Sølvoxid (Ag2O) struktur, egenskaber og anvendelser

1844
Abraham McLaughlin

Det sølvoxid er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er AgtoO. Kraften, der binder sine atomer, er fuldstændig ionisk; derfor består det af et ionisk fast stof, hvor der er en andel af to kationer Ag+ interagerer elektrostatisk med en anion Oto-.

Oxidanionen, Oto-, Det skyldes samspillet mellem sølvatomer på overfladen og iltet i miljøet. på samme måde som jern og mange andre metaller gør. I stedet for at rødme og smuldre til rust bliver et stykke eller juvel af sølv sort, der er karakteristisk for sølvoxid..

Fra Pixabay

For eksempel kan du på billedet ovenfor se en oxideret sølvkop. Bemærk dens sorte overflade, selvom den stadig bevarer en smule glans; Derfor kan selv oxiderede sølvgenstande betragtes som attraktive nok til dekorative anvendelser.

Sølvoxidets egenskaber er sådan, at de ved første øjekast ikke spiser væk på den originale metaloverflade. Det dannes ved stuetemperatur ved simpel kontakt med ilt i luften; og endnu mere interessant, det kan nedbrydes ved høje temperaturer (over 200 ° C).

Dette betyder, at hvis glasset på billedet blev grebet, og varmen fra en intens flamme blev påført det, ville det genvinde dets sølvglød. Derfor er dets dannelse en termodynamisk reversibel proces..

Sølvoxid har også andre egenskaber og ud over dets enkle formel AgtoEller det omfatter komplekse strukturelle organisationer og et stort udvalg af faste stoffer. AgtoEller er det måske ved siden af ​​AgtoELLER3, den mest repræsentative for sølvoxider.

Artikelindeks

  • 1 Struktur af sølvoxid
    • 1.1 Ændringer med valensnummeret
  • 2 Fysiske og kemiske egenskaber
    • 2.1 Molekylvægt
    • 2.2 Udseende
    • 2.3 Densitet
    • 2.4 Smeltepunkt
    • 2,5 Kps
    • 2.6 Opløselighed
    • 2.7 Kovalent karakter
    • 2.8 Nedbrydning
  • 3 Nomenklatur
    • 3.1 Valencias I og III
    • 3.2 Systematisk nomenklatur for komplekse sølvoxider
  • 4 anvendelser
  • 5 Referencer

Struktur af sølvoxid

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

Hvordan er dens struktur? Som nævnt i starten: det er et ionisk fast stof. Af denne grund kan der hverken være Ag - O eller Ag = O kovalente bindinger i dens struktur; da hvis der var nogen, ville egenskaberne af dette oxid ændre sig drastisk. Det er så Ag-ioner+ migto- i et forhold på 2: 1 og oplever elektrostatisk tiltrækning.

Strukturen af ​​sølvoxid bestemmes derfor af den måde, hvorpå ionkræfter arrangerer Ag-ionerne i rummet.+ migto-.

På billedet ovenfor er der for eksempel en enhedscelle til et kubisk krystalsystem: kationerne Ag+ er de sølvblå kugler og Oto- de rødlige sfærer.

Hvis antallet af kugler tælles, vil det blive fundet, at der med det blotte øje er ni sølvblå og fire røde. Imidlertid betragtes kun fragmenterne af kuglerne indeholdt i terningen; tæller disse, som er brøkdele af de samlede kugler, skal forholdet 2: 1 for Ag være opfyldttoELLER.

Gentagelse af den strukturelle enhed af AgO tetraeder4 omgivet af fire andre Ag+, hele det sorte faste stof er bygget (undgå de huller eller uregelmæssigheder, som disse krystallinske arrangementer kan have).

Ændringer med valensnummeret

Fokuserer nu ikke på AgO tetraeder4 men på AgOAg-linjen (iagttag hjørnerne i den øvre terning) vil det ses, at sølvoxidfaststoffet, fra et andet perspektiv, består af flere lag af ioner arrangeret lineært (skønt skrå). Alt dette som et resultat af den "molekylære" geometri omkring Ag+.

Dette er blevet bekræftet af flere undersøgelser af dets ioniske struktur..

Sølv fungerer overvejende med valens +1, da den resulterende elektroniske konfiguration er [Kr] 4d, når man mister en elektron10, hvilket er meget stabilt. Andre valenser, såsom Agto+ og Ag3+ de er mindre stabile, da de mister elektroner fra næsten fuld d orbitaler.

Ag-ionen3+, det er dog relativt mindre ustabilt sammenlignet med Agto+. Faktisk kan det eksistere sammen med Ag+ kemisk berigende strukturen.

