Хлорид серебра
![]() | |
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
Хлорид серебра(I)
| |
Другие имена | |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
КЭБ | |
ХимическийПаук | |
Информационная карта ECHA | 100.029.121 |
ПабХим CID
|
|
номер РТЭКС |
|
НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
Характеристики | |
Ag Cl | |
Молярная масса | 143.32 g·mol −1 |
Появление | Белый твердый |
Плотность | 5,56 г см −3 |
Температура плавления | 455 ° С (851 ° F; 728 К) |
Точка кипения | 1547 ° C (2817 ° F; 1820 К) |
520 мкг/100 г при 50 °C | |
Произведение растворимости ( K sp )
|
1.77 × 10 −10 [ 1 ] |
Растворимость | растворим в NH 3 , конц. HCl , конц. H 2 SO 4 , цианид щелочного металла , (NH 4 ) 2 CO 3 , KBr , Na 2 S 2 O 3 ; |
−49.0·10 −6 см 3 /моль | |
Показатель преломления ( n D )
|
2.071 |
Структура [ 2 ] | |
кубический | |
Фм 3 м (№225) | |
а = 17:55
| |
Октаэдрический | |
Термохимия | |
Стандартный моляр
энтропия ( S ⦵ 298 ) |
96 Дж·моль −1 ·К −1 [ 3 ] |
Стандартная энтальпия
образование (Δ f H ⦵ 298 ) |
−127 кДж·моль −1 [ 3 ] |
Опасности | |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Паспорт безопасности (SDS) | Фишер Сайентифик , Солт Лейк Металс |
Родственные соединения | |
Другие анионы
|
фторид серебра(I) , бромид серебра , йодид серебра |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
Хлорид серебра — неорганическое химическое соединение с формулой AgCl . химической Это белое кристаллическое твердое вещество хорошо известно своей низкой растворимостью в воде и чувствительностью к свету . При освещении или нагревании хлорид серебра превращается в серебро (и хлор), о чем в некоторых образцах свидетельствует окраска от серого до черного или пурпурного цвета. AgCl встречается в природе в виде минерала хлораргирита .
Он производится реакцией метатезиса для использования в фотографии и в pH-метрах в качестве электродов .
Подготовка
[ редактировать ]Хлорид серебра необычен тем, что, в отличие от большинства хлоридных солей, он имеет очень низкую растворимость. Его легко синтезировать путем метатезиса : объединения водного раствора нитрата серебра (который растворим) с растворимой хлоридной солью, такой как хлорид натрия (который используется в промышленности как метод получения AgCl) или хлорид кобальта (II) . Образующийся хлорид серебра немедленно выпадает в осадок. [ 3 ] [ 4 ] : 46
Его также можно получить реакцией металлического серебра и царской водки ; однако нерастворимость хлорида серебра замедляет реакцию. Хлорид серебра также является побочным продуктом процесса Миллера , при котором металлическое серебро реагирует с газообразным хлором при повышенных температурах. [ 4 ] : 21 [ 5 ]
История
[ редактировать ]Хлорид серебра известен с древних времен. Древние египтяне производили его как метод очистки серебра, который осуществлялся путем обжига серебряных руд с солью с получением хлорида серебра, который впоследствии разлагался на серебро и хлор. [ 4 ] : 19 определил его как отдельное соединение серебра Однако позднее в 1565 году Георг Фабрициус . [ 6 ] [ 7 ] Хлорид серебра, исторически известный как luna cornea (что можно перевести как «серебряный рог», поскольку луна была алхимическим кодовым названием серебра), [ 7 ] также был промежуточным звеном в других исторических процессах аффинажа серебра. Одним из таких примеров является процесс Августина, разработанный в 1843 году, при котором медная руда, содержащая небольшое количество серебра, обжигается в условиях хлоридирования, а полученный хлорид серебра выщелачивается рассолом , где он более растворим. [ 4 ] : 32
Фотопленки на основе серебра были впервые изготовлены в 1727 году Иоганном Генрихом Шульце с использованием нитрата серебра . Однако сделать постоянные изображения ему не удалось, поскольку они исчезли. [ 8 ] Позже, в 1816 году, использование хлорида серебра было введено в фотографию Нисефором Ньепсом . [ 4 ] : 38–39 [ 9 ]
Структура
[ редактировать ]
Твердое вещество имеет структуру ГЦК NaCl , в которой каждый Ag + Ион окружен октаэдром из шести хлоридных лигандов. AgF и AgBr кристаллизуются аналогично. [ 10 ] Однако кристаллография зависит от условий кристаллизации, в первую очередь от концентрации свободных ионов серебра, как показано на рисунке слева (сероватый оттенок и металлический блеск обусловлены частично восстановленным серебром ). [ 11 ] [ не удалось пройти проверку ]
