Struktura, vlastnosti a použití oxidu stříbrného (Ag2O)

2034
Charles McCarthy

The oxid stříbrný je anorganická sloučenina, jejíž chemický vzorec je AgdvaO. Síla, která váže své atomy, má zcela iontovou povahu; proto se skládá z iontové pevné látky, kde je podíl dvou kationtů Ag+ elektrostaticky interagující s aniontem Odva-.

Oxidový anion, Odva-, Je výsledkem interakce atomů stříbra na povrchu s kyslíkem v prostředí. stejně jako železo a mnoho dalších kovů. Místo toho, aby zrudl a rozpadl se na rez, kousek nebo klenot ze stříbra zčerná, což je charakteristické pro oxid stříbrný..

Pixabay

Například na obrázku výše můžete vidět kalíšek z oxidovaného stříbra. Všimněte si jeho zčernalého povrchu, i když si stále zachovává určitý ornamentální lesk; proto lze i předměty z oxidovaného stříbra považovat za dostatečně atraktivní pro dekorativní použití.

Vlastnosti oxidu stříbrného jsou takové, že na první pohled nesníží původní kovový povrch. Vzniká při pokojové teplotě jednoduchým kontaktem s kyslíkem ve vzduchu; a ještě zajímavější je, že se může rozkládat při vysokých teplotách (nad 200 ° C).

To znamená, že kdyby bylo sklo na obrázku uchopeno a bylo na něj aplikováno teplo intenzivního plamene, získalo by zpět své stříbrné záře. Proto je jeho tvorba termodynamicky reverzibilní proces..

Oxid stříbrný má také další vlastnosti a kromě jednoduchého vzorce AgdvaNebo zahrnuje složité strukturální organizace a bohatou škálu pevných látek. AgdvaNebo je to snad vedle AgdvaNEBO3, nejreprezentativnější z oxidů stříbra.

Rejstřík článků

  • 1 Struktura oxidu stříbrného
    • 1.1 Změny valenčního čísla
  • 2 Fyzikální a chemické vlastnosti
    • 2.1 Molekulová hmotnost
    • 2.2 Vzhled
    • 2.3 Hustota
    • 2.4 Teplota tání
    • 2,5 Kps
    • 2.6 Rozpustnost
    • 2.7 Kovalentní charakter
    • 2.8 Rozklad
  • 3 Názvosloví
    • 3.1 Valencie I a III
    • 3.2 Systematická nomenklatura pro komplexní oxidy stříbra
  • 4 použití
  • 5 Reference

Struktura oxidu stříbrného

Zdroj: CCoil [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) nebo CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], Wikimedia Commons

Jaká je jeho struktura? Jak bylo uvedeno na začátku: je to iontová pevná látka. Z tohoto důvodu ve své struktuře nemohou být ani kovalentní vazby Ag - O, ani Ag = O; protože pokud by nějaké byly, vlastnosti tohoto oxidu by se drasticky změnily. Jsou to pak ionty Ag+dva- v poměru 2: 1 a zažívající elektrostatickou přitažlivost.

Struktura oxidu stříbrného je následně určena způsobem, jakým iontové síly uspořádají ionty Ag v prostoru.+dva-.

Na obrázku výše je například jednotková buňka pro kubický krystalový systém: kationty Ag+ jsou stříbro-modré koule a O.dva- načervenalé koule.

Pokud se spočítá počet koulí, zjistí se, že pouhým okem je devět stříbřitě modrých a čtyři červené. Uvažovány jsou však pouze fragmenty koulí obsažených v krychli; počítáme-li je, protože jde o zlomky celkových sfér, musí být splněn poměr 2: 1 pro AgdvaNEBO.

Opakování strukturní jednotky čtyřstěnu AgO4 obklopen dalšími čtyřmi Ag+, celá černá tělesa je postavena (vyhýbání se mezerám nebo nepravidelnostem, které mohou mít tato krystalická uspořádání).

Změny s valenčním číslem

Soustředit se nyní ne na čtyřstěn AgO4 ale na linii AgOAg (pozorujte vrcholy horní krychle) bude vidět, že pevná látka oxidu stříbrného sestává z jiné perspektivy z více vrstev iontů uspořádaných lineárně (i když nakloněných). To vše v důsledku „molekulární“ geometrie kolem Ag+.

To bylo potvrzeno několika studiemi jeho iontové struktury..

Stříbro pracuje převážně s valencí +1, protože při ztrátě elektronu je výsledná elektronická konfigurace [Kr] 4d10, což je velmi stabilní. Další valence, například Agdva+ a Ag3+ jsou méně stabilní, protože ztrácejí elektrony z téměř plných d orbitalů.

