Бромид серебра с хлором
Бромид серебра - (Бромистое серебро) (также устар. бромит или бромаргирит) — светло-жёлтое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде, имеет ионное строение.
Содержание
- 1 Физические свойства
- 2 Получение
- 3 Химические свойства
- 4 Применение
- 5 Токсичность
Физические свойства
Диамагнитные желтые кубические гранецентрированные кристаллы, пространственная группа Fm3m, Z=4 (а=0,5549 нм). При температуре >259 °C переходит в ромбическую модификацию.
Может образовывать коллоидные растворы.
Получение
Известен природный минерал бромаргирит (англ. Bromargyrite ) состоящий из AgBr с примесями хлора и йода. Представляет собой прозрачные или полупрозрачные кристаллы, желтоватого, зеленовато-коричневого или ярко-зелёного цвета, в зависимости от примесей. Месторождения в Мексике, Чили и западной Европе.
Бромид серебра может быть получен при взаимодействии любой растворимой соли серебра с раствором любого бромида или бромистоводородной кислоты. Чаще всего используется нитрат серебра и бромид калия или натрия:
В этой реакции выпадает осадок мелкокристаллического слегка жёлтого бромида серебра. Эта реакция часто используется в аналитической химии для качественного и количественного определения серебра. При определённых условиях (чистота и концентрации) вместо осадка может образовываться коллоидный раствор.
Возможно получение бромида серебра непосредственно из элементов:
2 Ag + Br2 → 150−200oC 2 AgBr
Химические свойства
Как и многие другие соединения серебра, бромид способен образовывать растворимые комплексы с некоторыми лигандами (CN − , NH3 и т. п.):
Бромид серебра подвергается фотолитической диссоциации:
2 AgBr → hν 2 Ag + Br2
Эта реакция лежит в основе большинства фотографических процессов.
В химических лабораториях, как правило, отходы от работы с соединениями серебра не выбрасывают, а регенерируют вновь. Для этого смесь осадков солей серебра отделяют от надосадочной жидкости, не содержащей серебра, промывают и вводят во взаимодействие с цинком и небольшим количеством сильной минеральной кислоты (к примеру, серной). Так как осадки солей серебра — малорастворимые вещества, то и концентрация ионов серебра над осадком невелика, поэтому реакция с цинком протекает весьма медленно (сутки и более). Схема реакции:
Серебро в данной реакции выделяется в виде серого мелкого порошка. После этого оно может быть переплавлено либо же растворено в азотной кислоте с образованием нитрата серебра — основным препаратом серебра, из которого получаются остальные соединения.
Применение
Явление фотодиссоциации бромида серебра используется в фотографии (в черно-белой или в смеси с сенсибилизаторами в цветной). Также бромид серебра применяется для создания специальных стёкол, изменяющих свою прозрачность при разной освещённости. При облучении стекла с примесью бромида серебра происходит разложение последнего с образованием мелкодисперсных частичек серебра — стекло темнеет. В темноте происходит обратный процесс (потому что свободный бром не способен покинуть образующиеся полости в стекле) и стекло вновь становится прозрачным.
Токсичность
Растворимость бромида серебра в воде невелика, поэтому при употреблении бромида серебра перорально большая часть его выводится с калом. При систематическом употреблении возможно накопление в организме и отложение в освещенных участках тела металлического серебра, что сопровождается приобретением кожей серого оттенка (аргироз). Никаких негативных ощущений при этом у больных не наблюдается, зато указывается на лучшую сопротивляемость организма болезням, что подтверждает бактерицидные свойства серебра.
Аg в чистом виде известен человечеству с незапамятных времен, а вот бромид серебра нашел свое применение после 1840 года, когда светочувствительность некоторых веществ оказалось востребованной в зарождающейся фотографии.
Не путать с аптечным бромом
В быту под бромом часто понимают микстуру из бромидов калия или натрия, растворенных в воде. Она используется как успокаивающее и снотворное средство. Существует легенда, будто бы аптечный бром подмешивают в пищу военнослужащим, заключенным и пациентам психлечебниц для снижения полового влечения. Это не более чем городской фольклор.
Благородное серебро, соединяясь с бромом, создает вещество бромид, которое лишено дурного запаха и обладает замечательными свойствами, а именно: темнеть под воздействием света и восстанавливаться, когда свет меркнет. Этому явлению присвоен термин фотолитическая диссоциация (фотодиссоциация, фотолиз). Ему быстро нашли прикладное значение в искусстве светописи, то есть привычной нам фотографии, позволявшей запечатлевать прекрасные мгновения человеческой жизни.