При давлении выше 7,5 ГПа хлорид серебра переходит в моноклинную фазу КОН. Затем при давлении 11 ГПа он претерпевает еще один фазовый переход в ромбическую фазу TlI . [ 2 ]
Реакции
[ редактировать ]AgCl растворяется в растворах, содержащих такие лиганды, как хлорид , цианид , трифенилфосфин , тиосульфат , тиоцианат и аммиак . Хлорид серебра реагирует с этими лигандами по следующим наглядным уравнениям: [ 4 ] : 25–33
Из этих реакций, используемых для выщелачивания хлорида серебра из серебряных руд, наиболее часто используется цианирование. Цианирование приводит к образованию растворимого дицианоаргентатного комплекса, который позже путем восстановления снова превращается в серебро. [ 4 ] : 26
Хлорид серебра не реагирует с азотной кислотой, а реагирует с серной кислотой с образованием сульфата серебра . [ 12 ] Затем сульфат протонируется в присутствии серной кислоты до бисульфата , что можно обратить вспять путем разбавления. Эта реакция используется для отделения серебра от других металлов платиновой группы. [ 4 ] : 42
Большинство комплексов, полученных из AgCl, являются двух-, трех- и, в редких случаях, четырехкоординатными, имеющими линейную, тригонально-плоскую и тетраэдрическую координационную геометрию соответственно. [ 13 ]
Эти две реакции особенно важны при качественном анализе AgCl в лабораториях, поскольку AgCl имеет белый цвет, который меняется на (серебряный арсенит) желтого цвета, или ( арсенат серебра ) красновато-коричневого цвета. [ 13 ]
Химия
[ редактировать ]
В одной из самых известных химических реакций при добавлении бесцветного водного раствора нитрата серебра к столь же бесцветному раствору хлорида натрия образуется непрозрачный белый осадок AgCl: [ 14 ]
Это преобразование является обычным тестом на наличие хлорида в растворе. Благодаря своей заметности его легко использовать при титровании, что дает типичный случай аргентометрии . [ 12 ]
Произведение растворимости sp K . для AgCl в воде составляет 1,77 × 10 −10 при комнатной температуре, что указывает на то, что всего 1,9 мг (т.е. ) AgCl растворится в литре воды. [ 1 ] Содержание хлоридов в водном растворе можно определить количественно путем взвешивания выпавшего в осадок AgCl, который обычно негигроскопичен, поскольку AgCl является одним из немногих хлоридов переходных металлов, нерастворимых в воде. Мешающими ионами для этого теста являются бромид и йодид, а также различные лиганды (см. галогенид серебра ).
Для AgBr и AgI значения K sp составляют 5,2 x 10. −13 и 8,3 х 10 −17 , соответственно. Бромид серебра (слегка желтовато-белый) и йодид серебра (ярко-желтый) также значительно более светочувствительны, чем AgCl. [ 1 ] [ 4 ] : 46
AgCl быстро темнеет под воздействием света, распадаясь на элементарный хлор и металлическое серебро . Эта реакция используется в фотографии и кино и выглядит следующим образом: [ 5 ]
- кл. − + hν → Cl + e − (возбуждение хлорид-иона, который отдает свой лишний электрон в зону проводимости)
- В + + и − → Ag (высвобождение иона серебра, который присоединяет электрон и становится атомом серебра)
Этот процесс необратим, поскольку высвободившийся атом серебра обычно находится в дефекте кристалла или в месте примеси, так что энергия электрона снижается настолько, что он «захватывается». [ 5 ]
Использование
[ редактировать ]Хлоридсеребряный электрод
[ редактировать ]Хлорид серебра входит в состав хлоридсеребряного электрода , который является распространенным электродом сравнения в электрохимии . Электрод действует как обратимый окислительно-восстановительный электрод , и равновесие между твердым металлическим серебром и хлоридом серебра в растворе хлорида заданной концентрации. Обычно это внутренний электрод сравнения в pH-метрах , и его часто используют в качестве эталона при измерениях восстановительного потенциала . В качестве примера последнего можно привести хлорсеребряный электрод, который является наиболее часто используемым электродом сравнения для испытаний катодной защиты от коррозии систем в морской воде . [ 15 ]
Фотография
