氯化銀 氯化銀
氯化銀( Silver chloride)是一種重要的無機(jī)化合物,銀的常見 氯化物 之一,化學(xué)式為AgCl,相對分子質(zhì)量為143.32。 它的外觀呈現(xiàn)為白色粉末狀晶體,無味,難溶于水,微溶于氨水和硝酸中。 氯化銀的密度和熔點(diǎn)較高,分別為5.56g/cm3和455°C,折光率為2.071。 而作為銀的鹵化物的氯化銀具有一定的毒性, 使用時(shí)應(yīng)注意防護(hù) 氯化銀在常溫下不易分解,但在高溫下可以被分解還原為銀金屬和 氯氣 。 而當(dāng)氯化銀受到紫外線照射時(shí),也會(huì)發(fā)生 光解反應(yīng) ,分解為銀和氯氣。 在應(yīng)用領(lǐng)域,氯化銀是制備其他銀鹽的重要原料,如 氧化銀 、 硝酸銀 等。它同時(shí)也是一種重要的光敏材料,在攝影和印刷業(yè)中廣泛應(yīng)用。 此外,氯化銀還被用作電極材料、制備顏料 和催化劑等。 目前制備氯化銀的方法主要是將銀離子和氯離子混合,生成氯化銀的沉淀。 在使用和處理時(shí),需要注意其毒性并采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?/span>在儲存時(shí)應(yīng)注意將其放置在干燥、陰涼的地方,同時(shí)避免陽光直射和與其他化學(xué)物質(zhì)接觸,以確保其穩(wěn)定性和安全性。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 氯化銀外觀上呈現(xiàn)為無味的白色結(jié)晶狀粉末,相對分子質(zhì)量143.32, 在紫外線照射下會(huì)由白色逐漸變?yōu)樽虾谏?/span>氯化銀的密度為5.56 g/cm3,熔點(diǎn)為455°C,沸點(diǎn)為1550℃,屬于較高密度及熔點(diǎn)的 銀化合物 。 但其熱導(dǎo)率為0.009W/(cm·K),屬于較低水平。 氯化銀的 摩爾質(zhì)量 為143.32 g/mol, 因其在水中溶解度較低,在室溫下僅為1.93mg/L,故可稱其不溶或難溶于水, 氯化銀同時(shí)不溶于 乙醇 ,微溶于氨,但極易溶于 鹽酸 等含氯離子的溶液。 氯化銀具有較好的導(dǎo)電性,故可被用于制作電極。 同時(shí)具有良好的光敏性,對光敏感,常被應(yīng)用于攝影領(lǐng)域。
化學(xué)性質(zhì) 氯化銀,銀離子與氯離子反應(yīng)生成的的無機(jī)化合物,化學(xué)式為AgCl。 在室溫下,氯化銀的化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定, 但暴露在潮濕環(huán)境中則會(huì)逐漸分解,生成氫氯酸和亞氯酸銀,紫外線照射和高溫也可使氯化銀發(fā)生分解反應(yīng), 分解為銀單質(zhì)與氯氣。
在化學(xué)反應(yīng)方面,氯化銀可與 氨水 反應(yīng)生成淡黃色的沉淀, 還具有氧化性,可與有機(jī)物和還原劑發(fā)生反應(yīng),可被還原劑如 氫氣 、 氨氣 等還原為銀。 和其他 鹵化銀 反應(yīng)可形成雙鹵化銀,如氯化亞銀、溴化亞銀等。 同時(shí),氯化銀也可以和堿性金屬進(jìn)行反應(yīng)形成氯化物,如氯化鈉、 氯化鉀 等。 因其大多數(shù)反應(yīng)都會(huì)生成有毒的氯氣,因此在進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)注意做好防護(hù)工作,避免吸入。 氯化銀本身也屬于有毒化學(xué)物品,雖然毒性不強(qiáng)但仍應(yīng)做好防護(hù)。
常見化學(xué)反應(yīng)
氯化銀的日光分解 氯化銀在受到紫外線照射時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng),外觀上從白色粉末轉(zhuǎn)變?yōu)樽虾谏勰?/span>這一反應(yīng)在光學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用, 化學(xué)反應(yīng)式為:
氯化銀與氫氣 氯化銀與氫氣混合后,氯離子將會(huì)和 氫離子 結(jié)合形成鹽酸。此時(shí),原本和氯離子結(jié)合的銀將被還原,因此該反應(yīng)可用于還原氯化銀中的銀單質(zhì), 化學(xué)反應(yīng)式為:
氯化銀與硫酸鈉 氯化銀在加熱條件下也可以和硫酸鈉發(fā)生反應(yīng),將氯化銀中的銀離子還原沉淀下去,反應(yīng)同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生氯化鈉和 二氧化硫 、氧氣,這一反應(yīng)可用于還原含氯化銀溶液中的銀單質(zhì), 化學(xué)反應(yīng)為:
氯化銀與碳酸鈉 氯化銀與碳酸鈉的反應(yīng)常被用于在原鹽廢液中回收制取銀單質(zhì),在高溫下廢液中提取的氯化銀沉淀與碳酸鈉在碳粉的催化下進(jìn)行還原反應(yīng),生成氯化鈉和 碳酸銀 ,繼續(xù)煅燒一小時(shí)后即可得到 純銀 單質(zhì)。 化學(xué)反應(yīng)式為:
分子結(jié)構(gòu) 氯化銀是離子晶體,其晶格結(jié)構(gòu)為面心立方 最密堆積 晶系, 空間群為Fm-3m。在氯化銀晶體中,銀離子(Ag+)和氯離子(Cl-)交替排列呈八面體構(gòu)型排列,每個(gè)銀離子周圍被六個(gè)氯離子包圍,而每個(gè)氯離子周圍也被六個(gè)銀離子包圍, 這一特性使得氯化銀具有高密度的物理性質(zhì)。 氯化銀晶體中,銀離子和氯離子之間的距離為0.276 nm,晶體的晶胞參數(shù)為a=0.5629nm,晶格常數(shù)為5.916 ?。 由于銀離子和氯離子之間的電性差異,氯化銀具有很高的離子鍵能,因此其具有高熔點(diǎn)和高熱穩(wěn)定性。 同時(shí),由于其晶格結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,氯化銀在水中的溶解度極低,可近似看做不溶, 但氯化銀可以在氨水中形成絡(luò)合物,使其溶解度增加。
制備方法 在生產(chǎn)生活中,常見的制備氯化銀方法有鹽酸法和氯化銨法、氯化鈉法三種。 在實(shí)驗(yàn)室中,也可以將加熱狀態(tài)下的單質(zhì)銀粉末通入 氯化氫 氣體,從而生成純凈的氯化銀。
鹽酸法 鹽酸法是一種常用的生產(chǎn)氯化銀的方法,因該種方法具有簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn),且所得產(chǎn)品純度高、質(zhì)量穩(wěn)定,因此在氯化銀的制取生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。其 化學(xué)反應(yīng)式 為:AgNO 3 +HCl=AgCl↓+NHO 3 首先將硝酸銀加入電導(dǎo)水和高純鹽酸,所得的氯化銀沉淀反復(fù)加入電導(dǎo)水進(jìn)行提純,最后在70℃的 電熱烘箱 中烘干水分,即可獲得成本較低的高純度氯化銀。
氯化銨法 氯化銨 還原法制備氯化銀的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和,易于控制,產(chǎn)物純度高,適用于生產(chǎn)高純度氯化銀。因此,在電子、光學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中,氯化銀的制備往往采用氯化銨還原法。其化學(xué)反應(yīng)式為:AgNO 3 +NH 4 Cl=AgCl↓+NH 4 NO 3 氯化銨法 的準(zhǔn)備步驟與鹽酸法大體相同,都是先將硝酸銀溶于電導(dǎo)水溶液之中,而后攪拌加入高純 氯化銨溶液 ,將所得的氯化銀沉淀多次加入電導(dǎo)水中進(jìn)行過濾提純,烘干后即可制得高純度的氯化銀結(jié)晶。
氯化鈉法 氯化鈉法可用于生產(chǎn)納米級別的氯化銀晶體,具有操作簡單、反應(yīng)迅速、產(chǎn)量高、反應(yīng)選擇 性好、處理方便等特點(diǎn),多被應(yīng)用于科研領(lǐng)域。將氯化鈉溶液滴加至硝酸銀溶液中,同時(shí)配合使用 磁力攪拌器 進(jìn)行攪拌。將所有氯化鈉溶液全部滴入硝酸銀溶液后繼續(xù)攪拌反應(yīng),將所得沉淀過濾洗滌、烘干提純,即可得到納米級別的氯化銀晶體。 而氯化鈉法的大規(guī)模生產(chǎn)則需將攪拌時(shí)間和靜置時(shí)間分別提高到兩小時(shí)和八小時(shí),所有步驟皆須在暗室環(huán)境下進(jìn)行。
