Trommera jest reakcją charakterystyczną umożliwiającą w sposób jakościowy identyfikację i badanie właściwości redukujących aldehydów, cukrów i innych substancji organicznych.
Próbę Trommera przeprowadza się w kilku, poniższych etapach:
- Pierwszym krokiem jest strącenie świeżego wodorotlenku miedzi (II). Związek ten można otrzymać np. w wyniku reakcji wodorotlenku sodu (NaOH) z siarczanem miedzi (II) (CuSO4). Oba substraty łatwo ulegają dysocjacji na jony w roztworach wodnych. Zachodząca reakcja wymiany prowadzi do strącenia galaretowatego osadu wodorotlenku miedzi (II) o niebieskim zabarwieniu (Cu(OH)2 jest nierozpuszczalny w wodzie). NaOH dodawany jest w nadmiarze, aby zapewnić zasadowe środowisko do przeprowadzenia próby Trommera.
- Następnie do tak przygotowanego odczynnika Trommera dodaje się np. aldehyd (warto zachować stosunek obu reagentów 1:1). Nadmiar zastosowanego Cu(OH)2 będzie prowadził do błędnych obserwacji, ponieważ powstanie czarny osad CuO. Warto reakcję tą przeprowadzać w łaźni wodnej, łagodnie ogrzewając mieszaninę. Zachodzące procesy zachodzą wtedy szybciej.
- W wyniku reakcji, obserwuje się zmianę barwy z niebieskiej na ceglasto czerwoną (pozytywny wynik próby Trommera). Spowodowane jest to przebiegającą reakcją redoks. Aldehyd, a dokładniej charakterystyczna dla niego grupa aldehydowa (-CHO), ulega utlenieniu do grupy karboksylowej (-COOH), występującej w cząsteczkach kwasów karboksylowych. Natomiast jony miedzi (II) zostają zredukowane do jonów miedzi (I) – o ceglasto czerwonym zabarwieniu.
- Jeżeli w probówce znajdą się związki nieulegające próbie Trommera, to w wyniku ogrzewania mieszaniny wodorotlenku miedzi (II) z badaną substancją, powstaje czarny osad. Jest to spowodowane rozkładem Cu(OH)2 do tlenku miedzi (II) i wody.
Modyfikacje próby Trommera
Znane są dwie modyfikacje próby Trommera: próba Fehlinga oraz próba Benedicta. W praktyce okazały się znacznie bardziej skuteczne i czułe w porównaniu do pierwotnego eksperymentu. Dlatego obecnie w praktyce laboratoryjnej próbę Trommera przeprowadza się rzadko. Wszystkie trzy metody, historycznie znalazły głównie zastosowanie do analitycznego oznaczania cukrów (glukozy) w moczu.
Próba Fehlinga
Modyfikacja w próbie Fehlinga polega głównie na tym, że jako utleniacz (łagodny) nie jest stosowany wodorotlenek miedzi (II). W tym przypadku stosowany jest kompleks kationów miedzi wraz z winianem sodowo potasowym (nadaje odczynnikowi Fehlinga niebieskie zabarwienie). Dzięki takiemu zabiegowi, reakcja ta jest skuteczniejsza od próby Trommera, ponieważ kompleks winianu oraz jonów miedzi (II) jest lepiej rozpuszczalny i dzięki temu bardziej reaktywny. W przypadku pozytywnego wyniku tej próby, również obserwuje się powstawanie ceglastoczerwonego osadu pochodzącego od Cu+.
Próba Benedicta
Próba Benedicta służy do odróżniania cukrów redukujących od nieredukujących. Do badanego roztworu dodaje się kompleks miedzi (II) czyli odczynnik Benedicta – siarczan (VI) miedzi (II), cytrynian sodu i węglan sodu. Jest on bardziej czuły i odporny na związki przeszkadzające, w porównaniu do reagentów stosowanych w próbie Fehlinga. Ponadto wykazuje dużą trwałość. Mieszaninę badanego związku oraz odczynnika Benedicta doprowadza się do wrzenia. W obecności cukrów redukujących powstaje ceglastoczerwony osad tlenku miedzi (I).