Государственное образовательное учреждение средняя образовательная
школа№1084
Экзаменационный реферат по химии на тему:
«Серебро и его соединения».
Ученика 9 «А» класса
Зайцева Степана
Учитель химии:
Батурова Эмилия Филипповна.
Москва 2004г.
Содержание
Введение……………………………………………………………………3
1.Серебро и его свойства:
1.1.Историческая справка………………………………………………………….…..3
1.2.Распространённость в природе…………………………………………….………4
1.3.Природные серебросодержащие минералы..……………………………….…….4
1.4.Получение металлического серебра………………….……………………………5
1.5.Особенности серебра как элемента…………………….…………………………7
1.6.Физические свойства серебра…………………………….……………………….7
1.7.Химические свойства серебра…………………………………………………….8
1.8.Применение серебра……………………………………………………………….9
2.Соединения серебра и их свойства:
2.1.Общие свойства соединений серебра……………………………………………10
2.2.Соединения одновалентного серебра…………………………………………….10
2.3.Значение галогенидов серебра в фотографии…………………………………..27
2.4.Соединения двухвалентного серебра……………………………………………28
2.5.Соединения трёхвалентного серебра……………………………………………29
3.Практическая часть…………………………………………………………..30
Список использованной литературы…………………………………….………….33
Введение:
Из всех предложенных тем я выбрал именно эту так как она меня больше
всего заинтересовала. Мне было интересно понять как делают зеркала, как
получаются фотографии. Также интересны и другие отрасли применения
серебра. Серебро окружает нас и мне было интересно полностью осознать
его важность. Чтобы быть более или менее компетентным по некоторым
вопросам. Вот основные причины, по которым я выбрал данную тему.
1. Серебро и его свойства.
1.1. Историческая справка:
Серебро является одним из тех металлов, которые привлекали внимание
человека ещё в древние времена. Оно входит в число семи металлов
древности: золото, серебро, медь, ртуть… За 2500 лет до н. э. в Древнем
Египте носили украшения и чеканили монеты из серебра, считая, что оно
дороже золота. Позже из серебра стали изготавливать и посуду. Кстати,
существует интересный исторический факт по этому поводу. Во время похода
армии Александра Македонского на Восток среди солдат распространилась
эпидемия заболевания кишечника, но мучила она только простых воинов.
Офицеры и высший командный состав не заболели. Почему так? Причиной
заболевания были бактерии, живущие в речной воде. Рядовые солдаты пили
воду из обычной посуды, а командование из серебряной. Вода, находящаяся
в ней, обеззараживалась благодаря активным ионам серебра. Серебро хоть и
не растворимо, но в воде, налитой в такую посуду, содержится достаточное
для дезинфекции количество невидимых ионов серебра.
История серебра также тесно связана и с алхимией. В десятом веке было
доказано, что между серебром и медью существует аналогия, и медь
рассматривалась как серебро, окрашенное в красный цвет. В 1250г. Винсент
Бове высказал предположение, что серебро образуется из ртути при
действии серы.
Шееле, Бойль и многие другие тоже занимались его изучением.
Позже серебро и его соединения получат более широкое использование, но
об этом речь пойдёт далее.
1.2. Распространение в природе:
Серебро является редким металлом, его содержание в земной коре равно
1х10-5 вес.%. В природе серебро встречается как самородное, так и в виде
соединений – сульфидов, селенатов, теллуратов или галагенидов в
различных минералах. Также встречается в метеоритах и содержится в
морской воде. Самородное серебро встречается в природе реже, чем
самородное золото или медь. Образование самородного серебра связано с
действием воды или водорода на сульфид серебра (соответственно на
аргентит).
Металлическое серебро представляет собой гранецентрированные кубические
кристаллы серебристо-белого цвета, часто покрытые чёрным налётом. Залежи
самородного серебра находятся в РФ, Норвегии, Канаде, Чили, Германии и
других странах, но они практически выработаны.
1.3. Природные серебросодержащие минералы:
Наиболее важными минералами серебра являются следующие:
Акантит, Ag2S, – серые ромбические кристаллы, устойчивые при
температуре ниже 179о. Обе модификации природного сульфида серебра
содержат 87,1% Ag.
Аргентит, Ag2S, – серые кубические кристаллы, устойчивые при
температуре выше 179о. Аргентит – основной источник серебра. В природе
он сопутствует самородному серебру, AgCl, PbCO3; его залежи часто
находятся рядом с сульфидами свинца, цинка и меди. Такие руды находятся
в Норвегии, Мексике, Перу, РФ, Чили, Румынии.
Прустит, Ag3AsS3 или 3Ag2SхAs2S3, содержит 65,4% серебра; он имеет вид
красных гексагональных призматических кристаллов. Залежи прустита
имеются в РФ, Мексике, Чили, Перу, Боливии.
Пирагирит, Ag3SbS3 или 3Ag2SхSb2S3, содержит 68,4% серебра, сопутствует
пруститу в виде тёмно-красных кристаллов.
Стефанит, Ag5SbS4 или Ag2SхSb2S3, содержит 68,5% серебра и представляет
собой серовато-чёрные призматические кристаллы. Залежи находятся в
Мексике.
Полибазит, 8(Ag, Cu)2SхSb2S3, содержит 62,1-74,9% серебра; он
представляет собой серовато-чёрные призматические или пластинчатые
кристаллы. Залежи имеются в Венгрии, Мексике.
Керагирит, AgCl, содержит 75,3% серебра и имеет вид плотных бесцветных
(или желтоватых, серовато-фиолетовых, даже чёрных в случае длительного
воздействия прямого света) пластов (редко в виде кубических кристаллов).
Залежи встречаются в РФ, Чили, Боливии, Мексике, Перу, Австралии.
К другим минералам серебра относят бромаргирит AgBr, иодагирит AgI,
дискразит Ag3Sb, штромейерит Cu2SхAg2S, ялпаит 3Ag2SxCu2S, науманит
Ag2Se, гессит Ag2Te и другие.
1.4. Получение металлического серебра:
Примерно 80% от общего мирового количества добываемого серебра
получается как побочный продукт переработки комплексных сульфидов
тяжёлых цветных металлов, содержащих сульфид серебра (аргентит) Ag2S.
При пирометаллургической переработке полиметаллических сульфидов свинца,
меди, цинка, серебра последнее извлекается вместе с основным металлом в
виде серебросодержащих свинца, меди или цинка.
Из серебросодержащего свинца серебро получают следующим способом.
