36 votos

¿Cómo se nuclea la plata sobre el vidrio en el reflejo del reactivo de Tollen?

Quiero saber el mecanismo exacto de cómo empezaría a crecer la plata durante un reflejo con el reactivo de Tollen. He hecho dos imágenes para ilustrar cómo veo el proceso de nucleación/crecimiento de la plata sobre la sílice:

nucleation

growth

Como puedes ver, no he dibujado ningún enlace químico, porque creo que la adherencia de la plata se debe a las fuerzas de Van Der Waals. ¿Estoy en lo cierto? Si ese es el caso, entonces creo que un lugar con alto la polarización permanente sería más adecuada para la nucleación de la plata.

Ahora, sigamos la lógica. Tenemos una mayor diferencia de electronegatividad entre $\ce{O}$ y $\ce{Si}$ ( $3.44 - 1.90 = 1.54$ ) que entre $\ce{O}$ y $\ce{H}$ ( $3.44 - 2.2 = 1.24$ ).

Para el oxígeno superior, suponiendo un ángulo de 109 grados, se obtiene un momento dipolar total de: $2(1.54)\cos\left(\frac{109}{2}\right) = 1.79$

Para el oxígeno inferior con el hidrógeno enlazado, suponiendo un ángulo de 120 grados, se obtendría un momento dipolar total de: $1.54 + 1.24 = 2.78$ (por favor, dígame si me equivoco al suponer una línea recta)

Esto significaría que tienes una mayor acumulación de electrones en el oxígeno inferior, lo que favorecería la atracción de Van Der Waals (interacción de Debye, supongo, ya que tienes un dipolo permanente y un dipolo inducido). Esto, a su vez, significaría que sería un mejor sitio de nucleación.

Si se hace un tratamiento de superficie con grupos de silano, creo que se promueve la presencia de $\ce{OH}$ grupos en su superficie de sílice, aunque no estoy seguro de esto. Sin embargo, sé que hace un mejor reflejo de la plata. He hecho otro dibujo:

silanisation

Siguiendo mi lógica, éste está equivocado en muchos aspectos. En primer lugar, dibujé ángulos en el $\ce{Si-O-H}$ bonos, que no dibujé en mis primeras fotos. En segundo lugar, la plata ni siquiera está cerca de los átomos de oxígeno, que creo que son los puntos de nucleación.

Estoy confundido, ¿podría indicarme dónde tengo razón o no en mi lógica/conocimiento?

Principalmente:

  • ¿Se forma un vínculo entre la superficie de sílice y la plata? ¿O sólo hay atracción de Van Der Waals (Debye)?
  • ¿Es correcta mi representación de la nucleación y el crecimiento (para las dos primeras imágenes)?
  • ¿Es correcta mi lógica respecto a la electronegatividad?
  • ¿Es correcta mi lógica de "mayor diferencia de electronegatividad total, por lo tanto mejor sitio de nucleación"? (asumiendo que estoy en lo cierto sobre las fuerzas de Van Der Waals)
  • ¿Es correcta mi descripción de la silanización?
  • ¿Estoy en lo cierto al decir que la mayor abundancia de superficie $\ce{OH}$ grupos por silanización implica una mejor nucleación?
  • ¿Podría hacer lo mismo al utilizar un ácido fuerte en mi superficie de vidrio?

-3voto

Xenon Puntos 113

Según Wikipedia sobre la formación de Plata elemental en el reactivo de Tollens, para citar:

En una prueba positiva, el complejo diaminesilver(I) oxida el aldehído a un ion carboxilato y en el proceso se reduce a plata elemental y amoníaco acuoso. La plata elemental se precipita fuera de la solución, ocasionalmente sobre la superficie interior del recipiente de reacción, dando un característico "espejo de plata".

Citando una fuente, Atracción y repulsión de partículas flotantes :

Se observa con frecuencia que las partículas que flotan en la superficie de un líquido en reposo están sometidas a fuerzas que en la mayoría de los casos tienden a producir agrupaciones de partículas. Estas pueden ser atraídas por una pared o encontrar una posición de equilibrio cerca del centro de la superficie. Estos efectos se deben a la componente horizontal de las fuerzas capilares asociadas a la superficie curvada del líquido. El cálculo de dichas fuerzas requiere la determinación de la forma de equilibrio de la superficie del líquido (más generalmente de una interfaz de fluido) mediante la resolución de la ecuación diferencial de Laplace sometida a las condiciones de contorno adecuadas, por ejemplo, un ángulo de contacto constante del líquido con las partículas sólidas.

Así pues, la respuesta corta es la creación de partículas de plata elemental, seguida de la agrupación, y luego la atracción hacia una pared superficial que se atribuye a las fuerzas capilares.

-4voto

sixtytrees Puntos 1463

"Si se hace un tratamiento de superficie utilizando grupos silanos, creo que se promueve la presencia de grupos OH en la superficie de la sílice". Esto NO es correcto. Usted silaniza el vidrio para tapar los grupos SiOH libres

2 silica_Si-OH + n SiCl2Me2 + HO-Si_silica -> silica_Si-[O(SiMe2)] $_n$ -O-Si_sílice. Como resultado, disminuye el número de grupos OH activos y lo hace altamente apolar.

Antes de la siliconización, la sílice está rodeada por una esfera de hidratación. Ag $^+$ puede aglutinarla bien, pero necesitamos precipitar la Ag neutra. En el caso del vidrio no siliconado tenemos dos efectos:

(1) Es más fácil que la plata crezca en la superficie que ya tiene un nanocristal de plata
(2) Antes del tratamiento el vidrio tiene inhomogeneidades, por lo que la nucleación en algunos lugares se ve muy favorecida.

Ambos efectos se anulan con la siliconización.


Hay que tener en cuenta que no he tenido en cuenta las cargas superficiales que cambian como resultado de la siliconización y que podrían desempeñar un papel.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X