SILVEROXID (AG2O): STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den silveroxid är en oorganisk förening, vars kemiska formel är Ag ₂ O. Den kraft bindande atomerna är fullständigt jonisk i naturen; Därför består den av en jonisk fast ämne där det finns en andel av två Ag ⁺ katjoner interagerar elektrostatiskt med en anjon O ^2- .

Oxidanjonen, O ^2- , är resultatet av interaktion mellan silveratomerna på ytan och syre i miljön; på ungefär samma sätt som järn och många andra metaller. Istället för att rödna och smulas till rost blir en bit eller juvel av silver svart, kännetecknande för silveroxid.

Pixabay

På bilden ovan kan du till exempel se en oxiderad silverkopp. Notera dess svärtade yta, även om den fortfarande behåller en viss prydnadsglans; varför även oxiderade silverföremål kan anses vara tillräckligt attraktiva för dekorativt bruk.

Egenskaperna hos silveroxid är sådana att de vid första anblicken inte äter bort vid den ursprungliga metallytan. Det bildas vid rumstemperatur genom enkel kontakt med syre i luften; och ännu mer intressant, det kan sönderdelas vid höga temperaturer (över 200 ° C).

Detta innebär att om glaset i bilden fattades och värmen från en intensiv låga applicerades på det, skulle det återfå sin silverglöd. Därför är dess bildning en termodynamiskt reversibel process.

Silveroxid har också andra egenskaper och, bortom dess enkla formeln Ag ₂ O, omfattar komplexa strukturella organisationer och en rik variation av fasta ämnen. Emellertid, Ag ₂ är O kanske, tillsammans med Ag ₂ O ₃ , den mest representativa av oxiderna av silver.

Silveroxidstruktur

Källa: CCoil, från Wikimedia Commons

Hur är dess struktur? Som nämnts i början: det är ett joniskt fast ämne. Av denna anledning kan det inte vara varken Ag-O eller Ag = O-kovalenta bindningar i dess struktur; eftersom, om det fanns, skulle egenskaperna hos denna oxid förändras drastiskt. Det är då Ag ⁺ och O ^2- joner i ett förhållande på 2: 1 och upplever elektrostatisk attraktion.

Strukturen av silveroxid bestäms följaktligen av det sätt på vilket jonkrafter arrangerar Ag ⁺ och O ^2- joner i rymden .

I bilden ovan finns det till exempel en enhetscell för ett kubiskt kristallint system: Ag ⁺ -katjonerna är de silverblåa sfärerna och O2 ^- de rödaktiga sfärerna.

Om antalet sfärer räknas kommer det att konstateras att det är med blotta ögat nio silverblå och fyra röda. Emellertid beaktas endast fragmenten av sfärerna inne i kuben; räkna dessa, räknas som delar av de totala sfärerna, den 2: 1-förhållande för Ag ₂ O måste uppfyllas .

Genom att upprepa strukturenheten i AgO _4- tetrahedronen omgiven av fyra andra Ag ⁺ , byggs hela det svarta fasta ämnet (ignorerar hålen eller oriktigheterna som dessa kristallina arrangemang kan ha).

Ändrar med valensnumret

Fokuserar vi nu inte på AgO _4- tetrahedronen utan på AgOAg-linjen (observera topparna på den övre kuben), kommer vi att ha att silveroxidfastämnet består, från ett annat perspektiv, av flera lager joner arrangerade linjärt (även om de är lutade). Allt detta som ett resultat av den "molekylära" geometri runt Ag ⁺ .

Detta har bekräftats av flera studier av dess jonstruktur.

Silver fungerar huvudsakligen med valens +1, eftersom den elektroniska konfigurationen är 4d ¹⁰ vid förlust av en elektron , vilket är mycket stabilt. Andra valenser, såsom Ag ²⁺ och Ag ^3+, är mindre stabila eftersom de förlorar elektroner från nästan fullständiga orbitaler.

Ag ³⁺ -jonen är emellertid relativt mindre instabil jämfört med Ag2 ⁺ . I själva verket kan det samexistera i företaget Ag ^{+ och} kemiskt berika strukturen.

