Химические формулы вода серебро
Химические свойства серебра
Чистое серебро — блестящий металл, поверхность которого кажется иногда почти белой. Он очень красив и легко поддается обработке, так как сравнительно мягок и его можно без большого труда ковать, резать и вытягивать. Плавится серебро при 961СС и обладает исключительно высокой теплопроводностью и электрической проводимостью. Серебро стоит в электрохимическом ряду после водорода и не может вытеснять его из кислот. Однако металлическое серебро растворимо в тех кислотах, которые проявляют свойства окислителей. Поэтому серебро хорошо реагирует с азотной кислотой:
так же в растворах цианистых солей в присутствии кислорода (см. выше).
Несмотря на видимую пассивность, серебро медленно темнеет на воздухе. Если в воздухе есть примесь сероводорода или озона, то образуется слой сульфида или оксида соответственно:
В присутствии паров воды реакция идет уже при комнатной температуре.
При реакции с сероводородом или с серой образуется соединение Ag2S — вещество темного цвета, отличающееся почти полной нерастворимостью в воде (его произведение растворимости равно 10 -18 ).
Отношение серебра к кислороду своеобразно. В обычных условиях (невысокая температура, нормальное давление) взаимодействие между этими двумя элементами практически незаметно. Но расплавленное серебро хорошо растворяет кислород. При охлаждении газ выделяется из металла и иногда происходит разбрызгивание. Тем не менее металлическое серебро все же не безразлично к кислороду. На поверхности металла удалось обнаружить тончайшую пленку оксида — ее толщина всего 1,2 нм, т. е. 0,000 00012 см. Нагревание до 400 °С при повышенном давлении кислорода ведет к развитию реакции окисления и в конце концов серебро все-таки превращается в оксид.
Оксид Ag2О непрочен — его разложение на элементы становится заметным уже при 182 °С. При окислении серебра озоном О3 получается оксид, простейшая формула которого AgO:
Предполагают, что в действительности формула его должна быть написана в виде Ag I Ag III О2, это значит, что он содержит один атом серебра в состоянии окисления (I), a другой в состоянии окисления (III).
При обработке озоном растворов солей серебра в кислой среде получается оксид, содержащий двухвалентное серебро (ион серебра Ag 2+ ):
Лишь о немногих реакциях известны все их детали, так называемый «механизм». В большинстве случаев удается только в общих чертах, схематически представить себе, как движутся атомы и электроны в процессе превращения веществ. По отношению к этой реакции можно сделать обоснованные предположения.
В первой стадии к иону серебра приближается молекула озона. Озон непрочен и легко отщепляет атом кислорода. Как видно из правой части уравнения, этот атом присоединяется к иону серебра. Может ли атом кислорода удерживаться около положительного иона металла? Так как атом кислорода располагает шестью электронами, а у иона серебра имеется пять пар электронов (d 10 -уровень), то вполне возможно присоединение кислородного атома к иону серебра за счет одной из этих пар.
Во второй стадии реакции соединение AgO + реагирует с другим ионом серебра. Сближение ионов серебра, имеющих много электронов, позволяет атому кислорода, который вообще стремится захватить два электрона (т. е. дополнить свою электронную оболочку до восьми — октета — электронов), получить недостающие ему два электрона, оторвав их от ионов серебра. Ионы серебра при этом приобретают заряд, равный двум. Можно было бы допустить, что получится Ag 2+ O 2- , но в растворе, как видно из уравнения (2), присутствуют ионы водорода (кислая среда создана добавлением азотной кислоты) и ион кислорода соединяется с ионами водорода, образуя прочное соединение — воду. В результате получается соль Ag(NO3)2. Это одна из самых важных солей. Она растворима в воде и ее раствор — ляпис — обладает бактерицидным действием, благодаря присутствию ионов серебра.
С хлороводородом при нагревании (около 600 °С) реакция идет так:
Хотя эта реакция, на первый взгляд, кажется странной — ведь известно, что серебро (как металл малоактивный) не вытесняет водород из кислот и нерастворимо в соляной кислоте.
