Zrkadlo

Vzdelávacia oblasť: ORGANICKÉ LÁTKY
Tematický celok:  ORGANICKÉ LÁTKY V ŽIVÝCH ORGANIZMOCH
Téma: SACHARIDY

Zrkadielko, zrkadielko, povedz že mi… Veru, zrkadlám boli od pradávna prikladané zvláštne vlastnosti, ktoré nemal žiadny iný predmet. Raz sa cez ne pozeral diabol, inokedy odháňali zlých duchov, odrážali smrť a nešťastie, alebo naopak, nešťastie priniesli na sedem rokov, keď sa rozbili… pokiaľ boli rozbitné, pretože nebolo to vždy tak. Tie prvé najstaršie zrkadlá boli vyrobené z lešteného kameňa a z čierneho sopečného skla obsidiánu a ich vek sa odhaduje na šesť až osem tisíc rokov. Neskôr starí Egypťania, Rimania a Gréci vyrábali zrkadlá z kovu alebo zliatin kovov, ktoré bolo možné vysoko leštiť, najčastejšie z medi, bronzu či mosadze. Kovové zrkadlá boli v staroveku veľmi cennými predmetmi, ktoré si mohli dovoliť len tí najbohatší.

Prvé sklenené zrkadlá z fúkaného skla (presnejšie zo sklenených dlaždíc vyrezaných z fúkaného skla, čiže vždy mierne zakrivené) s oloveným reflexným podkladom boli vyrobené až niekedy medzi prvým a tretím storočím nášho letopočtu a boli celkom bežné v Egypte, Galii aj v Ázii. Až niekedy okolo 12. storočia začali výrobcovia zrkadiel svoje remeslo merateľne zlepšovať. Olovený podklad nahradila ortuť a cín, neskôr špeciálna reflexná zmes zlata a bronzu, namiesto fúkaného zakriveného skla už vedeli vyrobiť ploché. Majstrami vo výrobe zrkadiel sa stali benátski a neskôr i francúzski sklári. Zrkadlá boli aj v tejto dobe stále drahým luxusným predmetom a dokonalým estetickým prvkom reprezentačných i súkromných komnát aristokracie. Ich funkčnosť sa využívala najmä počas vojen a to v podobe kódovania a dekódovania tajných správ v zrkadlovom obraze (tento tajný kódovací systém zaviedol Leonardo da Vinci), na oslepenie nepriateľa jasným odrazom slnečného svetla a tiež sa stali podstatou periskopu, systému interaktívnych zrkadiel, ktorým špehovali náprotivnú stranu.

V dnešnej dobe nie je domov, miesto bez zrkadla. Zrkadlá sa stali súčasťou našej každodennosti. Používajú sa bežne v domácnosti, dopravných prostriedkoch, zdravotníctve, optických zariadeniach, osvetľovacích telesách, meracích prístrojoch, ďalekohľadoch a pod. Aj ich príprava je dnes úplne iná ako v minulosti.

Vráťme sa však predsa len ešte kúsok do histórie, do roku 1835, kedy istý nemecký chemik vyvinul postriebrené sklenené zrkadlo. Tenkú vrstvu kovového striebra naniesol na sklo chemickou redukciou dusičnanu strieborného.

Strieborné zrkadlá sa používajú dodnes a aj ty si môžeš vyskúšať pripraviť jedno také malinké podľa nižšie uvedeného postupu.

Pomôcky:

varič, kadičky, váhy, Petriho miska, kliešte, sklená tyčinka, lyžička, pipeta, malé sklené nádobky, hodinové sklíčko

Chemikálie:

hydroxid sodný, dusičnan strieborný, glukóza, destilovaná voda, amoniak

Postup: 

Príprava Tollensovho činidla

1. 1 g dusičnanu strieborného rozpusti v 10 cm³ amoniaku.
2. 1 g hydroxidu sodného rozpusti v 10 cm³ destilovanej vody.
3. Roztok hydroxidu sodného nalej do roztoku amoniaku s dusičnanom strieborným.

Postriebrovanie – dôkazová reakcia redukujúcich cukrov

4. Do väčšej širšej kadičky priprav horúci vodný kúpeľ.
5. 4 g glukózy rozpusti v 10 cm³ destilovanej vody
6. Malú sklenú nádobku naplň do polovice roztokom glukózy a doplň Tollensovým činidlom.
7. Sklenú nádobku ponorenú po jej okraj do vodného kúpeľa opatrne zahrievaj – dbaj aby sa neponorila do horúcej vody celá.

Po chvíľke zahrievania pozoruješ na stenách sklenej nádobky strieborný lesklý povlak.

Tento povlak v podobe čistého striebra je dôkazom pozitívnej reakcii redukujúceho cukru s Tollensovýcm činidlo:

C₆H₁₂O₆ + [Ag(NH₃ )₂]OH  →  C₆H₁₂O₇ + Ag + NH₃ + H₂O

Počas reakcie dochádza k oxidácii jednoduchého sacharidu – glukózy na kyselinu glukónovú (aldehydová skupina na glukóze sa oxiduje na karboxylovú skupinu) a k redukcii katiónu Ag⁺ z Tollensovho činidla na Ag⁰.