Dess elektroniska konfiguration är 4d ⁸ , med oparade elektroner på ett sådant sätt att det ger den viss stabilitet.

Till skillnad från de linjära geometrierna runt Ag ⁺ -joner har det visat sig att det för Ag 3 ⁺ -joner är kvadratiskt plan. Därför, en silveroxid med Ag ³⁺ skulle joner bestå av skikt sammansatta av AgO ₄ rutor (ej tetrae) elektrostatiskt kopplade genom AgOAg linjer; såsom är fallet med Ag ₄ O ₄ eller Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ med monoklin struktur.

Fysiska och kemiska egenskaper

Källa: Benjah-bmm27, från Wikimedia Commons

Skrapning av ytan på silverkoppen i huvudbilden skulle resultera i en solid, som inte bara är svart i färg, men också har nyanser av brunt eller brunt (toppbild). Några av dess fysikaliska och kemiska egenskaper som rapporteras för tillfället är följande:

Molekylvikt

231,735 g / mol

Utseende

Svartbrunt fast ämne i pulverform (notera att trots att det är ett joniskt fast ämne, saknar det ett kristallint utseende). Det är luktfritt och blandat med vatten ger det en metallisk smak

Densitet

7,14 g / ml.

Smältpunkt

277-300 ° C Visst smälter det till massivt silver; det vill säga den sönderdelas troligen innan den flytande oxiden bildas.

kps

1,52 ∙ ^10-8 i vatten vid 20 ° C. Det är därför en förening som knappast är löslig i vatten.

löslighet

Om bilden av dess struktur noggrant observeras kommer det att konstateras att Ag ²⁺ och O ^2- sfärerna inte skiljer sig nästan i storlek. Detta har konsekvensen att endast små molekyler kan passera genom det inre av kristallgitteret, vilket gör det olösligt i nästan alla lösningsmedel; förutom de där det reagerar, till exempel baser och syror.

Kovalent karaktär

Även om silveroxid upprepade gånger har sagts vara en jonisk förening, strider vissa egenskaper, såsom dess låga smältpunkt, detta uttalande.

Visst, inte hänsyn till den kovalenta karaktären inte förstöra vad som har förklarats för dess struktur, eftersom det skulle vara tillräckligt för att lägga till en modell av kulor och barer att Ag ₂ O struktur för att indikera kovalenta bindningar.

På samma sätt skulle tetraedra och kvadratiska AgO _4- plan , såväl som AgOAg-linjerna vara kopplade med kovalenta bindningar (eller joniska kovalenta).

Med detta i åtanke skulle Ag ₂ O faktiskt vara en polymer. Det rekommenderas dock att betrakta det som ett joniskt fast ämne med en kovalent karaktär (vars bindning är en utmaning idag).

Sönderfall

Först nämndes att dess bildning är termodynamiskt reversibel, så att den absorberar värme för att återgå till sitt metalliska tillstånd. Allt detta kan uttryckas med två kemiska ekvationer för sådana reaktioner:

4AG (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4AG (s) + O ₂ (g)

Där Q representerar värme i ekvationen. Detta förklarar varför elden som bränner ytan på den oxiderade silverkoppen återför den till sin silverartade glöd.

Därför är det svårt att anta att det finns Ag ₂ O (l) eftersom det skulle sönderfalla direkt från värme; såvida inte trycket höjs för högt för att erhålla nämnda brunsvart vätska.

Nomenklatur

När möjligheten av Ag ^{2 +} och Ag ³⁺ -joner infördes utöver den gemensamma och dominerande Ag ⁺ , uttrycket 'silveroxid' började verka otillräcklig för att hänvisa till Ag ₂ O.

Detta beror på att Ag ⁺ jonen är rikligare än de andra, så Ag ₂ O tas som den enda oxid; vilket inte är helt korrekt.

Om Ag ²⁺ anses vara praktiskt taget obefintligt med tanke på dess instabilitet, kommer bara joner med valenser +1 och +3 att ha; det vill säga Ag (I) och Ag (III).

