OXIT BẠC (AG2O): CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các oxit bạc là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là Ag ₂ O. Lực lượng liên kết các nguyên tử là hoàn toàn ion trong thiên nhiên; do đó, nó bao gồm một chất rắn ion trong đó có tỷ lệ hai cation Ag ⁺ tương tác tĩnh điện với một anion O ^2- .

Anion oxit, O ^2- , là kết quả của sự tương tác của các nguyên tử bạc trên bề mặt với oxy trong môi trường; theo cách tương tự như sắt và nhiều kim loại khác. Thay vì hóa đỏ và vỡ vụn thành rỉ sét, một mảnh hoặc trang sức bằng bạc chuyển sang màu đen, đặc trưng của oxit bạc.

Pixabay

Ví dụ, trong hình trên, bạn có thể thấy một chiếc cốc bạc bị oxy hóa. Lưu ý bề mặt bị đen của nó, mặc dù nó vẫn giữ được một số bóng trang trí; đó là lý do tại sao ngay cả những đồ vật bằng bạc bị oxy hóa cũng có thể được coi là đủ hấp dẫn để sử dụng trang trí.

Các đặc tính của bạc oxit là vì vậy thoạt nhìn, chúng không ăn mòn bề mặt kim loại ban đầu. Nó được hình thành ở nhiệt độ phòng bằng cách tiếp xúc đơn giản với oxy trong không khí; và thú vị hơn, nó có thể phân hủy ở nhiệt độ cao (trên 200 ° C).

Điều này có nghĩa là nếu người ta nắm chặt tấm kính trong hình và tác dụng nhiệt của ngọn lửa mạnh vào nó, nó sẽ lấy lại ánh sáng màu bạc. Do đó, sự hình thành của nó là một quá trình thuận nghịch về mặt nhiệt động lực học.

Bạc oxit cũng có các tính chất khác, ngoài công thức đơn giản, Ag ₂ O bao gồm các tổ chức cấu trúc phức tạp và nhiều chất rắn phong phú. Tuy nhiên, có lẽ Ag ₂ O cùng với Ag ₂ O ₃ là chất tiêu biểu nhất trong số các oxit của bạc.

Cấu trúc oxit bạc

Nguồn: CCoil, từ Wikimedia Commons

Cấu tạo của nó như thế nào? Như đã đề cập ở phần đầu: nó là một chất rắn ion. Vì lý do này, không thể có liên kết cộng hóa trị Ag-O và Ag = O trong cấu trúc của nó; vì nếu có, các tính chất của oxit này sẽ thay đổi đáng kể. Sau đó nó là các ion Ag ⁺ và O ^2- theo tỷ lệ 2: 1 và chịu lực hút tĩnh điện.

Do đó, cấu trúc của bạc oxit được xác định bởi cách mà lực ion sắp xếp các ion Ag ⁺ và O ^2- trong không gian .

Ví dụ trong hình trên, có một ô đơn vị cho hệ tinh thể lập phương: các cation Ag ⁺ là những quả cầu màu xanh bạc, và O ^{2 -} những quả cầu màu đỏ.

Nếu đếm số lượng quả cầu, nhìn bằng mắt thường sẽ thấy có 9 quả cầu màu xanh bạc và 4 quả màu đỏ. Tuy nhiên, chỉ những mảnh vỡ của khối cầu chứa trong khối mới được xem xét; Nếu đếm những quả cầu này, là phần nhỏ của tổng số quả cầu, tỷ lệ 2: 1 đối với Ag ₂ O phải được đáp ứng .

Bằng cách lặp lại đơn vị cấu trúc của tứ diện AgO _{4 được} bao quanh bởi bốn khối Ag ^{+ khác} , toàn bộ chất rắn màu đen được tạo ra (tránh những khoảng trống hoặc bất thường mà các sắp xếp tinh thể này có thể có).

Những thay đổi với số hóa trị

Bây giờ tập trung không phải vào tứ diện AgO ₄ mà vào đường AgOAg (quan sát các đỉnh của hình lập phương trên), chúng ta sẽ thấy rằng chất rắn bạc oxit, từ một góc độ khác, bao gồm nhiều lớp ion được sắp xếp tuyến tính (mặc dù nghiêng). Tất cả điều này là kết quả của hình học "phân tử" xung quanh Ag ⁺ .

Điều này đã được chứng thực bởi một số nghiên cứu về cấu trúc ion của nó.

Bạc hoạt động chủ yếu với hóa trị +1, vì khi mất đi một electron, cấu hình điện tử của nó là 4d ¹⁰ , rất bền. Các hóa trị khác, chẳng hạn như Ag ²⁺ và Ag ³⁺ kém bền hơn vì chúng mất các electron từ các obitan d gần đầy đủ.

Tuy nhiên, ion Ag ³⁺ tương đối kém bền hơn so với Ag ²⁺ . Trên thực tế, nó có thể cùng tồn tại trong công ty của Ag ^+, làm phong phú hóa cấu trúc.

