Меню

Какого цвета осадок бромид серебра



Бромид серебра I

Бромид серебра I
Систематическое
наименование
Серебра бромид
Хим. формула AgBr
Рац. формула AgBr
Состояние твёрдое
Молярная масса 187,7722 г/моль г/моль
Плотность 6,47 г/см³
Температура
• плавления 424 °C
• кипения 1505 °C
Мол. теплоёмк. 52,3 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования -100,7 кДж/моль
Удельная теплота испарения 942600 Дж/кг
Удельная теплота плавления 46865 Дж/кг
Растворимость
• в воде 10 −5 г/100 мл при 20 °C
Рег. номер CAS 7785-23-1
PubChem 66199
Рег. номер EINECS 232-076-8
SMILES
ChemSpider 59584
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Бромид серебра — (Бромистое серебро) (также устар. бромит или бромаргирит) — светло-жёлтое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде, имеет ионное строение.

Содержание

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.

Источник

Структура, синтез, свойства и применение бромида серебра (AgBr)

бромид серебра неорганическая соль, химическая формула которой AgBr. Его твердое тело состоит из катионов Ag + и анионы Br — в соотношении 1: 1, притягиваемый электростатическими силами или ионными связями. Можно видеть, как будто металлическое серебро уступило одному из своих валентных электронов молекулярному брому..

Его природа напоминает его «братьев» хлорид и йодид серебра. Три соли нерастворимы в воде, имеют сходные цвета и, кроме того, чувствительны к свету; то есть они страдают от фотохимических реакций. Это свойство было использовано при получении фотографий, в результате восстановления ионов Ag + металлическое серебро.

На верхнем изображении показана ионная пара Ag + бром — , в которой белая и коричневая сферы соответствуют ионам Ag + и Br — , соответственно. Здесь они представляют ионную связь в виде Ag-Br, но необходимо указать, что такой ковалентной связи между обоими ионами нет.

Для серебра может показаться противоречивым вклад в черный цвет бесцветных фотографий. Это потому, что AgBr реагирует со светом, создавая скрытое изображение; который затем усиливается за счет увеличения сокращения серебра.

  • 1 Структура бромида серебра
    • 1.1 Кристаллические дефекты
  • 2 Резюме
  • 3 свойства
    • 3.1 Внешний вид
    • 3.2 Молекулярная масса
    • 3.3 Плотность
    • 3.4 Точка плавления
    • 3.5 Точка кипения
    • 3.6 Растворимость в воде
    • 3.7 Показатель преломления
    • 3.8 Теплоемкость
    • 3.9 Чувствительность к свету
  • 4 использования
  • 5 ссылок

Структура бромида серебра

Выше у вас есть сеть или кристаллическая структура бромида серебра. Вот более точное представление о разнице в размерах между ионными радиусами Ag + и Br — . Br анионы — , более объемные, они оставляют междоузлия там, где расположены катионы Ag + , который окружен шестью руб. — (и наоборот).

Эта структура характерна для кубической кристаллической системы, особенно для типа каменной соли; такой же, например, как для хлорида натрия, NaCl. Фактически, изображение облегчает это, обеспечивая идеальный кубический предел.

На первый взгляд можно заметить, что между ионами существует некоторая разница в размерах. Это и, возможно, электронные характеристики Ag + (и возможное влияние некоторых примесей) приводит к наличию дефектов в кристаллах AgBr; то есть места, где последовательность упорядочения ионов в пространстве «нарушена».

Хрустальные дефекты

Эти дефекты состоят из пустот, оставленных отсутствующими или смещенными ионами. Например, между шестью анионами Br — обычно катион Ag должен быть + ; но вместо этого может быть разрыв, потому что серебро переместилось в другой разрыв (дефект Френкеля).

Хотя они влияют на кристаллическую сеть, они способствуют реакциям серебра со светом; и чем больше кристаллы или их кластеры (размер зерен), тем больше число дефектов и, следовательно, будет более чувствительным к свету. Кроме того, примеси влияют на структуру и это свойство, особенно те, которые могут быть уменьшены с помощью электронов..

Как следствие последнего, большие кристаллы AgBr требуют меньшего воздействия света для уменьшения; то есть они более желательны для фотографических целей.