В природе и в лаборатории
В естественных условиях бромид серебра встречается в виде минерала бромаргирита. В нем есть значительные примеси хлора и йода, а добывают его из месторождений в западной Европе, Чили и Мексике.
Бром не является редким элементом. Бром в России производят с 1917 года, с тех пор как был построен завод на соляном озере Сакское. А предприимчивые американцы с 1934 года добывают бром из морской воды промышленным способом.
Поэтому в лаборатории соединяют любую растворимую соль серебра в растворе любого бромида или бромисто-водородной кислоты. Чаще всего на это идет нитрат серебра и бромид калия или натрия:
Реакция порождает выпадение бромида серебра в виде мелкокристаллического желтоватого осадка. Если оба вещества разогреть до 150-200°С, то молекула брома, состоящая из двух атомов Br2, под воздействием энергии теплоты соединится с двумя одноатомными молекулами 2Ag.
2Ag + Br2 → 150-200°С → 2AgBr
На выходе образовалось то же самое вещество:
- с плотностью 6,47 т/м3;
- молярной массой 187,772 г/моль;
- с Т°С плавления 432°C;
- с Т°С кипения 1502°C;
- и с растворимостью в воде 0,000014 г/100 г (при 25°C).
Если микрочастицы бромида серебра поместить внутрь стекла, откуда молекулы AgBr не могут выйти из заточения наружу, такое стекло на свету будет темнеть, а в темноте светлеть. Так работают очки-хамелеоны.
Не бромом единым
Аргентум — благородный металл, не лишенный химической активности, способный вступать в реакции с другими веществами. Например, с йодом, близким родственником брома по галогеновой группе. Это соединение, иодид серебра AgI, тоже подвержено фотолизу и используется для получения светочувствительных пленок. С ним можно встретиться в природе, где он существует в виде прозрачных лимонно-желтых кристаллов. Минерал называется иодаргирит. А еще йодид серебра используется в качестве дождеобразуещего агента: распыленный в верхних слоях атмосферы, он провоцирует образование очагов конденсации. Из пара облаков образуются капельки воды и проливаются дождем.
AgI токсичен, для работы с ним требуется специальный допуск и соблюдение правил техники безопасности. Если через аммиачный раствор оксида серебра пропустить ацетилен, то произойдет выпадение ацетиленида серебра — осадка, который имеет белый цвет. Получение ацетиленида требуется при производстве взрывчатых веществ. Но само вещество очень неустойчивое.
В окружающем нас воздухе всегда присутствует сероводород, состоящий из серы и водорода — двух очень активных элементов. Встречаясь с Аg, сера освобождается от водорода и привязывается к серебру, образуя сульфид серебра Ag2S. Происходит потемнение металла. Иногда это выглядит благородно, иногда портит вид ювелирного украшения, и люди суеверно ожидают заболевания или порчи и дурного сглаза. На самом деле это обычная химическая реакция и никакой мистики.
В природе Ag2S присутствует как минерал аргентит, известный с начала XIX века. Русские рудознавцы называли его серебряным блеском. Очень ценная серебряная руда. Ее добыча и разделка дает возможность получать сразу два важных материала: серу и аргентум.
Существует модификация природного сульфида серебра — акантит. Впервые описан в середине XIX века в Чехии, но большая часть разработанных месторождений находится в Мексике.