Dens elektronkonfiguration er [Kr] 4d8, med uparrede elektroner på en sådan måde, at det giver den en vis stabilitet.

I modsætning til lineære geometrier omkring Ag-ioner+, det har vist sig, at Ag-ioner3+ det er firkantet plan. Derfor et sølvoxid med Ag-ioner3+ ville bestå af lag sammensat af firkanter af AgO4 (ikke tetraeder) elektrostatiske bundet af AgOAg linjer; sådan er tilfældet med Ag4ELLER4 eller AgtoO ∙ AgtoELLER3 med monoklinisk struktur.

Fysiske og kemiske egenskaber

Kilde: Benjah-bmm27 [Public domain], fra Wikimedia Commons

At skrabe overfladen af ​​sølvkoppen i hovedbilledet ville resultere i et fast stof, der ikke kun er sort i farven, men også har nuancer af brun eller brun (øverste billede). Nogle af dets fysiske og kemiske egenskaber, der er rapporteret i øjeblikket, er følgende:

Molekylær vægt

231,735 g / mol

Udseende

Sortbrunt faststof i pulverform (bemærk, at det på trods af at det er et ionisk faststof mangler et krystallinsk udseende). Det er lugtfrit og blandet med vand giver det en metallisk smag

Massefylde

7,14 g / ml.

Smeltepunkt

277-300 ° C Bestemt smelter det i fast sølv; det vil sige, at det sandsynligvis nedbrydes inden dannelse af det flydende oxid.

Kps

1,52 ∙ 10-8 i vand ved 20 ° C. Det er derfor en forbindelse, der næppe er opløselig i vand.

Opløselighed

Hvis du ser nøje på billedet af dens struktur, vil du opdage, at sfærerne i Agto+ migto- de adskiller sig ikke næsten i størrelse. Dette resulterer i, at kun små molekyler kan passere gennem det indre af det krystallinske gitter, hvilket gør det uopløseligt i næsten alle opløsningsmidler; undtagen dem, hvor det reagerer, såsom baser og syrer.

Kovalent karakter

Selv om sølvoxid gentagne gange er blevet sagt at være en ionisk forbindelse, modsiger visse egenskaber, såsom dets lave smeltepunkt, denne påstand..

Bestemmelsen af ​​den kovalente karakter ødelægger bestemt ikke det, der er blevet forklaret for dens struktur, da det ville være nok at tilføje i Ag's struktur.toEller en model af kugler og søjler for at indikere kovalente bindinger.

Ligeledes tetraeder og firkantede plan AgO4, såvel som AgOAg-linier, ville de være bundet af kovalente bindinger (eller ioniske kovalente).

Med dette i tankerne, AgtoEller det ville faktisk være en polymer. Det anbefales dog at betragte det som et ionisk fast stof med kovalent karakter (hvis båndets natur stadig er en udfordring i dag).

Nedbrydning

Først blev det nævnt, at dets dannelse er termodynamisk reversibel, så den absorberer varme for at vende tilbage til sin metalliske tilstand. Alt dette kan udtrykkes ved to kemiske ligninger for sådanne reaktioner:

4Ag (s) + Oto(g) => 2AgtoO (s) + Q

2AgtoO (s) + Q => 4Ag (s) + Oto(g)

Hvor Q repræsenterer varme i ligningen. Dette forklarer, hvorfor ilden, der brænder overfladen af ​​den oxiderede sølvkop, vender den tilbage til sin sølvfarvede glød..

Derfor er det vanskeligt at antage, at der er AgtoO (l) da det ville nedbrydes øjeblikkeligt fra varmen; Medmindre trykket hæves for højt til at få den nævnte brune sorte væske.

Nomenklatur

Da muligheden for Ag-ioner blev introduceretto+ og Ag3+ ud over den almindelige og fremherskende Ag+, udtrykket 'sølvoxid' begynder at virke utilstrækkeligt til at henvise til AgtoELLER.

Dette skyldes, at Ag-ionen+ er mere rigelig end de andre, så Ag tagestoEller som det eneste oxid; hvilket slet ikke er korrekt.

Hvis Agto+ da det praktisk talt ikke eksisterer i betragtning af dets ustabilitet, vil vi kun have ioner med valenser +1 og +3; dvs. Ag (I) og Ag (III).

Valencias I og III

Da Ag (I) er den med den laveste valens, navngives den ved at tilføje suffikset -oso til sit navn argentum. Således AgtoEnten er det: sølvoxid eller ifølge den systematiske nomenklatur diplomatmonoxid.

