бесплатно рефераты
 

«Серебро и его соединения».Экзаменационный реферат по химии.

AgCl + 2NH[3] = [Ag(NH[3])[2]]Cl

А при добавлении нитрата серебра в раствор, содержащий фосфат ионы,

выпадает жёлтый осадок, растворимый в уксусной кислоте:

3Ag^+ + PO[4]^3- = Ag[3]PO[4]-v

Ag[3]PO[4] + 3CH[3]COOH = 3AgCH[3]COO + H[3]PO[4

]Карандаши твёрдого нитрата серебра (ляпис) состоят из одной части AgNO[3]

и двух частей KNO[3] и служат для прижигания.

Нитрат серебра применяется в качестве катализатора при получении перекиси

водорода, восстановлении K[2]S[2]O[8] солями хрома(III), марганца(II) или

церия(III), в реакции полимеризации.

Хлорид серебра, AgCl, встречается в природе в виде минерала керагирита и

может быть получен обработкой металлического серебра хлорной водой,

взаимодействием элементов при высокой температуре, действием газообразного

HCl на серебро (выше 1150^о), обработкой соляной кислотой серебра в

присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя), действием

растворимых хлоридов на серебро, обработкой растворов солей серебра

соляной кислотой или раствором какого-либо хлорида:

2Ag + Cl[2] = 2AgCl

2Ag + 2HCl = 2AgCl + H[2

]AgNO[3] + HCl = AgCl + HNO[3

]AgNO[3] + NaCl = AgCl + NaNO[3

]4Ag + 4HCl + O[2] = 2AgCl + 2H[2]O

При работе с разбавленными водными растворами образуются коллоидные

растворы хлорида серебра.

Соединение AgCl представляет собой диамагнитные белые кубические

гранецентрированные кристаллы с температурой плавления 455^о и

температурой кипения 1554^о.

Хлорид серебра растворяется в растворах хлоридов (NaCl, KCl, NH[4]Cl,

CaCl[2], MnCl[2]), цианидов, тиосульфатов, нитратов щелочных металлов и

аммиаке с образованием растворимых и бесцветных комплексных соединений:

AgCl + KCl = K[AgCl[2]]

AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)[2]] + KCl

AgCl + 2Na[2]S[2]O[3] = Na[3][Ag(S[2]O[3])[2]] + NaCl

AgCl + 2NH[3] = [Ag(NH[3])[2]]Cl

Водород медленно взаимодействует с хлоридом серебрп при нагревании, а бром

и йод реагируют с AgCl при нагревании в присутствии воды по уравнениям:

2AgCl + H[2] = 2Ag + 2HCl

5AgCl + 3Br[2] + 3H[2]O = 5AgBr + HBrO[3] + 5HCl

5AgCl + 3I[2] + 3H[2]O = 5AgI + HIO[3] + 5HCl

Кипячение хлорида серебра с серной кислотой даёт Ag[2]SO[4]:

2AgCl + H[2]SO[4] = Ag[2]SO[4] + 2HCl

При сплавлении хлорида серебра с карбонатом натрия образуется

металлическое серебро:

4AgCl + 2Na[2]CO[3] = 4Ag + 4NaCl + 2CO[2] + O[2

]Хлорид серебра восстанавливается в результате нагревания с металлическим

свинцом, магнием, цинком, ртутью, медью или амальгамой цинка, а в

аммиачных растворах восстанавливается на холоду щелочными металлами:

2AgCl + Pb -> 2Ag + PbCl[2

]Из AgCl делают линзы для приборов, работающих в области инфракрасного

излучения, и радарные экраны. Часто хлорид серебра применяют для

фиксирования космических лучей.

Поскольку AgCl обладает бактерицидным действием, на его основе готовят

препараты, применяемые для обработки слизистых оболочек глаза. «Серебряная

вода», которая образуется при обработке дистиллированой воды AgCl, служит

для стерилизации и консервирования некоторых пищевых продуктов.

Бромид серебра, AgBr, встречается в природе в виде минерала бромаргирита;

в лаборатории может быть получен (в темноте) обработкой раствора AgNO[3]

раствором HBr (или бромида щелочного металла) либо непосредственным

взаимодействием брома с металлическим серебром:

AgNO[3] + KBr = AgBr-v + KNO[3

]2Ag + Br[2] = 2AgBr-v

Получение AgBr осуществляется в темноте, чтобы исключить

фотовосстановление.