H + | Li + | K + | Na + | NH4 + | Ba 2+ | Ca 2+ | Mg 2+ | Sr 2+ | Al 3+ | Cr 3+ | Fe 2+ | Fe 3+ | Ni 2+ | Co 2+ | Mn 2+ | Zn 2+ | Ag + | Hg 2+ | Hg2 2+ | Pb 2+ | Sn 2+ | Cu + | Cu 2+ | |
OH − | P | P | P | — | P | М | Н | М | Н | Н | Н | — | Н | Н | Н | Н | Н | — | — | Н | Н | Н | Н | |
F − | P | Н | P | P | Р | М | Н | Н | М | Р | Н | Н | Н | Р | Р | М | Р | Р | М | М | Н | Р | Н | Р |
Cl − | P | P | P | P | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Р | Н | М | — | Н | Р |
Br − | P | P | P | P | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | М | Н | М | Р | H | Р |
I − | P | P | P | P | Р | Р | Р | Р | Р | Р | ? | Р | — | Р | Р | Р | Р | Н | Н | Н | Н | М | Н | — |
S 2− | P | P | P | P | — | Р | М | Н | Р | — | — | Н | — | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н |
SO3 2− | P | P | P | P | Р | М | М | М | Н | ? | ? | М | ? | Н | Н | Н | М | Н | Н | Н | Н | ? | Н | ? |
SO4 2− | P | P | P | P | Р | Н | М | Р | Н | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | М | — | Н | Н | Р | Р | Р |
NO3 − | P | P | P | P | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Р | — | Р | — | Р | Р |
NO2 − | P | P | P | P | Р | Р | Р | Р | Р | ? | ? | ? | ? | Р | М | ? | ? | М | ? | ? | ? | ? | ? | ? |
PO4 3− | P | Н | P | P | — | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | Н | ? | Н | Н | Н | Н |
CO3 2− | М | Р | P | P | Р | Н | Н | Н | Н | — | — | Н | — | Н | Н | — | Н | Н | — | Н | — | — | ? | — |
CH3COO − | P | Р | P | P | Р | Р | Р | Р | Р | — | Р | Р | — | Р | Р | Р | Р | Р | Р | М | Р | — | Р | Р |
CN − | P | Р | P | P | Р | Р | Р | Р | Р | ? | Н | Н | — | Н | Н | Н | Н | Н | Р | Н | Р | — | — | Н |
SiO3 2− | H | Н | P | P | ? | Н | Н | Н | Н | ? | ? | Н | ? | ? | ? | Н | Н | ? | ? | ? | Н | ? | ? | ? |
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Бромид полония(II)
- Бромидж
бромид серебра — бромистое серебро … Cловарь химических синонимов I
Бромид хрома(II) — Общие Систематическое наименование Бромид хрома (II) Химическая формула CrBr2 Физические свойства Состояние (ст. усл.) твёрдое вещество желтовато белого цве … Википедия
Бромид хрома(III) — Общие Систематическое наименование Бромид хрома(III) Традиционные названия Бромистый хром Химическая формула CrBr3 Физические свойства … Википедия
Бромид алюминия — Бромид алюминия … Википедия
Бромид меди(I) — Бромид меди(I) … Википедия
Бромид калия — Бромид калия … Википедия
Бромид диртути(2+) — Систематическое название Бромид диртути(2+) Другие названия … Википедия
Бромид меди(II) — Бромид меди(II) … Википедия
Бромид ртути(I) — Бромид диртути(2+) … Википедия
Бромид магния — Общие Систематическое наименование Бромид магния Традиционные названия Бромистый магний Химическая формула MgBr2 Физические свойства Состояние (ст. усл … Википедия
Поиск золота и самородков
- ПОИСК САМОРОДКОВ
- Особенности золота
- Образование месторождений
- Месторождения золота
- Золотоносность кварца
- Основы геологии россыпей
- Выбор места для поиска
- Признаки месторождений
- Методы поиска
- ВСЕ О ЗОЛОТЕ
- История золота
- Свойства золота
- Золото в природе
- Золото в морской воде
- Извлечение золота
- Химия золота
- Коллоидное золото
- Изотопы золота
- Разные статьи про золото
- Новости мира золота
- Благодарности
- Контакты
- Карта сайта
По своей химической активности серебро занимает промежуточное положение между золотом и медью. С кислородом серебро непосредственно не соединяется, но в расплавленном состоянии растворяет около 20 объемов кислорода на один объем металла. В твердом серебре растворимость кислорода мала, поэтому при затвердевании расплавленного серебра происходит выделение растворенного в нем кислорода, сопровождающееся иногда разбрызгиванием металла.
С водородом, азотом и углеродом серебро непосредственно не взаимодействует. Фосфор действует на серебро лишь при температуре красного каления с образованием фосфидов. При нагревании с серой серебро легко образует сульфид Ag2S. Это же соединение получается при действии на серебро газообразной серы, выделяющейся при термической диссоциации некоторых сульфидов (пирита, пирротина, халькопирита), и при нагреве металла в контакте с этими сульфидами.
