![]() |
Άργυρος (Ag)
|
Μέταλλο γνωστό από την αρχαιότητα. Αργυρά αντικείμενα που βρέθηκαν στη Μικρά Ασία και στα νησιά του Αιγαίου καταδεικνύουν ότι ο άνθρωπος γνώριζε τον τρόπο διαχωρισμού του Ag από τα ορυκτά του μολύβδου ήδη από το 3000 π.Χ. Oνομασία ελληνικής /λατινικής προέλευσης: "argentum" - "άργυρος". Η ονομασία "ασήμι" προέρχεται από τον "άσημο άργυρο" των αρχαίων Αθηναίων (άργυρος χωρίς σήμανση, άργυρος που δεν έχει γίνει νόμισμα). Μαλακό, ελατό και όλκιμο μέταλλο, ημιευγενές, προσβάλλεται από το θείο και θειούχες ενώσεις, όπως και από το όζον, τα οποία μαυρίζουν την αστραφτερή ανακλαστική του επιφάνεια. Ο άργυρος είναι ο καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού και της θερμότητας. • Διαλύεται εύκολα σε νιτρικό οξύ [V01], ενώ δεν προσβάλλεται από αραιό υδροχλωρικό οξύ, αραιό θειικό οξύ και διαλύματα καυστικών αλκαλίων. • Αμιγή ορυκτά του αργύρου όπως ο αργυρίτης ή αργεντίτης, Ag2S [F01] και ο χλωραργυρίτης, AgCl [F02] είναι σχετικώς σπάνια (Μεξικό, Καναδάς, ΗΠΑ, Περού). • Σπανιότατα συναντάται και ως μεταλλικός Ag [ F03]. Λαμβάνεται κυρίως ως παραπροϊόν παραγωγής άλλων μετάλλων (Cu, Pb) στα θειούχα ορυκτά των οποίων, όπως π.χ. ο γαληνίτης, PbS [F04], βρίσκεται σε πολύ μικρές αλλά εκμεταλλεύσιμες ποσότητες (όπως π.χ. κατά το παρελθόν, στον "αργυρούχο" γαληνίτη των μεταλλείων του Λαυρίου).• Το 2021 παρήχθησαν παγκοσμίως 24 χιλ. τόνοι μετάλλου. Κυριότερες παραγωγοί χώρες: Περού, Μεξικό, Κίνα, Χιλή, ΗΠΑ και Καναδάς. • Κυριότερες εφαρμογές: κοσμήματα, αργυρά αντικείμενα οικιακής χρήσης (ως κράμα με Cu: 92,5% Ag + 7,5% Cu), φωτογραφικά φιλμ (ως φωτοευαίσθητος AgBr), ηλεκτρολογικά εξαρτήματα, καθρέπτες. Οι ενώσεις του (κυρίως ο AgNO3) χρησιμοποιούνται ως χημικά αντιδραστήρια και ως μικροβιοκτόνα. Βομβίδες με εκρηκτικό μίγμα AgIO3 + C, χρησιμοποιούνται για την παραγωγή τεχνητής βροχής. Ο εμβολιασμός του σύννεφου με τον παραγόμενο (κατά την έκρηξη) AgI ( AgIO3 + 3C![]()
Γενικές χημικές ιδιότητες των ενώσεων του Ag
Οξειδωτικές καταστάσεις Η μόνη σταθερή οξειδωτική κατάσταση του Αg σε υδατικά διαλύματα είναι η Ag(I). Ενώσεις Ag(II), όπως π.χ. οι ενώσεις AgF2 και AgO παρασκευάζονται με ηλεκτρολυτική οξείδωση ή με χρήση ισχυρών οξειδωτικών μέσων (π.χ. S2O82-), αλλά είναι εξαιρετικά βραχύβιες παρουσία ύδατος, το οποίο οξειδώνουν προς O2. Διαλυτοποίηση του μετάλλου • Ο Ag διαλυτοποιείται μόνο από οξειδωτικά οξέα (HNO3, πυκνό-θερμό H2SO4), π.χ.