Cấu hình điện tử của nó là 4d ⁸ , với các electron chưa ghép đôi theo cách mà nó mang lại cho nó một số ổn định.

Không giống như dạng hình học tuyến tính xung quanh ion Ag ⁺ , người ta thấy rằng ion Ag ³⁺ là mặt phẳng vuông. Do đó, một oxit bạc với các ion Ag ³⁺ sẽ bao gồm các lớp bao gồm các hình vuông AgO ₄ (không phải tứ diện) được liên kết tĩnh điện bằng các đường AgOAg; đó là trường hợp của Ag ₄ O ₄ hoặc Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ có cấu tạo đơn chức.

Các tính chất vật lý và hóa học

Nguồn: Benjah-bmm27, từ Wikimedia Commons

Cạo bề mặt của chiếc cốc bạc trong hình ảnh chính sẽ tạo ra một chất rắn, không chỉ có màu đen mà còn có các sắc thái nâu hoặc nâu (hình trên). Một số đặc tính vật lý và hóa học của nó được báo cáo tại thời điểm này như sau:

Trọng lượng phân tử

231,735 g / mol

Xuất hiện

Chất rắn màu nâu đen ở dạng bột (lưu ý rằng mặc dù là chất rắn ion nhưng nó không có dạng tinh thể). Nó không mùi và trộn với nước tạo cho nó một vị kim loại

Tỉ trọng

7,14 g / mL.

Độ nóng chảy

277-300 ° C. Chắc chắn nó tan chảy thành bạc rắn; nghĩa là, nó có thể bị phân hủy trước khi tạo thành oxit lỏng.

Kps

1,52 ∙ 10 ^-8 trong nước ở 20 ° C. Do đó, nó là một hợp chất khó tan trong nước.

Độ hòa tan

Nếu quan sát kỹ hình ảnh về cấu trúc của nó, sẽ thấy rằng các khối cầu Ag ²⁺ và O ^2- hầu như không khác nhau về kích thước. Điều này dẫn đến hậu quả là chỉ các phân tử nhỏ có thể đi qua bên trong mạng tinh thể, làm cho nó không hòa tan trong hầu hết các dung môi; ngoại trừ những chất mà nó phản ứng, chẳng hạn như bazơ và axit.

Nhân vật cộng hóa trị

Mặc dù bạc oxit nhiều lần được cho là một hợp chất ion, nhưng một số tính chất nhất định, chẳng hạn như nhiệt độ nóng chảy thấp của nó, mâu thuẫn với tuyên bố này.

Chắc chắn, việc xem xét đặc tính cộng hóa trị không phá hủy những gì đã được giải thích về cấu trúc của nó, vì chỉ cần thêm một mô hình hình cầu và thanh vào cấu trúc Ag ₂ O là đủ để chỉ ra các liên kết cộng hóa trị.

Tương tự như vậy, tứ diện và mặt phẳng AgO ₄ vuông , cũng như các đường AgOAg, sẽ được liên kết bằng liên kết cộng hóa trị (hay cộng hóa trị ion).

Với suy nghĩ này, Ag ₂ O thực sự sẽ là một polyme. Tuy nhiên, nên coi nó như một chất rắn ion có đặc tính cộng hóa trị (mà bản chất của liên kết vẫn còn là một thách thức cho đến ngày nay).

Sự phân hủy

Lúc đầu, người ta đề cập rằng sự hình thành của nó là thuận nghịch về mặt nhiệt động lực học, vì vậy nó hấp thụ nhiệt để trở về trạng thái kim loại. Tất cả điều này có thể được biểu thị bằng hai phương trình hóa học cho các phản ứng như sau:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

Trong đó Q đại diện cho nhiệt trong phương trình. Điều này giải thích tại sao ngọn lửa đốt cháy bề mặt của chiếc cốc bạc bị oxy hóa khiến nó trở lại ánh bạc.

Do đó, rất khó để giả định rằng có Ag ₂ O (l) vì nó sẽ bị phân hủy ngay lập tức do nhiệt; trừ khi áp suất tăng quá cao để thu được chất lỏng màu đen nâu nói trên.

Danh pháp

Khi khả năng có các ^ion Ag ²⁺ và Ag ³⁺ bổ sung cho Ag ⁺ phổ biến và chiếm ưu thế , thuật ngữ 'bạc oxit' bắt đầu có vẻ không đủ để chỉ Ag ₂ O.

Điều này là do ion Ag ⁺ nhiều hơn các ion khác nên Ag ₂ O được lấy làm oxit duy nhất; điều này không hoàn toàn chính xác.

Nếu Ag ²⁺ được coi là thực tế không tồn tại do tính không ổn định của nó, thì chỉ có các ion có hóa trị +1 và +3 sẽ có; đó là Ag (I) và Ag (III).

Valencias I và III

Vì Ag (I) là chất có hóa trị thấp nhất, nó được đặt tên bằng cách thêm hậu tố –oso vào tên argentum của nó. Như vậy, Ag ₂ O là: bạc oxit hay theo danh pháp hệ thống, monoxit lưỡng tính.