При воздействии сероводорода поверхность серебра покрывается черной пленкой Ag2S. Процесс медленно идет уже в обычных условиях и является причиной постепенного потемнения серебянных изделий. Серебро взаимодействует также со свободными хлором, бромом и иодом с образованием соответствующих галогенидов. Эти процессы медленно протекают, даже при обычных температурах и ускоряются в присутствии влаги, при нагревании и под действием света.
Электродный потенциал серебра в водных растворах высок
Ag =>Ag + + e, E0 = + 0,799В.
Поэтому, как и золото, серебро не вытесняет водород из водных растворов кислот, устойчиво по отношению к щелочам. Однако в отличие от золота оно растворяется в кислотах, являющихся достаточно сильными окислителями, например, в азотной и концентрированной серной.
Подобно золоту, серебро легко взаимодействует с царской водкой и насыщенной хлором соляной кислотой, но при этом оно остается в нерастворимом остатке вследствие образования малорастворимого хлорида AgCl. Такие различия в поведении золота и серебра часто используют для разделения этих металлов.
Тонкодисперсное серебро в контакте с кислородом воздуха растворяется в разбавленной серной кислоте. Подобно золоту, серебро растворяется также в насыщенных воздухом водных растворах цианидов щелочных и щелочноземельных металлов, в водном растворе тиомочевины в присутствии солей железа (III).
В подавляющем большинстве своих соединений серебро имеет степень окисления (+1). Соединения с более высокой степенью окисления серебра (+2 и +3) сравнительно малочисленны и практического значения не имеют.
Оксид серебра Ag2O черно-коричневого цвета может быть получен введением щелочи в раствор, содержащий ионы Ag + . Вначале, по-видимому, образуется гидроксид, тотчас переходящий в оксид:
Хотя оксид серебра — малорастворимое в воде соединение, его водная суспензия имеет четко выраженную основную реакцию, поэтому соли серебра в водных растворах не гидролизуются и дают нейтральную реакцию. При нагревании до 185 - 190 °С Ag2O разлагается на элементы. Перекись водорода легко восстанавливается Ag2O уже при комнатной температуре:
В водном растворе аммиака Ag2O растворяется с образованием комплексного соединения:
При стоянии из раствора осаждается чрезвычайно взрывчатый даже во влажном состоянии осадок нитрида серебра Ag3N (гремучее серебро).
Галогениды серебра - малорастворимые соединения. Исключение составляет лишь легкорастворимый фторид AgF. Хлорид AgCl, бромид AgBr и иодид Agl выпадают в осадок при введении в раствор, содержащий ионы Ag + (например, раствор AgNO3), ионов Cl, Вr и I. Их произведения растворимости составляют соответственно 1,8-10 -10 (AgCl), 5,3-10 -13 (AgBr) и 8,310 -17 (Agl).
В гидрометаллургии и аффинаже благородных металлов широко используют прием осаждения серебра в виде хлорида, осуществляемый введением в серебросодержащие растворы NaCl или НСl. Хлорид серебра плавится при 455°С. Температура кипения AgCl 1550°С, но заметное улетучивание наблюдается уже при температуре выше 1000°С.
Ионы серебра образуют прочные комплексы с целым рядом ионов и молекул (CN-, S2O3 - , SO3 2- , Сl - , NH3, CS(NH2)2 и т.д.). Благодаря этому практически нерастворимый в воде AgCl легко растворяется в водных растворах цианистого калия, тиосульфата и сульфита натрия, аммиака, например:
AgCl + 2CN - = Ag (CN)2 + Сl -
Вследствие образования комплексов с ионами Сl- хлорид серебра заметно растворим также в концентрированных соляной кислоте и растворах других хлоридов:
Например, в концентрированном растворе NaCl растворимость хлорида серебра составляет 6,7-10 -3 моль/л (0,72 г/л Ag) против 1,3-10 -5 в воде. Концентрированные растворы NaCl использовали ранее для выщелачивания серебра из огарков хлорирующего обжига.
Таким образом при введении хлор-ионов в серебросодержащие растворы концентрация серебра вначале падает (образование AgCl), а затем начинает возрастать (в результате комплексообразования). Поэтому для достижения полноты осаждения серебра следует избегать большого избытка ионов хлора.
Электроотрицательными металлами (цинком, железом) хлорид серебра, взятый в виде суспензии в разбавленной серной кислоте, легко восстанавливается до металла. Этот простой прием получения металлического серебра из его хлорида широко применяют в аффинажном производстве.