Серебросодержащий свинец плавится вместе с металлическим цинком. При
охлаждении тройного сплава ниже 400о отделяется нижний слой, состоящий
из жидкого свинца, который содержит небольшое количество цинка и
серебра, и верхний твёрдый слой, состоящий из смешанных кристаллов цинк
– серебро с небольшим количеством свинца. Далее отгоняется цинк (точка
кипения которого 907о) и остаётся свинец, который содержит 8 – 12%
серебра и служит для получения сырого серебра путём купелирования (Такой
свинец плавится в купелях в печи, куда подают воздух или кислород на
поверхность расплавленного металла. Окись свинца вместе с окислами
мышьяка, сурьмы, цинка и меди, образовавшимися при полном окислении
серебросодержащего свинца (с большим содержанием серебра), удаляют с
поверхности сырого серебра, которое содержит примерно 95% Ag). Также
отделять серебро от серебросодержащего свинца можно электролитическим
путём, применяя аноды из серебросодержащего свинца, а в качестве
электролита – гексафторокремневую кислоту H2[SiF6] c Pb[SiF6]. В данном
случае серебро вместе с золотом, платиной и платиновыми металлами
переходят в анодный шлам. Серебро из шлама выделяют растворением в
азотной кислоте, затем из полученного нитрата серебра AgNO3
металлическое серебро можно осадить сульфатом железа (II) FeSO4,
металлическим цинком, формальдегидом в аммиачной среде или нитратом
марганца (II) Mg(NO3)2 в щелочной среде:
3AgNO3 + 3FeSO4 = 3Ag + Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3
2AgNO3 + Zn = 2Ag + Zn(NO3)2
2[Ag(NH3)2]OH + HCHO = 2Ag + 3NH3 + HCOONH4 + H2O
2AgNO3 + Mn(NO3)2 + 4NaOH = 2Ag + MnO2 + 4NaNO3 + 2H2O
Примерно 20% мирового количества серебра получают переработкой
собственно серебряных руд рекуперацией серебра из серебряных руд или
серебряного лома.
Измельчённую, размолотую и обогащённую серебряную руду перерабатывают
методами цианирования, амальгамирования, хлорирования и др.
Сырое серебро плавится, отливается в виде брусков и затем рафинируется
электролитическим или химическим методом, на которых я не буду
останавливаться.
1.5. Особенности серебра как элемента:
Серебро Ag имеет номер 47 и находится в IB группе 5 периода в
периодической таблице, относительная атомная масса равна 107,870.
Электронная формула 1s22s22p63s23p64s24p64d105s1. Особенностью этого
элемента является завершённость электронного d-подуровня, чем
обусловливаются его специфические физические и химические свойства,
прежде всего химическую инертность. Действительно, из-за присутствия в
атомах Ag «замкнутой» d10-электронной оболочки этот элемент обладает
большим поляризующим действием – притягивает внешние электроны и склонен
оставлять их при себе. Нелишне напомнить и о том, что серебро имеет
некоторые сходства с палладием Pd. Не даром Менделеев в некоторых формах
короткой периодической таблицы писал рядом с серебром и его соседями по
группе Cu и Au символы элементов предыдущей VIII группы, также
принадлежащих к числу благородных элементов-металлов, например Ag (Pd),
Au (Pt).
По распространённости в природе серебро занимает 70 место. Имеет восемь
радио изотопов.
1.6. Физические свойства серебра:
По большинству физических свойств серебро приближается к меди и золоту.
Оно по сравнению с ними обладает наиболее низкими температурами
плавления и кипения.
Металлическое серебро в компактном полированном виде (бруски, трубки,
проволока, пластинки, листы) представляет собой белый бестящий металл,
обладающий большой отражательной способностью по отношению к
инфракрасным и видимым лучам и более слабой – к ультрафиолетовым лучам.
Серебро в виде тонких листочков обладает электрическими и оптическими
свойствами, отличными от свойств металлического серебра в слитках.
Металлическое серебро обладает кубической гранцентрированной решёткой с
плотностью 10,5г/см3 при 20о, т. пл. 960,5о, т. кип. 2177о (пары
желтовато-синие); оно диамагнитно, является лучшим проводником тепла и
электричества (удельное сопротивление при 20о равно 1,59 мком/см). В
числе физико-механических свойств следует отметить пластичность,
относительную мягкость, ковкость, тягучесть (легко протягивается и
прокатывается), малую прочность. Серебро образует сплавы и
интерметаллические соединения со многими веществами, например с: Au, Pd,
Li, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg, Al, In, Sn, Zr, P, S, Se и др.
1.7. Химические свойства серебра:
С химической точки зрения серебро достаточно инертно, оно не проявляет
способности к ионизации и легко вытесняется из соединений более
активными металлами или водородом.
Под действием влаги и света галогены легко взаимодействуют с
металлическим серебром, образуя соответствующие галогениды. Соляная
кислота в концентрированных растворах медленно реагирует с серебром:
2Ag + 4HCl = 2H[AgCl2] + H2
Кислород взаимодействует с нагретым до 168о металлическим серебром при
разных давлениях с образованием Ag2O.
Сера, реагируя с нагретым до 179о металлическим серебром, образует
чёрный сульфид серебра Ag2S.
Металлическое серебро растворяется в H2SO4 при нагревании, в
разбавленной HNO3 на холоду и в растворах цианидов щелочных металлов в
присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя):
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + H2O
3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O
2Ag + 4NaCN + H2O + 1/2O2 = 2Na[Ag(CN)2] + 2NaOH
Селен, теллур, фосфор, мышьяк и углерод реагируют с металлическим
серебром при нагревании с образованием Ag2Se, Ag2Te, Ag3P, Ag3As, Ag4C.
Азот непосредственно не взаимодействует с серебром.
Органические кислоты и расплавленные щёлочи или соли щелочных металлов
не реагируют с металлическим серебром. Хлорид натрия в концентрированных
растворах и в присутствии кислорода воздуха медленно взаимодействует с
серебром с образованием хлорида серебра.
В солянокислом растворе серебро восстанавливает некоторые соли металлов,
такие, как CuCl2, HgCl2, FeI2, VOCl2.
1.8.Применение серебра:
Значительная часть мирового производства серебра идёт на изготовление
монет.
В химической промышленности применяются аппараты из серебра,
лабораторная посуда (тигли, в которых плавятся чистые щелочи или соли
щелочных металлов, оказывающие разъедающее действие на большинство
других металлов), лабораторные инструменты (шпатели, щипцы, сита и др.).
В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты, в которых
приготовляют фруктовые соки и другие напитки.
Металлическое серебро служит для изготовления зеркал путём термического
испарения, для получения солей, а также для изготовления предметов
домашнего обихода, украшений, безделушек.
В медицине известен ряд фармацевтических препаратов, содержащих
коллоидное серебро.
В связи с его исключительной элетропроводимостью серебро широко
используется в теле и радиотехнике.
Также серебро применяется для изготовления зубных пломб, мостов и
протезов, столовой посуды и в холодильной и химической промышленности.
2.Соединения серебра их свойства.
2.1. Общие свойства соединений серебра:
Известны соединения, в которых серебро одно-, двух- и трёхвалентно. В
отличие от устойчивых соединений одновалентного серебра соединения двух-
и трёхвалентного серебра немногочисленны и мало устойчивы.
2.2. Соединения одновалентного серебра:
Известны многочисленные устойчивые соединения (простые и комплексные)
одновалентного серебра. Ион одновалентного серебра Ag+ диамагнитен,
бесцветен, гидратирован, легко поляризуется, является окислителем (легко
восстанавливается различными восстановителями до металлического серебра)
и играет роль катализатора в реакции окисления иона марганца(II) анионом
S2O82(.
Большинство соединений серебра(I) плохо растворимо в воде. Нитрат,
перхлорат, хлорат, фторид растворяются в воде, а ацетат и сульфат
серебра растворимы частично. Соли серебра(I) белые или слегка желтоватые
(когда анион соли бесцветен). Вследствие деформируемости электронных
оболочек иона серебра(I) некоторые его соединения с бесцветными анионами
окрашены.