Ag ion3+, ve srovnání s Ag je však relativně méně nestabilnídva+. Ve skutečnosti může koexistovat ve společnosti Ag+ chemicky obohacuje strukturu.

Jeho elektronová konfigurace je [Kr] 4d8, s nepárovými elektrony takovým způsobem, že jim poskytuje určitou stabilitu.

Na rozdíl od lineárních geometrií kolem iontů Ag+, bylo zjištěno, že ionty Ag3+ je to čtvercová rovina. Proto oxid stříbrný s ionty Ag3+ by se skládala z vrstev složených ze čtverců AgO4 (ne čtyřstěn) elektrostaticky vázané linkami AgOAg; takový je případ Ag4NEBO4 nebo AgdvaO ∙ AgdvaNEBO3 s monoklinickou strukturou.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Zdroj: Benjah-bmm27 [public domain], z Wikimedia Commons

Škrábání povrchu stříbrného kelímku na hlavním obrázku by vedlo k pevné látce, která má nejen černou barvu, ale má také odstíny hnědé nebo hnědé (horní obrázek). V současnosti jsou uvedeny některé z jeho fyzikálních a chemických vlastností:

Molekulární váha

231 735 g / mol

Vzhled

Černohnědá pevná látka ve formě prášku (všimněte si, že přestože je iontovou pevnou látkou, postrádá krystalický vzhled). Je bez zápachu a smíchaný s vodou mu dodává kovovou chuť

Hustota

7,14 g / ml.

Bod tání

277-300 ° C Určitě se roztaví do pevného stříbra; to znamená, že se pravděpodobně rozloží před vytvořením kapalného oxidu.

Kps

1,52 ∙ 10-8 ve vodě při 20 ° C Jedná se tedy o sloučeninu těžko rozpustnou ve vodě.

Rozpustnost

Pokud se podíváte pozorně na obraz jeho struktury, zjistíte, že sféry Agdva+dva- neliší se téměř velikostí. To má za následek, že pouze malé molekuly mohou projít vnitřkem krystalické mřížky, což ji činí nerozpustnou téměř ve všech rozpouštědlech; s výjimkou těch, kde reaguje, jako jsou zásady a kyseliny.

Kovalentní postava

Ačkoli se o oxidu stříbrném opakovaně říkalo, že je iontovou sloučeninou, určité vlastnosti, například nízká teplota tání, jsou v rozporu s tímto tvrzením..

Jistě, zvážení kovalentního charakteru neničí to, co bylo vysvětleno pro jeho strukturu, protože by stačilo přidat do struktury AgdvaNebo model koulí a pruhů k označení kovalentních vazeb.

Podobně čtyřstěny a čtvercové roviny AgO4, stejně jako linie AgOAg by byly spojeny kovalentními vazbami (nebo iontovými kovalentními).

S ohledem na to AgdvaNebo by to byl vlastně polymer. Doporučuje se však považovat ji za iontovou pevnou látku s kovalentním charakterem (jehož povaha vazby je dodnes výzvou).

Rozklad

Nejprve bylo zmíněno, že jeho tvorba je termodynamicky reverzibilní, takže absorbuje teplo, aby se vrátila do svého kovového stavu. To vše lze pro takové reakce vyjádřit dvěma chemickými rovnicemi:

4 Ag (s) + O.dva(g) => 2AgdvaO (s) + Q

2AgdvaO (s) + Q => 4Ag (s) + Odva(G)

Kde Q představuje teplo v rovnici. To vysvětluje, proč oheň hořící povrch kalíšku ze oxidovaného stříbra vrací jeho stříbřitou záři..

Proto je těžké předpokládat, že existuje AgdvaO (l), protože by se okamžitě rozložil z tepla; Pokud však není zvýšen příliš vysoký tlak, aby se dostala uvedená hnědočerná kapalina.

Nomenklatura

Když byla představena možnost iontů Agdva+ a Ag3+ kromě běžné a převládající Ag+, termín „oxid stříbrný“ se začíná zdát nedostatečný k označení AgdvaNEBO.

Je to proto, že Ag iont+ je hojnější než ostatní, takže Ag je bránodvaNebo jako jediný oxid; což není vůbec správné.

Pokud Agdva+ protože vzhledem ke své nestabilitě prakticky neexistuje, budeme mít pouze ionty s valencemi +1 a +3; tj. Ag (I) a Ag (III).

Valencie I a III

Protože Ag (I) má nejnižší valenci, je pojmenován přidáním přípony -oso ke svému názvu argentum. AgdvaBuď je to: oxid stříbrný, nebo podle systematické nomenklatury diplate monoxid.