Бромид серебра AgBr похож по своим свойствам на AgCl. Он растворим в аммиачных, тиосульфатных, сульфитных и цианистых растворах, легко восстанавливается до металла.
Иодид серебра AgI — наименее растворимый из галогенидов серебра, поэтому в отличие от AgCl и AgBr он не растворим в аммиачных растворах, но растворим в присутствии ионов CN - и S2O3 - , с которыми серебро образует более прочные, нежели с аммиаком, комплексы. Заметной растворимостью AgI обладает также в концентрированных растворах иодидов щелочных металлов, что объясняется образованием комплексных ионов AgI 2- .
Весьма характерной и важной особенностью труднорастворимых галогенидов серебра является их светочувствительность, заключающаяся в том, что под действием света они разлагаются на металлическое серебро и свободный галоид:
Это свойство галоидных солей серебра лежит в основе их применения для производства фотоматериалов - веточувствительных пленок, пластинок и бумаги. Светочувствительность галоидов серебра возрастает в ряду AgI
К галогенидам серебра очень близок по своим свойствам цианид серебра AgCN. Он выпадает в виде белого осадка при добавлении к раствору, содержащему ионы Ag + , раствора цианида щелочного металла (без избытка). Подобно галогенидам серебра, AgCN практически нерастворим в воде (произведение растворимости 2.3-10 -16 ) и разбавленных кислотах, но растворим в аммиачных, тиосульфатных и цианистых растворах, вследствие образования соответствующих комплексных соединений. В отличие от галогенидов цианид серебра под действием света не разлагается.
Из других соединений серебра большое практическое значение имеют нитрат и сульфат серебра.
Нитрат серебра AgNO3 получают действием азотной кислоты на металлическое серебро:
Нитрат серебра представляет собой бесцветные негигроскопические кристаллы, плавящиеся при 208,5 °С ; при температуре выше 350 °С термически разлагается.
AgNO3 очень легко растворяется в воде. При 20 °С его растворимость составляет 222 г на 100 г воды, при 100°С она возрастает до 952 г на 100 г.
В присутствии органических веществ нитрат серебра чернеет вследствие частичного восстановления до металла.
Нитрат серебра - технически наиболее важное соединение этого металла. Эта соль служит исходным продуктом для приготовления остальных соединений серебра. Водный раствор AgNO3 используют в качестве электролита при электролитическом рафинировании серебра.
Сульфат серебра Ag2SO4 может быть получен растворением металлического серебра в горячей концентрированной серной кислоте:
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Сульфат серебра образует бесцветные кристаллы, плавящиеся при 660 °С. При температуре выше 1000 °С термически разлагается. Растворимость Ag2SO4 в воде невелика, при 25 °С она составляет 0,80 г на 100 г воды. В концентрированной серной кислоте растворимость значительно выше вследствие образования более растворимого бисульфата AgHSO4.
Сульфид серебра Ag2S — наиболее трудно растворимая соль этого металла (произведение растворимости 6.3x10 -50 ). Он выпадает в виде черного осадка при пропускании сероводорода через растворы солей серебра. Образование Ag2S происходит также при действии H2S на металлическое серебро в присутствии влаги и кислорода воздуха:
Как было отмечено, этот процесс является причиной потемнения серебряных изделий при длительном хранении. Сульфид серебра можно получить также непосредственно из элементов, нагревая металлическое серебро с элементарной серой.
В цианистых растворах Ag2S растворяется в результате образования комплексного соединения:
Ag2S + 4CN- = 2Ag (CN) 2- + S 2-
Эта реакция обратима, протеканию ее слева направо способствует повышение концентрации иновов CN - и удаление ионов S2- окислением их кислородом продуваемого воздуха.
С разбавленными минеральными кислотами Ag2S не взаимодействует. Концентрированная серная и азотная кислота окисляют сульфид серебра до сульфата. При нагревании в атмосфере воздуха Ag2S разлагается с образованием металлического серебра и диоксида серы:
Из ранее упоминавшихся комплексных соединений серебра наибольший интерес для гидрометаллургии этого металла представляют хорошо растворимые комплексные цианистые соединения калия, натрия и кальция. Подобно аналогичным соединениям золота, комплексные цианиды серебра образуются при растворении металлического серебра в растворе соответствующего цианида при доступе кислорода воздуха:
4Ag + 8CN - + O2 + 2Н2O = 4Ag(CN)2 + 4OН -
Эта реакция, как и аналогичная реакция с золотом, лежит в основе процесса цианирования.
