SREBRNI OKSID (AG2O): ZGRADBA, LASTNOSTI IN UPORABE - KEMIJA - 2026

Srebro oksid je anorganska spojina, katerega kemijska formula je Ag ₂ O. vezave atome sila v celoti ionski v naravi; zato je sestavljen iz ionske trdne snovi, kjer obstaja delež dveh Ag ⁺ kacij, ki elektrostatično komunicirata z anionom O ^2- .

Oksidni anion, O ² , je posledica interakcije atomov srebra na površini s kisikom v okolju; skoraj enako kot železo in druge kovine. Namesto da pordeči in se zruši v rjavi, se košček ali dragulj srebra obarva črno, značilno za srebrovega oksida.

Pixabay

Na zgornji sliki lahko na primer vidite skodelico iz oksidiranega srebra. Upoštevajte njegovo pocrnjeno površino, čeprav še vedno ohranja nekaj okrasnega sijaja; zato lahko celo oksidirane srebrne predmete štejemo za dovolj privlačne za dekorativne namene.

Lastnosti srebrovega oksida so takšne, da na prvi pogled ne pojedo na prvotni kovinski površini. Nastane pri sobni temperaturi s preprostim stikom s kisikom v zraku; še bolj zanimivo pa je, da se lahko razgradi pri visokih temperaturah (nad 200 ° C).

To pomeni, da če bi kozarec na sliki prijel in nanj nanesel toploto intenzivnega plamena, bi ta dobil svoj srebrn sijaj. Zato je njegova tvorba termodinamično reverzibilen postopek.

Srebrni oksid ima tudi druge lastnosti in poleg svoje preproste formule Ag ₂ O vključuje zapletene strukturne organizacije in bogato raznolikost trdnih snovi. Vendar Ag ₂ O je mogoče, skupaj z Ag ₂ O ₃ , najbolj predstavnik oksidov srebra.

Struktura srebrovega oksida

Vir: CCoil, iz Wikimedia Commons

Kakšna je njegova struktura? Kot smo omenili na začetku: je ionska trdna snov. Zaradi tega v svoji strukturi ne more biti niti Ag-O niti Ag = O; Ker bi se lastnosti tega oksida drastično spremenile, če bi obstajali. Nato so ioni Ag ⁺ in O ^2- v razmerju 2: 1 in doživljajo elektrostatično privlačnost.

Struktura srebrovega oksida je posledično določena z načinom razporejanja ionskih sil Ag ⁺ in O ^2- ionov v vesolju .

Na zgornji sliki je na primer enotna celica za kubični kristalni sistem: Ag ⁺ kationi so srebrno modre kroglice, O2 ^- rdečkasto krogle.

Če štejemo število kroglic, bomo ugotovili, da je s prostim očesom devet srebrno modrih in štiri rdeče. Upoštevajo pa se samo drobci krogel, ki jih vsebuje kocka; štetje teh, pri čemer frakcij vseh področjih je v razmerju 2: 1 za Ag ₂ O morajo biti izpolnjeni .

S ponovitvijo strukturne enote tetraedra AgO _4, obkrožene s štirimi drugimi Ag ⁺ , je zgrajena celotna črna trdna snov (ignoriranje lukenj ali nepravilnosti, ki jih lahko imajo te kristalne ureditve).

Spremembe z valencijsko številko

Če se zdaj ne bomo osredotočili na tetraeder AgO _4, temveč na linijo AgOAg (opazujte vrhove zgornje kocke), bomo trdno snov iz srebra oksida, z druge perspektive, sestavljali iz več plasti ionov, ki so razporejeni linearno (čeprav nagnjeni). Vse to kot posledica "molekularne" geometrije okoli Ag ⁺ .

To je bilo podkrepljeno z več študijami njegove ionske strukture.

Srebro deluje pretežno z valenco +1, saj je pri izgubi elektrona njegova elektronska konfiguracija 4d ¹⁰ , kar je zelo stabilno. Druge valencije, kot sta Ag ²⁺ in Ag ^3+, so manj stabilne, saj izgubijo elektrone s skoraj polnih d orbitalov.

Ion Ag ³⁺ pa je v primerjavi z Ag ²⁺ razmeroma manj nestabilen . V resnici lahko sobiva v družbi Ag ^+, kemično bogati strukturo.

