PERAK OKSIDA (AG2O): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAAN - KIMIA - 2026

The oksida perak adalah sebatian organik yang kimia formula adalah Ag ₂ O. Daya mengikat atom keseluruhannya ionik dalam alam semula jadi; oleh itu, ia terdiri daripada pepejal ion di mana terdapat perkadaran dua kation Ag ^{+ yang} berinteraksi secara elektrostatik dengan anion O ^2- .

Anion oksida, O ^2- , terhasil daripada interaksi atom perak di permukaan dengan oksigen di persekitaran; dengan cara yang sama seperti besi dan banyak logam lain. Daripada kemerahan dan runtuh menjadi karat, sekeping atau permata perak berubah menjadi hitam, ciri khas oksida perak.

Pixabay

Contohnya, dalam gambar di atas anda dapat melihat cawan perak teroksidasi. Perhatikan permukaannya yang menghitam, walaupun masih mengekalkan kilauan hiasan; sebab itulah bahkan objek perak yang teroksidasi boleh dianggap cukup menarik untuk kegunaan hiasan.

Sifat oksida perak sedemikian rupa sehingga pada pandangan pertama tidak memakan permukaan logam asal. Ia terbentuk pada suhu bilik dengan sentuhan sederhana dengan oksigen di udara; dan lebih menarik lagi, ia boleh terurai pada suhu tinggi (di atas 200 ° C).

Ini bererti bahawa jika kaca dalam gambar digenggam, dan panas api yang kuat diterapkan padanya, ia akan mendapat kembali cahaya peraknya. Oleh itu, pembentukannya adalah proses termodinamik yang boleh diterbalikkan.

Perak oksida juga mempunyai sifat lain dan, di luar formula mudahnya Ag ₂ O, merangkumi organisasi struktur yang kompleks dan pelbagai jenis pepejal. Walau bagaimanapun, Ag ₂ O mungkin, bersama dengan Ag ₂ O ₃ , yang paling mewakili oksida perak.

Struktur oksida perak

Sumber: CCoil, dari Wikimedia Commons

Bagaimana strukturnya? Seperti yang disebutkan di awal: ia adalah pepejal ion. Atas sebab ini, tidak ada ikatan kovalen Ag-O dan Ag = O dalam strukturnya; kerana, jika ada, sifat oksida ini akan berubah secara drastik. Kemudian ion Ag ⁺ dan O ^2- dalam nisbah 2: 1 dan mengalami tarikan elektrostatik.

Struktur oksida perak seterusnya ditentukan oleh cara di mana kuasa-kuasa ionik menguruskan Ag ⁺ dan O ^2- ion dalam ruang .

Dalam gambar di atas, misalnya, ada sel unit untuk sistem kristal kubik: kation Ag ⁺ adalah sfera biru keperakan, dan O ^{2 -} sfera kemerahan.

Sekiranya bilangan sfera dihitung, akan didapati bahawa, dengan mata kasar, sembilan biru keperakan dan empat merah. Walau bagaimanapun, hanya serpihan sfera yang terdapat di dalam kubus yang dipertimbangkan; mengira ini, sebagai pecahan dari jumlah sfera, nisbah 2: 1 untuk Ag ₂ O mesti dipenuhi .

Dengan mengulangi unit struktur tetrahedron AgO _{4 yang} dikelilingi oleh empat Ag ^{+ yang lain} , keseluruhan pepejal hitam dibina (mengabaikan lubang atau penyelewengan yang mungkin terdapat pada susunan kristal ini).

Perubahan dengan nombor valensi

Berfokus sekarang bukan pada tetrahedron AgO ₄ tetapi pada garis AgOAg (perhatikan bucu kubus atas), kita akan mempunyai pepejal oksida perak, dari perspektif lain, dari beberapa lapisan ion yang disusun secara linear (walaupun condong). Semua ini adalah hasil dari geometri "molekul" di sekitar Ag ⁺ .

Ini telah disahkan oleh beberapa kajian mengenai struktur ionnya.

Perak berfungsi terutamanya dengan valensi +1, kerana ketika kehilangan elektron, konfigurasi elektronik yang dihasilkan adalah 4d ¹⁰ , yang sangat stabil. Valensi lain, seperti Ag ²⁺ dan Ag ³⁺ kurang stabil kerana kehilangan elektron dari orbital d hampir penuh.

Walau bagaimanapun, ion Ag ³⁺ agak kurang stabil berbanding dengan Ag ²⁺ . Sebenarnya, ia dapat wujud bersama syarikat Ag ^{+, secara} kimia memperkayakan strukturnya.

Konfigurasi elektroniknya adalah 4d ⁸ , dengan elektron yang tidak berpasangan sedemikian rupa sehingga memberikan kestabilan.

Tidak seperti geometri linier di sekitar ion Ag ⁺ , didapati bahawa ion Ag ³⁺ adalah satah persegi. Oleh itu, oksida perak dengan ion Ag ³⁺ terdiri daripada lapisan yang terdiri daripada petak AgO ₄ (bukan tetrahedra) yang dihubungkan secara elektrostatik oleh garis AgOAg; seperti kes Ag ₄ O ₄ atau Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ dengan struktur monoklinik.

Sifat fizikal dan kimia

Sumber: Benjah-bmm27, dari Wikimedia Commons

Mengikis permukaan cawan perak pada gambar utama akan menghasilkan pepejal, yang tidak hanya berwarna hitam, tetapi juga memiliki warna coklat atau coklat (gambar atas). Sebilangan sifat fizikal dan kimianya yang dilaporkan ketika ini adalah berikut:

Berat molekul

231.735 g / mol

Penampilan

Pepejal coklat hitam dalam bentuk serbuk (perhatikan bahawa walaupun merupakan pepejal ionik, ia tidak mempunyai penampilan yang kristal). Ia tidak berbau dan dicampurkan dengan air memberikan rasa logam

Ketumpatan

7.14 g / mL.

Takat lebur

277-300 ° C. Sudah tentu ia mencair menjadi perak padat; iaitu, mungkin terurai sebelum membentuk oksida cair.

Kps

1.52 ∙ 10 ^-8 dalam air pada suhu 20 ° C. Oleh itu, ia adalah sebatian yang tidak larut dalam air.

Keterlarutan

Sekiranya imej strukturnya diperhatikan dengan teliti, akan didapati bahawa sfera Ag ²⁺ dan O ^2- tidak berbeza ukurannya. Ini mempunyai akibat bahawa hanya molekul kecil yang dapat melewati bahagian dalam kisi kristal, menjadikannya tidak larut dalam hampir semua pelarut; kecuali bagi mereka yang bertindak balas, seperti basa dan asid.

Perwatakan kovalen

Walaupun perak oksida berulang kali dikatakan sebagai sebatian ion, sifat-sifat tertentu, seperti titik lebur rendah, bertentangan dengan pernyataan ini.

Sudah tentu, pertimbangan watak kovalen tidak memusnahkan apa yang telah dijelaskan untuk strukturnya, kerana cukup untuk menambahkan model sfera dan bar pada struktur Ag ₂ O untuk menunjukkan ikatan kovalen.

Begitu juga, pesawat tetrahedra dan AgO ₄ persegi , serta garis AgOAg, akan dihubungkan oleh ikatan kovalen (atau kovalen ionik).

Dengan ini, Ag ₂ O sebenarnya akan menjadi polimer. Walau bagaimanapun, disarankan untuk menganggapnya sebagai pepejal ion dengan watak kovalen (yang sifat ikatannya tetap menjadi cabaran hari ini).

Penguraian

Pada mulanya disebutkan bahawa pembentukannya termodinamik terbalik, sehingga menyerap haba untuk kembali ke keadaan logamnya. Semua ini dapat dinyatakan dengan dua persamaan kimia untuk tindak balas tersebut:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

Di mana Q mewakili haba dalam persamaan. Ini menjelaskan mengapa api yang membakar permukaan cawan perak teroksidasi mengembalikannya ke cahaya keperakannya.

Oleh itu, sukar untuk menganggap bahawa terdapat Ag ₂ O (l) kerana ia akan terurai seketika dari panas; kecuali tekanan dinaikkan terlalu tinggi untuk mendapatkan cecair hitam coklat tersebut.

Tatanama

Apabila kemungkinan ion Ag ²⁺ dan Ag ³⁺ diperkenalkan sebagai tambahan kepada Ag ⁺ biasa dan dominan , istilah 'perak oksida' mulai kelihatan tidak mencukupi untuk merujuk kepada Ag ₂ O.

Ini kerana ion Ag ⁺ lebih banyak daripada yang lain, jadi Ag ₂ O diambil sebagai satu-satunya oksida; yang tidak betul.

Sekiranya Ag ²⁺ dianggap praktikal tidak wujud memandangkan ketidakstabilannya, maka hanya ion dengan valensi +1 dan +3 yang akan ada; iaitu Ag (I) dan Ag (III).

Valencias I dan III

Oleh kerana Ag (I) adalah yang mempunyai valensi terendah, dinamakan dengan menambahkan akhiran –oso ke nama argentumnya. Oleh itu, Ag ₂ O adalah: perak oksida atau, menurut tatanama sistematik, diplate monoksida.

Sekiranya Ag (III) diabaikan sepenuhnya, maka nomenklatur tradisionalnya ialah: perak oksida dan bukannya perak oksida.