3Ag + NO3− + 4H+
2Ag + 3H2SO4
• Ο Ag δεν προσβάλλεται από διαλύματα ισχυρών βάσεων. Video 01: Διαλυτοποίηση Ag σε HNO3
Σταθερότητα των διαλυμάτων του • Τα ιόντα Ag+ δεν υδρολύονται εύκολα και δεν απαιτείται οξίνιση των διαλυμάτων τους. O AgNO3 αποτελεί το πιο συνηθισμένος και ευρύτερα χρησιμοποιούμενο διαλυτό άλας του Ag. • Τα άλατα του Ag+ και τα διαλύματά τους είναι φωτοευαίσθητα και πρέπει να φυλάσσονται σε σκοτεινόχρωμες φιάλες, ειδάλλως μαυρίζουν λόγω σχηματισμού μεταλλικού Ag που συνήθως επικάθεται στην υάλινη επιφάνεια της φιάλης. • Ανάλογη διάσπαση παρατηρείται παρουσία ιχνών οργανικών ή γενικά αναγωγικών ουσιών (ιδιαίτερα παρουσία φωτός). Ο σχηματισμός μεταλλικού Ag φαίνεται σαν να δρα καταλυτικά και επιταχύνει τη διάσπαση των διαλυμάτων του Ag. • Πρέπει να αποφεύγεται η επαφή των διαλυμάτων Ag+ με το δέρμα, ρούχα κ.λπ., διότι λόγω της διάσπασής τους αφήνουν ανεξίτηλες μαύρες κηλίδες μεταλλικού Ag. Αυτές μπορούν να απομακρυνθούν σε ικανοποιητικό βαθμό με έκπλυση με διάλυμα Ι2 (σε αλκοόλη ή διάλυμα ΚΙ) και στη συνέχεια με έκπλυση με σχετικά πυκνό διάλυμα Na2S2O3:
2Ag + I2
• Σε αλκαλικά διαλύματα και απουσία συμπλεκτικών αντιδραστηρίων σχηματίζεται καστανόχρωμο Ag2O:
2Ag+ + 2 OH−
Σχηματισμός συμπλόκων ιόντων • O Αg(I) σχηματίζει αρκετά σταθερά σύμπλοκα με ΝΗ3 και οργανικές αμίνες. 'Ετσι, με αραιή NH3 διαλυτοποιείται ο δυσδιάλυτος AgCl με σχηματισμό συμπλόκου:
AgCl + 2NH3 (αραιή) • Ο Ag(I) σχηματίζει πολύ σταθερά σύμπλοκα με τα ιόντα CN− και S2O32−, των οποίων διαλύματα αλάτων τους μπορούν εύκολα να διαλυτοποιήσουν όλα τα δυσδιάλυτα αλογονίδια AgX (X: Cl, Br, I):
AgX + nCN−
AgX + 2S2O32−
• Ο Αg(I) σχηματίζει διαλυτά και σχετικώς σταθερά σύμπλοκα με τα αλογονοϊόντα Cl−, Br−, I−. Αποτέλεσμα του σχηματισμού αυτών των συμπλόκων είναι η μερική ή η πλήρης διαλυτοποίηση των αντίστοιχων δυσδιάλυτων αλογονιδίων παρουσία περίσσειας αλογονοϊόντων, π.χ.