Многие из соединений серебра(I) окрашиваются в серый цвет под действием
солнечного света, что обусловлено процессом восстановления до
металлического серебра.
У солей серебра(I) мало выражена склонность к гидролизу.
При нагревании солей серебра со смесью карбоната натрия и угля
образуется металлическое серебро:
2AgNO3 + Na2CO3 + 4C = 2Ag + 2NaNO2 + 5CO
Как уже было сказано ранее, известны также многочисленные комплексные
соединения серебра.
Неорганические соединения:
Окись серебра, Ag2O, получают при обработке растворов AgNO3 щелочами или
растворами гидроокисей щелочноземельных металлов:
2AgNO3 + 2KOH = Ag2O + 2KNO3 + H2O
Окись серебра представляет собой диамагнитный кристаллический порошок
(кубические кристаллы) коричнево-чёрного цвета, который медленно чернеет
на свету, высвобождая кислород, и разлагается на элементы при нагревании
до 200о:
Ag2O ( 2Ag + 1/2O2
Водород, окись углерода, перекись водорода и многие металлы
восстанавливают окись серебра в водной суспензии до металлического:
Ag2O + H2 ( 2Ag + H2O
Ag2O + CO ( 2Ag + CO2
Ag2O + H2O2 = 2Ag + H2O + O2
Окись серебра (I) растворяется в плавиковой и азотной кислотах, в солях
аммония, в растворах цианидов щелочных металлов, в аммиаке и т. д.
Ag2O + 2HF = 2AgF + H2O
Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O
Ag2O + 2(NH4)2CO3 = [Ag(NH4)2]2CO3 + 2H2O + CO2
Ag2O + 4KCN + H2O = K[Ag(CN)2] + 2KOH
Ag2O + 4NH4OH = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O или
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
При хранении гидроокись диамминсеребра [Ag(NH3)2]OH (которая является
растворимым основанием с окислительными свойствами) превращается в
способный взрываться имид серебра:
2[Ag(NH3)2]OH ( Ag2NH + 3NH3 + 2H2O
Растворы хлоридов щелочных металлов превращают окись серебра(I) в хлорид
серебра(I),
а при воздействии избытка HgI2 на Ag2O образуется Ag2[HgI4].
Окись серебра – энергичный окислитель по отношению к соединениям оксида
хрома(III), альдегидам и галогенопроизводным углеводородов:
5Ag2O + Cr2O3 = 2Ag2CrO4 + 6Ag
3Ag2O + 2Cr(OH)3 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6Ag + 5H2O
Окисление галогенопроизводных углеводородов приводит к образованию
спиртов, а окисление альдегидов – соответствующих кислот.
Суспензии окиси серебра применяются в медицине как антисептическое
средство. Смесь состава 5%Ag2O, 15%Co2O3, 30%CuO и 50%MnO2, названная
«гопкалитом», служит для зарядки противогазов в качестве защитного слоя
против окиси углерода.
Гидроокись серебра, AgOH, образуется в виде неустойчивого белого осадка
в результате обработки AgNO3 спиртовым раствором калиевой щёлочи при pH
= 8,5 – 9 и температуре –45о.
Соединение AgOH обладает амфотерными свойствами, легко поглощает
двуокись углерода из воздуха и при нагревании с Na2S образует аргентаты
эмпирических формул Ag2Oх3Na2O и Ag2Ox2Na2O.
Основные свойства гидроокиси серебра усиливаются в присутствии аммиака
вследствие образования гидроокиси диамминсеребра [Ag(NH3)2]OH.
Фторид серебра, AgF, получают прямым взаимодействием элементов при
нагревании, действием плавиковой кислоты на окись или карбонат
серебра(I), термическим разложением (200о) Ag[BF4], причём наряду с AgF
образуется BF3:
2Ag + F2 = 2AgF + 97,4 ккал
Ag2CO3 + 2HF = 2AgF + H2O + CO2
Ag2O + 2HF = 2AgF + H2O
Ag[BF4] = AgF + BF3
Выделение кристаллов AgF из водного раствора осуществляется путём
концентрирования в ваккуме в темноте.
Соединение AgF представляет собой расплывающиеся на воздухе бесцветные
гранецентрированные кубические кристаллы; фторид серебра плохо растворим
в спирте, легко растворим в воде (в отличие от остальных галогенидов
серебра) и в аммиаке; его нельзя хранить в стеклянной посуде, поскольку
он разрушает стекло.
Под действием воды и водорода при нагревании фторид серебра
восстанавливается до металлического серебра:
2AgF + H2O = 2Ag + 2HF + 1/2O2
2AgF + H2 = 2Ag + 2HF
Ультрафиолетовые лучи вызывают превращение фторида серебра в полуфторид
Ag2F. Водный раствор фторида серебра служит для дезинфекции питьевой
воды.
Известны кристаллогидраты AgFxnH2O (где n = 1, 2, 4) и фторокислоты
H[AgF2], H2[AgF3], H3[AgF4].
Хлорат серебра, AgClO3, получают растворением Ag2O или Ag2CO3 в HClO3,
пропусканием хлора через водную суспензию Ag2O или Ag2CO3, обработкой
раствора AgNO3, хлоратом калия при 85о:
Ag2O + 2HClO3 = 2AgClO3 + H2O
Ag2CO3 + 2HClO3 = 2AgClO3 + CO2 + H2O
Ag2O + 6Cl2 + 5H2O = 2AgClO3 + 10HCl
AgNO3 + KClO3 = AgClO3 + KNO3
Хлорат серебра представляет собой белые кристаллы с температурой
плавления 230о (растворяется при 270о на AgCl и кислород); он растворим
в воде и аммиаке и обладает окислительными свойствами. Смесь хлората
серебра и серы взрывается при ударе, трении или нагревании.
Перхлорат серебра, AgClO4, получают действием избытка HClO4 на раствор
AgNO3и нагревании, обработкой раствора Ag2SO4 перхлоратом бария
Ba(ClO4)2, обработкой Ag2O 60%-ным раствором HClO4.
2AgNO3 + 2ClO4 = 2AgClO4 + 2NO2 + 1/2O2 + H2O
Ag2SO4 + Ba(ClO4)2 = 2AgClO4 + BaSO4
Перхлорат серебра представляет собой быстро расплывающийся на воздухе
белый порошок, он очень хорошо растворим в воде, уксусной кислоте,
эфире, нитробензоле, гликоле, аммиаке и др.
Известен кристаллогидрат AgClO4xH2O.
Перхлорат серебра применяется в качестве катализатора в органической
химии.