Как и золото, серебро растворяется в водных растворах тиомочевины в присутствии солей Fe(III), образуя комплексные катионы Ag[CS (NH2)2]2 + .
Реакция окисления галогенидов до свободных галогенов
Применяя различные окислители, определяют бромиды и йодиды. Образующиеся в результате окислительно-восстановительной реакции галогены извлекают хлороформом и наблюдают окраску хлороформного слоя.
Например, для обнаружения бромид-иона в качестве окислителя используют хлорамин в присутствии кислоты хлороводородной. Образующийся хлор окисляет бромид-ион. Выделяющийся молекулярный бром окрашивает слой хлороформа в желто-бурый цвет:
В качестве окислителей могут использоваться также броматионы: 5Br - + BrO3 - + 6H+ → 3Br2 + 3H2O.
При добавлении к раствору бромида таких сильных окислителей, как PbO2 или CrO3, в уксуснокислой среде происходит выделение паров брома:
Выделяющийся бром реагирует с флуоресцеином, водноспиртовым раствором которого пропитана фильтровальная бумага, накрывающая пробирку с реакционной смесью. В результате можно наблюдать красное окрашивание образующегося эозина:
Для открытия йодидов можно использовать раствор железа(Ш) хлорида или нитрита натрия. Например, окисление йодид-ионов нитритом протекает по схеме реакции:
Реакция осаждения раствором азотнокислого серебра
Хлориды, бромиды и йодиды при действии серебра нитрата
в присутствии азотной кислоты дают творожистые осадки галогенидов серебра белого или желтого цвета:
Образующиеся осадки нерастворимы в азотной кислоте, но растворимы в растворах натрия тиосульфата, например:
Различить их можно по растворимости в растворах аммиака и карбоната аммония (см. табл. 8.2).
Свойства галогенидов серебра
Соль | Реактив | |||
HNO3 | Na2S2O3 | NH3• H20 | (NH4)2CO3 | |
AgCl | Нерастворим | Растворим [Ag(S2O3)2] 3- | Растворим [Ag(NH3)2]+ | Растворим [Ag(NH3)2]+ |
AgBr | Нерастворим | Растворим [Ag(S2O3)2] 3- | Частично растворим в концентрированном растворе аммиака | Нерастворим |
AgI | Нерастворим | Растворим [Ag(S2O3)2] 3- | Нерастворим | Нерастворим |
Хлорид серебра легко растворяется в разбавленных растворах аммиака и аммония карбоната с образованием комплексных ионов. Бромид серебра нерастворим в растворе (NH4)2CO3, мало растворим в разбавленных растворах аммиака, но растворяется в концентрированных растворах аммиака.
Йодид серебра нерастворим ни в растворах аммиака, ни в растворах карбоната аммония.
- Интерактивное изображение
Бромид серебра (AgBr), мягкий, бледно-желтого цвета, не растворимый в воде соли хорошо известны (наряду с другими галогенидов серебра) для его необычной чувствительности к свету . Это свойство позволило галогениды серебра стать основой современных фотографических материалов. AgBr широко используется в фотопленках и , как полагает некоторые, была использована для изготовления Туринской плащаницы . Соль может быть найдена в природе в виде минерала bromargyrite (bromyrite).
содержание
- 1 Получение
- 2 Реакции
- 3 Физические свойства
- 3.1 Кристаллическая структура
- 3,2 Растворимость
- 3,3 Светочувствительность
- 3.4 свойства полупроводников
- 4 Смотрите также
- 5 Ссылки
подготовка
Хотя соединение можно найти в минеральной форме, AgBr , как правило , получают с помощью реакции нитрата серебра с щелочным бромид, обычно бромид калия :
AgNO 3 (водно) + KBr (водно) → AgBr (ы) + KNO 3 (водно)
Несмотря на то, менее удобно, соль может быть также получена непосредственно из его элементов.
Современная подготовка простой, светочувствительной поверхности включает образование эмульсии из кристаллов галогенидов серебра в желатине, который затем наносят на пленку или другой опоре. Кристаллы образуются путем осаждения в контролируемой среде , чтобы производить небольшие однородные кристаллы (обычно 12 атомов Ag) , называемые зерна.