Pokud je Ag (III) zcela ignorován, pak by jeho tradiční nomenklatura měla být: oxid stříbrný místo oxidu stříbrného.

Na druhou stranu, Ag (III), který je nejvyšší valencí, se k jeho jménu přidává přípona -ico. AgdvaNEBO3 je: oxid stříbrný (2 ionty Ag3+ se třemi Odva-). Jeho název podle systematické nomenklatury by byl také: oxid diplatitý.

Pokud struktura AgdvaNEBO3, lze předpokládat, že se jedná o produkt oxidace ozonem NEBO3, místo kyslíku. Proto musí být jeho kovalentní charakter větší, protože se jedná o kovalentní sloučeninu s vazbami Ag-O-O-O nebo Ag-O.3-Ag.

Systematická nomenklatura pro komplexní oxidy stříbra

AgO, také psaný jako Ag4NEBO4 nebo AgdvaO ∙ AgdvaNEBO3, Je to oxid stříbra (I, III), protože má valence +1 i +3. Jeho název podle systematické nomenklatury by byl: tetraoxid stříbrný.

Tato nomenklatura je velmi užitečná, pokud jde o jiné, stechiometricky složité oxidy stříbra. Předpokládejme například dvě pevné látky 2AgdvaO ∙ AgdvaNEBO3 a AgdvaO ∙ 3AgdvaNEBO3.

Vhodnější by bylo napsat první: Ag6NEBO5 (počítání a přidávání atomů Ag a O). Jeho název by pak byl hexaplate pentoxid. Všimněte si, že tento oxid má méně bohaté složení stříbra než AgdvaNebo (6: 5 < 2:1).

Při psaní druhého tělesa jiným způsobem by to bylo: Ag8NEBO10. Jeho název by byl octa-stříbrný dekaoxid (v poměru 8:10 nebo 4: 5). Tento hypotetický oxid stříbrný by byl „velmi oxidovaný“.

Aplikace

Studie při hledání nových a sofistikovaných použití oxidu stříbrného pokračují dodnes. Některá z jeho použití jsou uvedena níže:

-Rozpouští se v amoniaku, dusičnanu amonném a vodě za vzniku Tollensova činidla. Toto činidlo je užitečným nástrojem při kvalitativní analýze v laboratořích organické chemie. Umožňuje určit přítomnost aldehydů ve vzorku, přičemž jako pozitivní reakce se ve zkumavce vytvoří „stříbrné zrcadlo“..

-Spolu s kovovým zinkem tvoří primární baterie zinku a stříbra. Toto je možná jedno z jeho nejběžnějších a domácích použití.

-Slouží jako čistič plynu, absorbující například COdva. Při zahřátí uvolňuje zachycené plyny a lze jej opakovaně použít několikrát.

-Vzhledem k antimikrobiálním vlastnostem stříbra je jeho oxid užitečný při studiích bioanalýzy a čištění půdy..

-Je to mírné oxidační činidlo schopné oxidovat aldehydy na karboxylové kyseliny. Používá se také při Hofmannově reakci (terciárních aminů) a účastní se dalších organických reakcí, ať už jako činidlo nebo katalyzátor..

Reference

  1. Bergstresser M. (2018). Oxid stříbrný: vzorec, rozklad a tvorba. Studie. Obnoveno z: study.com
  2. Autoři a redaktoři svazků III / 17E-17F-41C. (s.f.). Oxidy stříbra (Ag (x) O (y)) krystalová struktura, parametry mřížky. (Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology), vol 41C. Springer, Berlín, Heidelberg.
  3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Potenciální dopad zpracování energie na biopole na fyzikální a tepelné vlastnosti prášku z oxidu stříbrného. International Journal of Biomedical Science and Engineering. 3, č. 5, str. 62-68. doi: 10,11648 / j.ijbse.20150305.11
  4. Sullivan R. (2012). Rozklad oxidu stříbrného. University of Oregon. Obnoveno z: chemdemos.uoregon.edu
  5. Flint, Deyanda. (24. dubna 2014). Použití baterií s oxidem stříbrným. Vědění. Obnoveno z: sciencing.com
  6. Salman Montasir E. (2016). Studium některých optických vlastností oxidu stříbrného (Ag2o) pomocí UVVisible spektrofotometru. [PDF]. Obnoveno z: iosrjournals.org
  7. Bard Allen J. (1985). Standardní potenciály ve vodném roztoku. Marcel Dekker. Obnoveno z: books.google.co.ve

Zatím žádné komentáře