SØLVOXID (AG2O): STRUKTUR, EGENSKABER OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den sølvoxid er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er Ag ₂ O. Kraften binding atomerne helt ionisk i natur; derfor består det af et ionisk fast stof, hvor der er en andel af to Ag ⁺ -kationer, der interagerer elektrostatisk med en anion O ^2-.

Oxidanionen, O ^2-, er resultatet af samspillet mellem sølvatomer på overfladen og ilt i miljøet; på omtrent samme måde som jern og mange andre metaller. I stedet for at rødme og smuldre til rust bliver et stykke eller juvel af sølv sort, karakteristisk for sølvoxid.

Pixabay

På billedet ovenfor kan du for eksempel se en oxideret sølvkop. Bemærk dens sorte overflade, skønt den stadig bevarer en smule glans; Derfor kan selv oxiderede sølvgenstande betragtes som attraktive nok til dekorativ anvendelse.

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

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

Sølvoxid har også andre egenskaber, og, ud over dens enkle formel Ag ₂ O, omfatter komplekse strukturelle organisationer og et rigt udvalg af faste stoffer. Men Ag ₂ O er måske sammen med Ag ₂ O ₃, de mest repræsentative for oxiderne af sølv.

Sølvoxidstruktur

Kilde: CCoil, fra Wikimedia Commons

Hvordan er dens struktur? Som nævnt i begyndelsen: det er et ionisk fast stof. Af denne grund kan der ikke være Ag-O eller Ag = O-kovalente bindinger i dens struktur; da hvis dette var tilfældet, ville dette oxids egenskaber ændre sig drastisk. Det er derefter Ag ⁺ og O ^2- ioner i et forhold på 2: 1 og oplever elektrostatisk tiltrækning.

Strukturen af ​​sølvoxid bestemmes følgelig af den måde, hvorpå ioniske kræfter arrangerer Ag ⁺ og O ^2- ioner i rummet.

På billedet ovenfor er der for eksempel en enhedscelle til et kubisk krystallinsk system: Ag ⁺ kationerne er de sølvblå sfærer, og O ^{2 -} de rødlige kugler.

Hvis antallet af kugler tælles, vil det konstateres, at der med det blotte øje er ni sølvblå og fire røde. Dog er det kun fragmenterne af de kugler, der er indeholdt i terningen, der tages i betragtning; tælle disse, som brøkdele af den samlede sfærer, 2: 1 ratio for Ag ₂ O skal være opfyldt.

Ved at gentage den strukturelle enhed af AgO _4- tetrahedron omgivet af fire andre Ag ⁺, bygges hele det sorte faste stof (ignorerer de huller eller uregelmæssigheder, som disse krystallinske arrangementer kan have).

Ændringer med valensnummeret

Fokusere nu ikke på AgO _4- tetrahedronen, men på AgOAg-linjen (observerer hjørnerne på den øverste terning), vil vi have, at sølvoxidfaststoffet består af et andet perspektiv af flere lag af ioner, der er arrangeret lineært (selvom de er tilbøjelige). Alt dette som et resultat af den "molekylære" geometri omkring Ag ⁺.

Dette er bekræftet af flere undersøgelser af dets ionstruktur.

Sølv fungerer overvejende med valence +1, da det resulterende elektroniske konfiguration er 4d ¹⁰, når det mister et elektron, hvilket er meget stabilt. Andre valenser, såsom Ag ²⁺ og Ag ^3+, er mindre stabile, da de mister elektroner fra næsten fulde orbitaler.

Ag ³⁺ -ionen er imidlertid relativt mindre ustabil sammenlignet med Ag2 ⁺. Faktisk kan det sameksistere i selskab med Ag ^+, kemisk berige strukturen.

Dens elektroniske konfiguration er 4d ⁸, med uparrede elektroner på en sådan måde, at det giver den en vis stabilitet.

I modsætning til de lineære geometrier omkring Ag ⁺ -ioner har det vist sig, at Ag ³⁺ -ionerne er firkantet plan. Derfor er en sølv oxid med Ag ³⁺ ville ioner bestå af lag sammensat af AgO ₄ firkanter (ikke tetraedre) elektrostatisk oprettet AgOAg linier; dette er tilfældet af Ag ₄ O ₄ eller Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ med monoklin struktur.

Fysiske og kemiske egenskaber

Kilde: Benjah-bmm27, fra Wikimedia Commons

Skrabning af overfladen af ​​sølvkoppen i hovedbilledet resulterer i et solidt, der ikke kun er sort i farve, men også har nuancer af brunt eller brunt (øverste billede). Nogle af dets fysiske og kemiske egenskaber rapporteret i øjeblikket er følgende:

Molekylær vægt

231,735 g / mol

Udseende

Sortbrunt fast stof i pulverform (bemærk, at det til trods for at være et ionisk fast stof 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 til massivt sølv; det vil sige, det nedbrydes sandsynligvis, inden det flydende oxid dannes.

KPS

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

Opløselighed

Hvis billedet af dets struktur observeres omhyggeligt, vil det konstateres, at Ag ²⁺ og O ^2- sfærer ikke adskiller sig næsten i størrelse. Dette har den konsekvens, at kun små molekyler kan passere gennem det indre af krystalgitteret, hvilket gør det uopløseligt i næsten alle opløsningsmidler; undtagen dem, hvor det reagerer, såsom baser og syrer.