Соединение AgBr может существовать в коллоидной форме, либо в виде

диамагнитных жёлтых кубических гранецентрированных кристаллов с

температурой плавления 434^о и температурой кипения 1537^о; бромид серебра

плохо растворим в воде и растворяется в аммиаке, тиосульфатах щелочных

металлов и в концентрированной H[2]SO[4] при нагревании:

AgBr + 2NH[4]OH = [Ag(NH[3])[2]]Br + 2H[2]O

2AgBr + H[2]SO[4] = Ag[2]SO[4] + 2HBr

AgBr + 2Na[2]S[2]O[3] = Na[3][Ag(S[2]O[3])[2]] + NaBr

Бромид серебра восстанавливается цинком в кислой среде или металлами

(такими, как свинец или медь) при нагревании, а также сплавлением с

безводным карбонатом натрия:

4AgBr + 2Na[2]CO[3] = 4Ag + 4NaBr + 2CO[2] + O[2

]Бромид серебра применяется для изготовления фотоплёнок и в качестве

катализатора при получении монокарбоновых жирных кислот или олефинов с

помощью реактива Гриньяра.

Йодит серебра, AgI, встречается в природе в виде минерала йодаргирита; в

лаборатории может быть получен (в темноте) обработкой раствора AgNO[3]

раствором HI или йодида щелочного металла, путём непосредственного

взаимодействия паров йода с металлическим серебром, хлоридом или бромидом

серебра при нагревании, действием HI на металлическое серебро на холоду:

AgNO[3] + HI = AgI + HNO[3

]AgNO[3] + KI = AgI + KNO[3

]2Ag + I[2] = 2AgI

2Ag + 2HI = 2AgI + H[2

]Йодит серебра может существовать в виде прозрачных двулучепреломляющих

лимонно-жёлтых гексагональных призматических кристаллов, либо в виде

двулучепреломляющих красных октаэдров. Известна коллоидная форма AgI.

Йодит серебра диамагнитен, плавится с разложением при 555^о, плохо

растворим в воде и растворяется в концентрированных растворах HI, йодитах

щелочных металлов и в HgI[2] с образованием комплексных соединений:

AgI + HI = H[AgI[2]]

2AgI + HgI[2] = Ag[2][HgI[4]]

AgI + MeI = Me[AgI[2]]

AgI + 2MeI = Me[2][AgI[3]]

(где Me = K^+, Rb^+, Cs^+, NH[4]^+).

При нагревании AgI разлагается на элементы.

В аммиачных растворах AgI может быть восстановлен до металлического

серебра щелочными или щелочноземельными металлами.

Йодит серебра служит для получения светочувствительных плёнок.

2.3. Значение галогенидов серебра в фотографии:

Галогениды серебра широко применяются в фотографии:

Бромид (хлорид или йодит) серебра(I), диспергированный до коллоидного

состояния в желатина, наносится в темноте на тонкую плёнку, стеклянные

пластинки и бумагу, которые также хранятся в темноте.

Под действием кванта света hv бромид (галогенид) серебра (I) на

светочувствительной плёнке разлагается на элементы:

Br^- + hv -> 1/2Br[2] + e^-

Ag^+ + e^- -> Ag

Элементарный бром (галоген) химически связывается с желатиной, а

коллоидное серебро образует очень мелкие зерна. Для того чтобы невидимое

изображение сфотографированного объекта стало видимым на фотографической

плёнке или пластинке, их подвергают проявлению. В процессе проявления

галогенид серебра (частично восстановленный) восстанавливается химическим

путём с помощью органических восстановителей до металлического серебра.

Восстановление галогенида серебра проявлением осуществляется быстрее в

соседстве с первоначально существующими зёрнами коллоидного серебра. После

того как при проявлении видимое изображение стало достаточно ясным,

проводят процесс закрепления (фиксирования), при котором с

фоточувствительного слоя плёнки или пластинки извлекаются неразложившиеся

галогениды серебра.

В качестве фиксатора применяют водный раствор тиосульфата натрия, который

легко растворяет оставшиеся галогениды серебра.

Видимое, устойчивое на свету изображение, полученное проявлением и

закреплением (негатив), является обратным изображением реального объекта.

Для получения реального изображения негатив проектируется (в течение

некоторого времени) с помощью копировального аппарата или увилечителя на

фотобумагу. Проявлением и закреплением фотобумаги, на которой было

спроектированно обратное изображение сфотографированного объекта, получают

действительное изображение (позитив).

Путём введения некоторых специальных добавок в состав светочувствительного

слоя можно увеличить чувствительность плёнки к свету, селективную

восприимчивость к различным областям спектра. Можно также приготовить

фоточувствительные составы получения цветных изображений.

