OXID STŘÍBRNÝ (AG2O): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Oxid stříbrný je anorganická sloučenina, jejíž chemický vzorec je Ag ₂ O. Síla, která váže atomy je zcela iontové v přírodě; proto, že se skládá z iontového pevné látky, kde je podíl dvou Ag ⁺ kationtů interakci elektrostaticky s aniontem O ^2-.

Oxidový anion, O ^2-, je výsledkem interakce atomů stříbra na povrchu s kyslíkem v prostředí; stejně jako železo a mnoho dalších kovů. Místo toho, aby se zčervenal a rozpadal na rez, kus nebo šperk ze stříbra zčerná, charakteristický pro oxid stříbrný.

Pixabay

Například na obrázku výše vidíte oxidovaný stříbrný pohár. Všimněte si jeho zčernalého povrchu, i když si stále zachovává ozdobný lesk; to je důvod, proč i oxidované stříbrné předměty mohou být považovány za dostatečně atraktivní pro dekorativní použití.

Vlastnosti oxidu stříbrného jsou takové, že na první pohled nekonzumují na původním kovovém povrchu. Vytváří se při pokojové teplotě jednoduchým kontaktem s kyslíkem ve vzduchu; a ještě zajímavější je, že se může rozkládat při vysokých teplotách (nad 200 ° C).

To znamená, že kdyby bylo sklo na obrázku uchopeno a bylo na něj aplikováno teplo intenzivního plamene, znovu by získalo stříbrnou záři. Jeho tvorba je tedy termodynamicky reverzibilním procesem.

Oxid stříbrný má také další vlastnosti a kromě svého jednoduchého vzorce Ag ₂ O zahrnuje komplexní strukturální organizace a širokou škálu pevných látek. Ag ₂ O je však pravděpodobně spolu s Ag ₂ O ₃ nejreprezentativnější z oxidů stříbra.

Struktura oxidu stříbrného

Zdroj: CCoil, z Wikimedia Commons

Jaká je jeho struktura? Jak bylo uvedeno na začátku: je to iontová pevná látka. Z tohoto důvodu nemohou existovat ani Ag-O ani Ag = O kovalentní vazby ve své struktuře; protože, pokud by existovaly, vlastnosti tohoto oxidu by se drasticky změnily. Pak se jedná o ionty Ag ⁺ a O ^2- v poměru 2: 1 a dochází k elektrostatické přitažlivosti.

Struktura oxidu stříbrného je následně určena způsobem, jakým iontové síly uspořádají Ag ⁺ a O ^2- ionty v prostoru.

Na obrázku výše je například jednotková buňka pro krychlový krystalický systém: kationty Ag ⁺ jsou stříbřitě modré koule a O ^{2 -} načervenalé koule.

Pokud se spočítá počet koulí, zjistí se, že pouhým okem existuje devět stříbřitě modré a čtyři červené. Do úvahy se však berou pouze fragmenty koulí obsažené v krychli; počítání tyto, být frakce celkových koulí je poměr 2: 1 pro Ag ₂ O musí být splněny.

Opakováním strukturální jednotky čtyřstěnu AgO ₄ obklopeného čtyřmi dalšími Ag ^{+ se} vytvoří celá černá pevná látka (ignorující díry nebo nepravidelnosti, které tato krystalická uspořádání mohou mít).

Změny s valenčním číslem

Zaměříme-li nyní ne na čtyřstěn AgO _4, ale na čáru AgOAg (pozorujeme vrcholy horní krychle), budeme mít, že pevná látka oxidu stříbrného sestává z jiného pohledu z více vrstev iontů uspořádaných lineárně (i když nakloněných). To vše v důsledku „molekulární“ geometrie kolem Ag ⁺.

To bylo potvrzeno několika studiemi její iontové struktury.

Stříbro pracuje převážně s valencí +1, protože při ztrátě elektronu je výsledná elektronická konfigurace 4d ¹⁰, což je velmi stabilní. Jiné valence, jako Ag ²⁺ a Ag ^3+, jsou méně stabilní, protože ztratí elektrony z téměř úplných orbitálů.

Ion Ag ³⁺ je však ve srovnání s Ag ²⁺ relativně méně nestabilní. Ve skutečnosti může koexistovat ve společnosti Ag ^+, chemicky obohacující strukturu.