синтез

В лаборатории можно синтезировать бромид серебра, смешивая водный раствор нитрата серебра AgNO3, с солью бромид натрия, NaBr. Первая соль вносит серебро, а вторая — бромид. Далее следует реакция двойного вытеснения или метатезиса, которая может быть представлена ​​химическим уравнением ниже:

Обратите внимание, что соль нитрат натрия, NaNO3, он растворим в воде, в то время как AgBr осаждается в виде твердого вещества со слабым желтым цветом. Затем твердое вещество промывают и подвергают вакуумной сушке. В дополнение к NaBr, KBr также может быть использован в качестве источника бромид-анионов.

С другой стороны, естественно, что AgBr может быть получен через его бромитовый минерал и процессы его очистки.

свойства

внешний вид

Беловато-желтое твердое вещество, напоминающее глину.

Источник

Бромид серебра — Silver bromide

  • 7785-23-1Y
  • 59584Y
  • NHQ37BJZ2ZY
AgBr Молярная масса 187,77 г / моль вид Бледно-желтый твердый
светочувствительный элемент Плотность 6,473 г / см 3 , твердый Температура плавления 432 ° С (810 ° F, 705 К) Точка кипения 1,502 ° C (2,736 ° F, 1,775 К) (разлагается) 5,4 × 10 −13 Растворимость не растворим в спирте , большинство кислот
умеренно растворим в аммиаке
растворим в растворах цианидов щелочных металлов Ширина запрещенной зоны 2,5 эВ Электронная подвижность 4000 см 2 / (В · с) −100 кДж · моль −1 Опасности Пиктограммы GHS Сигнальное слово GHS Предупреждение Y проверить ( что есть ?) Y N Ссылки на инфобоксы

Бромид серебра (AgBr), мягкая, бледно-желтая, нерастворимая в воде соль, хорошо известная (наряду с другими галогенидами серебра) своей необычной чувствительностью к свету . Это свойство позволило галогенидам серебра стать основой современных фотоматериалов. AgBr широко используется в фотопленках и, как полагают некоторые, был использован для изготовления Туринской плащаницы . Соль встречается в природе как минерал бромаргирит .

Содержание

Подготовка

Хотя соединение может быть найдено в минеральной форме, AgBr обычно получают реакцией нитрата серебра с бромидом щелочного металла, обычно бромидом калия :

AgNO 3 (водн.) + KBr (водн.) → AgBr (s) + KNO 3 (водн.)

Хотя соль менее удобна, ее также можно приготовить непосредственно из ее элементов.

Современное приготовление простой светочувствительной поверхности включает формирование эмульсии кристаллов галогенида серебра в желатине, которую затем наносят на пленку или другую основу. Кристаллы образуются путем осаждения в контролируемой среде с образованием небольших однородных кристаллов (обычно диаметром менее 1 мкм и содержащих

10 12 атомов Ag), называемых зернами.

Реакции

Бромид серебра легко реагирует с жидким аммиаком с образованием различных комплексов аммиака, таких как Ag (NH
3 )
2 Br и Ag (NH
3 )
2 Br —
2 . В общем:

Бромид серебра реагирует с трифенилфосфином с образованием трис (трифенилфосфина) продукта:

Физические свойства

Кристальная структура

Все AgF, AgCl и AgBr имеют гранецентрированную кубическую (ГЦК) структуру решетки каменной соли (NaCl) со следующими параметрами решетки:

Свойства решетки галогенида серебра

Соединение Кристалл Структура Решетка, а / Å
AgF fcc каменная соль, NaCl 4,936
AgCl, хлораргирит fcc каменная соль, NaCl 5,5491
AgBr, бромаргирит fcc каменная соль, NaCl 5,7745
Структура элементарной ячейки

гранецентрированная кубическая каменно-солевой состав

Более крупные галогенид-ионы расположены в кубической плотной упаковке, в то время как более мелкие ионы серебра заполняют октаэдрические промежутки между ними, давая 6-координатную структуру, в которой ион серебра Ag + окружен ионами 6 Br — , и наоборот. Координационная геометрия AgBr в структуре NaCl является неожиданной для Ag (I), который обычно образует линейные, тригональные (3-координированный Ag) или тетраэдрический (4-координированный Ag) комплексы.