2.4. Соединения двухвалентного серебра:

Окись серебра, AgO, получают действием озона на металлическое серебро или

на Ag[2]O, AgNO[3] или Ag[2]SO[4], обработкой раствора AgNO[3] раствором

K[2]S[2]O[8], обработкой щелочной суспензии Ag[2]O перманганатом калия,

анодным окислением металлического серебра с использованием в качестве

электролита разбавленного раствора H[2]SO[4] или NaOH:

Ag[2]O + O[3] -> 2AgO + O[2

]2AgNO[3] + K[2]S[2]O[8] + 4KOH = 2AgO + 2K[2]SO[4] + 2KNO[3] + 2H[2]O

Ag[2]O + 2KMnO[4] + 2KOH = 2AgO + 2K[2]MnO[4] + H[2]O

Обработка K[2]S[2]O[8] соединений серебра в слабо кислой среде и в

присутствии пиридина приводит к образованию оранжевого кристаллического

осадка [AgPy[4]]S[2]O[8].

Окись серебра представляет собой диамагнитный серовато-чёрный

кристаллический порошок. AgO растворяется в H[2]SO[4], HClO[4] и

концентрированной HNO[3], при обычной температуре - это устойчивое

соединение, разлагается на элементы при нагревании до 100^о, является

энергичным окислителем по отношению к SO[2], NH[3], Me^+NO[2], обладает

свойствами полупроводника.

Фторид серебра, AgF[2], получают действием газообразного фтора на

металлическое серебро при 250 - 300^о или на галогениды серебра(I) при 200

-300^о:

Ag + F[2] = AgF[2

]Фторид серебра представляет собой парамагнитный коричнево-чёрный порошок

с температурой плавления 690^о; он разлагается под действием воды или

влажного воздуха и обладает окислительным действием по отношению к

йодитам, спирту, солям хрома(III) и марганца(II).

6AgF[2] + 3H[2]O = 6AgF + 6HF + O[3

]Сульфид серебра, AgS, образуется в виде коричневого осадка при обработке

раствора AgNO[3] в бензонитриле раствором серы в сероуглероде.

Нитрат серебра, Ag(NO[3])[2], получают окислением AgNO[3] озоном. Это

бесцветные кристаллы, разлагающиеся водой:

4Ag(NO[3])[2] + 2H[2]O = 4AgNO[3] + 4HNO[3] + O[2

]При анодном окислении раствора AgNO[3] в пиридине можно получить

оранжево-красные призматические кристаллы [AgPy[4]](NO[3])[2], которые

разлагаются под действием воды или аммиака.

Известен также ряд комплексных соединений двухвалентного серебра.

2.5. Соединения трёхвалентного серебра:

Известно небольшое количество соединений трёхвалентного серебра, но почти

все они комплексные, и поэтому ниже будет рассмотрен лишь оксид серебра.

Окись серебра, Ag[2]O[3], образуется в смеси с окисью серебра(II) при

анодном окислении серебра или при действии фтора (или пероксосульфата) на

соль серебра(I).

Чёрная кристаллическая смесь Ag[2]O[3]xAgO неустойчива, обладает

окислительными свойствами и при лёгком нагревании превращается в AgO.

3. Практическая часть.

В нашей лаборатории из соединений серебра имеется лишь его нитрат. Но имея

лишь одно это вещество, я получил большое количество других веществ, в

состав которых входит серебро. В ходе работы мною был проделан ряд опытов,

изучающих свойства соединений одновалентного серебра. Все опыты я

постарался проклассифицировать и объединить по разным группам:

1. Термическое разложение соединений серебра.

Как соединение серебра я использовал AgNO[3].

Описание: я положил в пробирку нитрат серебра и стал нагревать его в

пламени спиртовки, через некоторое время содержимое пробирки почернело, и

из неё стал выделяться бурый газ с неприятным запахом (NO[2]); описанный

мною процесс характеризует следующее уравнение реакции:

2AgNO[3] -> 2Ag + 2NO[2] + O[2

]Содержимое пробирки почернело из-за выделившегося серебра.

2. Вытеснение серебра из растворов его солей более активными металлами.

Для опыта я использовал AgNO[3] и медь.

Описание: в пробирку с раствором нитрата серебра я положил медную

пластинку, и через некоторое время на ней стали образовываться «наросты»

из порошкообразного серебра, а раствор стал обретать голубоватый цвет; в

данном случае идёт следующая реакция:

2AgNO[3] + Cu = Cu(NO[3])[2] + 2Ag

Раствор стал голубым из-за нитрата меди.

3. Реакции обмена с солями серебра.

Описание 1: я слил растворы нитрата серебра и гидроксида натрия, после

чего выпал белый мелко-кристаллический осадок, но это не гидрокрид

серебра, а оксид:

2AgNO[3] + 2NaOH = Ag[2]O + 2NaNO[3] + H[2]O

Две следующее изученные мной реакции обмена широко используются в

аналитике. Нитрат серебра используется для обнаружения в растворе хлорид и

фосфат ионов.