Jeho elektronická konfigurace je 4d ⁸, s nepárovými elektrony takovým způsobem, že poskytuje určitou stabilitu.

Na rozdíl od lineárních geometrií kolem iontů Ag ⁺ bylo zjištěno, že geometrie iontů Ag ³⁺ je čtvercová rovina. Proto by oxid stříbrný s ionty Ag ³⁺ sestával z vrstev složených ze čtverců AgO ₄ (nikoli tetrahedry) elektrostaticky spojených pomocí čar AgOAg; takový je případ Ag ₄ O ₄ nebo Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ s monoklinickou strukturou.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Zdroj: Benjah-bmm27, z Wikimedia Commons

Poškrábání povrchu stříbrného kelímku v hlavním obrázku by vedlo k pevné látce, která je nejen černá, ale má také odstíny hnědé nebo hnědé (horní obrázek). V současné době jsou uvedeny některé z jejích fyzikálních a chemických vlastností:

Molekulární váha

231,735 g / mol

Vzhled

Černohnědá pevná látka v práškové formě (všimněte si, že i když je iontovou pevnou látkou, postrádá krystalický vzhled). Je bez zápachu a ve směsi s vodou mu dodává kovovou chuť

Hustota

7,14 g / ml.

Bod tání

277 až 300 ° C. Určitě se rozpustí v pevné stříbro; to znamená, že se pravděpodobně rozloží před vytvořením tekutého oxidu.

Kps

1,52 ∙ ^10-8 ve vodě při 20 ° C Jedná se tedy o sloučeninu těžko rozpustnou ve vodě.

Rozpustnost

Při pečlivém pozorování obrazu jeho struktury se zjistí, že sféry Ag ²⁺ a O ² se neliší téměř ve velikosti. To má za následek, že pouze malé molekuly mohou procházet vnitřkem krystalové mřížky, což ji činí nerozpustnou v téměř všech rozpouštědlech; s výjimkou těch, kde reaguje, jako jsou báze a kyseliny.

Kovalentní charakter

Ačkoli byl oxid stříbrný opakovaně považován za iontovou sloučeninu, určité vlastnosti, jako je nízká teplota tání, jsou v rozporu s tímto tvrzením.

Jistě, zvážení kovalentní charakter nezničí to, co již bylo uvedeno pro svou strukturou, neboť by stačilo přidat model koule a tyčí se na Ag ₂ O struktuře pro označení kovalentní vazby.

Podobně, tetrahedra a čtvercové AgO ₄ roviny, stejně jako AgOAg linie, by byly spojeny kovalentními vazbami (nebo iontovými kovalentními).

S ohledem na to by Ag ₂ O byl ve skutečnosti polymer. Doporučuje se však považovat jej za iontovou pevnou látku s kovalentním charakterem (jehož povaha vazby zůstává výzvou i dnes).

Rozklad

Nejprve bylo zmíněno, že jeho tvorba je termodynamicky reverzibilní, takže absorbuje teplo a vrací se do svého kovového stavu. To vše lze vyjádřit dvěma chemickými rovnicemi pro takové reakce:

4AG (y) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (y) + Q

2Ag ₂ O (y) + Q => 4AG (y) + O ₂ (g)

Kde Q představuje teplo v rovnici. To vysvětluje, proč hořící oheň na povrchu oxidovaného stříbrného kelímku vrací do své stříbrné záře.

Z tohoto důvodu je obtížné předpokládat, že existuje Ag ₂ O (l), protože by se rozkládat okamžitě z tepla; pokud tlak není zvýšen příliš vysoko, aby se získala uvedená hnědá černá kapalina.

Nomenklatura

Když byla vedle běžného a převládajícího Ag ⁺ zavedena možnost iontů Ag ²⁺ a Ag ^3+, začal se termín „oxid stříbrný“ jevit jako nedostatečný pro označení Ag ₂ O.

To je proto, že Ag ⁺ ion je hojnější než ostatní, takže Ag ₂ O se bere jako oxid jediný; což není úplně správné.

Pokud je Ag ²⁺ vzhledem ke své nestabilitě považován za prakticky neexistující, budou mít pouze ionty s valencemi +1 a +3; to znamená Ag (I) a Ag (III).

