OXID DE ARGINT (AG2O): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Oxid de argint este un compus anorganic a cărui formulă chimică este Ag ₂ O. unește atomii Forța este în întregime ionic în natură; prin urmare, constă dintr-un solid ionic unde există o proporție de două cationi Ag ^{+ care} interacționează electrostatic cu un anion O ^2- .

Anionul de oxid, O ^2- , rezultă din interacțiunea atomilor de argint de la suprafață cu oxigenul din mediu; la fel ca și fierul și multe alte metale. În loc să se înroșească și să se sfărâme în rugină, o piesă sau bijuterie din argint devine negru, caracteristic oxidului de argint.

Pixabay

De exemplu, în imaginea de mai sus puteți vedea o ceașcă de argint oxidată. Rețineți suprafața sa înnegrită, deși păstrează încă o luciu ornamental; motiv pentru care chiar obiectele din argint oxidat pot fi considerate suficient de atractive pentru utilizări decorative.

Proprietățile oxidului de argint sunt astfel încât să nu mănânce, la prima vedere, la suprafața metalică inițială. Se formează la temperatura camerei printr-un simplu contact cu oxigenul din aer; și chiar mai interesant, se poate descompune la temperaturi ridicate (peste 200 ° C).

Aceasta înseamnă că, dacă sticla din imagine ar fi apucată și căldura unei flăcări intense i-ar fi fost aplicată, aceasta își va recăpăta strălucirea argintie. Prin urmare, formarea sa este un proces reversibil termodinamic.

Oxidul de argint are și alte proprietăți și, dincolo de formula sa simplă Ag ₂ O, cuprinde organizații structurale complexe și o varietate bogată de solide. Cu toate acestea, Ag ₂ O este , probabil, împreună cu Ag ₂ O ₃ , cel mai reprezentativ al oxizilor de argint.

Structura oxidului de argint

Sursa: CCoil, de la Wikimedia Commons

Cum este structura sa? Așa cum am menționat la început: este un solid ionic. Din acest motiv, în structura sa nu pot fi nici Ag-O, nici Ag = O legături covalente; de vreme ce, dacă ar exista, proprietățile acestui oxid s-ar schimba drastic. Este apoi ioni Ag ⁺ și O ^2- într-un raport 2: 1 și se confruntă cu atracție electrostatică.

Structura oxidului de argint este, prin urmare, determinată de modul în care forțele ionice aranjează ioni Ag ⁺ și O ^2- în spațiu .

În imaginea de mai sus, de exemplu, există o celulă unitară pentru un sistem cristalin cubic: cationii Ag ⁺ sunt sfere albastre argintii, iar O2 ^- sfere roșiatice.

Dacă numărul de sfere este contorizat, se va constata că există, la ochiul liber, nouă albastru argintiu și patru roșii. Cu toate acestea, sunt considerate doar fragmentele din sferele conținute în interiorul cubului; contorizând acestea, fiind fracții din totalul sferelor, trebuie să fie respectat raportul 2: 1 pentru Ag ₂ O.

Prin repetarea unității structurale a tetraedrului AgO ₄ înconjurat de alte patru Ag ⁺ , întregul solid negru este construit (ignorând găurile sau neregulile pe care le pot avea aceste aranjamente cristaline).

Modificări cu numărul valenței

Concentrându-ne acum nu pe tetraedrul AgO _4, ci pe linia AgOAg (observați vertexurile cubului superior), vom avea că solidul de oxid de argint constă, dintr-o altă perspectivă, din mai multe straturi de ioni aranjați liniar (deși înclinați). Toate acestea ca urmare a geometriei „moleculare” din jurul Ag ⁺ .

Acest lucru a fost coroborat de mai multe studii asupra structurii sale ionice.

Argintul funcționează predominant cu valența +1, deoarece la pierderea unui electron configurația electronică rezultată este 4d ¹⁰ , ceea ce este foarte stabil. Alte valențe, cum ar fi Ag ²⁺ și Ag ³⁺ sunt mai puțin stabile, deoarece pierd electroni de la orbitalele aproape pline.

Ionul Ag ³⁺ este totuși relativ mai puțin instabil în comparație cu Ag ²⁺ . De fapt, poate coexista în compania Ag ^+, îmbogățind chimic structura.