Njegova elektronska konfiguracija je 4d ⁸ , pri čemer so parni elektroni tako, da ji daje nekaj stabilnosti.

Za razliko od linearnih geometrij okoli Ag ⁺ ionov je bilo ugotovljeno, da je ion Ag ³⁺ kvadratna ravnina. Torej bi srebrni oksid z Ag ³⁺ ioni sestavljen iz plasti, sestavljene iz kvadratov AgO ₄ (ne tetraedrov), elektrostatično povezanih z AgOAg linijami; tak je primer Ag ₄ O ₄ ali Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ z monoklinično strukturo.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Vir: Benjah-bmm27, z Wikimedia Commons

Strganje površine srebrne skodelice na glavni sliki bi povzročilo trdno barvo, ki ni samo črne barve, temveč ima tudi odtenke rjave ali rjave barve (zgornja slika). Trenutno so poročane nekatere njegove fizikalne in kemijske lastnosti:

Molekularna teža

231.735 g / mol

Videz

Črno-rjava trdna snov v prahu (upoštevajte, da kljub ionski trdni snovi nima kristalnega videza). Brez vonja in mešanje z vodo ji daje kovinski okus

Gostota

7,14 g / ml.

Tališče

277-300 ° C. Zagotovo se topi v trdnem srebru; to pomeni, da se verjetno razgradi, preden nastane tekoči oksid.

Kps

1,52 ∙ 10 ^-8 v vodi pri 20 ° C. Zato je spojina, ki je težko topna v vodi.

Topnost

Če natančno opazimo sliko njegove strukture, bomo ugotovili, da se sferi Ag ²⁺ in O ^2- ne razlikujeta skoraj po velikosti. To ima za posledico, da skozi notranjost kristalne rešetke lahko preidejo le majhne molekule, zaradi česar je to v skoraj vseh topilih netopno; razen tistih, kjer reagira, kot so baze in kisline.

Kovalenten značaj

Čeprav je o srebrovem oksidu že večkrat rečeno, da je ionska spojina, nekatere lastnosti, kot je njegovo nizko tališče, nasprotujejo tej trditvi.

Vsekakor upoštevanje kovalentnega značaja ne uniči tega, kar je bilo pojasnjeno za njegovo strukturo, saj bi bilo dovolj, da v strukturo Ag ₂ O dodamo model kroglic in palic, da bi označili kovalentne vezi.

Prav tako bi bili ravnini tetraedre in kvadratne AgO ₄ ter linije AgOAg povezane s kovalentnimi vezmi (ali ionskimi kovalentom).

S tem v mislih, Ag ₂ bi O dejansko polimer. Priporočljivo pa je, da ga obravnavamo kot ionsko trdno s kovalentnim značajem (katerega narava vezi ostaja izziv tudi danes).

Razgradnja

Sprva je bilo omenjeno, da je njegova tvorba termodinamično reverzibilna, zato absorbira toploto, da se vrne v kovinsko stanje. Vse to lahko izrazimo z dvema kemijskima enačbama za takšne reakcije:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

Kjer Q predstavlja toploto v enačbi. To pojasnjuje, zakaj ogenj, ki gori površino skodelice iz oksidiranega srebra, ji vrne svoj srebrnast sijaj.

Zato je težko domnevati, da obstaja Ag ₂ O (l), saj bi se ta takoj razkropil pred toploto; razen če se tlak dvigne previsok, da dobimo omenjeno rjavo črno tekočino.

Nomenklatura

Ko je bila poleg skupnih in prevladujočih Ag ⁺ uvedena možnost ionov Ag ²⁺ in Ag ³⁺ , se je izraz "srebrni oksid" začel zdeti premajhen za navajanje Ag ₂ O.

To je zato, ker Ag ⁺ ionov na voljo več od drugih, da Ag ₂ je O vzame kot edino oksida; kar ni povsem pravilno.

Če se Ag ²⁺ glede na njegovo nestabilnost šteje za praktično neobstoječo, bodo imeli samo ioni z valencama +1 in +3; to je Ag (I) in Ag (III).

Valencias I in III

Ker je Ag (I) tisti z najnižjo valenco, ga poimenujemo tako, da v ime argentum dodamo pripono –so. Tako je Ag ₂ O: srebrni oksid ali v skladu s sistematično nomenklaturo diplate monoksid.