Бромат серебра, AgBrO3, получают обработкой растворов солей серебра
броматом калия KBrO3 или действием жидкого брома на водную суспензию
Ag2O:
AgNO3 + KBrO3 = AgBrO3 + KNO3
Ag2O + 6Br2 + 5H2O = 2AgBrO3 + 10HBr
Бромат серебра представляет собой двупреломляющие бесцветные кристаллы;
он растворим в спиртах и плохо растворим в воде. При нагревании AgBrO3
разлагается по уравнению
AgBrO3 ( AgBr + 3/2O2
Иодат серебра, AgIO3, получают обработкой растворов солей серебра
раствором иодата щелочного металла, действием HIO3 на металлическое
серебро или действием иода на водную суспензию Ag2O:
AgNO3 + KIO3 = AgIO3 + KNO3
Ag2O + 6I2 + 5H2O = 2AgIO3 + 10HI
Иодат серебра представляет собой бесцветные орторомбические кристаллы с
температурой плавления 200о (при более сильном нагревании он разлагается
на AgI и O2); растворяется в воде и глицерине.
Периодаты серебра. Известны следующие периодаты серебра: AgIO4 –
оранжевый, Ag2H3IO6 – лимонно-жёлтый, Ag3IO5 и Ag5IO6 – чёрные.
Сульфид серебра, Ag2S, встречается в природе в виде минерала аргентита
или акантита; в лаборатории может быть получен очень легко, когда
металлическое серебро или его соединения реагируют (в присутствии
влажного воздуха) с серой, сероводородом или различными сульфидами.
Металлическое серебро может взаимодействовать с серой в твёрдом виде
(при нагревании до белого каления) и в растворах (в горячей воде или на
холоду при использовании раствора серы в сероуглероде).
Примеры реакций получения сульфида серебра:
2Ag + S = Ag2S
3Ag2O + 4S + H2O = 3Ag2S + H2SO4
2AgNO3 + H2S = Ag2S + 2HNO3
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O
Сульфид серебра при температуре ниже 179о представляет собой
орторомбические (или моноклинные) чёрные (или тёмно-серые)
призматические кристаллы, которые соответствуют природному акантиту, а
при температуре выше 179о – это чёрные (или тёмно-серые) кубические
кристаллы, которые соответствуют природному аргентиту.
Сульфид серебра диамагнитен, плавится при 842о, плохо растворим в воде,
аммиаке, тиосульфатах щелочных металлов и растворяется в азотной кислоте
и растворах цианидов щелочных металлов:
3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO + 3S + 4H2O
Ag2S + 4NaCN = 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
При нагревании в ваккуме выше 350о Ag2S разлагается на элементы.
Сульфид серебра восстанавливается до металла по следующим реакциям:
Ag2S + H2 = 2Ag + H2S
Ag2S + 2KOH = 2Ag + K2S + H2O + 1/2O2
Ag2S + Pb = 2Ag + PbS
Ag2S + Ag2SO4 = 4Ag + 2SO2
Галогены энергично взаимодействуют с Ag2S при высокой температуре с
образованием AgF, AgI, AgCl, AgBr.
Концентрированная соляная кислота реагирует с Ag2S по уравнению:
Ag2S + HCl = 2AgCl + H2S
При температуре выше 1000о кислород окисляет Ag2S до Ag2SO4:
Ag2S + 2O2 = Ag2SO4
Соединение Ag2S применяется в качестве катализатора во многих химических
реакциях.
Сульфат серебра, Ag2SO4, осаждается при охлаждении концентрированных
растворов, полученных обработкой порошкообразного металлического
серебра, Ag2O или Ag2CO3 концентрированной серной кислотой, или при
нагревании и упаривании до полного выделения HNO3 раствора AgNO3 в
избытке H2SO4:
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + H2O
Ag2CO3 + H2SO4 = Ag2SO4 + CO2 + H2O
Ag2O + H2SO4 = Ag2SO4 + H2O
2AgNO3 + H2SO4 = Ag2SO4 + 2HNO3
Сульфат серебра представляет собой диамагнитные белые орторомбические
мелкие кристаллы, которые плавятся при 652о на воздухе (разлагаются выше
1084о) и частично растворяются в воде
Ag2SO4 ( 2Ag + SO2 + O2
При нагревании водород восстанавливает сульфат серебра:
Ag2SO4 + 5H2 ( 2Ag + H2S + H2O
Хлор взаимодействует с сильно нагретым Ag2SO4 по уравнению:
Ag2SO4 + Cl2 = 2AgCl + SO2 + O2
Сульфат серебра в серной кислоте может быть восстановлен до
металлического серебра сульфатом железа (II), медью, цинком, железом и
другими металлами:
Ag2SO4 + 2Cu = 2Ag + SO2 + 2CuO
Ag2SO4 + 2FeSO4 = 2Ag + Fe2(SO4)3
Тиосульфат серебра, Ag2S2O3, получают обработкой раствора AgCH3COO или
AgF раствором Na2S2O3x5H2O, взятым в количестве, меньшем
стехиометрически необходимого.
Тиосульфат серебра представляет собой неустойчивый белый порошок, плохо
растворимый в воде и растворимый в аммиаке и в растворах тиосульфатов
щелочных металлов с образованием комплексных соединений:
Ag2S2O3 + 3Na2S2O3 = 2Na3[Ag(S2O3)2]
Соединение 2Na3[Ag(S2O3)2] образуется также при растворении AgCl в
концентрированном растворе Na2S2O3x5H2O.
Кипячение водной суспензии Ag2S2O3 приводит к образованию Ag2S и H2SO4.
Нитрид серебра, Ag3N, получают разложением аммиачных растворов фторидов
серебра или электролизом фторида аммония в жидком аммиаке используя
серебряные электроды.
Нитрид серебра представляет собой коричневые кубические кристаллы, он
плохо растворим в воде, растворяется в аммиаке, разлагается со взрывом
при нагревании, взаимодействует с HNO3 и растворами цианидов щелочных
металлов:
Ag3N + 4HNO3 = 3AgNO3 + NH4NO3
Ag3N + 6KCN + H2O = 3K[Ag(CN)2] + NH3 + 3KOH
Амид серебра, AgNH2, образуется в результате действия KNH2 на AgNO3
(реакция идёт в жидком аммиаке) или упаривания аммиачного раствора Ag2O
в присутствии концентрированной серной кислоты:
KNH2 + AgNO3 = AgNH2 + KNO3
[Ag(NH3)2]OH = AgNH2 + NH4OH
Амид серебра представляет собой неустойчивое белое вещество,
чувствительное к действию света; он разлагается со взрывом при
высушивании, растворяется в жидком аммиаке.
Имид серебра и калия, KAgNH, разлагается без взрыва при температуре выше
100о.
Из гидроокиси диамминсеребра(I) можно получить также взрывчатый имид
серебра, Ag2NH:
2[Ag(NH3)2]OH = Ag2NH + 3NH3 + 2H2O
6
?
v
a
!-!
!,!.!!J!L!R!T!`!b!l!n!?!‚!’!VcXc?cAcAEcEcEc„F?F?F?F®F°F?F?F?F?FaFaeFa
eFeFiFoFoeFoFueFthF
¤2¤6¤oiaiaUei?A?iaUeia?a?a?a?a?a?a?a?a?ai!iaiaUeiaUeiaUeaUeaUeiaUeaUeiaU
eaUei?i
?(?*?.?0?H?oeioeeoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeT
Hoee*e*e*eoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoee*eoeioeeoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoeT
HoeTHoeTHoeTHoeTHoeTHoe
(
0
2
4
8
:
¤
?
A
>
бработкой Ag2SO4 нитритом бария.