В отличие от других галогенидов серебра, иодаргирит (AgI) имеет гексагональную решетчатую структуру цинкита.

Растворимость

Галогениды серебра имеют широкий диапазон растворимости. Растворимость AgF примерно в 6 × 10 7 раз больше, чем растворимость AgI. Эти различия объясняются относительными энтальпиями сольватации галогенид-ионов; энтальпия сольватации фторида аномально велика.

Растворимость галогенида серебра

Соединение Растворимость (г / 100 г H 2 O)
AgF 172
AgCl 0,00019
AgBr 0,000014
AgI 0,000003

Светочувствительность

Хотя фотографические процессы развивались с середины 1800-х годов, подходящих теоретических объяснений не было до 1938 года, когда была опубликована статья RW Gurney и NF Mott. Эта статья вызвала большое количество исследований в области химии и физики твердого тела, а также, в частности, в области фоточувствительности галогенида серебра.

Дальнейшие исследования этого механизма показали, что фотографические свойства галогенидов серебра (в частности, AgBr) являются результатом отклонений от идеальной кристаллической структуры. Такие факторы, как рост кристаллов, примеси и дефекты поверхности, влияют на концентрацию точечных ионных дефектов и электронных ловушек, которые влияют на чувствительность к свету и позволяют формировать скрытое изображение .

Дефекты Френкеля и квадрополярная деформация

Основным дефектом в галогенидах серебра является дефект Френкеля , где ионы серебра расположены между узлами (Ag i + ) в высокой концентрации с соответствующими им отрицательно заряженными вакансиями ионов серебра (Ag v — ). Уникальность пар AgBr Френкеля заключается в том, что межузельный Ag i + исключительно подвижен и его концентрация в слое под поверхностью зерна (называемом слоем пространственного заряда) намного превышает таковую в собственном объеме. Энергия образования пары Френкеля низкая — 1,16 эВ , а энергия активации миграции — необычно низкая — 0,05 эВ (по сравнению с NaCl: 2,18 эВ для образования пары Шоттки и 0,75 эВ для катионной миграции). Эти низкие энергии приводят к большой концентрации дефектов, которая может достигать около 1% вблизи точки плавления.

Низкую энергию активации в бромиде серебра можно объяснить высокой квадрупольной поляризуемостью ионов серебра; то есть он может легко деформироваться из сферы в эллипсоид. Это свойство, являющееся результатом электронной конфигурации d 9 иона серебра, облегчает миграцию как в ионе серебра, так и в вакансиях для иона серебра, что дает необычно низкую энергию миграции (для Ag v — : 0,29–0,33 эВ по сравнению с 0,65 эВ для NaCl).

Исследования показали, что на концентрацию дефектов сильно влияет (до нескольких кратных 10) размер кристаллов. Большинство дефектов, таких как концентрация межузельных ионов серебра и изгибы поверхности, обратно пропорциональны размеру кристалла, хотя вакансионные дефекты прямо пропорциональны. Это явление объясняется изменением равновесия химического состава поверхности и, таким образом, по-разному влияет на концентрацию дефектов.

Концентрацию примесей можно контролировать путем роста кристаллов или непосредственного добавления примесей в растворы кристаллов. Хотя примеси в решетке бромида серебра необходимы для стимулирования образования дефектов Френкеля, исследования Гамильтона показали, что выше определенной концентрации примесей количество дефектов межузельных ионов серебра и положительных изломов резко уменьшается на несколько порядков. После этого видны только вакансионные дефекты ионов серебра, которые фактически увеличиваются на несколько порядков.

Электронные ловушки и дырочные ловушки

Когда свет падает на поверхность зерна галогенида серебра, фотоэлектрон 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 :

Из-за дефектов в кристалле электрон может уменьшить свою энергию и попасть в атом. Степень границ зерен и дефектов в кристалле влияет на время жизни фотоэлектрона, где кристаллы с большой концентрацией дефектов будут захватывать электрон намного быстрее, чем более чистый кристалл.