Реакции
Серебро бромид легко реагирует с жидким аммиаком, чтобы генерировать множество аммиакатных комплексов:
Бромид серебра реагирует с трифенилфосфином с получением трис (трифенилфосфин) продукта:
Физические свойства
AgF, AgCl, AgBr и все имеют структуру гранецентрированной кубической (ГЦК) каменной соли (NaCl), решетки со следующими параметрами кристаллической решетки:
Более крупные ионы галогенида расположены в виде кубической плотной упаковки, в то время как меньшие ионы серебра заполнить пробелы октаэдрические между ними, давая 6-координату структуру , в которой ион серебра Ag + окружен 6 Br - ионов, и наоборот. Геометрии координации для AgBr в структуре NaCl неожиданно для Ag (I) , который обычно образует линейный, тригональный (3-скоординированный Ag) или тетраэдрические (4-координироваться Ag) комплексов.
В отличии от других галогенидов серебра, iodargyrite (AgI) содержит гексагональную структуру цинкита решетки.
Эти галогениды серебра имеют широкий спектр растворимости. Растворимость AgF составляет около 6 × 10 7 раз больше , чем AgI. Эти различия относятся к относительным сольватации энтальпиям ионов галоида; энтальпия сольватации фторида аномально велико.
Соединение | Растворимость (г / 100 г Н 2 О) |
AgF | 172 |
AgCl | 0,00019 |
AgBr | 0.000014 |
AgI | 0.000003 |
Несмотря на то, фотографические процессы были в разработке с середины 1800-х годов, не было подходящих теоретических объяснений до 1938 с публикацией статье RW Герни и NF Мотта. Эта статья вызвала большое количество исследований в области химии твердого тела и физики, а более конкретно в серебряных явлениях галогенида светочувствительности.
Дальнейшие исследования этого механизма показали , что фотографические свойства галогенидов серебра (в частности , AgBr) были результатом отклонений от идеальной кристаллической структуры. Такие факторы, как рост кристаллов, примеси и дефекты поверхности влияют концентрацию точечных дефектов ионных и электронных ловушек, которые влияют на чувствительность к свету и позволяют для формирования скрытого изображения .
Френкелевский дефекты и деформации quadropolar
Основной дефект галогенидов серебра является дефектом Я.И. , где ионы серебра расположены интерстициально (Ag я + ) в высокой концентрации с их соответствующими отрицательно заряженными ионами серебра-вакансиями (Ag V - ). В чем уникальность AgBr пар Френкеля является то , что интерстициальный Ag я + исключительно мобильный, и что его концентрация в слое ниже поверхности зерна ( так называемый пространственного заряда слоя) намного превосходит собственной массы. Энергия образования пары Френкеля мала при 1,16 эВ , а энергия активации миграции необычно низкая при 0,05 эВ ( по сравнению с NaCl: 2,18 эВ для формирования пары Шоттки и 0,75 эВ для катионных миграции). Эта низкая энергия приводит к большой концентрации дефектов, которые могут достигать около 1% вблизи точки плавления.
Низкой энергии активации в бромистого серебра можно отнести высокую квадрупольный поляризуемости ионов серебра; то есть, он может легко деформироваться из сферы в эллипсоид. Это свойство, результатом д 9 электронной конфигурации иона серебра, облегчает миграцию в обоих иона серебра , и в серебристо-ионных вакансий, таким образом давая энергию необычно низкой миграции (для Ag V - : 0.29-0.33 эВ, по сравнению с 0,65 эВ для NaCl).
Исследования показали, что дефект концентрация сильно влияет (до нескольких степеней 10) размером кристалла. Большинство дефектов, таких как интерстициальный серебра концентрации ионов и поверхностных изломов, обратно пропорциональны размеру кристалла, хотя вакансионные дефекты прямо пропорциональны. Это явление связано с изменением поверхностной химии равновесия, и, следовательно, влияет на каждую концентрацию дефектов по-разному.
Концентрации примесей можно регулировать путем роста кристаллов или прямого добавления примесей в кристаллических растворах. Хотя примеси в решетке бромистого серебра необходимо стимулировать образование дефектов Френкеля, исследования Гамильтон показали, что выше определенной концентрации примесей, количество дефектов междоузельных ионов серебра и положительные перегибов резко сократить на несколько порядков. После этого момента, только дефекты вакантности серебра ионов, которые фактически увеличивают на несколько порядков, занимают видное место.