AgΙ + (n−1)Ι−
AgΧ + (n−1)Χ−
Ειδικά χαρακτηριστικά • Κύριο χαρακτηριστικό του Ag(I) είναι ο σχηματισμός δυσδιάλυτων αλάτων με τα αλογονοϊόντα Cl−, Br−, I− . Εδώ θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο AgF είναι εξαιρετικά ευδιάλυτος στο νερό (1800 g/L). Η δράση της αμμωνίας πάνω στη διαλυτοποίηση των AgCl, AgBr και AgI αποτελεί κλασικό παράδειγμα συσχέτισης του γινομένου διαλυτότητας με τη δυνατότητα διαλυτοποίησης ιζήματος λόγω σχηματισμού συμπλόκου. 'Ετσι, ενώ ο πιο ευδιάλυτος AgCl (Κsp = 1,8 x 10−10) διαλύεται σε αραιή αμμωνία, ο πιο δυσδιάλυτος AgBr (Κsp = 5 x 10−13) για να διαλυθεί απαιτεί πυκνή αμμωνία, ενώ ο εξαιρετικά δυσδιάλυτος AgI (Κsp = 8,5 x 10−17) δεν διαλύεται σε αμμωνία οποιασδήποτε συγκέντρωσης. [V05]• Τα άλατα του Ag(I) ανάγονται εύκολα από αναγωγικές ουσίες προς μεταλλικό άργυρο ο οποίος καθιζάνει σαν μαύρο ίζημα. 'Εαν η αναγωγή αυτή γίνει με αργό ρυθμό, τότε ο Ag επικολλάται στα υάλινα τοιχώματα του δοκιμαστικού σωλήνα σχηματίζοντας κατοπτρική επικάλυψη. Η αναγωγή αυτή πραγματοποιείται με προσθήκη αραιού διαλύματος φορμαλδεΰδης σε αμμωνιακό διάλυμα Ag+ και με ήπια θέρμανση. 'Οσο βραδύτερα γίνει η αναγωγή των ιόντων Ag+ και η απόθεση του παραγόμενου μεταλλικού Ag (αραιότερα διαλύματα αντιδραστηρίων), τόσο επιτυχέστερη είναι παρασκευή της κατοπτρικής επιφάνειας:
Ag+ + 2NH3
4[Ag(NH3)2]+ + HCHO + 6 OH−
•
Ιδιαίτερα χαρακτηριστική και εντυπωσιακή είναι η αντίδραση των ιόντων Ag+ με θειοθειικά ιόντα
(S2O32−), υπό την προϋπόθεση ότι τα τελευταία δεν
βρίσκονται σε περίσσεια (οπότε
θα σχηματιζόταν το σταθερό θειοθειικό σύμπλοκο: [Ag(S2O3)2]3−).
Αρχικά σχηματίζεται λευκό ίζημα Ag2S2O3 το οποίο
αυτοδιασπάται
αργά, αλλάζοντας συνεχώς το χρώμα του (λευκό
2Ag+ + S2O32−
Ag2S2O3 + H2O
Τυπικές αντιδράσεις Ag+ 1. Ιόντα Cl−
Ag+ + Cl−
AgCl + 2NH3
[Ag(NH3)2]+ + Cl− + 2H+
AgCl + 2S2O32−
AgCl + nCl−
2. Ιόντα Br-
Ag+ + Br−
2AgBr
AgBr
+ 2NH3
3. Ιόντα Ι−
Ag+ + Ι− που είναι ακόμη πιο δυσδιάλυτο από τον AgBr (Κsp = 5 x 10−13). O AgI σε αντίθεση με τον AgCl και τον AgBr δεν διαλύεται σε αμμωνία οποιασδήποτε συγκέντρωσης. Όπως ο AgCl και ο AgBr, έτσι και ο AgI διαλύεται παρουσία ιόντων που σχηματίζουν σταθερά σύμπλοκα (πολύ σταθερότερα από τα αμμωνιακά σύμπλοκα) με τον Ag+ (π.χ. S2O32−, CN−), όπως και παρουσία περίσσειας Ι−.
4. Σύγκριση Cl−, Br−, I−
AgCl + 2NH3
(αραιή)
AgBr
+ 2NH3 (πυκνή)
AgI
+ 2NH3 (πυκνή) Video 05: Σύγκριση διαλυτοτήτων AgCl, AgBr, AgI
5. Iόντα OH−
2Ag+ + OH−
Ag2O + 4NH3 + H2O
6. Αμμωνία
Ag+ + NH3 + H2O
2AgOH
Ag2O + 4NH3 + H2O Video 06: Διαλυτοποίηση Ag2O σε NH3
7. Iόντα S2−
2Ag+ + S2−
3Ag2S + 8H+ + 2NO3−-
Video 07: Αντίδραση Ag+ με S2−
8. Ιόντα CrO42−
2Ag+ + CrO42− Video 08. Αντίδραση Ag+ με CrO42-
Ag2CrO4 + 4NH3
9. Iόντα S2O32−
2Ag+ + S2O32−
Ag2S2O3 + H2O
Ag2S2O3 + S2O32−
Video 09. Αντίδραση Ag+ με S2O32− 10. Αναγωγικά μέσα
2Ag+ + Zn
4[Ag(NH3)2]+ + HCHO + 6 OΗ−
Σταδιακή ανάπτυξη βελονοειδών κρυστάλλων μεταλλικού αργύρου κατά τη βύθιση μεταλλικού χαλκού σε διάλυμα AgNO3.
|