Оксид серебра — химическое соединение, состоящее из серебра и кислорода. Существует несколько видов оксидов серебра, но практическое значение имеет только один — оксид одновалентного серебра, его формула — Ag2O.
Это кристаллы буро-черного оттенка с кубической кристаллической решеткой, довольно тяжелые (плотность — 7,1 — 7,4 г/см3). По электропроводности оксид сравним с чистым металлом. Это довольно неустойчивое соединение. Как и многие другие соединения серебра, оно постепенно разрушается под прямыми солнечными лучами — можно заметить потемнение вещества на солнце.
В воде не растворяется, хотя и придает ей слабощелочную реакцию: при реакции оксида с водой в небольших количествах образуется гидроксид серебра, который растворим чуть лучше. В целом это малорастворимое вещество — оно плохо растворяется во всех растворителях, кроме тех, с которыми вступает в химическую реакцию (это многие кислоты, растворы цианидов и др.).
При нагревании до 300 градусов Цельсия разлагается на серебро и кислород. В связи с этим оксид серебра используется в качестве антисептического средства: атомарный кислород, который он выделяет при распаде, обладает мощным обеззараживающим эффектом.
Также применяется в производстве серебряно-цинковых аккумуляторов, анод которых делается из оксида серебра. Производится по-разному, например, гидроксид серебра разлагается при осторожном нагреве с образованием оксида.
Оксидирование серебряных изделий
Оксидирование — процесс покрытия металла прочной оксидной пленкой, что препятствует его коррозии. Однако название это условное. В частности, оксидирование серебра (чернение, патинирование) — это покрытие металла тонким слоем не столько кислородных, сколько сернистых соединений.
Для этого поверхность металла обрабатывается раствором «серной печени» — смеси полисульфидов калия или натрия (от K2S2 или Na2S2 до K2S6 или Na2S6) с их тиосульфатами (K2S2O3 или Na2S2O3). При реакции образуется темная оксидно-сульфидная пленка, не растворимая в большинстве растворителей, кроме азотной кислоты и растворов цианидов щелочных металлов. Смешивая серную печень с некоторыми другими веществами, удается создавать покрытие различных оттенков.
Производить оксидирование можно и в домашних условиях: серную печень получают нагревом пищевой соды (карбоната натрия — Na2CO3) или поташа (карбонат калия — K2CO3) с серой в соотношении один к одному. Нагревать нужно осторожно, не допуская возгорания серы, в керамической посуде.
Когда вещество в нагреваемой емкости превращается в гомогенную темно-коричневую смесь, серная печень готова. Применяется она в виде водного раствора. Обрабатывать поверхность серебра следует после предварительного обезжиривания. Цвет покрытия напрямую зависит от концентрации раствора.
Чистое сеpебpо - очень мягкий, тягучий металл. Оно лучше всех металлов проводит электрический ток и тепло.
Hа пpактике чистое сеpебpо вследствие мягкости почти не пpименяется: обычно его сплавляют с большим или меньшим количеством меди.
Сеpебpо - малоактивный металл. В атмосфеpе воздуха оно не окисляется ни пpи комнатных темпеpатуpах, ни пpи нагpевании. Часто наблюдаемое почеpнение сеpебpяных пpедметов - pезультат обpазования на их повеpхности чёpного сульфида сеpебpа - AgS2. Это пpоисходит под влиянием содеpжащегося в воздухе сеpоводоpода, а также пpи сопpикосновении сеpебpяных пpедметов с пищевыми пpодуктами, содеpжащими соединения сеpы. 4Ag + 2H2S + O2 -> 2Ag2S +2H2O
Соляная и разбавленная серная кислоты на него не действуют. Раствоpяют серебpо обычно в азотной кислоте, котоpая взаимодействует с ним согласно уpавнению:
Ag + 2HNO3 -> AgNO3 + NO2+ H2O
Сеpебpо обpазует один pяд солей, pаствоpы котоpых содеpжат бесцветные катионы Ag+.
Пpи действии щелочей на pаствоpы солей сеpебpа можно ожидать получения AgOH, но вместо него выпадает буpый осадок оксида сеpебpа(I):
2AgNO3 + 2NaOH -> Ag2O + 2NaNO3 + H2O
Кpоме оксида сеpебpа(I) известны оксиды AgO и Ag2O3.
Hитpат сеpебpа (ляпис) - AgNO3 - обpазует бесцветные пpозpачные кpисталлы, хоpошо pаствоpимые в воде. Пpименяется в пpоизводстве фотоматеpиалов, пpи изготовлении зеpкал, в гальванотехнике, в медицине.
Подобно меди, сеpебpо обладает склонностью к обpазованию комплексных соединений.
Многие неpаствоpимые в воде соединения сеpебpа (напpимеp: оксид сеpебpа(I) - Ag2O и хлоpид сеpебpа - AgCl), легко pаствоpяются в водном pаствоpе аммиака.
Комплексные цианистые соединения сеpебpа пpименяются для гальванического сеpебpения, так как пpи электpолизе pаствоpов этих солей на повеpхности изделий осаждается плотный слой мел-кокpисталлического сеpебpа.
