Хромат серебра
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Хромат серебра | |
| Другие имена Хромат серебра(VI) Хромат серебра(I) | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.130 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Характеристики | |
| Ag 2 CrO 4 | |
| Молярная масса | 331.73 g/mol |
| Появление | кирпично-красный порошок [1] |
| Плотность | 5,625 г/см 3 [1] |
| Температура плавления | 665 ° C (1229 ° F; 938 К) |
| Точка кипения | 1550 ° C (2820 ° F; 1820 К) |
| 0,14 мг/л (0 °С) [1] | |
Произведение растворимости ( K sp ) | 1.12 × 10 −12 [2] |
| Растворимость | растворим в азотной кислоте , аммиаке , цианидах щелочных металлов и хроматах. [3] |
| УФ-видимое излучение (λ макс .) | 450 нм (22200 см −1 ) |
| −40.0·10 −6 см 3 /моль [4] | |
Показатель преломления ( n D ) | 2,2 (630 нм) |
| Структура [5] | |
| орторомбический (Т<482 °С) шестиугольный (Т>482 °С) | |
| Пнма, № 62 (низкая Т- форма) | |
а = 10,063 Å, b = 7,029 Å, c = 5,540 Å | |
Формульные единицы ( Z ) | 4 |
| Термохимия [6] | |
Теплоемкость ( С ) | 142,3 Дж·моль −1 ·К −1 |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 217,6 Дж·моль −1 ·К −1 |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −731,7 кДж·моль −1 |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ ) | −641,8 кДж·моль −1 |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | канцероген, окислитель, опасность для окружающей среды |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Х272 , Х317 , Х350 , Х410 | |
| П201 , П210 , П273 , П280 , П302+П353 , П308+П313 | |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Нитрат серебра Хлорид серебра Тиоцианат серебра |
Другие катионы | Хромат калия Хромат аммония Хромат свинца(II) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Хромат серебра представляет собой неорганическое соединение формулы Ag 2 CrO 4 , которое выглядит как кристаллы коричнево-красного цвета характерного цвета. Соединение нерастворимо, и его осаждение указывает на реакцию между растворимым хроматом и солями-предшественниками серебра (обычно калия / хроматом натрия с нитратом серебра ). [5] [7] [8] Эта реакция важна для двух целей в лаборатории: в аналитической химии она составляет основу Мора метода аргентометрии ; [9] тогда как в нейробиологии он используется в методе Гольджи для окрашивания нейронов для микроскопии. [10]
В дополнение к вышесказанному, соединение было протестировано в качестве фотокатализатора для очистки сточных вод . [7] Однако наиболее важным практическим и коммерческим применением хромата серебра является его использование в батареях Li-Ag 2 CrO 4 , типе литиевых батарей , которые в основном используются в устройствах с искусственным кардиостимулятором . [11]
Что касается всех хроматов , являющихся разновидностью хрома(VI) , это соединение представляет опасность токсичности, канцерогенности и генотоксичности , а также большой вред для окружающей среды.
Подготовка
[ редактировать ]Хромат серебра обычно получают реакцией солевого метатезиса ( хромата калия K 2 CrO 4 ) и нитрата серебра (AgNO 3 ) в очищенной воде – хромат серебра выпадает в осадок из водной реакционной смеси: [7] [5] [8]
- 2 AgNO
3(вод) + К
2 КрО
4(вод) → 2 КНО
3(вод) + Ag
2 КрО
4(а)
Это происходит потому, что растворимость хромата серебра очень низкая ( K уд = 1,12×10 −12 или 6,5×10 −5 Молл). [2]
Формирование нерастворимых Ag 2 CrO 4 наноструктур посредством описанной выше реакции с хорошим контролем размера и формы частиц было достигнуто с помощью сонохимии , темплатного синтеза или гидротермальных методов. [7]
Структура и свойства
[ редактировать ]Кристаллическая структура
[ редактировать ]Соединение полиморфно и в зависимости от температуры может иметь две кристаллические структуры: гексагональную при более высоких и ромбическую при более низких температурах. [7] Гексагональная фаза переходит в орторомбическую при охлаждении ниже температуры перехода кристаллической структуры Т =482 °С.
Орторомбический полиморф является наиболее часто встречающимся и кристаллизуется в пространственной группе Pnma с двумя различными координационными средами для ионов серебра (одним тетрагонально-бипирамидальным, а другим искаженным тетраэдрическим). [5]
Цвет
[ редактировать ]Характерный кирпично-красный цвет / цвет акажу (поглощение λ max = 450 нм) хромата серебра весьма отличается от других хроматов , которые обычно имеют цвет от желтого до желтовато-оранжевого цвета. Было высказано предположение, что эта разница в поглощении связана с переходом с переносом заряда -орбиталью серебра между 4 d и е это, по-видимому, не так *-орбиталями хромата, хотя на основании тщательного анализа данных УФ/Вид спектроскопии . [8] Вместо этого сдвиг λ max скорее объясняется эффектом расщепления Давыдова . [8]
Приложения
[ редактировать ]Аргентометрия
[ редактировать ]Осаждение ярко окрашенного хромата серебра используется для обозначения точки титрования хлорида серебра . нитратом в методе Мора аргентометрическом конечной
Реакционная способность хромат-аниона с серебром ниже, чем с галогенидами ( например, хлоридами), так что в смеси обоих ионов хлорида серебра : образуется только осадок [9]
- AgNO
3(вод) + Cl −
(водн.) + CrO 2−
4(водн.) → AgCl
(ы) + CrO 2−
4(вод) + НЕТ −
3 (водн.)
Только когда не осталось хлоридов (или галогенов), хромат серебра образуется и выпадает в осадок.
