Rozwiązanie:

Poniżej uzupełniono opisane równanie reakcji Tollensa.

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}+2[\mathrm{Ag}(\mathrm{NH}{}_3){}_2]{}^{+}+3\mathrm{OH}{}^{-}\to \mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+4\mathrm{NH}{}_3+2\mathrm{Ag}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

---

Wyjaśnienie:

Poniżej przedstawiono przykładowe etapy uzupełniania opisanego równania.

$x\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}+2[\mathrm{Ag}(\mathrm{NH}{}_3){}_2]{}^{+}+y\mathrm{OH}{}^{-}\to x\mathrm{A}+z\mathrm{NH}{}_3+w\mathrm{B}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Aldehydy w reakcji Tollensa redukują się do kwasów karboksylowych. Skoro ma to być równanie w formie jonowej skróconej to pod symbolem A kryje się anion octanowy CH₃COO^-.

$x\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}+2[\mathrm{Ag}(\mathrm{NH}{}_3){}_2]{}^{+}+y\mathrm{OH}{}^{-}\to x\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+z\mathrm{NH}{}_3+w\mathrm{B}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Charakterystyczną obserwacją pozytywnej próby Tollensa jest pojawienie się lustra srebrnego na ściankach naczynia szklanego, np. probówki. Zatem po symbolem B kryje się atom srebra Ag. Po stronie substratów mamy 2 atomy srebra, zatem współczynnik w wynosi 2.

$x\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}+2[\mathrm{Ag}(\mathrm{NH}{}_3){}_2]{}^{+}+y\mathrm{OH}{}^{-}\to x\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+z\mathrm{NH}{}_3+2\mathrm{Ag}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Po stronie substratów mamy 4 atomy azotu, zatem współczynnik z wynosi 4.

$x\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}+2[\mathrm{Ag}(\mathrm{NH}{}_3){}_2]{}^{+}+y\mathrm{OH}{}^{-}\to x\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+4\mathrm{NH}{}_3+2\mathrm{Ag}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Załóżmy, że współczynnik x wynosi 1.

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}+2[\mathrm{Ag}(\mathrm{NH}{}_3){}_2]{}^{+}+y\mathrm{OH}{}^{-}\to \mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+4\mathrm{NH}{}_3+2\mathrm{Ag}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Sumaryczny ładunek elektryczny substratów wynosi:
$L=2+\left(-1y\right)=2-y$,
a produktów:
$P=-1$
Lewa musi równać się prawej. Wyliczmy współczynnik y:
$2-y=-1$
$-y=-1-2$
$y=3$

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}+2[\mathrm{Ag}(\mathrm{NH}{}_3){}_2]{}^{+}+3\mathrm{OH}{}^{-}\to \mathrm{CH}{}_3\mathrm{COO}{}^{-}+4\mathrm{NH}{}_3+2\mathrm{Ag}+2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Sprawdźmy, czy wszystko się zgadza porównując liczbę atomów tlenu:
- po stronie substratów:
$1+3=4$
- po stronie produktów:
$2+2=4$
$4=4$