Hvis Ag (III) ignoreres fuldstændigt, skal dens traditionelle nomenklatur være: sølvoxid i stedet for sølvoxid.

På den anden side, da Ag (III) er den højeste valens, tilføjes suffikset -ico til sit navn. Således AgtoELLER3 er: sølvoxid (2 Ag-ioner3+ med tre O'erto-). Desuden ville dets navn ifølge den systematiske nomenklatur være: diplata trioxide.

Hvis strukturen i AgtoELLER3, det kan antages, at det er et produkt af oxidation med ozon, ELLER3, i stedet for ilt. Derfor skal dens kovalente karakter være større, da det er en kovalent forbindelse med Ag-O-O-O-Ag eller Ag-O-bindinger.3-Ag.

Systematisk nomenklatur for komplekse sølvoxider

AgO, også skrevet som Ag4ELLER4 eller AgtoO ∙ AgtoELLER3, Det er et oxid af sølv (I, III), da det har både +1 og +3 valenser. Dets navn i henhold til den systematiske nomenklatur ville være: tetra sølv tetraoxid.

Denne nomenklatur er til stor hjælp, når det kommer til andre, støkiometrisk komplekse oxider af sølv. Antag for eksempel, at de to faste stoffer 2AgtoO ∙ AgtoELLER3 og AgtoO ∙ 3AgtoELLER3.

At skrive den første mere passende ville være: Ag6ELLER5 (tælle og tilføje atomer af Ag og O). Dets navn ville så være hexaplatpentoxid. Bemærk, at dette oxid har en mindre rig sølvsammensætning end AgtoEller (6: 5 < 2:1).

Mens du skriver det andet solide på en anden måde, ville det være: Ag8ELLER10. Dets navn ville være okta-sølv decaoxid (med et forhold på 8:10 eller 4: 5). Dette hypotetiske sølvoxid ville være "meget oxideret".

Ansøgninger

Undersøgelser i søgen efter nye og sofistikerede anvendelser af sølvoxid fortsætter den dag i dag. Nogle af dets anvendelser er angivet nedenfor:

-Det opløses i ammoniak, ammoniumnitrat og vand til dannelse af Tollens-reagenset. Dette reagens er et nyttigt værktøj til kvalitativ analyse inden for organisk kemilaboratorier. Det gør det muligt at bestemme tilstedeværelsen af ​​aldehyder i en prøve med dannelsen af ​​et "sølvspejl" i reagensglas som et positivt svar..

-Sammen med metallisk zink danner det de primære zink-sølvoxidbatterier. Dette er måske en af ​​dens mest almindelige og hjemmebrug.

-Det fungerer som en gasrenser, der absorberer for eksempel COto. Ved opvarmning frigiver den fangede gasser og kan genbruges flere gange.

-På grund af de antimikrobielle egenskaber ved sølv er dets oxid nyttigt i bioanalyse og jordrensningsundersøgelser..

-Det er et mildt oxidationsmiddel, der er i stand til at oxidere aldehyder til carboxylsyrer. Det bruges også i Hofmann-reaktionen (af tertiære aminer) og deltager i andre organiske reaktioner, enten som et reagens eller en katalysator..

Referencer

  1. Bergstresser M. (2018). Sølvoxid: Formel, nedbrydning og dannelse. Undersøgelse. Gendannet fra: study.com
  2. Forfattere og redaktører af bindene III / 17E-17F-41C. (s.f.). Sølvoxider (Ag (x) O (y)) krystalstruktur, gitterparametre. (Numeriske data og funktionelle forhold inden for videnskab og teknologi), bind 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
  3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Den potentielle indvirkning af biofeltets energibehandling på de fysiske og termiske egenskaber af sølvoxidpulver. International Journal of Biomedical Science and Engineering. Bind 3, nr. 5, s. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
  4. Sullivan R. (2012). Nedbrydning af sølvoxid. University of Oregon. Gendannet fra: chemdemos.uoregon.edu
  5. Flint, Deyanda. (24. april 2014). Anvendelse af sølvoxidbatterier. Videnskabelig. Gendannet fra: sciencing.com
  6. Salman Montasir E. (2016). Undersøgelse af nogle optiske egenskaber ved sølvoxid (Ag2o) ved anvendelse af UVVisible spektrofotometer. [PDF]. Gendannet fra: iosrjournals.org
  7. Bard Allen J. (1985). Standardpotentialer i vandig opløsning. Marcel Dekker. Gendannet fra: books.google.co.ve

Endnu ingen kommentarer