Описание 2: я смешал растворы соляной кислоты HCl и AgNO[3], после чего в

осадок выпали белые хлопья, растворимые только в аммиаке; уравнения

описанных реакций:

AgNO[3] + HCl = AgCl-v + HNO[3

]AgCl + 2NH[3] = [Ag(NH[3])[2]]Cl

Итак, если в раствор добавить нитрат серебра, и при этом выпадет белый

осадок, растворимый в аммиаке, то раствор содержал хлорид ионы.

Описание 3: я смешал растворы фосфата натрия и нитрата серебра, после чего

выпали жёлтые хлопья осадка, растворимые в уксусной кислоте; уравнения

реакций:

3AgNO[3] + Na[3]PO[4] = Ag[3]PO[4]-v + 3NaNO[3

]Ag[3]PO[4] + 3CH[3]COOH = 3AgCH[3]COOH + H[3]PO[4

]Получается, что если в раствор добавить нитрат серебра, и при этом

выпадет жёлтый осадок, растворимый в уксусной кислоте, то раствор содержал

фосфат ионы.

Описание 4: я получил бромид и йодит (которые мне понадобились для

дальнейших опытов) серебра реакцией обмена, смешав растворы йодита калия и

бромида натрия с раствором нитрата серебра:

AgNO[3] + KI = AgI-v + KNO[3

]AgNO[3] + NaBr = AgBr-v + NaNO[3

]При сливании этих растворов образуются желтый и лимонно-жёлтый

творожистые осадки.

4. Свойства галогенидов серебра.

Изученные мной реакции используются в фотографии.

Описание 1: Я, профильтровав жёлтый осадок бромида серебра, размазал его

по фильтровальной бумаге и выставил его на подоконник. Стоило мне отойти

буквально на несколько секунд, и когда я вернулся, фильтровальная бумага

почернела. Это вызвано тем, что бромид серебра под действием света

разлагается на элементы:

2AgBr -> 2Ag + Br[2

]Причём интересно то, что почерневшая фильтровальная бумага действительно

пахнет бромом.

Описание 2: Профильтровав жёлтый осадок йодита серебра я размазал его

тонким слоем по фильтровальной бумаге и в центр её положил спичечный

коробок, а затем положил на подоконник. В этом случае разложение идёт

медленнее чем с бромидом, но уже после минутного лежания под солнечными

лучами, бумага чернеет, а если поднять коробок, то на тёмной бумаге чётко

будет виден жёлтый прямоугольник, незатронутый солнечными лучами. Йодит

серебра раскладывается так:

2AgI -> 2Ag + I[2

]5. Реакции серебряного зеркала с органическим и неорганическим

восстановителем.

Изученные мной реакции используются в производстве зеркал.

Описание 1: в пробирку с раствором нитрата серебра я добавил пару капель

раствора аммиака, после чего я добавил туда раствор формальдегида и стал

нагревать в пламени спиртовки. Через некоторое время на стенках появляется

серебряный зеркальный налёт, в котором можно даже разглядеть своё

отражение. В пробирке происходит следующая химическая реакция:

2AgNO[3] + 3NH[4]OH + HCHO = 2Ag + 2NH[4]NO[3] + HCOONH[4] + 2H[2]O

Описание 2: в пробирку с аммиачным раствором серебра я налил раствор

сульфата марганца, после чего стал нагревать её в пламени спиртовки. Через

некоторое время на стенках пробирки также появился серебряный зеркальный

налёт:

2[Ag(NH[3])[2]]OH + MnSO[4] + 3H[2]O = 2Ag + H[2]MnO[3] + 2NH[3]xH[2]O +

(NH[4])[2]SO[4

]Таким образом, я изучил основные свойства соединений серебра, и убедился

на собственном опыте в их уникальных свойствах.

Список использованной литературы:

«Введение в неорганическую химию»; Москва: МИРОС, 1995; автор:

С.С.Бердоносов.

«Вредные химические вещества»; Ленинград: Химия, 1983; авторы:

А.Л.Бандман, Г.А.Гудзовский, Л.С.Дубейковская, Б.А.Ивин, Б.А.Кацнельсон и

др.

«Книга по химии для домашнего чтения»; Москва: Химия, 1995; авторы:

Б.Д.Стенин, Л.Ю.Аликбердова.

«Неорганическая химия»; Москва: Мир, 1971; авторы: Р.Рипан, И.Четяну.

«Общая и неорганическая химия»; Москва: Химия, 1981; авторы:

М.Х.Карапетьянс, С.И.Дракин.

«Практикум по неорганической химии»; Ленинград: Химия, 1990; авторы:

А.И.Дорофеев, М.И.Федотова.

«Проблемные опыты по химии»; Москва: Школа-Пресс, 1998; автор: Ю.В.Сурин.

«Химия вокруг нас»; Москва: Высшая школа, 1992; автор: Ю.Н.Кукушкин

и др.

30

Страницы: 1, 2, 3


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.