Configurația sa electronică este 4d ⁸ , cu electroni neperecheți astfel încât să îi ofere o anumită stabilitate.

Spre deosebire de geometriile liniare din jurul ionilor Ag ⁺ , s-a descoperit că cea a ionilor Ag ³⁺ este planul pătrat. Prin urmare, un oxid de argint cu ioni Ag ³⁺ ar fi format din straturi compuse din pătrate AgO ₄ (nu tetraedre) legate electrostatic prin linii AgOAg; cum este cazul Ag ₄ O ₄ sau Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ cu structura monoclinic.

Proprietati fizice si chimice

Sursa: Benjah-bmm27, de la Wikimedia Commons

Răspândirea suprafeței cupei de argint în imaginea principală ar avea ca rezultat un solid, care nu numai că are culoare neagră, dar are și nuanțe de maro sau maro (imagine de sus). Unele dintre proprietățile sale fizice și chimice raportate în acest moment sunt următoarele:

Greutate moleculară

231,735 g / mol

Aspect

Solid negru-brun sub formă de pulbere (rețineți că, deși este solid ionic, îi lipsește un aspect cristalin). Este inodor și amestecat cu apă îi conferă un gust metalic

Densitate

7,14 g / ml.

Punct de topire

277-300 ° C. Cu siguranță se topește în argint solid; adică probabil se descompune înainte de a forma oxidul lichid.

KPS

1,52 ∙ 10 ^-8 în apă la 20 ° C. Prin urmare, este un compus greu solubil în apă.

Solubilitate

Dacă imaginea structurii sale este atent observată, se va constata că sferele Ag ²⁺ și O ^2- nu diferă aproape ca dimensiuni. Aceasta are consecința că doar moleculele mici pot trece prin interiorul rețelei de cristal, ceea ce o face insolubilă în aproape toți solvenții; cu excepția celor în care reacționează, cum ar fi bazele și acizii.

Caracterul covalent

Deși oxidul de argint s-a spus în mod repetat a fi un compus ionic, anumite proprietăți, cum ar fi punctul său de topire scăzut, contrazic această afirmație.

Cu siguranță, considerarea caracterului covalent nu distruge ceea ce a fost explicat pentru structura sa, deoarece ar fi suficient să adăugați un model de sfere și bare la structura Ag ₂ O pentru a indica legăturile covalente.

La fel, tetraedra și planurile AgO ₄ pătrate , precum și liniile AgOAg, ar fi legate prin legături covalente (sau covalente ionice).

Având în vedere acest lucru, Ag ₂ O ar fi de fapt un polimer. Cu toate acestea, este recomandat să-l considerăm ca un solid ionic cu caracter covalent (a cărui natură a legăturii rămâne o provocare astăzi).

Descompunere

La început a fost menționat că formarea sa este reversibilă termodinamic, deci absoarbe căldura pentru a reveni la starea sa metalică. Toate acestea pot fi exprimate prin două ecuații chimice pentru astfel de reacții:

4AG (s) + O ₂ (g) => 2AG ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

Unde Q reprezintă căldura în ecuație. Așa se explică de ce focul care arde suprafața cupei de argint oxidat o readuce la strălucirea sa argintie.

Prin urmare, este dificil să se presupună că există Ag ₂ O (l) , deoarece ar descompune instantaneu de căldură; cu excepția cazului în care presiunea este ridicată prea mare pentru a obține respectivul lichid negru maro.

Nomenclatură

Când a fost introdusă posibilitatea ionilor Ag ²⁺ și Ag ³⁺ pe lângă Ag ⁺ comun și predominant , termenul „oxid de argint” a început să pară insuficient pentru a se referi la Ag ₂ O.

Acest lucru se datorează faptului că ionul Ag ⁺ este mai abundent decât celelalte, deci Ag ₂ O este luat ca singurul oxid; ceea ce nu este chiar corect.

Dacă Ag ²⁺ este considerat practic ca inexistent, având în vedere instabilitatea sa, atunci doar ionii cu valențe +1 și +3 vor fi obținute; adică Ag (I) și Ag (III).

Valențele I și III

Deoarece Ag (I) este cea cu cea mai mică valență, este numită prin adăugarea sufixului –oso la numele său argentum. Astfel, Ag ₂ O este: oxid de argint sau, în conformitate cu nomenclatura sistematică, monoxidul diplate.