Če je Ag (III) popolnoma prezrt, bi morala biti njegova tradicionalna nomenklatura: srebrni oksid namesto srebrovega oksida.

Po drugi strani pa je Ag (III) najvišja valenca, njegovemu imenu je dodana pripona –ico. Tako je Ag ₂ O ₃ : srebrni oksid (2 Ag ³⁺ iona s tremi O ^2- ). Tudi njegovo ime glede na sistematično nomenklaturo bi bilo: diplata trioksid.

Če konstrukcija Ag ₂ O ₃ se pojavi , je mogoče domnevati, da je produkt oksidacije z ozonom, O ₃ , namesto kisika. Zato mora biti njen kovalentni značaj večji, saj gre za kovalentno spojino z Ag-OOO-Ag ali Ag-O ₃ -Ag vezmi.

Sistematična nomenklatura za kompleksne srebrne okside

AgO, zapisan tudi kot Ag ₄ O ₄ ali Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , je oksid srebra (I, III), saj ima tako vrednost +1 kot +3 valencije. Njeno ime po sistematični nomenklaturi bi bilo: tetraoksid tetraplata.

Ta nomenklatura je v veliko pomoč, ko gre za druge stehiometrično zapletene okside srebra. Recimo na primer dve trdni snovi 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ in Ag ₂ O A 3Ag ₂ O ₃ .

Pisanje prvega na bolj primeren način bi bilo: Ag ₆ O ₅ (štetje in seštevanje atomov Ag in O). Njeno ime bi bil potem heksaplate pentoksid. Upoštevajte, da ima ta oksida manj bogati srebrno sestavek kot Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Medtem ko bi drugo trditev pisali na drug način, bi bilo to: Ag ₈ O ₁₀ . Ime bi bilo oktav srebrov dekaoksid (z razmerjem 8:10 ali 4: 5). Ta hipotetični srebrni oksid bi bil "zelo oksidiran".

Prijave

Študije v iskanju novih in izpopolnjenih načinov uporabe srebrovega oksida se nadaljujejo do danes. Spodaj so navedene nekatere njegove uporabe:

- Raztopi se v amonijaku, amonijevem nitratu in vodi, da nastane tolenski reagent. Ta reagent je uporabno orodje pri kvalitativni analizi v laboratorijih za organsko kemijo. Omogoča določitev prisotnosti aldehidov v vzorcu, pri čemer se v epruveti tvori "srebrno ogledalo" kot pozitiven odziv.

- Skupaj s kovinskim cinkom tvori primarne baterije cinkovo-srebrovega oksida. To je morda ena izmed njegovih najpogostejših in domačih uporab.

- Služi kot čistilec plina, absorbira na primer CO ₂ . Ko se segreva, sprošča ujete pline in jih je mogoče večkrat uporabiti.

-Za antimikrobne lastnosti srebra je njegov oksid uporaben pri študijah bioanalize in čiščenja tal.

-To je blago oksidacijsko sredstvo, ki lahko oksidira aldehide do karboksilne kisline. Prav tako se uporablja v Hofmannovi reakciji (terciarnih aminov) in sodeluje v drugih organskih reakcijah, bodisi kot reagent ali katalizator.

Reference

1. Bergstresser M. (2018). Srebrni oksid: Formula, razkroj in tvorba. Študij. Pridobljeno: study.com
2. Avtorji in uredniki zvezkov III / 17E-17F-41C. (sf). Srebrni oksidi (Ag (x) O (y)) kristalna struktura, parametri rešetke. (Numerični podatki in funkcionalna razmerja v znanosti in tehnologiji), letnik 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Potencialni vpliv energetske obdelave biopolja na fizikalne in toplotne lastnosti prahu srebrovega oksida. International Journal of Biomedical Science and Engineering. Letnik 3, številka 5, str. 62–68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Razpad srebrovega oksida. Univerza v Oregonu. Pridobljeno: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24. april 2014). Uporaba baterij iz srebrovega oksida. Sciaching. Pridobljeno: sciaching.com
6. Salman Montasir E. (2016). Preučevanje nekaterih optičnih lastnosti srebrovega oksida (Ag2o) z uporabo UVVisible spektrofotometra. . Pridobljeno: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Standardni potenciali v vodni raztopini. Marcel Dekker. Pridobljeno iz: books.google.co.ve