Нитрит серебра представляет собой жёлтые игольчатые кристаллы; он
растворим в тёплой (60о) воде, в аммиаке и растворах нитритов щелочных
металлов.
При упаривании раствора нитрита серебра в аммиаке выпадают жёлтые
кристаллы нитрита амминсеребра [AgNH3]NO2; последний имеет температуру
плавления 70о и растворим в воде. При добавлении эфира к водному
раствору соединения [AgNH3]NO2 выпадают расплывающиеся на воздухе белые
кристаллы [Ag(NO2)2]NO2.
Нитриты щелочных металлов растворяют нитрит серебра с образованием
ацидосоединений типа MeI[Ag(NO2)2] (где MeI = Na+, K+). Нитрид серебра
служит для получения алифатических нитропроизводных.
Фосфид серебра, Ag3P, серого цвета, может быть получен взаимодействием
элементов при сильном нагревании или сплавлением металлического серебра
с метафосфорной кислотой HnPnO3n и углем.
Ортофосфат серебра, Ag3PO4, в виде желтого осадка образуется при
обработке раствора AgNO3 подкисленным раствором Na3PO4x12H2O или
Na2HPO4x12H2O:
3AgNO3 + 2Na2HPO4 = Ag3PO4 + 3NaNO3 + NaH2PO4
Ортофосфат серебра представляет собой жёлтые кубические кристаллы с
температурой плавления 849о; он чувствителен к свету, плохо растворим в
воде и растворяется в аммиаке, минеральных кислотах.
Гидрофосфат серебра, Ag2HPO4, выпадает в осадок при концентрировании
растворов Ag3PO4 в H3PO4, содержащей 50% P4O10. Жёлтые кристаллы
Ag2HPO4 чувствительны к свету и превращаются в Ag3PO4 под действием
воды:
3Ag2HPO4 = 2Ag3PO4 + H3PO4
Дигидрофосфат серебра, AgH2PO4, выпадает при концентрировании растворов
Ag3PO4 в 85%-ной H3PO4 или растворов Ag2HPO4 в 80%-ной H3PO4.
Соединение AgH2PO4 представляет собой двупреломляющие бесцветные
кристаллы, чувствительные к свету; под действием воды, спирта, эфира или
при нагревании оно разлагается:
2AgH2PO4 ( Ag2HPO4 + H3PO4
3AgH2PO4 ( Ag3PO4 + 3H3PO4
Арсенид серебра, Ag3As, чёрного цвета, образуется при действии
мышьяковистого водорода AsH3 на раствор AgNO3.
Ортоарсенат серебра, Ag3AsO4, получают обработкой растворов AgNO3
раствором H3AsO4 или Na2HAsO4x7H2O.
Это фиолетого-красные кубические кристаллы, плохо растворимые в воде, но
растворяющиеся в аммиаке, карбонате аммония, уксусной кислоте. При
нагревании до 800о разлагаются по уравнению:
2Ag3AsO4 ( 6Ag + As2O5 + 3/2O2
Антимонид серебра, Ag3Sb, получают взаимодействием элементов при
нагревании или пропусканием сурьмянистого водорода SbH3 через
концентрированный холодный раствор AgNO3.
Антимонид серебра представляет собой белые орторомбические кристаллы,
плохо растворимые в HCl и H2SO4.
Хромат серебра, Ag2CrO4, в виде коричнего-красного осадка образуется при
обработке растворов солей серебра растворами хроматов щелочных металлов;
он легко растворим в аммиаке и минеральных кислотах:
Ag2CrO4 + 4NH3 = [Ag(NH3)2]2CrO4
2AgCrO4 + 4HNO3 = 4AgNO3 + H2Cr2O7 + H2O
Бихромат серебра, Ag2Cr2O7, в виде коричнего-красного осадка образуется
при обработке растворов солей серебра растворами бихроматов щелочных
металлов; при кипячении он превращается в хромат серебра:
2Ag2Cr2O7 + HOH = 2Ag2CrO4 + H2Cr2O7
Ацетиленид серебра, Ag2C2, получают действием ацетилена на
порошкообразное серебро или на аммиачный раствор нитрата серебра,
взаимодействием карбида кальция с раствором серебра в метаноле:
2Ag + C2H2 = Ag2C2 + H2
2AgNO3 + C2H2 = Ag2C2 + 2HNO3
Ацетиленид серебра образуется в виде коричневого амфорного порошка; он
плохо растворим в воде, легко взрывается при ударе, под действием яркого
света или при нагревании выше 140о, разлагается под действием HCl или
KCN:
Ag2C2 + 2HCl = 2AgCl + C2H2
Ag2C2 + 4KCN + H2O = 2K[Ag(CN)2] + 2KOH + C2H2
Карбонад серебра, Ag2CO3, получают обработкой раствора AgNO3 (взятого в
избытке) раствором NaHCO3 или Na2CO3x10H2O.
Карбонад серебра представляет собой желтовато-белые ромбоэдрические
кристаллы, плохо растворимые в воде, но растворяющиеся в аммиаке и
растворах цианидов и тиосульфитах щелочных металлов, разлагается при
кипячении с большим количеством воды или нагревании на воздухе:
Ag2CO3 ( Ag2O + CO2
Ag2CO3 ( 2Ag + CO2 + 1/2O2
Упаривание (в темноте) раствора Ag2CO3 в NH4OH приводит к осаждению
бесцветных двулучепреломляющих орторомбических кристаллов
[Ag(NH3)2]2CO3, которые растворимы в воде, но плохо растворяются в
спирте:
Ag2CO3 + 4NH4OH = [Ag(NH3)2]2CO3 + 4HOH
Карбонат серебра с карбонатами щелочных металлов образует двойные
карбонаты, например K2CO3xAg2CO3 – бесцветные кристаллы.
Цианид серебра, AgCN, получают обработкой растворов солей серебра
цианидом щелочного металла, взятым в стехиометрически необходимом
количестве:
AgNO3 + KCN = AgCN + KNO3
Цианид серебра представляет собой бесцветные ромбоэдрические кристаллы с
температурой плавления 320 – 350о. Они плохо растворяются в воде,
растворяются в аммиаке или в растворах солей аммония, цианидов и
тиосульфатов щелочных металлов с образованием комплексных соединений:
AgCN + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]CN + 2H2O
AgCN + KCN = K[Ag(CN)2]
Азотная кислота и сереводород взаимодействуют с дицианоаргентатами
MeI[Ag(CN)2] по уравнениям:
K[Ag(CN)2] + HNO3 = AgCN + KNO3 + HCN
2K[Ag(CN)2] + 2H2S = Ag2S + K2S + 4HCN
При обработке K[Ag(CN)2] нитратом серебра образуется дицианоаргентат
серебра Ag[Ag(CN)2], представляет собой димерную форму моноцианида
серебра.
Тиоцианат серебра, AgSNC, получают обработкой раствора AgNO3 раствором
тиоцианата щелочного металла, взятым в стехиометрически необходимом
количестве.
Тиоцианат представляет собой белое твёрдое вещество, он плохо растворим
в воде, растворяется в избытке тиоцианатов щелочных металлов с
образованием тиоцианатоаргентатов Me[Ag(SCN)2], Me2[Ag(SCN)3],
Me3[Ag(SCN)4] (где Me = K+, Na+) и восстанавливается в аммиачных
растворах металлами (Na, K, Ca) или гидроксил амином.
Ацетат серебра, AgCH3COO, осаждают путём концентрирования раствора
Ag2CO3 в уксусной кислоте; это бесцветные кристаллы, растворимые в воде
и спирте.
Оскалат серебра, Ag2C2O4, получают обработкой раствора AgNO3 раствором
H2C2O4x2H2O или оскалатов щелочных металлов:
2AgNO3 + Na2C2O4 = Ag2C2O4 + 2NaNO3
Оскалат серебра представляет собой белые моноклинные кристаллы, плохо
растворимые в воде, чувствительные к свету, разлагающиеся при нагревании
до 100о. При 140о Ag2C2O4 разлагается со взрывом.
Но безусловно самыми важными соединения серебра являются нитрат серебра
и галагениды серебра.
Нитрат серебра, AgNO3, осаждают путём концентрирования растворов
металлического серебра, Ag2S, Ag2O или Ag2CO3 в HNO3:
3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O
Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O
Ag2S + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2S
Ag2CO3 + 2HNO3 = 2AgNO3 + CO2 + H2O
Упариванием нейтральных водных растворов нитрата серебра при температуре
ниже 157о получают бесцветные орторомбические кристаллы AgNO3, а при
температуре выше 157о – бесцветные ромбоэдрические кристаллы AgNO3.
Соединение AgNO3 диамагнитно, плавится при 208,6о, растворяется в воде,
метаноле, этаноле, ацетоне, пиридине, разлагается при нагревании
примерно до 300о по уравнению:
AgNO3 = Ag + NO2 + 1/2O2
Нитрат серебра в водном растворе может быть восстановлен водородом (80о)
или бромом на холоду, а в аммиачном растворе – различными щелочными
металлами, альдегидами, спиртами или сахарами, обладающими
восстановительными свойствами:
AgNO3 + 9/2H2 = Ag + NH3 + 3H2O
2AgNO3 + 3NH4OH + HCHO = 2Ag + 2NH4NO3 + HCOONH4 + 2H2O
2[Ag(NH3)2]OH + HCHO = 2Ag + 3NH3 + HCOONH4 + H2O
Реакция восстановления нитрата или гидроокиси диамминсеребра
формальдегидом лежит в основе серебрения стекла при изготовлении зеркал.
Недостаток этого способа состоит в том, что на стекле осаждается лишь 2%
серебра.
Также серебро из его нитрата вытесняется более активными металлами,
например медью:
2AgNO3 + Cu = 2Ag + Cu(NO3)2
Ртуть восстанавливает нитрат серебра с образованием кристаллических
амальгам (дерево Дианы) состава Ag3Hg4, Ag3Hg2, Ag3Hg. Свинец, цинк и
другие металлы, более активные, чем серебро, вытесняют его из растворов
солей. Фосфористый водород PH3 восстанавливает соединение AgNO3 до
металлического серебра или фосфида серебра Ag3P и фосфорноватистой
кислоты H6P2O4.
При нагревании фтора или хлора с AgNO3 образуется AgF или AgCl.
Обработка водных растворов AgNO3 растворами галогеноводородов (за
исключением плавиковой кислоты) приводит к осаждению галогенидов AgCl,
AgI, AgBr.
AgNO3 + HBr = AgBr + HNO3
AgNO3 + HI = AgI + HNO3
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
Смесь AgNO3 с серой при ударе взрывается, а смесь AgNO3 с углем при
растирании в ступке загорается без детонации. Нитрат серебра связывает
аммиак, образуя белую соль [Ag(NH3)3]NO3, которая разлагается при
нагревании.
Нитрат серебра применяется для получения самых различных соединений
серебра (и это хорошо просматривалось в вышеизложенном: большинство
соединений серебра можно получить путём реакций с нитратом серебра), в
производстве зеркал (и об этом тоже уже говорилось) для получения
светочувствительных эмульсий, красителей для хлопчатобумажных тканей,
краски для волос; 0,95 – 1,05%-ные растворы нитрата серебра применяются
в медицине.
Также AgNO3 широко используется в аналитике: его используют для
определения хлорид иона Cl- и фосфат иона PO43-. При добавлении нитрата
серебра в раствор, содержащий хлорид ионы, выпадает белый осадок,
растворимый в аммиаке:
Ag+ + Cl- = AgCl(
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
А при добавлении нитрата серебра в раствор, содержащий фосфат ионы,
выпадает жёлтый осадок, растворимый в уксусной кислоте:
3Ag+ + PO43- = Ag3PO4(
Ag3PO4 + 3CH3COOH = 3AgCH3COO + H3PO4
Карандаши твёрдого нитрата серебра (ляпис) состоят из одной части AgNO3
и двух частей KNO3 и служат для прижигания.
Нитрат серебра применяется в качестве катализатора при получении
перекиси водорода, восстановлении K2S2O8 солями хрома(III), марганца(II)
или церия(III), в реакции полимеризации.
Хлорид серебра, AgCl, встречается в природе в виде минерала керагирита и
может быть получен обработкой металлического серебра хлорной водой,
взаимодействием элементов при высокой температуре, действием
газообразного HCl на серебро (выше 1150о), обработкой соляной кислотой
серебра в присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя),
действием растворимых хлоридов на серебро, обработкой растворов солей
серебра соляной кислотой или раствором какого-либо хлорида:
2Ag + Cl2 = 2AgCl
2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3
4Ag + 4HCl + O2 = 2AgCl + 2H2O
При работе с разбавленными водными растворами образуются коллоидные
растворы хлорида серебра.
Соединение AgCl представляет собой диамагнитные белые кубические
гранецентрированные кристаллы с температурой плавления 455о и
температурой кипения 1554о.
Хлорид серебра растворяется в растворах хлоридов (NaCl, KCl, NH4Cl,
CaCl2, MnCl2), цианидов, тиосульфатов, нитратов щелочных металлов и
аммиаке с образованием растворимых и бесцветных комплексных соединений:
AgCl + KCl = K[AgCl2]
AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + KCl
AgCl + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaCl
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
Водород медленно взаимодействует с хлоридом серебрп при нагревании, а
бром и йод реагируют с AgCl при нагревании в присутствии воды по
уравнениям:
2AgCl + H2 = 2Ag + 2HCl
5AgCl + 3Br2 + 3H2O = 5AgBr + HBrO3 + 5HCl
5AgCl + 3I2 + 3H2O = 5AgI + HIO3 + 5HCl
Кипячение хлорида серебра с серной кислотой даёт Ag2SO4:
2AgCl + H2SO4 = Ag2SO4 + 2HCl
При сплавлении хлорида серебра с карбонатом натрия образуется
металлическое серебро:
4AgCl + 2Na2CO3 = 4Ag + 4NaCl + 2CO2 + O2
Хлорид серебра восстанавливается в результате нагревания с металлическим
свинцом, магнием, цинком, ртутью, медью или амальгамой цинка, а в
аммиачных растворах восстанавливается на холоду щелочными металлами:
2AgCl + Pb ( 2Ag + PbCl2
Из AgCl делают линзы для приборов, работающих в области инфракрасного
излучения, и радарные экраны. Часто хлорид серебра применяют для
фиксирования космических лучей.
Поскольку AgCl обладает бактерицидным действием, на его основе готовят
препараты, применяемые для обработки слизистых оболочек глаза.
«Серебряная вода», которая образуется при обработке дистиллированой воды
AgCl, служит для стерилизации и консервирования некоторых пищевых
продуктов.
Бромид серебра, AgBr, встречается в природе в виде минерала
бромаргирита; в лаборатории может быть получен (в темноте) обработкой
раствора AgNO3 раствором HBr (или бромида щелочного металла) либо
непосредственным взаимодействием брома с металлическим серебром:
AgNO3 + KBr = AgBr( + KNO3
2Ag + Br2 = 2AgBr(
Получение AgBr осуществляется в темноте, чтобы исключить
фотовосстановление.
Соединение AgBr может существовать в коллоидной форме, либо в виде
диамагнитных жёлтых кубических гранецентрированных кристаллов с
температурой плавления 434о и температурой кипения 1537о; бромид серебра
плохо растворим в воде и растворяется в аммиаке, тиосульфатах щелочных
металлов и в концентрированной H2SO4 при нагревании:
AgBr + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Br + 2H2O
2AgBr + H2SO4 = Ag2SO4 + 2HBr
AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Бромид серебра восстанавливается цинком в кислой среде или металлами
(такими, как свинец или медь) при нагревании, а также сплавлением с
безводным карбонатом натрия:
4AgBr + 2Na2CO3 = 4Ag + 4NaBr + 2CO2 + O2
Бромид серебра применяется для изготовления фотоплёнок и в качестве
катализатора при получении монокарбоновых жирных кислот или олефинов с
помощью реактива Гриньяра.
Йодит серебра, AgI, встречается в природе в виде минерала йодаргирита; в
лаборатории может быть получен (в темноте) обработкой раствора AgNO3
раствором HI или йодида щелочного металла, путём непосредственного
взаимодействия паров йода с металлическим серебром, хлоридом или
бромидом серебра при нагревании, действием HI на металлическое серебро
на холоду:
AgNO3 + HI = AgI + HNO3
AgNO3 + KI = AgI + KNO3
2Ag + I2 = 2AgI
2Ag + 2HI = 2AgI + H2
Йодит серебра может существовать в виде прозрачных двулучепреломляющих
лимонно-жёлтых гексагональных призматических кристаллов, либо в виде
двулучепреломляющих красных октаэдров. Известна коллоидная форма AgI.
Йодит серебра диамагнитен, плавится с разложением при 555о, плохо
растворим в воде и растворяется в концентрированных растворах HI,
йодитах щелочных металлов и в HgI2 с образованием комплексных
соединений:
AgI + HI = H[AgI2]
2AgI + HgI2 = Ag2[HgI4]
AgI + MeI = Me[AgI2]
AgI + 2MeI = Me2[AgI3]
(где Me = K+, Rb+, Cs+, NH4+).
При нагревании AgI разлагается на элементы.
В аммиачных растворах AgI может быть восстановлен до металлического
серебра щелочными или щелочноземельными металлами.
Йодит серебра служит для получения светочувствительных плёнок.
2.3. Значение галогенидов серебра в фотографии:
Галогениды серебра широко применяются в фотографии:
Бромид (хлорид или йодит) серебра(I), диспергированный до коллоидного
состояния в желатина, наносится в темноте на тонкую плёнку, стеклянные
пластинки и бумагу, которые также хранятся в темноте.
Под действием кванта света hv бромид (галогенид) серебра (I) на
светочувствительной плёнке разлагается на элементы:
Br- + hv ( 1/2Br2 + e-
Ag+ + e- ( Ag
Элементарный бром (галоген) химически связывается с желатиной, а
коллоидное серебро образует очень мелкие зерна. Для того чтобы невидимое
изображение сфотографированного объекта стало видимым на фотографической
плёнке или пластинке, их подвергают проявлению. В процессе проявления
галогенид серебра (частично восстановленный) восстанавливается
химическим путём с помощью органических восстановителей до
металлического серебра. Восстановление галогенида серебра проявлением
осуществляется быстрее в соседстве с первоначально существующими зёрнами
коллоидного серебра. После того как при проявлении видимое изображение
стало достаточно ясным, проводят процесс закрепления (фиксирования), при
котором с фоточувствительного слоя плёнки или пластинки извлекаются
неразложившиеся галогениды серебра.
В качестве фиксатора применяют водный раствор тиосульфата натрия,
который легко растворяет оставшиеся галогениды серебра.
Видимое, устойчивое на свету изображение, полученное проявлением и
закреплением (негатив), является обратным изображением реального
объекта. Для получения реального изображения негатив проектируется (в
течение некоторого времени) с помощью копировального аппарата или
увилечителя на фотобумагу. Проявлением и закреплением фотобумаги, на
которой было спроектированно обратное изображение сфотографированного
объекта, получают действительное изображение (позитив).
Путём введения некоторых специальных добавок в состав
светочувствительного слоя можно увеличить чувствительность плёнки к
свету, селективную восприимчивость к различным областям спектра. Можно
также приготовить фоточувствительные составы получения цветных
изображений.
2.4. Соединения двухвалентного серебра:
Окись серебра, AgO, получают действием озона на металлическое серебро
или на Ag2O, AgNO3 или Ag2SO4, обработкой раствора AgNO3 раствором
K2S2O8, обработкой щелочной суспензии Ag2O перманганатом калия, анодным
окислением металлического серебра с использованием в качестве
электролита разбавленного раствора H2SO4 или NaOH:
Ag2O + O3 ( 2AgO + O2
2AgNO3 + K2S2O8 + 4KOH = 2AgO + 2K2SO4 + 2KNO3 + 2H2O
Ag2O + 2KMnO4 + 2KOH = 2AgO + 2K2MnO4 + H2O
Обработка K2S2O8 соединений серебра в слабо кислой среде и в присутствии
пиридина приводит к образованию оранжевого кристаллического осадка
[AgPy4]S2O8.
Окись серебра представляет собой диамагнитный серовато-чёрный
кристаллический порошок. AgO растворяется в H2SO4, HClO4 и
концентрированной HNO3, при обычной температуре – это устойчивое
соединение, разлагается на элементы при нагревании до 100о, является
энергичным окислителем по отношению к SO2, NH3, Me+NO2, обладает
свойствами полупроводника.
Фторид серебра, AgF2, получают действием газообразного фтора на
металлическое серебро при 250 – 300о или на галогениды серебра(I) при
200 –300о:
Ag + F2 = AgF2
Фторид серебра представляет собой парамагнитный коричнево-чёрный порошок
с температурой плавления 690о; он разлагается под действием воды или
влажного воздуха и обладает окислительным действием по отношению к
йодитам, спирту, солям хрома(III) и марганца(II).
6AgF2 + 3H2O = 6AgF + 6HF + O3
Сульфид серебра, AgS, образуется в виде коричневого осадка при обработке
раствора AgNO3 в бензонитриле раствором серы в сероуглероде.
