Zilverbromide (AgBr) structuur, eigenschappen en toepassingen

2290
Alexander Pearson

De zilverbromide het is een anorganisch zout waarvan de chemische formule AgBr is. Zijn vaste stof bestaat uit kationen Ag+ en Br-anionen- in een verhouding van 1: 1, aangetrokken door elektrostatische krachten of ionische bindingen. Het kan worden gezien alsof metallisch zilver een van zijn valentie-elektronen heeft gegeven aan moleculair broom.

Zijn aard lijkt op zijn "broers en zussen" zilverchloride en jodide. Alle drie de zouten zijn onoplosbaar in water, hebben vergelijkbare kleuren en zijn ook gevoelig voor licht; dat wil zeggen, ze ondergaan fotochemische reacties. Deze eigenschap is gebruikt bij het verkrijgen van foto's, als resultaat van de reductie van Ag-ionen+ tot metallic zilver.

Zilverbromide-ionen. Bron: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

De afbeelding hierboven toont een ionenpaar Ag+Br-, waarin de witte en bruine bollen overeenkomen met Ag-ionen+ en Br-, respectievelijk. Hier stellen ze de ionische binding voor als Ag-Br, maar het is noodzakelijk om aan te geven dat er niet zo'n covalente binding is tussen beide ionen.

Het lijkt misschien tegenstrijdig dat zilver degene is die de zwarte kleur bijdraagt ​​aan foto's zonder kleur. Dit komt doordat de AgBr reageert met licht en een latent beeld genereert; die vervolgens wordt versterkt door de reductie van zilver te vergroten.

Artikel index

  • 1 Structuur van zilverbromide
    • 1.1 Kristalgebreken
  • 2 Synthese
  • 3 Eigenschappen
    • 3.1 Uiterlijk
    • 3.2 Molecuulmassa
    • 3.3 Dichtheid
    • 3.4 Smeltpunt
    • 3.5 Kookpunt
    • 3.6 Oplosbaarheid in water
    • 3.7 Brekingsindex
    • 3.8 Warmtecapaciteit
    • 3.9 Gevoeligheid voor licht
  • 4 toepassingen
  • 5 referenties

Structuur van zilverbromide

Kristalstructuur van zilverbromide. Bron: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

Hierboven ziet u het rooster of de kristalstructuur van zilverbromide. Hier is een meer getrouwe weergave van het verschil in grootte tussen de ionstralen van Ag+ en Br-. Breng anionen-, volumineuzer, laten ze tussenruimten achter waar de Ag kationen zich bevinden+, die is omgeven door zes Br- (en vice versa).

Deze structuur is kenmerkend voor een kubisch kristallijn systeem, in het bijzonder van het type steenzout; hetzelfde, bijvoorbeeld, als voor natriumchloride, NaCl. In feite vergemakkelijkt de afbeelding dit door een perfecte kubieke grens te schikken.

Op het eerste gezicht is te zien dat er een zeker verschil in grootte is tussen de ionen. Dit, en misschien wel de elektronische kenmerken van de Ag+ (en het mogelijke effect van sommige onzuiverheden), leidt tot AgBr-kristallen die defecten vertonen; dat wil zeggen, plaatsen waar de volgorde van ionen in de ruimte wordt "verbroken".

Kristaldefecten

Deze defecten bestaan ​​uit holtes die zijn achtergelaten door afwezige of verplaatste ionen. Bijvoorbeeld tussen zes Br-anionen- normaal zou het kation Ag moeten zijn+​maar in plaats daarvan kan er een leegte zijn doordat het zilver in een andere opening is verplaatst (Frenkel-defect).

Hoewel ze het kristalrooster aantasten, bevorderen ze de reacties van zilver met licht; en hoe groter de kristallen of hun cluster (grootte van korrels), hoe groter het aantal defecten, en daarom zal het gevoeliger zijn voor licht. Evenzo beïnvloeden onzuiverheden de structuur en deze eigenschap, vooral die welke met elektronen kunnen worden verminderd..

Als gevolg van het laatste hebben grote AgBr-kristallen minder blootstelling aan licht nodig om ze te verminderen; dat wil zeggen, ze zijn meer wenselijk voor fotografische doeleinden.

Synthese

In het laboratorium kan zilverbromide worden gesynthetiseerd door een waterige oplossing van zilvernitraat, AgNO, te mengen3, met het zout van natriumbromide, NaBr. Het eerste zout draagt ​​het zilver bij, en het tweede het bromide. Wat volgt is een dubbele verplaatsings- of metathesereactie die kan worden weergegeven door de onderstaande chemische vergelijking:

AgNO3(aq) + NaBr (s) => NaNO3(aq) + AgBr (s)

Merk op dat het natriumnitraatzout, NaNO3, het is oplosbaar in water, terwijl AgBr neerslaat als een vaste stof met een vage gele kleur. Vervolgens wordt de vaste stof gewassen en onder vacuüm gedroogd. Naast NaBr zou KBr ook kunnen worden gebruikt als bron van bromide-anionen.