Nếu bỏ qua hoàn toàn Ag (III), thì danh pháp truyền thống của nó sẽ là: oxit bạc thay vì oxit bạc.

Mặt khác, Ag (III) là hóa trị cao nhất, hậu tố –ico được thêm vào tên của nó. Như vậy, Ag ₂ O ₃ là: bạc oxit (2 ion Ag ³⁺ với ba O ^2- ). Ngoài ra, tên của nó theo danh pháp hệ thống sẽ là: diplata trioxide.

Nếu quan sát cấu trúc của Ag ₂ O ₃ , có thể đoán rằng nó là sản phẩm của quá trình oxy hóa bởi ozon, O ₃ , thay vì oxy. Do đó, đặc tính cộng hóa trị của nó phải lớn hơn vì nó là một hợp chất cộng hóa trị có liên kết Ag-OOO-Ag hoặc Ag-O ₃ -Ag.

Danh pháp có hệ thống cho các oxit bạc phức tạp

AgO, còn được viết là Ag ₄ O ₄ hoặc Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , là một oxit của bạc (I, III), vì nó có cả hóa trị +1 và +3. Tên của nó theo danh pháp hệ thống sẽ là: tetraoxit của tetraplata.

Danh pháp này rất hữu ích khi nói đến các oxit phức tạp theo phương pháp phân tích khác của bạc. Ví dụ, giả sử hai chất rắn 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ và Ag ₂ O ∙ 3Ag ₂ O ₃ .

Viết đầu tiên theo cách thích hợp hơn sẽ là: Ag ₆ O ₅ (đếm và cộng các nguyên tử Ag và O). Tên của nó sau đó sẽ là hexaplate pentoxit. Lưu ý rằng oxit này có thành phần bạc ít hơn Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Trong khi viết chất rắn thứ hai theo cách khác, nó sẽ là: Ag ₈ O ₁₀ . Tên của nó sẽ là decaoxide bạc octa (với tỷ lệ 8:10 hoặc 4: 5). Oxit bạc giả định này sẽ bị "oxy hóa rất mạnh".

Các ứng dụng

Các nghiên cứu nhằm tìm kiếm các công dụng mới và tinh vi của bạc oxit vẫn tiếp tục cho đến ngày nay. Một số công dụng của nó được liệt kê dưới đây:

-Nó hòa tan trong amoniac, amoni nitrat và nước để tạo thành thuốc thử Tollens. Thuốc thử này là một công cụ hữu ích trong phân tích định tính trong các phòng thí nghiệm hóa học hữu cơ. Nó cho phép xác định sự hiện diện của andehit trong một mẫu, với sự hình thành "gương bạc" trong ống nghiệm là một phản ứng dương tính.

- Cùng với kẽm kim loại, nó tạo thành pin kẽm-bạc oxit chính. Đây có lẽ là một trong những cách sử dụng phổ biến nhất và tại nhà của nó.

-Nó phục vụ như một bộ lọc khí, hấp thụ ví dụ như CO ₂ . Khi bị đốt nóng, nó giải phóng các khí bị mắc kẹt và có thể được tái sử dụng nhiều lần.

-Do các đặc tính kháng khuẩn của bạc, oxit của nó rất hữu ích trong các nghiên cứu phân tích sinh học và làm sạch đất.

-Là chất oxi hóa nhẹ có khả năng oxi hóa anđehit thành axit cacboxylic. Tương tự, nó được sử dụng trong phản ứng Hofmann (của amin bậc ba) và tham gia vào các phản ứng hữu cơ khác, như một chất phản ứng hoặc một chất xúc tác.

Người giới thiệu

1. Bergstresser M. (2018). Oxit bạc: Công thức, Phân hủy & Hình thành. Học. Phục hồi từ: study.com
2. Các tác giả và biên tập viên của tập III / 17E-17F-41C. (sf). Cấu trúc tinh thể của oxit bạc (Ag (x) O (y)), các thông số mạng tinh thể. (Dữ liệu số và Mối quan hệ chức năng trong Khoa học và Công nghệ), tập 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Tác động tiềm tàng của việc xử lý bằng năng lượng trường sinh học đối với các tính chất vật lý và nhiệt của bột bạc oxit. Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật Y sinh Quốc tế. Tập 3, Số 5, pp. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Sự phân hủy của bạc oxit. Đại học Oregon. Được khôi phục từ: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (Ngày 24 tháng 4 năm 2014). Công dụng của Pin Oxit Bạc. Đấu kiếm. Phục hồi từ: sciining.com
6. Salman Montasir E. (2016). Nghiên cứu một số tính chất quang học của bạc oxit (Ag2o) bằng máy quang phổ UVV. . Được khôi phục từ: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Tiềm năng tiêu chuẩn trong dung dịch nước. Marcel Dekker. Đã khôi phục từ: books.google.co.ve