Все соединения сеpебpа легко восстанавливаются с выделением металлического сеpебpа.
Соединения серебра:
а) оксиды серебра. Оксид дисеребра (Ag2O) представляет собой коричневато - черный порошок, малорастворимый в воде. На свету он становится черным.
Оксид серебра (AgO) - серовато - черный порошок.
Оксиды серебра используются, inter alia, в производстве аккумуляторов;
б) галогениды серебра. Хлорид серебра (AgCl) - белая масса или плотный порошок, не растворимый в воде, темнеющий на свету; его упаковывают в темноокрашенные непрозрачные контейнеры. Используется в фотографии, в производстве керамики, в медицине и для серебрения.
Кераргириты (или роговая серебряная обманка), природные хлориды и йодиды серебра не включаются (товарная позиция 2616).
Бромид серебра (желтоватый), йодид серебра (желтый) и фторид серебра используются для тех же целей, что и хлориды;
в) сульфид серебра. Искусственный сульфид серебра (Ag2S) - тяжелый серо - черный порошок, не растворимый в воде, используется для получения стекла.
Природный сульфид серебра (аргентит), природный сульфид серебра и сурьмы (пираргирит, стефанит, полибазит) и природный сульфид серебра и мышьяка (прустит) не включаются (товарная позиция 2616);
д) прочие соли и неорганические соединения.
Сульфат серебра (Ag2SO4), кристаллы.
Фосфат серебра (Ag3PO4), желтоватые кристаллы, малорастворимые в воде; используются в медицине, фотографии и оптике.
Цианид серебра (AgCN), белый порошок, темнеющий на свету, не растворимый в воде; используется в медицине и для электроосаждения серебра. Тиоцианат серебра (AgSCN) имеет аналогичный вид и используется как усилитель в фотографии.
Комплексные цианидные соли серебра и калия (KAg(CN)2) или серебра и натрия (NaAg(CN)2) представляют собой белые растворимые соли, используемые при нанесении электролитического покрытия.
Фульминат серебра (гремучее серебро), белые кристаллы, взрывающиеся при легком ударе, опасные в обработке; используются для производства капсюлей - детонаторов.
Дихромат серебра (Ag2Cr2O7), кристаллический рубиново - красный порошок, малорастворимый в воде; используется при исполнении художественных миниатюр (серебряный красный, пурпурный красный).
Перманганат серебра, кристаллический темно - фиолетовый порошок, растворимый в воде; используется в противогазах.
Нитрат серебра AgNO 3 , называемый также ляписом . Образует бесцветные прозрачные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Применяется в производстве фотоматериалов, при изготовлении зеркал, в гальванотехнике.
Название «серебро» произошло от ассирийского «сарцу» (белый металл). Слово «аргентум», вероятно, связано с греческим «аргос» - «белый, блестящий».
Нахождение в природе. Серебро распространено в природе значительно меньше, чем медь. В литосфере на долю серебра приходится всего 10 -5 % (по массе).
Самородное серебро встречается очень редко, большую часть серебра получают из его соединений. Самой важной серебряной рудой является серебряный блеск, или аргентит Ag 2 S. В качестве примеси серебро присутствует почти во всех медных и свинцовых рудах.
Получение. Почти 80% серебра получают попутно с другими металлами при переработке их руд. Отделяют серебро от примесей электролизом.
Свойства. Чистое серебро - очень мягкий, белый, ковкий, характеризующийся исключительно высокой электро- и теплопроводностью металл.
Серебро - малоактивный металл, который относят к так называемым благородным металлам. На воздухе не окисляется ни при комнатной температуре, ни при нагревании. Наблюдаемое почернение серебряных изделий - результат образования на поверхности черного сульфида серебра Ag 2 S под влиянием содержащегося в воздухе сероводорода:
Почернение серебра происходит и при соприкосновении изготовленных из него предметов с пищевыми продуктами, содержащими соединения серы.
Серебро устойчиво к действию разбавленной серной и соляной кислотам, но растворимо в азотной и концентрированной серной кислотах:
Применение. Применяют серебро как компонент сплавов для ювелирных изделий, монет, медалей, припоев, столовой и лабораторной посуды, для серебрения деталей аппаратов в пищевой промышленности и зеркал, а также для изготовления деталей электровакуумных приборов, электрических контактов, электродов, для обработки воды и как катализатор в органическом синтезе.
Напомним, что ионы серебра даже в ничтожной концентрации характеризуются сильно выраженным бактерицидным действием. Кроме обработки воды, это находит применение в медицине: для дезинфекции слизистых оболочек применяются коллоидные растворы серебра (протаргол, колларгол и др.).
Соединения серебра. Оксид серебра (I) Ag 2 O - темно-коричневый порошок, проявляет основные свойства, плохо растворим в воде, но придает раствору слабощелочную реакцию.