[ редактировать ]Хлорид серебра и нитрат серебра использовались в фотографии с самого начала и хорошо известны своей светочувствительностью. [ 6 ] Это также была жизненно важная часть сенсибилизации дагерротипии , когда серебряные пластины обрабатывались хлором для получения тонкого слоя хлорида серебра. [ 16 ] Еще одним известным процессом, в котором использовался хлорид серебра, был процесс желатинового серебра , при котором кристаллы хлорида серебра, внедренные в желатин, использовались для создания изображений. [ 17 ] Однако с развитием цветной фотографии количество этих методов черно-белой фотографии сократилось. Несмотря на то, что в цветной фотографии используется хлорид серебра, он работает только как посредник для преобразования света в органические красители изображения. [ 18 ]
Другие виды фотографического применения включают изготовление фотобумаги , поскольку она реагирует с фотонами, образуя скрытые изображения посредством фоторедукции; и в фотохромных линзах , используя его обратимое преобразование в металл Ag. В отличие от фотографии, где фотовосстановление необратимо, стекло предотвращает «захват» электрона. [ 19 ] Эти фотохромные линзы используются в основном в солнцезащитных очках . [ 4 ]
Антимикробное средство
[ редактировать ]Наночастицы хлорида серебра широко продаются в качестве противомикробного агента. [ 12 ] [ 20 ] Антимикробная активность хлорида серебра зависит от размера частиц, но обычно составляет менее 100 нм . В целом хлорид серебра обладает противомикробным действием в отношении различных бактерий , таких как кишечная палочка . [ 21 ]
Наночастицы хлорида серебра для использования в качестве микробного агента могут быть получены в результате реакции метатезиса между водными ионами серебра и хлорида или могут быть биогенно синтезированы грибами и растениями . [ 21 ] [ 22 ]
Другое использование
[ редактировать ]Низкая растворимость хлорида серебра делает его полезной добавкой к гончарным глазурям для придания «инглазурного блеска ». Хлорид серебра использовался в качестве противоядия при отравлении ртутью , помогая вывести ртуть из организма . Другие варианты использования AgCl включают: [ 4 ]
- в перевязочных материалах и ранозаживляющих средствах, [ 4 ] : 83
- для создания желтых, янтарных и коричневых оттенков в витражном производстве, [ 23 ] и
- в качестве оптического компонента, пропускающего инфракрасное излучение , поскольку его можно горячим прессовать в формы окон и линз. [ 24 ]
Естественное явление
[ редактировать ]
Хлорид серебра встречается в природе в виде хлораргирита в засушливых и окисленных зонах месторождений серебра. Если некоторые из хлорид-ионов заменены бромид- или йодид-ионами, перед названием добавляются слова бром и йодиан соответственно. [ 25 ] Этот минерал является источником серебра и выщелачивается путем цианирования, в результате чего образуется растворимый [Ag(CN) 2 ] – сложный. [ 4 ] : 26
Безопасность
[ редактировать ]По данным ECHA , хлорид серебра может нанести вред нерожденному ребенку , очень токсичен для водных организмов с долгосрочными последствиями и может вызывать коррозию металлов. [ 26 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Джон Рамбл (18 июня 2018 г.). Справочник CRC по химии и физике (99 изд.). ЦРК Пресс. стр. 5–189. ISBN 978-1138561632 .
- ^ Перейти обратно: а б С. Халл; Д.А. Кин (1999). «Фазовые переходы, вызванные давлением в AgCl, AgBr и AgI». Физический обзор B . 59 (2). АПС: 750–761. Бибкод : 1999PhRvB..59..750H . дои : 10.1103/PhysRevB.59.750 . S2CID 123044752 .
- ^ Перейти обратно: а б с Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Хоутон Миффлин. п. А23. ISBN 978-0-618-94690-7 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м Брамби, Андреас (2008). «Серебро, соединения серебра и сплавы серебра». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a24_107.pub2 . ISBN 9783527303854 .
- ^ Перейти обратно: а б с Н. Н. Гринвуд; А. Эрншоу (1997). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд, Великобритания: Баттерворт-Хайнеманн . стр. 1173–1200. ISBN 9780750633659 .
- ^ Перейти обратно: а б Потонние, Жорж (1973). История открытия фотографии . Арно Пресс. п. 50. ISBN 0-405-04929-3
- ^ Сьюзан Уотт (2003). Серебро . Маршалл Кавендиш. стр. 21–. ISBN 978-0-7614-1464-3 . Проверено 28 июля 2013 г.