Электронные ловушки и дырочные ловушки
Когда свет падает на поверхности зерна галогенида серебра, фотоэлектронный генерируется, когда галогенид теряет свой электрон в зону проводимости:
После того, как электрон высвобождается, он будет совмещать с интерстициальным Ag я + , чтобы создать атом серебра металла Ag я 0 :
Через дефектов в кристалле, электрон может уменьшить свою энергию и попадают в ловушку в атоме. Протяженность границ зерен и дефекты в кристалле влияет на время жизни фотоэлектрона, где кристаллы с большой концентрацией будет захватывать электрон гораздо быстрее, чем в более чистом кристалле дефектов.
Когда фотоэлектронной мобилизуется, A фотодырок ч • также образуется, который также должен быть нейтрализован. Время жизни фотодырок, однако, не коррелирует с этим фотоэлектрона. Эта деталь указывает на другой механизм улавливания; Малиновский предполагает , что дырочные ловушки могут быть связаны с дефектами в результате примесей. После того, как в ловушке, дыры привлекают мобильные, отрицательно заряженных дефектов в решетке: интерстициальное серебро вакансии Ag V - :
Формирование h.Ag V понижает свою энергию в достаточной степени для стабилизации комплекса и уменьшить вероятность выброса отверстие обратно в валентной зоны (константы равновесия отверстие-комплекса в глубь кристалла оценивается в 10 -4 ,
Дополнительные исследования по электронно- и захвату дырок показали , что примеси также могут быть существенной системой захвата. Следовательно, не может быть уменьшена интерстициальные ионы серебра. Таким образом, эти ловушки на самом деле потери механизмов, и считаются отловом неэффективностью. Так , например, атмосферный кислород может взаимодействовать с фотоэлектронами с образованием O 2 - вид, который может взаимодействовать с отверстием для обратного комплекса и претерпевают рекомбинацию. Ион металла примеси , такие как медь (I), железа (II) и кадмия (II) , показали , отверстие для улавливания в бромида серебра.
химия поверхности кристалла;
После того, как образуются дырочные комплексы, они диффундируют к поверхности зерна в результате образовавшегося градиента концентрации. Исследования показали, что время жизни дырок вблизи поверхности зерна намного больше, чем в объеме, и что эти отверстия находятся в равновесии с адсорбированным бромом. Чистый эффект является равновесным толчком на поверхность, чтобы сформировать более отверстия. Поэтому, как дырочные комплексы достигают поверхности, они отмежеваться:
h.Ag v - → H • + Ag V - → Br → ФРАКЦИИ Br 2
По этой реакции равновесия, дырочные комплексы постоянно потребляется на поверхности, который выступает в качестве поглотителя, пока не будет удален из кристалла. Этот механизм обеспечивает аналог к уменьшению интерстициального Ag я + в Ag я 0 , давая общее уравнение:
AgBr → Ag + ФРАКЦИИ Br 2 формирование Скрытое изображение и фотография
Теперь, когда некоторые из теории были представлены, фактический механизм фотографического процесса теперь можно обсудить. Подводя итог, как фотопленка подвергается изображение, фотонов , падающих на зерно производить электроны , которые взаимодействуют с получением металлического серебра. Больше фотонов , поражающие конкретное зерно будут производить большую концентрацию атомов серебра, содержащей от 5 до 50 атомов серебра (из
В то время как этот процесс происходит, атомы брома производятся на поверхности кристалла. Для того, чтобы собрать бром, слой поверх эмульсии, которая называется сенсибилизирующим, действует как акцептор брома.
В процессе разработки пленки скрытое изображение усиливается добавлением химического вещества, как правило , гидрохинон , что избирательность уменьшает те зерна , которые содержат атомы серебра. Процесс, который чувствителен к температуре и концентрации, полностью уменьшить зерна до металлического серебра, усиливая скрытое изображение на порядка 10 10 до 10 11 . Этот шаг демонстрирует преимущество и превосходство галогенидов серебра по сравнению с другими системами: скрытое изображение, которое принимает только миллисекунды , чтобы сформировать и является невидимым, является достаточным для получения полного изображения из него.
AgX (тв) + 2 Na 2 S 2 O 3 (водн) → Na 3 [Ag (S 2 O 3 ) 2 ] (водный раствор) + NaX (водн)
Неопределенное число положительных отпечатков могут быть получены от негатива при прохождении света через него и предпринимает те же самые шаги, описанные выше.
Читайте также: