SØLVOKSYD (AG2O): STRUKTUR, EGENSKAPER OG BRUKSOMRÅDER - KJEMI - 2026

Den sølvoksyd er en uorganisk forbindelse hvis kjemiske formel er Ag ₂ O. Den kraft binding atomene er helt ionisk i natur; derfor består det av et ionisk fast stoff hvor det er en andel av to Ag ⁺ -kationer som interagerer elektrostatisk med et anion O ^2- .

Oksydanionen, O ^2- , er resultatet av interaksjonen mellom sølvatomene på overflaten og oksygenet i miljøet; på samme måte som jern og mange andre metaller. I stedet for å rødme og smuldre til rust, blir et stykke eller juvel av sølv svart, karakteristisk for sølvoksid.

Pixabay

På bildet over kan du for eksempel se en oksidert sølvkopp. Legg merke til den svertede overflaten, selv om den fortsatt beholder litt prydglans; Derfor kan til og med oksiderte sølvgjenstander anses som attraktive nok til dekorativ bruk.

Egenskapene til sølvoksyd er slik at de ikke ved første øyekast spiser bort på den opprinnelige metalloverflaten. Det dannes ved romtemperatur ved enkel kontakt med oksygen i luften; og enda mer interessant, kan den spaltes ved høye temperaturer (over 200 ° C).

Dette betyr at hvis glasset på bildet ble grepet, og varmen fra en intens flamme ble brukt på det, ville det gjenvunnet sin sølvglød. Derfor er dens dannelse en termodynamisk reversibel prosess.

Sølvoksyd har også andre egenskaper og som utover sin enkle formel Ag ₂ O, omfatter komplekse strukturelle organisasjoner og et rikt utvalg av faststoffer. Imidlertid er Ag ₂ O, sammen med Ag ₂ O ₃ , den mest representative for oksydene av sølv.

Sølvoksydstruktur

Kilde: CCoil, fra Wikimedia Commons

Hvordan er strukturen? Som nevnt i begynnelsen: det er et ionisk fast stoff. Av denne grunn kan det verken være Ag-O eller Ag = O-kovalente bindinger i dens struktur; siden, hvis det var, ville egenskapene til dette oksydet endret seg drastisk. Det er da Ag ⁺ og O ^2- ioner i et forhold på 2: 1 og opplever elektrostatisk tiltrekning.

Strukturen av sølvoksyd bestemmes følgelig av måten ioniske krefter arrangerer Ag ⁺ og O ^2- ioner i rommet .

På bildet over er det for eksempel en enhetscelle for et kubisk krystallinsk system: Ag ⁺ -kationene er de sølvfarvede blå kulene, og O ^{2 -} de rødlige kulene.

Hvis antall sfærer telles, vil det bli funnet at det er med det blotte øye ni sølvblå og fire røde. Imidlertid er det bare fragmentene av kulene som er inne i kuben, som blir vurdert; å telle disse, være brøkdeler av de totale kuler, 2: 1 forhold for Ag ₂ O må være oppfylt .

Ved å gjenta konstruksjonsenheten til AgO _4- tetrahedronet omgitt av fire andre Ag ⁺ , bygges hele det svarte faste stoffet (ignorerer hullene eller uregelmessighetene som disse krystallinske arrangementene kan ha).

Endres med valensnummeret

Fokuserer vi nå ikke på AgO _4- tetrahedronen, men på AgOAg-linjen (observer toppunktene til den øvre kuben), vil vi ha at sølvoksyd-faststoffet, fra et annet perspektiv, består av flere lag med ioner anordnet lineært (selv om de er skråstilte). Alt dette som et resultat av den "molekylære" geometrien rundt Ag ⁺ .

Dette er bekreftet av flere studier av den ioniske strukturen.

Sølv fungerer hovedsakelig med valence +1, for når den mister et elektron er den resulterende elektroniske konfigurasjonen 4d ¹⁰ , noe som er veldig stabilt. Andre valenser, som Ag ²⁺ og Ag ^3+, er mindre stabile da de mister elektroner fra nesten full d orbital.

Ag ³⁺ -ionet er imidlertid relativt mindre ustabilt sammenlignet med Ag2 ⁺ . Faktisk kan den sameksistere i selskap med Ag ^+, kjemisk berike strukturen.

Den elektroniske konfigurasjonen er 4d ⁸ , med uparrede elektroner på en slik måte at det gir den litt stabilitet.

I motsetning til de lineære geometrier rundt Ag ⁺ -ioner , har det blitt funnet at den av Ag ³⁺ -ioner er firkantet plan. Derfor vil et sølvoksyd med Ag ³⁺ -ioner bestå av lag sammensatt av AgO _4- kvadrater (ikke tetraeder) som er elektrostatisk bundet av AgOAg-linjer; slik tilfellet er for Ag ₄ O ₄ eller Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ med monoklin struktur.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Kilde: Benjah-bmm27, fra Wikimedia Commons

Å skrape overflaten av sølvkoppen i hovedbildet vil resultere i en solid, som ikke bare er svart i fargen, men også har nyanser av brun eller brun (toppbilde). Noen av de fysiske og kjemiske egenskapene som rapporteres for øyeblikket er følgende:

Molekylær vekt

231,735 g / mol

Utseende

Svartebrunt faststoff i pulverform (merk at til tross for at det er et ionisk fast stoff, mangler det et krystallinsk utseende). Den er luktfri og blandet med vann gir den en metallisk smak

tetthet

7,14 g / ml.

Smeltepunkt

277-300 ° C. Gjerne smelter det til solid sølv; det vil si at den sannsynligvis brytes ned før det dannes flytende oksyd.

KPS

1,52 ∙ ^10-8 i vann ved 20 ° C. Det er derfor en forbindelse som knapt er løselig i vann.

løselighet

Hvis bildet av strukturen blir nøye observert, vil det bli funnet at Ag ²⁺ og O ^2- sfærene ikke skiller seg nesten ut i størrelse. Dette har den konsekvensen at bare små molekyler kan passere gjennom det indre av krystallgitteret, noe som gjør det uoppløselig i nesten alle løsningsmidler; bortsett fra de der den reagerer, for eksempel baser og syrer.

Kovalent karakter

Selv om sølvoksid gjentatte ganger har blitt sagt å være en ionisk forbindelse, motsier visse egenskaper, for eksempel dets lave smeltepunkt, denne uttalelsen.

Riktignok gjør behandlingen av kovalent karakter ikke ødelegge det som er forklart for sin struktur, siden det ville være nok til å legge til en modell av kuler og stenger til det Ag ₂ O struktur for å indikere de kovalente bindinger.

På samme måte vil tetraeder og firkantede AgO _4- plan , så vel som AgOAg-linjene, være koblet ved kovalente bindinger (eller ionisk kovalent).

Med dette i bakhodet, ville Ag ₂ O faktisk være en polymer. Det anbefales imidlertid å betrakte det som et ionisk fast stoff med en kovalent karakter (hvis bindings natur fortsatt er en utfordring i dag).

dekomponering

Først ble det nevnt at dens dannelse er termodynamisk reversibel, slik at den tar opp varme for å gå tilbake til sin metalliske tilstand. Alt dette kan uttrykkes ved to kjemiske ligninger for slike reaksjoner:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

Hvor Q representerer varme i ligningen. Dette forklarer hvorfor brannen som brenner overflaten av den oksiderte sølvkoppen, gir den tilbake til sin sølvfarvede glød.

Derfor er det vanskelig å anta at det er Ag ₂ O (l), siden det ville dekomponere umiddelbart fra varmen; med mindre trykket heves for høyt til å oppnå nevnte brunsvart væske.

nomenklatur

Når muligheten for Ag ^{2 +} og Ag ³⁺ ioner ble innført i tillegg til den vanlige og dominerende Ag ⁺ , begrepet 'sølvoksyd' begynte å virke utilstrekkelig for å referere til Ag ₂ O.

Dette er fordi den Ag ⁺ ioner er mer rikelig enn de andre, så Ag ₂ O blir tatt som den eneste oksyd; som ikke er helt riktig.

Hvis Ag ²⁺ anses som praktisk talt ikke-eksisterende gitt dens ustabilitet, vil bare ioner med valenser +1 og +3 ha blitt; det vil si Ag (I) og Ag (III).