... Но первым, кто использовал это свойство для получения фотографического изображения, был немецкий физик Иоганн Генрих Шульце. В 1727 году Шульце приготовил пасту из нитрата серебра и мела, поместил смесь в стеклянную бутылку и обернул бутылку...
- ^ Дом-музей Ньепса: изобретение фотографии: 1816-1818, первые попытки Ньепса (получено 23 февраля 2024 г.)
- ^ Уэллс, А.Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6 . стр. 349
- ^ Борис Алексеевич Сечкарев (1998). «Массовая кристаллизация микрокристаллов хлорида серебра». Микроскопические исследования и техника . 42 (2): 145–147. doi : 10.1002/(SICI)1097-0029(19980715)42:2<145::AID-JEMT8>3.0.CO;2-S . ПМИД 9728885 . S2CID 45866801 .
- ^ Перейти обратно: а б с Этрис, Сэмюэл (2003). «Соединения серебра». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . дои : 10.1002/0471238961.1909122203011616.a01.pub2 . ISBN 9780471484943 .
- ^ Перейти обратно: а б Годфри, С.М.; и др. (1998). «Глава 3». В Нормане, Северная Каролина (ред.). Химия мышьяка, сурьмы и висмута . Блэки академический и профессиональный. ISBN 0-7514-0389-Х .
- ^ «МЕТОД ИСПЫТАНИЯ ОБЩЕГО ХЛОРА В НОВЫХ И Б/У НЕФТЕПРОДУКТАХ ПУТЕМ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СГОРАНИЯ И МИКРОКУЛОМЕТРИИ» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды . Сентябрь 1994 г. Архивировано из оригинала (PDF) 3 декабря 2007 г.
- ^ Бейтс, Р.Г. и МакАскилл, Дж.Б. (1978). «Стандартный потенциал хлорсеребряного электрода». Чистая и прикладная химия , Том. 50, стр. 1701–1706, http://www.iupac.org/publications/pac/1978/pdf/5011x1701.pdf.
- ^ «Процесс дагерротипирования» . Фотоистория Сассекса . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ «СЕРЕБРЯНЫЙ ЖЕЛАТИН» (PDF) . Getty.edu . Гетти . Проверено 19 июня 2023 г.
- ^ П. Бергталлер (1996). «Галогенсеребряная фотография» . Химия и технология систем печати и изображения . Спрингер, Дордрехт. стр. 35–75. дои : 10.1007/978-94-011-0601-6_3 . ISBN 9789401042659 .
- ^ Р. Дж. Араужо (2003). «Фотохромные очки». Энциклопедия физических наук и технологий (Третье изд.). Академическая пресса. стр. 49–56. дои : 10.1016/B0-12-227410-5/00567-6 . ISBN 9780122274107 . Проверено 20 июня 2023 г.
- ^ «Антимикробный серебряный гель для ран CVS Health» . ССВ . Проверено 25 февраля 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б Нельсон Дюран; Герсон Наказато; Амедея Б. Сибра (2016). «Антимикробная активность биогенных наночастиц серебра и наночастиц хлорида серебра: обзор и комментарии». Прикладная микробиология и биотехнология . 100 (15): 6555–6570. дои : 10.1007/s00253-016-7657-7 . ПМИД 27289481 . S2CID 253765691 .
- ^ Юн Ок Кан; Джу-Ён Юнг; Донхван Чо; О Хён Квон; Джа Ён Чхон; Вон Хо Пак (2016). «Противомикробные наночастицы хлорида серебра, стабилизированные олигомером хитозана, для лечения ожогов» . Материалы . 9 (4): 215. Бибкод : 2016Mate....9..215K . дои : 10.3390/ma9040215 . ПМК 5502666 . ПМИД 28773340 .
- ^ Джон Лоу (1975). «Консервация витража». Исследования в области сохранения . 2- (1): 93–97. дои : 10.1179/sic.1975.s1.016 .
- ^ «Оптический материал на основе хлорида серебра (AgCl)» . www.crystran.co.uk . Архивировано из оригинала 5 сентября 2012 года . Проверено 4 декабря 2019 г.
- ^ «Хлораргирит» . Mindat.org . Проверено 7 июня 2023 г.
- ^ «Краткий профиль — ECHA» . echa.europa.eu . Проверено 27 марта 2024 г.