Aan de andere kant kan AgBr van nature worden verkregen door zijn mineraal bromiriet en zijn gepaste zuiveringsprocessen..

Eigendommen

Uiterlijk

Kleiachtige, witgele vaste stof.

Moleculaire massa

187,77 g / mol.

Dichtheid

6,473 g / ml.

Smeltpunt

432 ° C.

Kookpunt

1502 ° C.

Oplosbaarheid in water

0,140 g / ml bij 20 ° C.

Brekingsindex

2.253.

Warmte capaciteit

270 J / Kg K.

Gevoeligheid voor licht

In de vorige paragraaf werd gezegd dat er defecten zijn in AgBr-kristallen die de gevoeligheid van dit zout voor licht bevorderen, aangezien ze de gevormde elektronen vangen; en dus wordt in theorie verhinderd dat ze reageren met andere soorten in het milieu, zoals zuurstof in de lucht.

Het elektron komt vrij uit de Br-reactie- met een foton:

Br- + hv => 1 / 2Brtwee + en-

Merk op dat Br wordt geproduceerdtwee, die het effen rood zal kleuren als het niet wordt verwijderd. Vrijgekomen elektronen verminderen Ag-kationen+, in de tussenruimten, tot metallisch zilver (soms weergegeven als Ag0

Ag+ + en- => Ag

Met dan de netto vergelijking:

AgBr => Ag + 1 / 2Brtwee

Wanneer de "eerste lagen" van metallisch zilver zich op het oppervlak vormen, wordt er gezegd dat er een latent beeld is, nog steeds onzichtbaar voor het menselijk oog. Dit beeld wordt miljoenen keren beter zichtbaar als een andere chemische soort (zoals hydrochinon en fenidon, in het ontwikkelingsproces) de reductie van de AgBr-kristallen tot metallisch zilver verhoogt.

Toepassingen

Zwart-wit foto van zakhorloge. Bron: Pexels.

Zilverbromide is van al zijn halogeniden de meest gebruikte op het gebied van fotografische filmontwikkeling. AgBr wordt aangebracht op genoemde films, gemaakt met celluloseacetaat, gesuspendeerd in gelatine (fotografische emulsie), en in aanwezigheid van 4- (methylamino) fenolsulfaat (Metol) of fenidon en hydrochinon.

Met al deze reagentia kan het latente beeld tot leven worden gewekt; eindig en versnel de transformatie van ionisch naar metallisch zilver. Maar als u niet met bepaalde zorg en ervaring te werk gaat, zal al het zilver op het oppervlak oxideren en zal het contrast tussen de zwarte en witte kleuren eindigen..

Daarom zijn de stappen van het stoppen, fixeren en wassen van fotografische films van vitaal belang..

Er zijn kunstenaars die zo met deze processen spelen dat ze grijstinten creëren die de schoonheid van het beeld en hun eigen nalatenschap verrijken; en ze doen dit allemaal, soms misschien zonder het te vermoeden, dankzij chemische reacties, waarvan de theoretische basis een beetje ingewikkeld kan worden, en een lichtgevoelige AgBr die een startpunt markeert.

Referenties

  1. Wikipedia. (2019). Zilverbromide. Hersteld van: en.wikipedia.org
  2. Michael W. Davidson. (2015, 13 november). Gepolariseerd licht Digital Image Gallery: Silver Bromide. Olympus. Hersteld van: micro.magnet.fsu.edu
  3. Crystran Ltd. (2012). Zilverbromide (AgBr). Hersteld van: crystran.co.uk
  4. Lothar Duenkel, Juergen Eichler, Gerhard Ackermann en Claudia Schneeweiss. (29 juni 2004). Zelfgemaakte emulsies op basis van zilverbromide voor gebruikers in holografie: productie, verwerking en toepassing, Proc. SPIE 5290, Praktische holografie XVIII: materialen en toepassingen; doi: 10,1117 / 12,525035; https://doi.org/10.1117/12.525035
  5. Alan G. Shape. (1993). Anorganische scheikunde. (Tweede druk.). Redactie Reverté.
  6. Carlos Güido en Ma Eugenia Bautista. (2018). Inleiding tot fotografische chemie. Hersteld van: fotografia.ceduc.com.mx
  7. García D. Bello. (9 januari 2014). Chemie, fotografie en Chema Madoz. Hersteld van: dimethylsulfuro.es

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.