Cu²⁺ (oxidator) Fehlings Reagens Ag⁺ (oxidator) Tollens Reagens Zilverspiegel

Cu²⁺ en Ag⁺ zijn tamelijk zwakke oxidatoren. Ze staan in de tabel, maar let op:
Het Cu²⁺ gaat hier niet over in metallisch Cu als product, maar wel in het ion Cu⁺.
Het product van de oxidator Ag⁺ is wel het metaal Ag.
Dus: beide oxidatoren pakken één elektron per ion en ze doen dat alleen in basisch milieu.

Wanneer gebruik gemaakt wordt van de zwakke oxidator Ag⁺(aq) waaraan een hulpstof is toegevoegd, spreekt men van:
AMMONIAKALE ZILVEROPLOSSING (AZ) of ook wel van TOLLENS REAGENS
Dit reagens is een mengsel van: Zilvernitraat(aq) + ammonia



Fehlings' Reagens

Wanneer gebruik gemaakt wordt van de zwakke oxidator Cu²⁺(aq) waaraan enkele hulpstoffen zijn toegevoegd, spreekt men van FEHLINGS'REAGENS (FR)
FR is een mengsel van: koper(II)sulfaat(aq)(soms aangeduid met Fehlings'-A) en een mengsel van Natriumhydroxide(aq) + Na-K-Tartraat (ook wel aangeduid met Fehlings'-B)
De oxidator is hier het ion Cu²⁺ dat bij reactie het ion Cu⁺ vormt.
Let wel: dit gegeven vormt de basis van deze reactie.
Maar de reactievoorwaarden zijn een beetje gecompliceerd:

1. Deze reactie kan alleen plaats vinden in basisch milieu.
2. Bij deze reactie moet verwarmd worden; er is energie nodig.

Eerst hebben we een oplossing nodig van Koper(II)sulfaat, CuSO₄(aq), zoals bekend: Fehlings A

T.b.v. het basisch milieu voegen we natriumhydroxide toe, NaOH(aq).
Maar meteen bij dat toevoegen heb je een probleem:
De Cu²⁺-ionen reageren meteen met OH^- tot een neerslag van Koper(II)hydroxide Cu(OH)₂.

Dit moet voorkomen worden.
En dat kan ook. Daartoe voegen we een andere stof toe: Na-K-tartraat(aq). Deze stof "pakt de koper-ionen in" zodat ze niet met de hydroxide ionen kunnen reageren.

Het mengsel van de twee oplossingen, NaOH(aq) en Na-K-tartraat(aq) noemen we Fehlings B.
Fehlings'A + B worden pas op het laatste moment vòòr gebruik samengevoegd omdat dit mengsel (FR) niet stabiel is. Je kunt het niet lang bewaren.
Zodra FR is toegevoegd aan het te oxideren mengsel (dus met een organische reductor), moet er verwarmd worden om de benodigde energie te bereiken.
Het behoeft geen sterke reductor te zijn. Een zwakke zoals ethanal(aq) voldoet.

In een reageerbuis met een paar ml ethanal voegen we een paar ml FR toe en we gaan rustig verwarmen boven een klein vlammetje of in een waterbad. Langzaam zien we kleurverandering (groen en geel en rood) en neerslagvorming (rode stof = CuOH(s)).

Hoe lukt het nu om die ionen Cu²⁺ oplosbaar te houden in een basische oplossing?
Hoe beschermen de tartraat-ionen de Koperionen tegen de OH^--ionen?
Ze omringen die ionen, ze schermen ze af.

CuSO₄(aq) + 2NaOH(aq) Cu(OH)₂(s) + Na₂SO₄(aq)

Cu(OH)₂(s) Cu²⁺ + 2OH^-( = evenwicht 1)
Cu²⁺ + e^- Cu⁺

De toevoeging van NatriumKaliumTartraat: de tartraat-ionen grijpen de Cu²⁺-ionen van evenwicht 1 waardoor het neerslag Cu(OH)₂ verdwijnt; tegelijk verschijnt er een transparante oplossing met donkerblauwe kleur = Fehlings' Reagens (FR).
FR bezit dus in basisch milieu opgeloste Cu²⁺-ionen die een reductor kunnen oxideren (bijvoorbeeld de aldehydegroep), door een elektron te pakken en een ion Cu⁺ te vormen.
Deze ionen Cu⁺ zullen in een vervolgreactie met OH^- het oranjerode neerslag Cu₂O(s) vormen.
Dit wordt wel gebruikt als een bewijsreactie voor de aanwezigheid van monosacchariden.

Let op: Om de aanwezigheid van glucose (bijvoorbeeld in urine) te onderzoeken, bestaat er een specifieker methode dan Fehlings' Reagens: de enzymatische methode met glucose-oxidase.
Enzymen - hier het oxidase - zijn vele malen specifieker dan gewone chemische stoffen. Fehlings Reagens reageert met veel meer zwakke reductoren.