Valencias I och III

Eftersom Ag (I) är den med den lägsta valensen, namnges den genom att lägga till suffixet –oso till dess argentumnamn. Sålunda, Ag ₂ är O: silveroxid eller, enligt den systematisk nomenklatur, diplate kolmonoxid.

Om Ag (III) ignoreras fullständigt, bör dess traditionella nomenklatur vara: silveroxid istället för silveroxid.

Å andra sidan, eftersom Ag (III) är den högsta valensen, läggs suffixet –ico till sitt namn. Sålunda, Ag ₂ O ₃ är: silveroxid (2 Ag ³⁺ joner med tre O ^2- ). Dessutom skulle namnet enligt den systematiska nomenklaturen vara: diplatatioxid.

Om strukturen av Ag ₂ O ₃ observeras , kan det antas att det är produkten av oxidation med ozon, O ₃ , i stället för syre. Därför måste dess kovalenta karaktär vara större eftersom det är en kovalent förening med Ag-OOO-Ag eller Ag-O ₃ Ag bindningar.

Systematisk nomenklatur för komplexa silveroxider

AgO, även skriven som Ag ₄ O ₄ eller Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , är en silveroxid (I, III), eftersom den har både +1 och +3 valenser. Dess namn enligt den systematiska nomenklaturen skulle vara: tetraoxid av tetraplata.

Denna nomenklatur är till stor hjälp när det gäller andra stökiometriskt komplexa oxider av silver. Antag till exempel att de två fasta ämnena 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ och Ag ₂ O _{3 3} Ag ₂ O ₃ .

Att skriva det första på ett mer lämpligt sätt skulle vara: Ag ₆ O ₅ (räkna och lägga till atomerna i Ag och O). Dess namn skulle då vara hexaplat-pentoxid. Notera att denna oxid har en mindre rika silver sammansättning än Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

När du skriver det andra fasta på ett annat sätt skulle det vara: Ag ₈ O ₁₀ . Dess namn skulle vara octa silver decaoxide (med ett förhållande 8:10 eller 4: 5). Denna hypotetiska silveroxid skulle vara "mycket oxiderad".

tillämpningar

Studier på jakt efter nya och sofistikerade användningar av silveroxid fortsätter till idag. Några av dess användningsområden listas nedan:

-Det upplöses i ammoniak, ammoniumnitrat och vatten för att bilda Tollens-reagenset. Detta reagens är ett användbart verktyg i kvalitativ analys inom organiska kemilaboratorier. Det möjliggör bestämning av närvaron av aldehyder i ett prov, med bildandet av en "silverspegel" i provröret som ett positivt svar.

-Tillsammans med metalliskt zink bildar det de primära zink-silveroxidbatterierna. Detta är kanske en av dess vanligaste och hemmabruk.

-Det fungerar som en gasrenare och absorberar till exempel CO ₂ . Vid uppvärmning släpper det fångade gaser och kan återanvändas flera gånger.

-Med de antimikrobiella egenskaperna hos silver är dess oxid användbar i bioanalys- och markreningsstudier.

-Det är ett milt oxidationsmedel som kan oxidera aldehyder till karboxylsyror. På samma sätt används den i Hofmann-reaktionen (av tertiära aminer) och deltar i andra organiska reaktioner, antingen som ett reagens eller en katalysator.

referenser

1. Bergstresser M. (2018). Silveroxid: Formel, nedbrytning och bildning. Studie. Återställd från: study.com
2. Författare och redaktörer av volymerna III / 17E-17F-41C. (Sf). Silveroxider (Ag (x) O (y)) kristallstruktur, gitterparametrar. (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 potentiella effekten av biofältenergibehandling på de fysikaliska och termiska egenskaperna hos silveroxidpulver. International Journal of Biomedical Science and Engineering. Vol. 3, nr 5, sid. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Nedbrytning av silveroxid. University of Oregon. Återställd från: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24 april 2014). Användning av silveroxidbatterier. Sciencing. Återställd från: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). Studie av några optiska egenskaper hos silveroxid (Ag2o) med UVVisible spektrofotometer. . Återställd från: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Standardpotentialer i vattenlösning. Marcel Dekker. Återställs från: books.google.co.ve