Valencias I a III

Protože Ag (I) je ten s nejnižší valencí, je pojmenován přidáním přípony –oso ke svému argentovému názvu. Tak, Ag ₂ O je: oxid stříbrný nebo, podle systematického názvosloví, diplate uhelnatého.

Pokud je Ag (III) zcela ignorován, měla by být jeho tradiční nomenklatura: oxid stříbrný místo oxid stříbrný.

Na druhé straně, Ag (III) je nejvyšší valencí, k názvu se přidá přípona –ico. Tak, Ag ₂ O ₃ je: oxid stříbrný (2 Ag ³⁺ iontů se třemi O ^2-). Název podle systematické nomenklatury by byl také: diplata trioxide.

V případě, že struktura z Ag ₂ O ₃ lze pozorovat, že lze předpokládat, že se jedná o produkt oxidace ozonem, O ₃, místo kyslíku. Proto je jeho kovalentní charakter musí být větší, protože je kovalentní sloučeniny s Ag-OOO-Ag nebo Ag-O ₃ -AG vazeb.

Systematická nomenklatura pro komplexní oxidy stříbra

AgO, také psaný jako Ag ₄ O ₄ nebo Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃, je oxid stříbra (I, III), protože má jak valence +1, tak +3. Název podle systematické nomenklatury by byl: tetraoxid tetraplata.

Tato nomenklatura je velmi užitečná, pokud jde o jiné stechiometricky komplexní oxidy stříbra. Předpokládejme například, že se dvě tělesa 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ a Ag ₂ O ∙ 3Ag ₂ O ₃.

Psaní první ve více vhodným způsobem by bylo: Ag ₆ O ₅ (počítání a přidáním atomy Ag a O). Jmenoval by se tedy oxid pexoxidový. Všimněte si, že tento oxid je méně bohatá stříbrný složení než Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Při psaní druhé pevné látky jiným způsobem by to bylo: Ag ₈ O ₁₀. Jmenoval by se octa stříbrný dekoxid (s poměrem 8:10 nebo 4: 5). Tento hypotetický oxid stříbrný by byl „velmi oxidovaný“.

Aplikace

Studie hledání nových a sofistikovaných použití oxidu stříbrného pokračují dodnes. Některé z jeho použití jsou uvedeny níže:

- Rozpouští se v amoniaku, dusičnanu amonném a ve vodě za vzniku Tollenova činidla. Toto činidlo je užitečným nástrojem kvalitativní analýzy v laboratořích organické chemie. Umožňuje určit přítomnost aldehydů ve vzorku, přičemž se jako pozitivní reakce vytvoří ve zkumavce „stříbrné zrcadlo“.

- Spolu s kovovým zinkem tvoří primární baterie zinku a stříbra. Toto je možná jedno z jeho nejběžnějších a domácích použití.

-Je slouží jako plynový čistič, absorbující například CO ₂. Při zahřátí uvolňuje zachycené plyny a může být opakovaně znovu použit.

- Vzhledem k antimikrobiálním vlastnostem stříbra je jeho oxid užitečný ve studiích bioanalýzy a čištění půdy.

-Je to mírné oxidační činidlo schopné oxidovat aldehydy na karboxylové kyseliny. Používá se také při Hofmannově reakci (terciárních aminů) a podílí se na dalších organických reakcích, buď jako činidlo nebo jako katalyzátor.

Reference

1. Bergstresser M. (2018). Oxid stříbrný: vzorec, rozklad a tvorba. Studie. Obnoveno z: study.com
2. Autoři a editoři svazků III / 17E-17F-41C. (sf). Krystalová struktura oxidů stříbra (Ag (x) O (y)), parametry mříže. (Numerické údaje a funkční vztahy ve vědě a technologii), svazek 41C. Springer, Berlín, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Potenciální dopad úpravy energie z biopaliva na fyzikální a tepelné vlastnosti prášku oxidu stříbrného. Mezinárodní žurnál biomedicínské vědy a techniky. Vol. 3, No. 5, pp. 62-68. doi: 10,11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Rozklad oxidu stříbrného. University of Oregon. Obnoveno z: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24. dubna 2014). Použití baterií s oxidem stříbrným. Sciencing. Obnoveno z: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). Studium některých optických vlastností oxidu stříbrného (Ag2o) pomocí spektrofotometru UVVisible.. Obnoveno z: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Standardní potenciály ve vodném roztoku. Marcel Dekker. Obnoveno z: books.google.co.ve