Следует обратить внимание на то, что реакции протекают в газообразной среде, получающийся водород имеет возможность удаляться. При этом равновесие сдвигается вправо и образуется хлорид серебра. При проведении реакции в атмосфере хлороводорода так, чтобы водород не уходил из сферы реакции, устанавливается равновесие (при 600 °С), в смеси накапливается 7,2 % водорода. Если же повысить концентрацию водорода, добавив в смесь газов водород, то реакция пойдет преимущественно в сторону образования металлического серебра, т. е. справа налево. Такие реакции называются, как известно, обратимыми — их направление определяется относительными концентрациями (или давлениями, если речь идет о газах) веществ, участвующих в реакции.
Серебро способно замещать атомы водорода и в углеводородах. При пропускании газа ацетилена С2Н2 получается взрывчатый ацетиленид серебра C2Ag2. Ни органические кислоты, ни растворы щелочей или солей щелочных металлов на серебро не действуют. В концентрированной H2SO4 оно растворяется при нагревании:
Источник
Химические формулы вода серебро
В сухом воздухе серебро практически не окисляется, с водой не взаимодействует, является инертным металлом, сохраняет металлический блеск при действии воздуха, влаги и углекислого газа.
- Взаимодействие с неметаллами
При обычных условиях реагирует с серой, образуя сульфид серебра (I):
при нагревании с галогенами образуются галогениды серебра (I):
Серебро не реагирует с кислородом, водородом, азотом, углеродом и кремнием.
Взаимодействие с сероводородом
Поверхность серебра чернеет на воздухе вследствие взаимодействия с сероводородом:
Взаимодействие с хлороводородом
При высоких температурах реагирует с хлороводородом:
2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2.
Взаимодействие с кислотами
В электрохимическом ряду напряжений металлов серебро расположено после водорода, поэтому оно не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.
Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата серебра (I) и оксида азота (II):
Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей серебра (I) и продуктов восстановления кислот:
Взаимодействие с цианидами
В растворе цианида натрия в присутствии кислорода воздуха серебро растворяется с образованием дицианоаргентата (I) натрия:
Источник
Химические свойства серебра
В твердом серебре растворимость кислорода мала, поэтому при затвердевании расплавленного серебра происходит выделение растворенного в нем кислорода, сопровождающееся иногда разбрызгиванием металла.
С водородом, азотом и углеродом серебро непосредственно не взаимодействует. Фосфор действует на серебро лишь при температуре красного каления с образованием фосфидов.
При нагревании с серой серебро легко образует сульфид Ag2S. Это же соединение получается при действии на серебро газообразной серы, выделяющейся при термической диссоциации некоторых сульфидов (пирита, пирротина, халькопирита), и при нагреве металла в контакте с этими сульфидами. При воздействии сероводорода поверхность серебра покрывается черной пленкой Ag2S. Процесс медленно идет уже в обычных условиях и является причиной постепенного потемнения серебянных изделий.
Серебро взаимодействует также со свободными хлором, бромом и иодом с образованием соответствующих галогенидов. Эти процессы медленно протекают, даже при обычных температурах и ускоряются в присутствии влаги, при нагревании и под действием света.
Электродный потенциал серебра в водных растворах высок :
Ag → Ag⁺ + е, φ0 = + 0,799В
Поэтому, как и золото, серебро не вытесняет водород из водных растворов кислот, устойчиво по отношению к щелочам. Однако в отличие от золота оно растворяется в кислотах, являющихся достаточно сильными окислителями, например, в азотной и концентрированной серной. Подобно золоту, серебро легко взаимодействует с царской водкой и насыщенной хлором соляной кислотой, но при этом оно остается в нерастворимом остатке вследствие образования малорастворимого хлорида AgCl.
Такие различия в поведении золота и серебра часто используют для разделения этих металлов. Тонкодисперсное серебро в контакте с кислородом воздуха растворяется в разбавленной серной кислоте. Подобно золоту, серебро растворяется также в насыщенных воздухом водных растворах цианидов щелочных и щелочноземельных металлов, в водном растворе тиомочевины в присутствии солей железа (III).
Соединения серебра
В подавляющем большинстве своих соединений серебро имеет степень окисления (+1). Соединения с более высокой степенью окисления серебра (+2 и +3) сравнительно малочисленны и практического значения не имеют.
