EZÜST-OXID (AG2O): SZERKEZETE, TULAJDONSÁGAI ÉS FELHASZNÁLÁSA - KÉMIA - 2026

A ezüst-oxidot egy olyan szervetlen vegyület, amelynek kémiai képlete Ag ₂ O. Az erő kötődését az atomok teljesen ionos a természetben; Ezért, ez áll egy ionos szilárd, ahol van egy hányada két Ag ⁺ kationok kölcsönhatásba elektrosztatikusan anionnal O ^2-.

Az oxid-anion, O ², a felszínen lévő ezüst atomok és a környezet oxigénjeinek kölcsönhatásából származik; ugyanúgy, mint a vas és sok más fémek. Vörösödés és rozsdásodás helyett egy ezüst darab vagy ékszer fokozatosan feketévé válik, ez az ezüst-oxidra jellemző.

Pixabay

Például a fenti képen oxidált ezüst csészét láthat. Vegye figyelembe a feketült felületét, bár még mindig megőriz bizonyos díszes csillogást; ezért az oxidált ezüst tárgyak dekoratív célokra is elég vonzónak tekinthetők.

Az ezüst-oxid tulajdonságai olyanok, hogy első pillantásra nem vesznek el az eredeti fémfelületen. Szobahőmérsékleten képződik a levegőben lévő oxigénnel történő egyszerű érintkezés útján; és ami még érdekesebb, magas hőmérsékleten (200 ° C felett) bomlik.

Ez azt jelenti, hogy ha a képen látható üveget megragadják, és erõs láng melegítik rá, akkor az visszanyeri ezüstfényét. Ezért kialakulása termodinamikailag reverzibilis folyamat.

Az ezüst-oxidnak más tulajdonságai is vannak, és az egyszerű Ag ₂ O képletén túl összetett szerkezeti szervezeteket és sokféle szilárd anyagot is magában foglal. Az Ag ₂ O azonban talán az Ag ₂ O _3- tal együtt az ezüst- oxidok legreprezentatívabb elemei.

Ezüst-oxid szerkezete

Forrás: CCoil, a Wikimedia Commonsból

Milyen a szerkezete? Mint az elején említettük: ionos szilárd anyag. Ezért szerkezetében nem lehet sem Ag-O, sem Ag = O kovalens kötés; mivel ha vannak, ennek az oxidnak a tulajdonságai drasztikusan megváltoznak. Ez az Ag ⁺ és O ^2- ionok 2: 1 arányban és elektrosztatikus vonzerőt tapasztal.

Az ezüst-oxid szerkezetét következésképpen az határozza meg, hogy az ionerõk miként rendezik az Ag ⁺ és O ^2- ionokat a térben.

A fenti képen például található egy egységcellás köbös kristályos rendszer: az Ag ⁺ kationok ezüstös kék gömbök, és az O ^{2 -} a vöröses gömbök.

Ha számoljuk a gömbök számát, akkor kiderül, hogy szabad szemmel kilenc ezüstös kék és négy piros. A kockában csak a gömbök töredékeit vesszük figyelembe; számolás ezek, lévén frakciók a teljes gömbök, a 2: 1 arány az Ag ₂ O teljesülnie kell.

Az AgO ₄ tetraéder négy másik Ag ⁺ körüli szerkezeti egységének megismételésével az egész fekete szilárd anyag felépül (figyelmen kívül hagyva a lyukakat vagy a szabálytalanságokat, amelyek ezeknek a kristályos elrendezéseknek lehetnek bekövetkeztek).

Változások a valencia számmal

Most nem az AgO ₄ tetraéderre, hanem az AgOAg vonalra összpontosítva (figyeljük meg a felső kocka csúcsait) azt látjuk, hogy az ezüst-oxid szilárd anyag egy másik szempontból több, többrétegű ionból áll, amelyek lineárisan vannak elrendezve (bár ferde). Mindez az Ag ⁺ körüli "molekuláris" geometria eredményeként.

Ezt megerősítették számos ionos szerkezetének tanulmányozása.

Ezüst működik túlnyomóan vegyérték +1, mivel, ha veszít egy elektron annak eredményül kapott elektronikus konfiguráció 4d ¹⁰, ami nagyon stabil. Más vegyületek, mint például az Ag ²⁺ és az Ag ³⁺ kevésbé stabilak, mivel szinte teljes d pályáján elektronokat veszítenek.

Az Ag ³⁺ ion azonban viszonylag kevésbé instabil az Ag ²⁺ -hoz képest. Valójában fennállhat az Ag ⁺ társaságban , kémiailag gazdagítva a szerkezetet.