TIPY:

• Tollensova skúška redukujúcich sacharidov sa využívala v nedávnej minulosti aj pri výrobe strieborných termosiek alebo strieborných vianočných sklených ozdôb. Z malých sklených bánk, ktoré si postriebril môžeš tiež vyrobiť originálne vianočné ozdôbky.

• V experimente používaj len destilovanú vodu. Voda z vodovodu obsahuje anióny chlóru, ktoré vytvoria s dusičnanom strieborným zrazeninu.
• Tollensovo činidlo pripravuj vždy čerstvé (max. niekoľko hodín pred realizovaním experimentu), pretože jeho státím môže v roztoku vzniknúť traskavé striebro, ktoré môže samovoľne explodovať. Ak by sa tak stalo a v kadičke s Tollensovým činidlom spozoruješ strieborný povlak, čiastočky striebra, opatrne prikvapkaj niekoľko kvapiek amoniaku, ktorý vzniknutú zrazeninu zriedi a tak sa traskavé striebro rozpustí v nadbytku amoniaku. V žiadnom prípade nerieď vodou! Aj jedna kvapka vody či jemný náraz môže spôsobiť explóziu.
• Po vyredukovaní striebra na stenách banky zohrievanej vo vodnom kúpeli jej obsah opatrne vylej a povlak nechaj chvíľu zaschnúť
• Zrkadielko najjednoduchšie pripravíš z hodinového sklíčka – nakvapkaj naň pár kvapiek roztoku glukózy a rovnaký počet kvapiek Tollensovho činidla. Hodinové sklíčko polož na podložku vytvorenú z drôtika a opatrne zahrievaj vo vodnom kúpeli. Dávaj pozor, aby si hodinové sklíčko neponoril celkom do vodného kúpeľa, drž ho len na vodnej hladine. Po prebehnutí reakcie zmes z hodinového sklíčka opatrne vylej, povlak nechaj zaschnúť a potom môžeš zrkadielko vložiť do vhodného rámika

• Praktickejšie je vyrobiť malé zrkadlové fľaštičky, ako sme pripravovali počas Noci s Andersenom – Zrkadielka pre cisára, ktoré si deti zavesili na šnúrku ako náhrdelník.
• S amoniakom, ktorý je prchavý a dráždivý pracuj opatrne, v dobre vetranej miestnosti alebo najlepšie v digestore.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Vyhľadaj z čoho človek zostrojil prvé zrkadlá.
2. Opíš prečo bolo možné použiť aj niektoré kovy na výrobu zrkadiel.
3. Uveď aké dve časti obsahovali zrkadlá, ktoré sa už podobali tým používaným v dnešnej dobe.
4. Popremýšľaj prečo boli prvé sklené zrkadlá zakrivené.
5. Uveď aké reflexné podklady sa používali pri výrobe zrkadiel v minulosti.
6. Vyskúšaj napísať text, slovo, svoje meno či len písmeno na papier pomocou zrkadla tak, že sa nebudeš pozerať na papier ale len do zrkadla. Opíš čo si zistil.
7. Vyhľadaj čo sa stalo v roku 1835 a uveď ako to súvisí s experimentom v tejto lekcii.
8. Napíš molekulový a Fisherov vzorec glukózy. Vyznač aldehydovú skupinu.
9. Uveď medzi ktoré sacharidy patrí glukóza.
10. Opíš prípravu Tollensovho činidla.
11. Uveď prečo nie je bezpečné pripraviť Tollensovo činidlo niekoľko dní vopred.
12. Počas dôkazovej reakcie Tollensovým činidlom sa glukóza oxiduje na kyselinu. Uveď názov tejto kyseliny a napíš jej molekulový aj štruktúrny Fischerov vzorec.
13. Počas uvedenej reakcie dochádza k tvorbe strieborného povlaku na stenách sklenej nádobky. Opíš tento dej pomocou chemickej rovnice (napíš čiastkový dej redukcie).
14. Chemickú rovnicu postriebrovania vyrovnaj:
    
    C₆H₁₂O₆ + [Ag(NH₃ )₂]OH  →  C₆H₁₂O₇ + Ag + NH₃ + H₂O
    
    
15. Napíš molekulový a Fischerov vzorec fruktózy.
16. Popremýšľaj či by si mohol použiť aj fruktózu s Tollensovým činidlom pri tvorbe zrkadla.  
17. Uveď medzi aké sacharidy patrí sacharóza a napíš jej molekulový aj štruktúrny Fischerov vzorec.
18. Myslíš, že reakcia sacharózy s Tollensovým činidlom by prebiehala a vyredukovalo by sa tiež striebro? Zdôvodni