Valencias I og III

Siden Ag (I) er den med lavest valens, blir den navngitt ved å legge suffikset –oso til argentumnavnet. Dermed er Ag ₂ O: sølvoksyd eller, i henhold til den systematiske nomenklaturen, diplomatmonoksid.

Hvis Ag (III) blir ignorert fullstendig, bør den tradisjonelle nomenklaturen være: sølvoksid i stedet for sølvoksid.

På den annen side, idet Ag (III) er den høyeste valens, blir suffikset –ico lagt til navnet. Således, Ag ₂ O ₃ er: sølvoksyd (Ag 2 ^{3 +} ioner med tre O ^2- ). Dessuten vil navnet i henhold til den systematiske nomenklaturen være: diplata trioxide.

Dersom strukturen av Ag ₂ O ₃ er observert , kan det antas at det er produktet av oksidasjon av ozon, O ₃ , i stedet for oksygen. Derfor må sin kovalente karakter være større når det er en kovalent forbindelse med Ag-OOO-Ag eller Ag-O- ₃ -Ag bindinger.

Systematisk nomenklatur for komplekse sølvoksider

AgO, også skrevet som Ag ₄ O ₄ eller Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , er et oksyd av sølv (I, III), siden det har både +1 og +3 valenser. Navnet i henhold til den systematiske nomenklaturen vil være: tetraoksid av tetraplata.

Denne nomenklaturen er til stor hjelp når det gjelder andre støkiometrisk sammensatte oksider av sølv. Anta for eksempel at de to faste stoffene 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ og Ag ₂ O _{3 3} Ag ₂ O ₃ .

Å skrive den første mer hensiktsmessig ville være: Ag ₆ O ₅ (telle og legge atomene til Ag og O). Navnet vil da være heksaplatpentoksid. Merk at dette oksyd har en mindre rik sølvsammensetning enn Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Mens du skriver det andre faste på en annen måte, vil det være: Ag ₈ O ₁₀ . Navnet vil være octa sølv decaoxide (med et forhold på 8:10 eller 4: 5). Dette hypotetiske sølvoksydet ville være "veldig oksidert".

applikasjoner

Studier på jakt etter nye og sofistikerte bruksområder for sølvoksid fortsetter til i dag. Noen av bruksområdene er listet nedenfor:

-Det løses opp i ammoniakk, ammoniumnitrat og vann for å danne Tollens-reagenset. Dette reagenset er et nyttig verktøy i kvalitativ analyse innen organiske kjemilaboratorier. Det gjør det mulig å bestemme tilstedeværelsen av aldehyder i en prøve, med dannelse av et "sølvspeil" i prøverøret som en positiv respons.

- Til sammen med metallisk sink danner det de primære sink-sølvoksydbatteriene. Dette er kanskje en av de vanligste bruksområdene og hjemmene.

-Det fungerer som en gassrenser og absorberer for eksempel CO ₂ . Ved oppvarming frigjør det fangede gasser og kan gjenbrukes flere ganger.

-Det antimikrobielle egenskapene til sølv er oksydet nyttig i bioanalyse og jordrensing.

-Det er et mildt oksidasjonsmiddel som er i stand til å oksidere aldehyder til karboksylsyrer. På samme måte brukes den i Hofmann-reaksjonen (av tertiære aminer) og deltar i andre organiske reaksjoner, enten som et reagens eller en katalysator.

referanser

1. Bergstresser M. (2018). Silver Oxide: Formula, Decomposition & Formation. Studere. Gjenopprettet fra: study.com
2. Forfattere og redaktører av bind III / 17E-17F-41C. (SF). Sølvoksider (Ag (x) O (y)) krystallstruktur, gitterparametere. (Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology), vol 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Den potensielle effekten av biofelt energibehandling på de fysiske og termiske egenskapene til sølvoksydpulver. International Journal of Biomedical Science and Engineering. Vol. 3, nr. 5, s. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Nedbryting av sølvoksyd. University of Oregon. Gjenopprettet fra: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24. april 2014). Bruk av sølvoksydbatterier. Sciencing. Gjenopprettet fra: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). Studie av noen optiske egenskaper ved sølvoksyd (Ag2o) ved bruk av UVVisible spektrofotometer. . Gjenopprettet fra: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Standardpotensialer i vandig løsning. Marcel Dekker. Gjenopprettet fra: books.google.co.ve