Kovalent karakter

Selvom sølvoxid gentagne gange har været sagt at være en ionisk forbindelse, modsætter visse egenskaber, såsom dets lave smeltepunkt denne erklæring.

Bestemt, er hensynet til den kovalente karakter ikke ødelægge det, der er forklaret i sin struktur, da det ville være nok til at tilføje en model af kugler og barer til Ag ₂ O struktur for at angive de kovalente bindinger.

Ligeledes tetraedrene og firkantede AgO ₄ fly, samt AgOAg linjer, ville være forbundet med kovalente bindinger (eller ionisk kovalent).

Med dette i tankerne ville Ag ₂ O faktisk være en polymer. Det anbefales dog at betragte det som et ionisk fast stof med en kovalent karakter (hvis bindings karakter stadig er en udfordring i dag).

nedbrydning

Først blev det nævnt, at dens 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) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2AG ₂ O (s) + Q => 4AG (s) + O ₂ (g)

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

Derfor er det vanskeligt at antage, at der er Ag ₂ O (l), da det ville dekomponere samme fra varme; medmindre trykket hæves for højt til opnåelse af den brune sorte væske.

nomenklatur

Når muligheden for Ag ²⁺ og Ag ³⁺ ioner blev indført i tillæg til den almindelige og fremherskende Ag ⁺, udtrykket 'sølvoxid' begyndte at synes utilstrækkelige til at henvise til Ag ₂ O.

Dette skyldes, at Ag ⁺ ion er mere forekommende end de andre, så Ag ₂ O tages som den eneste oxid; hvilket ikke er helt korrekt.

Hvis Ag ²⁺ betragtes som praktisk talt ikke-eksisterende i betragtning af dens ustabilitet, vil der kun være ioner med valenser +1 og +3; det vil sige Ag (I) og Ag (III).

Valencias I og III

Da Ag (I) er den med den laveste valens, kaldes den ved at tilføje suffikset –oso til dets argenturnavn. Således, Ag ₂ O er: sølvoxid eller, ifølge den systematiske nomenklatur, diplate kulilte.

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

På den anden side, idet Ag (III) er den højeste valens, tilføjes suffikset –ico til dets navn. Således, Ag ₂ O ₃ er: sølvoxid (2 Ag ^{3 +} ioner med tre O ^2-). Desuden vil navnet i henhold til den systematiske nomenklatur være: diplatatioxid.

Hvis strukturen af Ag ₂ O ₃ observeres, kan det formodes, at det er produktet af oxidation med ozon, O ₃, i stedet for oxygen. Derfor skal dens kovalente karakter være større, da det er en kovalent forbindelse med Ag-OOO-Ag eller Ag-O ₃ Ag bindinger.

Systematisk nomenklatur til komplekse sølvoxider

AgO, også skrevet som Ag ₄ O ₄ eller Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃, 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: tetraoxid af tetraplata.

Denne nomenklatur er til stor hjælp, når det kommer til andre støkiometrisk komplekse oxider af sølv. Antag f.eks. At de to faste stoffer 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ og Ag ₂ O _{3 3} Ag ₂ O ₃.

At skrive det første på en mere passende måde ville være: Ag ₆ O ₅ (tælle og tilføje atomerne i Ag og O). Dets navn vil derefter være hexaplatpentoxid. Bemærk, at denne oxid har en mindre rige sølv sammensætning end Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Mens du skriver det andet solidt på en anden måde, ville det være: Ag ₈ O ₁₀. Dets navn ville være octa sølv decaoxide (med et forhold på 8:10 eller 4: 5). Dette hypotetiske sølvoxid ville være "meget oxideret".

Applikationer

Undersøgelser på jagt efter nye og sofistikerede anvendelser af sølvoxid fortsætter i dag. Nogle af dens anvendelser er anført nedenfor:

-Det opløses i ammoniak, ammoniumnitrat og vand til dannelse af Tollens-reagenset. Dette reagens er et nyttigt værktøj i kvalitativ analyse inden for organiske kemi-laboratorier. Det muliggør bestemmelse af tilstedeværelsen af ​​aldehyder i en prøve med dannelse af et "sølvspejl" i reagensglasset som en positiv respons.

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

-Det tjener som en gasrenser og absorberer for eksempel CO ₂. Når den opvarmes, frigiver den fangede gasser og kan genbruges flere gange.

-På grund af antimikrobielle egenskaber ved sølv er dets oxid anvendeligt i bioanalyse og jordrensning.

-Det er et mildt oxidationsmiddel, der er i stand til at oxidere aldehyder til carboxylsyrer. Ligeledes bruges den 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. Gendannes fra: study.com
2. Forfattere og redaktører af bind III / 17E-17F-41C. (Sf). Sølvoxider (Ag (x) O (y)) krystalstruktur, gitterparametre. (Numeriske data og funktionelle relationer 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 biofeltenergibehandling på de fysiske og termiske egenskaber ved sølvoxidpulver. International Journal of Biomedical Science and Engineering. Bind 3, nr. 5, pp. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Nedbrydning af sølvoxid. University of Oregon. Gendannes fra: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24. april 2014). Anvendelser af sølvoxidbatterier. Sciencing. Gendannes fra: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). Undersøgelse af nogle optiske egenskaber ved sølvoxid (Ag2o) ved anvendelse af UVVisible spektrofotometer.. Gendannet fra: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Standardpotentialer i vandig opløsning. Marcel Dekker. Gendannes fra: books.google.co.ve