Оксид серебра Ag2О
Черно-коричневого цвета может быть получен введением щелочи в раствор, содержащий ионы Ag⁺. Вначале, по-видимому, образуется гидроксид, тотчас переходящий в оксид:
2AgOH = Ag2O + Н2О.
Хотя оксид серебра — малорастворимое в воде соединение, его водная суспензия имеет четко выраженную основную реакцию, поэтому соли серебра в водных растворах не гидролизуются и дают нейтральную реакцию. При нагревании до 185—190°С Ag2О разлагается на элементы. Перекись водорода легко восстанавливается Ag2О уже при комнатной температуре:
В водном растворе аммиака Ag2О растворяется с образованием комплексного соединения:
При стоянии из раствора осаждается чрезвычайно взрывчатый даже во влажном состоянии осадок нитрида серебра Ag3N (гремучее серебро).
Галогениды серебра
Малорастворимые соединения. Исключение составляет лишь легкорастворимый фторид AgF. Хлорид AgCl, бромид AgBr и иодид AgI выпадают в осадок при введении в раствор, содержащий ионы Ag⁺ (например, раствор AgNO3), ионов Сl⁻, Вr⁻ и I⁻. Их произведения растворимости составляют соответственно 1,8 • 10⁻¹º (AgCI), 5,3 • 10⁻¹³ (AgBr) и 8,3 •10⁻¹⁷ (AgI).
В гидрометаллургии и аффинаже благородных металлов широко используют прием осаждения серебра в виде хлорида, осуществляемый введением в серебросодержащие растворы NaCl или НСl. Хлорид серебра плавится при 455°С. Температура кипения AgCl 1550°С, но заметное улетучивание наблюдается уже при температуре выше 1000 °с.
Ионы серебра образуют прочные комплексы с целым рядом ионов и молекул (CN⁻, S2O²3⁻, SO²3⁻ Cl⁻, NH3, CS(NH2)2 и т.д.). Благодаря этому практически нерастворимый в воде AgCl легко растворяется в водных растворах цианистого калия, тиосульфата и сульфита натрия, аммиака, например:
AgCl + 2CN⁻ = Ag (CN)F + Сl⁻;
AgCl + 2S2C²3⁻ = Ag (S2O2)³2⁻ + Сl⁻;
AgCl + 2NH4OH = Ag(NH3)2+ + Сl⁻ + 2H2O.
Вследствие образования комплексов с ионами Сl³⁻ хлорид серебра заметно растворим также в концентрированных соляной кислоте и растворах других хлоридов:
AgCl + Сl⁻ = AgCl⁻ 2.
Например, в концентрированном растворе NaCl растворимость хлорида серебра составляет 6,7•10³⁻моль/л (0,72 г/л Ag) против 1,3•10⁻⁵ в воде. Концентрированные растворы NaCl использовали ранее для выщелачивания серебра из огарков хлорирующего обжига.
Таким образом при введении хлор-ионов в серебросодержащие растворы концентрация серебра вначале падает (образование AgCl), а затем начинает возрастать (в ре-зультате комплексообразования). Поэтому для достижения полноты осаждения серебра следует избегать большого избытка ионов хлора.
Электроотрицательными металлами (цинком, железом) .хлорид серебра, взятый в виде суспензии в разбавленной серной кислоте, легко восстанавливается до металла. Этот простой прием получения металлического серебра из его хлорида широко применяют в аффинажном производстве.
Бромид серебра AgBr похож по своим свойствам на AgCl. Он растворим в аммиачных, тиосульфатных, сульфитных и цианистых растворах, легко восстанавливается до металла.
Иодид AgI
Наименее растворимый из галогенидов серебра, поэтому в отличие от AgCl и AgBr он не растворим в аммиачных растворах, но растворим в присутствии ионов CN⁻ и S2O²3⁻ , с которыми серебро образует более прочные, нежели с аммиаком, комплексы. Заметной растворимостью AgI обладает также в концентрированных растворах иодидов щелочных металлов, что объясняется образованием комплексных ионов AgI⁻2.
Весьма характерной и важной особенностью труднорастворимых галогенидов серебра является их светочувст-вительность, заключающаяся в том, что под действием света они разлагаются на металлическое серебро и свободный галоид:
Это свойство галоидных солей серебра лежит в основе их применения для производства фотоматериалов — светочувствительных пленок, пластинок и бумаги. Светочувствительность галидов серебра возрастает в ряду AgIбромид серебра.
