Реактив Швейцера

Реактив Швейцера (дигидроксотетрааммиакат меди, иногда гидроксид тетраамминмеди) — водный раствор гидроксида тетрааммиаката меди [Cu(NH₃)₄](OH)₂. Назван в честь швейцарского учёного Матиаса Эдуарда Швейцера, обнаружившего способность этого реактива растворять целлюлозу^[1][2].

Реактив Швейцера

Молярная масса: 165.68 г/моль ^[3]

Реактив Швейцера получают растворением свежеосаждённого гидроксида меди в водном растворе аммиака, при этом образуется тёмно-синий раствор тетракоординированного комплексного аммиаката:

${\displaystyle {\mathsf {Cu(OH)_{2}+4NH_{3}\rightarrow [Cu(NH_{3})_{4}](OH)_{2}}}}$

Вслед за открытием в 1857 году растворимости целлюлозы в реактиве Швейцера было обнаружено, что он также растворяет и другие незамещённые полисахариды (крахмал, инулин) и не растворяет азотсодержащие хитин (поли-N-ацетил-D-глюкозо-2-амин) и шёлк^[4].

Растворимость целлюлозы и других полисахаридов в реактиве Швейцера обусловлена вытеснением из координационной сферы двух молекул аммиака атомами кислорода соседних гидроксилов глюкозных звеньев целлюлозы с образованием тетракоординированного хелата^[5].

Растворение целлюлозы в реактиве Швейцера используется в промышленности для производства целлюлозных волокон — «медно-аммиачного шёлка» (англ. cupro fibers), при этом раствор подаётся в фильеры, погружённые в водяную ванну, в которой комплекс гидролизуется с образованием целлюлозных волокон. Медно-аммиачный метод стал первым промышленным методом получения целлюлозных волокон, и, хотя его значение с появлением вискозного метода упало, он применяется и в настоящее время^[6].

Проба с реактивом Швейцера также применялась для определения вида целлюлозных волокон: под воздействием реактива у волокон различного происхождения (хлопок, лён, пенька) наблюдаются различные картины набухания, что при микроскопическом наблюдении позволяет определить вид волокна^[7].

Растворение целлюлозы в реактиве Швейцера с измерением вязкости образовавшегося раствора является стандартным вискозиметрическим методом определения молекулярной массы целлюлозы^[8]. В сухом состоянии реактив Швейцера взрывоопасен, но требуется инициация детонатором. При нагревании на водяной бане при температуре 100°C выпадает чёрный нерастворимый осадок CuO в растворе гидрата аммиака. Уравнение реакции: ${\displaystyle {\mathsf {[Cu(NH_{3})_{4}](OH)_{2}\rightarrow CuO+4NH_{3}+H_{2}O}}}$