Нитрат серебра, Ag(NO3)2, получают окислением AgNO3 озоном. Это
бесцветные кристаллы, разлагающиеся водой:
4Ag(NO3)2 + 2H2O = 4AgNO3 + 4HNO3 + O2
При анодном окислении раствора AgNO3 в пиридине можно получить
оранжево-красные призматические кристаллы [AgPy4](NO3)2, которые
разлагаются под действием воды или аммиака.
Известен также ряд комплексных соединений двухвалентного серебра.
2.5. Соединения трёхвалентного серебра:
Известно небольшое количество соединений трёхвалентного серебра, но
почти все они комплексные, и поэтому ниже будет рассмотрен
лишь оксид серебра.
Окись серебра, Ag2O3, образуется в смеси с окисью серебра(II) при
анодном окислении серебра или при действии фтора (или пероксосульфата)
на соль серебра(I).
Чёрная кристаллическая смесь Ag2O3xAgO неустойчива, обладает
окислительными свойствами и при лёгком нагревании превращается в AgO.
3. Практическая часть.
В нашей лаборатории из соединений серебра имеется лишь его нитрат. Но
имея лишь одно это вещество, я получил большое количество других
веществ, в состав которых входит серебро. В ходе работы мною был
проделан ряд опытов, изучающих свойства соединений одновалентного
серебра. Все опыты я постарался проклассифицировать и объединить по
разным группам:
Термическое разложение соединений серебра.
Как соединение серебра я использовал AgNO3.
Описание: я положил в пробирку нитрат серебра и стал нагревать его в
пламени спиртовки, через некоторое время содержимое пробирки почернело,
и из неё стал выделяться бурый газ с неприятным запахом (NO2); описанный
мною процесс характеризует следующее уравнение реакции:
2AgNO3 ( 2Ag + 2NO2 + O2
Содержимое пробирки почернело из-за выделившегося серебра.
2. Вытеснение серебра из растворов его солей более активными металлами.
Для опыта я использовал AgNO3 и медь.
Описание: в пробирку с раствором нитрата серебра я положил медную
пластинку, и через некоторое время на ней стали образовываться «наросты»
из порошкообразного серебра, а раствор стал обретать голубоватый цвет; в
данном случае идёт следующая реакция:
2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag
Раствор стал голубым из-за нитрата меди.
Реакции обмена с солями серебра.
Описание 1: я слил растворы нитрата серебра и гидроксида натрия, после
чего выпал белый мелко-кристаллический осадок, но это не гидрокрид
серебра, а оксид:
2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O
Две следующее изученные мной реакции обмена широко используются в
аналитике. Нитрат серебра используется для обнаружения в растворе хлорид
и фосфат ионов.
Описание 2: я смешал растворы соляной кислоты HCl и AgNO3, после чего в
осадок выпали белые хлопья, растворимые только в аммиаке; уравнения
описанных реакций:
AgNO3 + HCl = AgCl( + HNO3
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
Итак, если в раствор добавить нитрат серебра, и при этом выпадет белый
осадок, растворимый в аммиаке, то раствор содержал хлорид ионы.
Описание 3: я смешал растворы фосфата натрия и нитрата серебра, после
чего выпали жёлтые хлопья осадка, растворимые в уксусной кислоте;
уравнения реакций:
3AgNO3 + Na3PO4 = Ag3PO4( + 3NaNO3
Ag3PO4 + 3CH3COOH = 3AgCH3COOH + H3PO4
Получается, что если в раствор добавить нитрат серебра, и при этом
выпадет жёлтый осадок, растворимый в уксусной кислоте, то раствор
содержал фосфат ионы.
Описание 4: я получил бромид и йодит (которые мне понадобились для
дальнейших опытов) серебра реакцией обмена, смешав растворы йодита калия
и бромида натрия с раствором нитрата серебра:
AgNO3 + KI = AgI( + KNO3
AgNO3 + NaBr = AgBr( + NaNO3
При сливании этих растворов образуются желтый и лимонно-жёлтый
творожистые осадки.
4. Свойства галогенидов серебра.
Изученные мной реакции используются в фотографии.
Описание 1: Я, профильтровав жёлтый осадок бромида серебра, размазал его
по фильтровальной бумаге и выставил его на подоконник. Стоило мне отойти
буквально на несколько секунд, и когда я вернулся, фильтровальная бумага
почернела. Это вызвано тем, что бромид серебра под действием света
разлагается на элементы:
2AgBr ( 2Ag + Br2
Причём интересно то, что почерневшая фильтровальная бумага действительно
пахнет бромом.
Описание 2: Профильтровав жёлтый осадок йодита серебра я размазал его
тонким слоем по фильтровальной бумаге и в центр её положил спичечный
коробок, а затем положил на подоконник. В этом случае разложение идёт
медленнее чем с бромидом, но уже после минутного лежания под солнечными
лучами, бумага чернеет, а если поднять коробок, то на тёмной бумаге
чётко будет виден жёлтый прямоугольник, незатронутый солнечными лучами.
Йодит серебра раскладывается так:
2AgI ( 2Ag + I2
5. Реакции серебряного зеркала с органическим и неорганическим
восстановителем.
Изученные мной реакции используются в производстве зеркал.
Описание 1: в пробирку с раствором нитрата серебра я добавил пару капель
раствора аммиака, после чего я добавил туда раствор формальдегида и стал
нагревать в пламени спиртовки. Через некоторое время на стенках
появляется серебряный зеркальный налёт, в котором можно даже разглядеть
своё отражение. В пробирке происходит следующая химическая реакция:
2AgNO3 + 3NH4OH + HCHO = 2Ag + 2NH4NO3 + HCOONH4 + 2H2O
Описание 2: в пробирку с аммиачным раствором серебра я налил раствор
сульфата марганца, после чего стал нагревать её в пламени спиртовки.
Через некоторое время на стенках пробирки также появился серебряный
зеркальный налёт:
2[Ag(NH3)2]OH + MnSO4 + 3H2O = 2Ag + H2MnO3 + 2NH3xH2O + (NH4)2SO4
Таким образом, я изучил основные свойства соединений серебра, и убедился
на собственном опыте в их уникальных свойствах.
Список использованной литературы:
«Введение в неорганическую химию»; Москва: МИРОС, 1995; автор:
С.С.Бердоносов.
«Вредные химические вещества»; Ленинград: Химия, 1983; авторы:
А.Л.Бандман, Г.А.Гудзовский, Л.С.Дубейковская, Б.А.Ивин, Б.А.Кацнельсон
и др.
«Книга по химии для домашнего чтения»; Москва: Химия, 1995; авторы:
Б.Д.Стенин, Л.Ю.Аликбердова.
«Неорганическая химия»; Москва: Мир, 1971; авторы: Р.Рипан, И.Четяну.
«Общая и неорганическая химия»; Москва: Химия, 1981; авторы:
М.Х.Карапетьянс, С.И.Дракин.
«Практикум по неорганической химии»; Ленинград: Химия, 1990; авторы:
А.И.Дорофеев, М.И.Федотова.
«Проблемные опыты по химии»; Москва: Школа-Пресс, 1998; автор:
Ю.В.Сурин.
«Химия вокруг нас»; Москва: Высшая школа, 1992; автор: Ю.Н.Кукушкин
и др.
PAGE
PAGE 30
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