К галогенидам серебра очень близок по своим свойствам цианид AgCN. Он выпадает в виде белого осадка при добавлении к раствору, содержащему ионы Ag⁺, раствора цианида щелочного металла (без избытка). Подобно галогенидам серебра, AgCN практически нерастворим в воде (произведение растворимости 2.3•10⁻¹⁶) и разбавленных кислотах, но растворим в аммиачных, тиосульфатных и цианистых растворах, вследствие образования соответствующих комплексных соединений. В отличие от галогенидов цианид серебра под действием света не разлагается.
Нитрат серебра
Из других соединений серебра большое практическое значение имеют нитрат и сульфат серебра.
Нитрат серебра AgNО3 получают действием азотной кислоты на металлическое серебро:
3Ag + 4HNO3 = 3AgNО3 + NO + 2H2О.
Нитрат серебpa представляет собой бесцветные негигроскопичные кристаллы, плавящиеся при 208,5 °С ; при температуре выше 350 °С термически разлагается. AgNО3 очень легко растворяется в воде. При 20 °С его растворимость составляет 222 г на 100 г воды, при 100 °С она возрастает до 952 г на 100 г.
В присутствии органических веществ нитрат серебра чернеет вследствие частичного восстановления до металла.
Нитрат серебра — технически наиболее важное соединение этого металла. Эта соль служит исходным продуктом для приготовления остальных соединений серебра. Водный раствор AgNO3 используют в качестве электролита при электролитическом рафинировании серебра.
Сульфат серебра Ag2SO4
Может быть получен растворением металлического серебра в горячей концентрированной серной кислоте:
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2Н2O.
Сульфат серебра образует бесцветные кристаллы, плавящиеся при 660°С. При температуре выше 1000°С термически разлагается. Растворимость Ag2SO4 в воде невелика, при 25°С она составляет 0,80 г на 100 г воды. В концентрированной серной кислоте растворимость значительно выше вследствие образования более растворимого бисульфата AgHSO4.
Сульфид серебра Ag2S — наиболее трудно растворимая соль этого металла (произведение растворимости 6.3• 10⁻⁵º). Он выпадает в виде черного осадка при пропускании сероводорода через растворы солей серебра. Образование Ag2S происходит также при действии H2S на металлическое серебро в присутствии влаги и кислорода воздуха;
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2Н2O
Как было отмечено, этот процесс является причиной потемнения серебряных изделий при длительном хранении. Сульфид серебра можно получить также непосредственно из элементов, нагревая металлическое серебро с элементарной серой.
В цианистых растворах Ag2S растворяется в результате образования комплексного соединения:
Ag2S + 4CN⁻ ⇄ 2Ag(CN)⁻2 + S²⁻
Эта реакция обратима, протеканию ее слева направо способствует повышение концентрации иновов CN⁻ и удаление ионов S²⁻ окислением их кислородом продуваемого воздуха.
С разбавленными минеральными кислотами Ag2S не взаимодействует. Концентрированная серная и азотная кислота окисляют сульфид серебра до сульфата. При нагревании в атмосфере воздуха Ag2S разлагается с образованием металлического серебра и диоксида серы:
Ag2S + О2 = 2Ag + SО2
Из ранее упоминавшихся комплексных соединений серебра наибольший интерес для гидрометаллургии этого металла представляют хорошо растворимые комплексные цианистые соединения калия, натрия и кальция. Подобно аналогичным соединениям золота, комплексные цианиды серебра образуются при растворении металлического серебра в растворе соответствующего цианида при доступе кислорода воздуха:
4Ag + 8CN⁻ + О2 + 2Н2О = 4Ag(CN)7 + 4ОН⁻
Эта реакция, как и аналогичная реакция с золотом, лежит в основе процесса цианирования.
Как и золото, серебро растворяется в водных растворах тиомочевины в присутствии солей Fe(III),образуя комплексные катионы Ag[CS(NH2)2]⁺2
Статья на тему химические свойства серебра
Похожие страницы:
Понравилась статья поделись ей
Источник