Sebaliknya, Ag (III) menjadi valensi tertinggi, akhiran –ico ditambahkan pada namanya. Oleh itu, Ag ₂ O ₃ adalah: oksida perak (2 Ag ³⁺ ion dengan tiga O ^2- ). Juga, namanya menurut tata nama sistematik adalah: diplata trioksida.

Sekiranya struktur Ag ₂ O ₃ diperhatikan , boleh dianggap bahawa ia adalah produk pengoksidaan oleh ozon, O ₃ , bukan oksigen. Oleh itu, watak kovalennya mestilah lebih besar kerana ia adalah sebatian kovalen dengan ikatan Ag-OOO-Ag atau Ag-O ₃ -Ag.

Tatanama sistematik untuk oksida perak kompleks

AgO, juga ditulis sebagai Ag ₄ O ₄ atau Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , adalah oksida perak (I, III), kerana ia mempunyai valensi +1 dan +3. Namanya menurut tata nama sistematik adalah: tetraoksida tetraplata.

Tatanama ini sangat membantu ketika datang ke oksida perak stoikiometrik yang kompleks. Contohnya, anggap dua pepejal 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ dan Ag ₂ O ∙ 3Ag ₂ O ₃ .

Menulis yang pertama dengan cara yang lebih sesuai ialah: Ag ₆ O ₅ (mengira dan menambahkan atom Ag dan O). Namanya kemudian adalah pentoksida heksaplate. Perhatikan bahawa oksida ini mempunyai komposisi perak yang kurang kaya daripada Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Semasa menulis padat kedua dengan cara lain, ia adalah: Ag ₈ O ₁₀ . Namanya akan menjadi decaoxide octa silver (dengan nisbah 8:10 atau 4: 5). Oksida perak hipotesis ini akan "sangat teroksida".

Permohonan

Kajian dalam mencari penggunaan baru dan canggih untuk oksida perak berlanjutan hingga hari ini. Sebilangan kegunaannya disenaraikan di bawah:

-Ia larut dalam amonia, ammonium nitrat dan air untuk membentuk reagen Tollens. Reagen ini adalah alat yang berguna dalam analisis kualitatif di dalam makmal kimia organik. Ini memungkinkan menentukan keberadaan aldehid dalam sampel, dengan pembentukan "cermin perak" dalam tabung uji sebagai tindak balas positif.

-Sama dengan zink logam, ia membentuk bateri zink-perak oksida utama. Ini mungkin salah satu kegunaan yang paling biasa dan digunakan di rumah.

-Ia berfungsi sebagai pembersih gas, menyerap misalnya CO ₂ . Apabila dipanaskan, ia melepaskan gas yang terperangkap dan dapat digunakan kembali berkali-kali.

-Sebab sifat antimikroba perak, oksida ini berguna dalam kajian bioanalisis dan pemurnian tanah.

-Ia adalah agen pengoksidaan ringan yang mampu mengoksidakan aldehid kepada asid karboksilik. Begitu juga, ia digunakan dalam reaksi Hofmann (amina tersier) dan mengambil bahagian dalam tindak balas organik lain, sama ada sebagai reagen atau pemangkin.

Rujukan

1. Bergstresser M. (2018). Perak Oksida: Formula, Penguraian & Pembentukan. Kaji. Dipulihkan dari: study.com
2. Pengarang dan penyunting jilid III / 17E-17F-41C. (sf). Struktur kristal oksida perak (Ag (x) O (y)), parameter kisi. (Data Berangka dan Hubungan Fungsional dalam Sains dan Teknologi), jilid 41C. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Mahendra Kumar Trivedi, Rama Mohan Tallapragada, Alice Branton, Dahryn Trivedi, Gopal Nayak, Omprakash Latiyal, Snehasis Jana. (2015). Potensi Kesan Rawatan Tenaga Biofield Terhadap Sifat Fizikal dan Termal Serbuk Perak Oksida. Jurnal Antarabangsa Sains dan Kejuruteraan Bioperubatan. Jilid 3, No. 5, hlm. 62-68. doi: 10.11648 / j.ijbse.20150305.11
4. Sullivan R. (2012). Penguraian oksida perak. Universiti Oregon. Dipulihkan dari: chemdemos.uoregon.edu
5. Flint, Deyanda. (24 April 2014). Penggunaan Bateri Oksida Perak. Ilmu Pengetahuan. Dipulihkan dari: sciencing.com
6. Salman Montasir E. (2016). Kajian Beberapa sifat optik perak oksida (Ag2o) menggunakan spektrofotometer UVVisible. . Dipulihkan dari: iosrjournals.org
7. Bard Allen J. (1985). Potensi Piawai dalam Penyelesaian Berair. Marcel Dekker. Dipulihkan dari: books.google.co.ve