При мобилизации фотоэлектрона также образуется фотоотверстие h •, которое также необходимо нейтрализовать. Однако время жизни фотоотверстия не коррелирует со временем жизни фотоэлектрона. Эта деталь предполагает другой механизм захвата; Малиновский предполагает, что ловушки дырок могут быть связаны с дефектами из-за примесей. После захвата дырки притягивают подвижные отрицательно заряженные дефекты решетки: межузельная вакансия серебра Ag v — :

Образование h.Ag v снижает его энергию в достаточной степени, чтобы стабилизировать комплекс и уменьшить вероятность выброса дырки обратно в валентную зону (константа равновесия дырочного комплекса внутри кристалла оценивается как 10 −4 .

Дополнительные исследования по захвату электронов и дырок показали, что примеси также могут быть важной системой захвата. Следовательно, промежуточные ионы серебра не могут быть восстановлены. Следовательно, эти ловушки на самом деле являются механизмами потерь и считаются неэффективными. Например, атмосферный кислород может взаимодействовать с фотоэлектронами с образованием разновидностей O 2 — , которые могут взаимодействовать с дыркой, чтобы обратить комплекс и подвергнуться рекомбинации. Примеси ионов металлов, такие как медь (I), железо (II) и кадмий (II), продемонстрировали захват дырок в бромиде серебра.

Химия поверхности кристаллов;

Как только дырочные комплексы образуются, они диффундируют к поверхности зерна в результате образовавшегося градиента концентрации. Исследования показали, что время жизни дырок у поверхности зерна намного больше, чем у дырок в объеме, и что эти дырки находятся в равновесии с адсорбированным бромом. Чистый эффект — это равновесный толчок на поверхности для образования большего количества дырок. Следовательно, когда дырочные комплексы достигают поверхности, они диссоциируют:

Благодаря этому реакционному равновесию дырочные комплексы постоянно расходуются на поверхности, которая действует как сток, пока не будут удалены из кристалла. Этот механизм обеспечивает аналог восстановления межузельного Ag i + до Ag i 0 , давая общее уравнение:

AgBr → Ag + ФРАКЦИЯ Br 2 Формирование скрытого изображения и фотография

Теперь, когда часть теории изложена, можно обсудить реальный механизм фотографического процесса. Подводя итог, можно сказать, что когда фотопленка подвергается воздействию изображения, фотоны, падающие на зерно, производят электроны, которые взаимодействуют с образованием металлического серебра. Больше фотонов, попадающих в конкретное зерно, будет производить большую концентрацию атомов серебра, содержащую от 5 до 50 атомов серебра (из

10 12 атомов), в зависимости от чувствительности эмульсии. Теперь пленка имеет градиент концентрации пятнышек атомов серебра, основанный на различной интенсивности света по ее площади, создавая невидимое « скрытое изображение ».

Во время этого процесса на поверхности кристалла образуются атомы брома. Чтобы собрать бром, слой поверх эмульсии, называемый сенсибилизатором, действует как акцептор брома.

Во время проявки пленки скрытое изображение усиливается добавлением химического вещества, обычно гидрохинона , что избирательно уменьшает те зерна, которые содержат атомы серебра. Этот процесс, который чувствителен к температуре и концентрации, полностью восстановит зерна до металлического серебра, усиливая скрытое изображение на порядок от 10 10 до 10 11 . Этот шаг демонстрирует преимущество и превосходство галогенидов серебра над другими системами: скрытого изображения, для формирования которого требуется всего миллисекунды и которое является невидимым, достаточно для создания из него полного изображения.

После проявления пленка «фиксируется», при этом оставшиеся соли серебра удаляются, чтобы предотвратить дальнейшее восстановление, оставляя на пленке «негативное» изображение. Используемый агент представляет собой тиосульфат натрия и реагирует согласно следующему уравнению:

Неопределенное количество положительных отпечатков можно создать из негатива, пропустив через него свет и выполнив те же действия, описанные выше.

Свойства полупроводника

Когда бромид серебра нагревается в пределах 100 ° C от его точки плавления, график Аррениуса ионной проводимости показывает, что значение увеличивается и «поворачивается вверх». Другие физические свойства, такие как модули упругости, теплоемкость и запрещенная зона электронов, также увеличиваются, что свидетельствует о приближении кристалла к нестабильности. Такое поведение, типичное для полупроводника, объясняется температурной зависимостью образования дефектов Френкеля, и при нормировке на концентрацию дефектов Френкеля график Аррениуса линеаризуется.

Источник

Читайте также:  Цитрус зеленого цвета название