Получают этот оксид, проводя реакцию, уравнение которой
Образующийся в реакции гидроксид серебра (I) - сильное, но неустойчивое основание, разлагается на оксид и воду. Оксид серебра (I) можно получить, действуя на серебро озоном.
Аммиачный раствор оксида серебра (I) вам известен как реактив: 1) на альдегиды - в результате реакции образуется «серебряное зеркало»; 2) на алкины с тройной связью у первого атома углерода - в результате реакции образуются нерастворимые соединения.
Аммиачный раствор оксида серебра (I) представляет собой комплексное соединение гидроксид диамминсеребра (I) OH.
Нитрат серебра AgNO 3 , называемый также ляписом, применяется как вяжущее бактерицидное средство, в производстве фотоматериалов, в гальванотехнике.
Фторид серебра AgF - порошок желтого цвета, единственный из галогенидов этого металла, растворимый в воде. Получают действием плавиковой кислоты на оксид серебра (I). Применяют как составную часть люминофоров и фторирующий агент при синтезе фторуг-леродов.
Хлорид серебра AgCl - твердое вещество белого цвета, образуется в виде белого творожистого осадка при обнаружении хлорид-ионов, взаимодействующих с ионами серебра. Под действием света разлагается на серебро и хлор. Используют в качестве фотоматериала, но значительно меньше, чем бромид серебра.
Бромид серебра AgBr - кристаллическое вещество светло-желтого цвета, образуется по реакции между нитратом серебра и бромидом калия. Ранее широко использовали при изготовлении фотобумаги, кино- и фотопленки.
Хромат серебра Ag 2 CrO 4 и дихромат серебра Ag 2 Cr 2 O 7 - темно-красные кристаллические вещества, которые используют в качестве красителей при изготовлении керамики.
Ацетат серебра CH 3 COOAg применяют в гальваностегии для серебрения металлов.
1. Оксид серебра (I) – основной оксид, взаимодействующий со всеми кислотами. Он также проявляет некоторые амфотерные свойства, образуя при сплавлении с оксидами щелочных металлов аргенаты состава KAgO.
Способность оксида серебра растворяться в водном аммиаке формально также можно рассматривать как признак амфотерности: Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2 [ Ag(NH 3) 2 ](OH). Гидроксид диамминсеребра является растворимым и достаточно сильным основанием.
При нагревании выше 160 о С оксид серебра разлагается, поэтому при термическом разложении большинства солей серебра и кислородосодержащих кислот (нитратов, сульфатов, сульфитов, карбонатов), а также при обжиге сульфида серебра непосредственно получается металлическое серебро.
2. Гидроксид серебра – AgOH – достаточно сильное (К В =5 . 10 -3), но неустойчивое основание, которое при комнатной температуре распадается на оксид и воду. Попытки получить гидроксид серебра по обменной реакции из растворимой соли приведут к выпадению темно-бурого осадка Ag 2 O: 2AgNO 3 + 2KOH = Ag 2 O + 2KNO 3 + H 2 O
3. Соли серебра. Большинство солей серебра нерастворимы в воде. Растворимы нитрат, ацетат, дигидрофосфат, перхлорат, хлорат и фторид. С другими галогенидами серебро образует характерные осадки, являющиеся качественными реакциями на галогенид-ионы: AgCl – белый творожистый осадок, AgBr – светло-желтый осадок, AgJ – ярко-желтый осадок.
Наименьшее произведение растворимости имеет иодид серебра. Он не растворяется в водном аммиаке, тогда как хлорид серебра дает растворимый хлорид диамминсеребра. Иодид не растворяется и в растворе тиосульфата натрия, а хлорид и бромид растворяются с образованием комплексного иона – дитиосульфатоаргената: AgBr + 2Na 2 S 2 O 3 = Na 3 + NaBr . Эту реакцию используют при закреплении фотоматериалов. Все галогениды серебра растворяются в избытке галогенводородных кислот и галогенидов щелочных металлов: AgJ + KJ = K. Растворение осадков за счет комплексообразования и разрушение комплексных частиц из-за образования малорастворимого соединения являются примерами ионных равновесий в растворах. Направление процесса зависит от соотношения константы нестойкости комплекса и произведения растворимости соли. Например, идет реакция: NO 3 + KJ = AgJ + 2NH 3 + KNO 3 , но не идет K + KJ. Комплексы любых катионов металлов с аммиаком, кроме того, разрушаются действием кислот из-за образования катиона аммония. Следует упомянуть, что комплексные частицы, содержащие катион серебра, бесцветны, т.к. имеют заполненный d-подуровень, и переходы электронов под действием энергии квантов света не происходят.
4. Окислительная способность Ag + . Стандартный электронный потенциал Ag + /Ag равен 0,8 В. Из чего следует, что растворимые соли серебра являются сильными окислителями: PH 3 + 6AgNO 3 + 3H 2 O = 6Ag + H 3 PO 3 + 6HNO 3 . Катион диамминсеребра несколько более слабый окислитель, но он способен, например, окислить альдегид до карбоновой кислоты (реакция «серебряного зеркала»): 2 (OH) + RCOH = RCOONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.