До конечной точки раствор имеет молочно-лимонно-желтый цвет из-за взвеси уже образовавшегося осадка AgCl и желтого цвета хромат- иона в растворе. Приближаясь к конечной точке, добавление AgNO 3 приводит к более медленному исчезновению красной окраски. Когда красно-коричневатая окраска сохраняется (с некоторыми сероватыми пятнами хлорида серебра), значит, достигается конечная точка титрования.
Этот метод пригоден только для pH, близкого к нейтральному: при очень низком (кислом) pH хромат серебра растворим (из-за образования H 2 CrO 4 ), а при щелочном pH серебро выпадает в осадок в виде гидроксида . [9]
Титрование было предложено Мором в середине 19 века, и, несмотря на ограничения в условиях pH, с тех пор оно полностью не вышло из употребления. [9] Примером практического применения метода Мора является определение уровня хлоридов в бассейнах с соленой водой. [ нужна ссылка ]
метод Гольджи
[ редактировать ]Совершенно другое применение той же реакции — окрашивание нейронов , чтобы их морфология стала видна под микроскопом. [10] Методика заключается в предварительной пропитке ткани мозга, фиксированной альдегидом, 2% водным раствором дихромата калия. После этого следует сушка и погружение в 2% водный раствор нитрата серебра.
В результате той же реакции, что и описанная выше, образуется хромат серебра, и по механизму, который не совсем понятен, внутри некоторых нейронов происходит осаждение, что позволяет детально наблюдать морфологические детали, слишком мелкие для обычных методов окрашивания. [10]
Существует несколько вариантов этого метода для повышения контрастности или селективности в отношении типа окрашенных нейронов и включают дополнительную пропитку раствором хлорида сулем (Гольджи-Кокс) или последующую обработку тетроксидом осмия (Кахаля или быстрого Гольджи). [10]
Ранее невозможные наблюдения, сделанные с помощью техники окрашивания хроматом серебра, привели в конечном итоге к присуждению Нобелевской премии по физиологии и медицине 1906 года первооткрывателю Гольджи и пионеру его использования и усовершенствования Рамону-и-Кахалю . [10]
Фотокатализатор
[ редактировать ]Хромат серебра исследовался на предмет возможного использования в качестве катализатора фотокаталитического разложения органических загрязнителей в сточных водах . Хотя наночастицы Ag 2 CrO 4 в некоторой степени эффективны для этой цели, высокая токсичность хрома(VI) для человека и окружающей среды требует дополнительных сложных процедур по локализации любого хрома из катализатора, который необходимо предотвратить от выщелачивания в очищенные сточные воды. . [7]
Литиевые батареи
[ редактировать ]Батареи Li-Ag 2 CrO 4 — это тип литий-металлических батарей, разработанных в начале 1970-х годов компанией Saft , в которых хромат серебра служит катодом, металлический литий — анодом, а раствор перхлората лития — электролитом . [11]
Батарея предназначалась для биомедицинских применений и на момент открытия имела такие характеристики, как высокая надежность и качество хранения. Поэтому литий-серебряно-хроматные батареи нашли широкое применение в имплантируемых кардиостимуляторах . [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Хейнс, с. 4,84
- ^ Jump up to: а б Хейнс, с. 5.178
- ^ Патнаик, Прадьот (2002). Справочник неорганических химикатов . МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-049439-8
- ^ Хейнс, с. 4.130
- ^ Jump up to: а б с д Хакерт, Марвин Л.; Джейкобсон, Роберт А. (1971). «Кристаллическая структура хромата серебра». Журнал химии твердого тела . 3 (3): 364–368. Бибкод : 1971JSSCh...3..364H . дои : 10.1016/0022-4596(71)90072-7 .
- ^ Хейнс, с. 5.35
- ^ Jump up to: а б с д и ж Шен, Хуан; Лу, Йи; Лю, Джин-Ку; Ян, Сяо-Хун (2016). «Фотокаталитическая активность хроматных материалов серебра различными методами синтеза» . Журнал экспериментальной нанонауки . 11 (8): 650–659. Бибкод : 2016JENan..11..650S . дои : 10.1080/17458080.2015.1110624 .
- ^ Jump up to: а б с д Роббинс, Дэвид Дж.; Дэй, Питер (1 сентября 1977 г.). «Почему хромат серебра красный? Поляризованный электронный спектр хромата в сульфате серебра при 4,2 К». Молекулярная физика . 34 (3): 893–898. дои : 10.1080/00268977700102201 .
- ^ Jump up to: а б с д Белчер, Р.; Макдональд, AMG; Парри, Э. (1 января 1957 г.). «О методе Мора для определения хлоридов». Аналитика Химика Акта . 16 : 524–529. Бибкод : 1957AcAC...16..524B . дои : 10.1016/S0003-2670(00)89979-1 .
- ^ Jump up to: а б с д и Кан, Хи Вон; Ким, Хо Кю; Мун, Бэ Хун; Ли, Со Джун; Ли, Се Юнг; Рю, Им Джу (30 июня 2017 г.). «Комплексный обзор методов окрашивания по Гольджи нервной ткани» . Прикладная микроскопия . 47 (2): 63–69. дои : 10.9729/AM.2017.47.2.63 .
- ^ Jump up to: а б с Леманн, Г.; Бруссели, М.; Ленфант, П. (1978), Тален, Гилберт Дж. Т.; Харторн, Дж. Уоррен (ред.), «Характеристика литий-хроматной батареи Saft типа LI 210», Шагать или не шагать: спорные темы в кардиостимуляции , Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 109–115, дои : 10.1007/978-94-009-9723-3_18 , ISBN 978-94-009-9723-3
Цитируемые источники
[ редактировать ]- Хейнс, Уильям М., изд. (2016). Справочник CRC по химии и физике (97-е изд.). ЦРК Пресс . ISBN 9781498754293 .