Dacă Ag (III) este complet ignorat, atunci nomenclatura sa tradițională ar trebui să fie: oxid de argint în loc de oxid de argint.

Pe de altă parte, Ag (III) fiind valența cea mai înaltă, sufixul –ico este adăugat la numele său. Astfel, Ag ₂ O ₃ este: oxid de argint (Ag 2 ³⁺ ioni cu trei O ^2- ). De asemenea, numele său, conform nomenclaturii sistematice, ar fi: trioxid de diplata.

Dacă se observă structura Ag ₂ O ₃ , se poate presupune că este produsul oxidării prin ozon, O ₃ , în loc de oxigen. Prin urmare, caracterul său covalent trebuie să fie mai mare, deoarece este un compus covalent cu legături Ag-OOO-Ag sau Ag-O ₃ -Ag.

Nomenclator sistematic pentru oxizi de argint complexi

AgO, scris și sub formă de Ag ₄ O ₄ sau Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , este un oxid de argint (I, III), deoarece are ambele valențe +1 și +3. Numele său conform nomenclaturii sistematice ar fi: tetraoxid de tetraplată.

Această nomenclatură este de mare ajutor atunci când vine vorba de alți oxizi de argint complexi stoechiometric. De exemplu, să presupunem că două solide 2AG ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ și Ag ₂ O ∙ 3AG ₂ O ₃ .

Scrierea primului într-un mod mai adecvat ar fi: Ag ₆ O ₅ (numărarea și adăugarea atomilor de Ag și O). Numele său ar fi apoi pentoxid hexaplat. Rețineți că acest oxid are o compoziție argint mai bogat decât Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

În timp ce scriu cel de-al doilea solid într-un alt mod, ar fi: Ag ₈ O ₁₀ . Numele său ar fi decaxid de argint octa (cu un raport 8:10 sau 4: 5). Acest ipotetic oxid de argint ar fi „foarte oxidat”.

Aplicații

Studiile în căutarea utilizărilor noi și sofisticate pentru oxidul de argint continuă până în prezent. Unele dintre utilizările sale sunt enumerate mai jos:

-Se dizolvă în amoniac, azotat de amoniu și apă pentru a forma reactivul Tollens. Acest reactiv este un instrument util în analiza calitativă în laboratoarele de chimie organică. Permite determinarea prezenței aldehidelor într-un eșantion, cu formarea unei „oglinzi argintii” în eprubetă ca răspuns pozitiv.

-Împreună cu zinc metalic, formează bateriile primare de zinc-argint. Aceasta este poate una dintre cele mai obișnuite și de uz casnic.

-Serveste ca purificator de gaze, absorbind de exemplu CO ₂ . Când este încălzit, degajă gaze prinse și poate fi refolosit de mai multe ori.

-Datorită proprietăților antimicrobiene ale argintului, oxidul său este util în studiile de bioanaliză și purificare a solului.

-Este un agent oxidant ușor capabil să oxideze aldehide la acizi carboxilici. De asemenea, este utilizat în reacția Hofmann (a aminelor terțiare) și participă la alte reacții organice, fie ca reactiv sau catalizator.

Referințe

1. Bergstresser M. (2018). Oxid de argint: Formula, descompunerea și formarea. Studiu. Recuperat din: studiu.com
2. Autori și editori ai volumelor III / 17E-17F-41C. (Sf). Oxizi de argint (Ag (x) O (y)) structură de cristal, parametri de zăbrele. (Date numerice și relații funcționale în știință și tehnologie), vol. 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Impactul potențial al tratamentului energetic Biofield asupra proprietăților fizice și termice ale pulberii cu oxid de argint. Revista internațională de științe și inginerie biomedicală Vol. 3, nr. 5, pp. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Descompunerea oxidului de argint. Universitatea din Oregon. Recuperat din: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24 aprilie 2014). Utilizarea bateriilor cu oxid de argint. Sciencing. Recuperat de la: știința.com
6. Salman Montasir E. (2016). Studiul unor proprietăți optice ale oxidului de argint (Ag2o) folosind spectrofotometru UVVizibil. . Recuperat de la: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Potențiale standard în soluție apoasă. Marcel Dekker. Recuperat din: books.google.co.ve