Elektronikus konfigurációja 4d ⁸, páratlan elektronokkal oly módon, hogy bizonyos stabilitást biztosítson.

Az Ag ⁺ -ionok körüli lineáris geometriától eltérően azt találtuk, hogy az Ag ³⁺ -ionok négyzet alakúak. Ezért egy Ag ³⁺ ionokkal ellátott ezüst-oxid olyan rétegekből áll, amelyek AgO ₄ négyzetekből állnak (nem tetraéderek), amelyek elektrosztatikusan kapcsolódnak AgOAg vonalakkal; ilyen a monoklinikus szerkezetű Ag ₄ O ₄ vagy Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ eset.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Forrás: Benjah-bmm27, a Wikimedia Commonsból

Az ezüstpohár felületének lekaparása a fő képen szilárd anyagot eredményez, amely nem csak fekete színű, hanem barna vagy barna árnyalatú is (felső kép). A jelenlegi fizikai és kémiai tulajdonságok közül néhány a következő:

Molekuláris tömeg

231,735 g / mol

Megjelenés

Fekete-barna szilárd anyag, por alakban (vegye figyelembe, hogy annak ellenére, hogy ionos szilárd anyag, ennek nincs kristályos megjelenése). Szagtalan és vízzel keveredve fém ízét adja meg

Sűrűség

7,14 g / ml.

Olvadáspont

277-300 ° C. Természetesen szilárd ezüstré olvad; vagyis valószínűleg bomlik, mielőtt a folyékony oxid képződik.

Kps

1,52 ∙ 10 ^-8 vízben 20 ° C-on. Ezért vízben alig oldódó vegyület.

Oldhatóság

Ha gondosan megfigyeljük annak szerkezetét, akkor kiderül, hogy az Ag ²⁺ és az O ² gömbök szinte méretükben nem különböznek egymástól. Ennek az a következménye, hogy csak kis molekulák haladhatnak át a kristályrács belsejében, szinte minden oldószerben oldhatatlanná válva; kivéve azokat, amelyekben reagál, mint például bázisok és savak.

Kovalens karakter

Noha az ezüst-oxidról többször ionos vegyületet állítottak, bizonyos tulajdonságok, például alacsony olvadáspontja, ellentmondnak ennek az állításnak.

Természetesen a figyelmet a kovalens jellegű nem teszi tönkre, amit már kifejtette annak szerkezetét, hiszen elég lenne hozzá egy modellt gömbök és bár az Ag ₂ O szerkezet jelzi a kovalens kötések.

Hasonlóképpen, a tetraéderes és négyszögletes AgO ₄ síkokat, valamint az AgOAg vonalakat kovalens kötések (vagy ionos kovalens kötések) kapcsolják össze.

Ezt szem előtt tartva, Ag ₂ O valójában egy polimer. Ajánlott azonban kovalens karakterű ionos szilárd anyagnak tekinteni (amelynek kötés jellege továbbra is kihívás).

bomlás

Eleinte megemlítették, hogy kialakulása termodinamikailag reverzibilis, tehát elnyeli a hőt, hogy visszatérjen fémes állapotába. Mindezt két kémiai egyenlettel fejezhetjük ki az ilyen reakciókra:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4 Ag (s) + O ₂ (g)

Ahol Q hőt jelent az egyenletben. Ez magyarázza, hogy az oxidált ezüst csésze felületét égető tűz mikor adja vissza ezüstös fényét.

Ezért nehéz feltételezni, hogy van-e Ag ₂ O (l), mivel az azonnal bomlik a hőből; kivéve, ha a nyomást túl magasra emelik a barna fekete folyadék eléréséhez.

Elnevezéstan

Amikor az általános és domináns Ag ⁺ mellett bevezették az Ag ²⁺ és Ag ³⁺ ionok lehetőségét, az „ezüst-oxid” kifejezés elegendőnek tűnt az Ag ₂ O- ra utaláshoz.

Ez azért van, mert az Ag ⁺ ion sokkal nagyobb, mint a többiek, ezért Ag ₂ O vesszük, mint az egyetlen oxid; ami nem egészen helyes.

Ha az Ag ²⁺ -ot instabilitása miatt gyakorlatilag nem létezik, akkor csak a +1 és +3 vegyértékű ionok lesznek; vagyis Ag (I) és Ag (III).

I. és III. Valencia

Mivel Ag (I) a legalacsonyabb valenciájú, úgy nevezzük, hogy az argentum nevéhez utótagot adunk. Így, Ag ₂ O: ezüst-oxid vagy szerint a szisztematikus nómenklatúra, diplate-monoxid.

Ha az Ag (III) -t teljes mértékben figyelmen kívül hagyják, akkor hagyományos nómenklatúrájának az ezüst-oxid helyett ezüst-oxidnak kell lennie.

Másrészt, mivel Ag (III) a legnagyobb valencia, a névhez hozzáadjuk a –ico utótagot. Így, Ag ₂ O ₃ jelentése: ezüst-oxidot (2 Ag ³⁺ ionok három O ^2-). Ezenkívül a szisztematikus nómenklatúra szerinti neve: diplata-trioxid.

Ha megfigyeltük az Ag ₂ O ₃ szerkezetét, akkor feltételezhető, hogy az oxigén helyett az ózon, O ₃ általi oxidáció eredménye. Ezért annak kovalens karakterének nagyobbnak kell lennie, mivel egy kovalens vegyület Ag-OOO-Ag vagy Ag-O ₃ -Ag kötésekkel.

Az összetett ezüst-oxidok szisztematikus nómenklatúrája

Az AgO, más néven Ag ₄ O ₄ vagy Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃, ezüst-oxid (I, III), mivel +1 és +3 vegyértékkel rendelkezik. A neve a szisztematikus nómenklatúra szerint lenne: a tetraplata tetraoxidja.

Ez a nómenklatúra nagy segítséget nyújt az ezüst egyéb sztöchiometrikusan összetett oxidjaira vonatkozóan. Tegyük fel például, a két szilárd anyagot 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ és Ag ₂ O ∙ 3Ag ₂ O ₃.

Az első megfelelőbb írása az lenne: Ag ₆ O ₅ (Ag és O atomok megszámlálása és összeadása). A neve ezután hexaplate pentooxid lenne. Megjegyezzük, hogy ez a-oxid van egy kevésbé gazdag ezüst összetételű, mint az Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Miközben a második szilárd anyagot más módon írja, az lenne: Ag ₈ O ₁₀. A neve okta ezüst-dekaoxid lenne (8:10 vagy 4: 5 arányban). Ez a feltételezett ezüst-oxid "nagyon oxidálódik".

Alkalmazások

Az ezüst-oxid új és kifinomult felhasználási lehetőségeinek kutatása a mai napig folytatódik. Néhány felhasználása az alábbiakban felsorolásra kerül:

- Oldódik ammóniában, ammónium-nitrátban és vízben, hogy a Tollens reagenst képezzék. Ez a reagens hasznos eszköz a kvalitatív elemzésben a szerves kémia laboratóriumaiban. Ez lehetővé teszi az aldehidek jelenlétének meghatározását a mintában, pozitív válaszként "ezüst tükör" kialakulását a kémcsőben.

-Fém cinkkel együtt képezi az elsődleges cink-ezüst-oxid elemeket. Ez talán az egyik leggyakoribb és otthoni felhasználása.

-Ez szolgál gáztisztító, elnyelő például CO ₂. Hevítés közben felszabadítja a beszorult gázokat, és többször is felhasználható.

- Az ezüst antimikrobiális tulajdonságai miatt az oxidja hasznos a bioanalízisben és a talajtisztításban.

-Egy enyhe oxidálószer, amely képes az aldehideket karbonsavakká oxidálni. Hasonlóképpen, Hofmann reakcióban (tercier aminok) használják, és részt vesz más szerves reakciókban, akár reagensként, akár katalizátorként.

Irodalom

1. Bergstresser M. (2018). Ezüst-oxid: képlet, bomlás és képződés. Tanulmány. Helyreállítva: study.com
2. A III / 17E-17F-41C kötetek szerzői és szerkesztői. (Sf). Ezüst-oxidok (Ag (x) O (y)) kristályszerkezete, rácsparaméterek. (Numerikus adatok és funkcionális kapcsolatok a tudományban és a technológiában), 41. kötet. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). A biofield energiakezelés lehetséges hatása az ezüst-oxid por fizikai és termikus tulajdonságaira. Az Orvostudományi és Mérnöki Nemzetközi Lap. 3. kötet, 5. szám, pp. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Ezüst-oxid bomlása. Oregon Egyetem. Helyreállítva: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (2014. április 24.). Ezüst-oxid elemek használata. Sciencing. Helyreállítva: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). Az ezüst-oxid (Ag2o) egyes optikai tulajdonságainak vizsgálata UVVisible spektrofotométer segítségével.. Helyreállítva: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). A vizes oldatok standard potenciálja. Marcel Dekker. Helyreállítva: Books.google.co.ve