應(yīng)用領(lǐng)域 氯化銀具有良好的光學(xué)敏感度, 因此在生產(chǎn)生活中常被應(yīng)用于攝影膠片、照片軟板的感光劑、光學(xué)測量。 同時(shí),由于氯化銀難溶于水,在實(shí)驗(yàn)室中常被用來測定樣品的含銀量。 同時(shí),在電子領(lǐng)域,氯化銀還可被用來制作銀-氯化銀-參比電極和氯化銀電池。 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,也可被用于生產(chǎn)抗菌材料,如抗菌紙和抗菌敷料。 同時(shí)也可以被制作為醫(yī)用電極,測量人體的生物電信號。
光學(xué)攝影領(lǐng)域 由于氯化銀具有較高的折射率和透過率,折光率達(dá)到了 0.271。且紅外線對氯化銀玻璃具有良好的穿透性,因此在生產(chǎn)生活中氯化銀可被用于制造光學(xué)透鏡。 與此同時(shí),氯化銀的見光變色性還被應(yīng)用于制作 變色玻璃 ,這種玻璃在強(qiáng)光的照射下自動(dòng)變?yōu)榘瞪?,而在弱光環(huán)境下則恢復(fù)原色, 但由于生產(chǎn)成本較高,多用于轎車玻璃和特殊避光建筑物。 另外,氯化銀還是黑白攝影膠片的重要成分之一。 由于氯化銀具有良好的光學(xué)敏感度,當(dāng)暴露于光線下時(shí),膠卷或膠片上的氯化銀由于受到紫外線的照射發(fā)生見光分解反應(yīng),從而產(chǎn)生黑色的銀粒子, 這些粒子就構(gòu)成了黑白照片的圖像。 因此,氯化銀在攝影領(lǐng)域中被制作成乳狀的感光劑, 廣泛使用于膠卷和膠片之中。 此外,氯化銀還可用作紅外光學(xué)元件。
電子科技領(lǐng)域 由于氯化銀本身具有電導(dǎo)性和光導(dǎo)型,因此早在1880年便被化學(xué)家沃倫德拉魯制作成了 海水電池 ,并在 第二次世界大戰(zhàn) 中被大規(guī)模生產(chǎn),以作為魚雷、船舶夜航浮標(biāo)、漁業(yè)夜光浮標(biāo)、無線電觀測器等軍用和民用產(chǎn)品的動(dòng)力來源,具有在中性電解液中熔融不分解、便于軋制等優(yōu)異性能。而后在爆破領(lǐng)域又出現(xiàn)了由氯化銀制作而成的 干電池 ,同樣具有優(yōu)異的電學(xué)性能,儲存十二個(gè)月后電池性能依舊沒有下降 。 不僅如此,氯化銀在電極領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用,由氯化銀和銀制作成的銀-氯化銀-參比電極由于結(jié)構(gòu)簡單、體積小,被廣泛應(yīng)用于科研領(lǐng)域中,作為其他電極的內(nèi)參比電極, 這種電極由電解提煉的高純銀單質(zhì)經(jīng)過表面鍍上一層氯化銀,而后于含有氯離子的鹽溶液中制成。 同時(shí),由于氯化銀電極的半電池電動(dòng)勢能穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通電池,因此其極化電位很小,在生物電位的測量中極為有用。
冶金化工領(lǐng)域 氯化銀在冶金領(lǐng)域有多種應(yīng)用。如作為提取黃金和其他貴金屬的試劑。 氯化銀可以與金和鉑等貴金屬形成難溶的氯化物沉淀, 在提取黃金和其他貴金屬的過程中起到重要作用。 而在提取銀的過程中,則多采用將含銀礦石與氯化鈉混合加熱,而后利用氯化鈉在高溫下的分解反應(yīng)生成氯氣,從而含銀礦石反應(yīng)生成氯化銀,隨后通過加入 金屬銅 還原氯化銀,即可得到純凈的銀金屬。 此外,氯化銀在實(shí)驗(yàn)室中還可用于測定金和銀的含量。 另外,氯化銀還可以用于冶金催化劑的制備,例如催化劑氯化銀-氯化銅可以用于裂解丙烷制取乙烯。 或是用于測定其他氯化物的氯含量,即向溶液中加入硝酸銀,而后利用氯化銀的沉淀吸附性進(jìn)行測定,這種方法被稱為沉淀滴定法。
醫(yī)療醫(yī)藥領(lǐng)域 氯化銀在醫(yī)學(xué)上可被應(yīng)用于制作抗菌殺菌材料,如將氯化銀和硝酸銀混合制作成殺菌紙敷料,可敷在傷口處,能夠有效的殺滅 革蘭氏陽性菌 和陰性菌。 也可將納米級別的氯化銀微粒添加至紗布和其他敷料之中,制作成可以有效促進(jìn)傷口愈合的新型醫(yī)用敷料。 在中醫(yī)藥領(lǐng)域,氯化銀還可以被當(dāng)做原料,與 白陶土 和藥用炭混合制成砂炭銀, 在臨床上有治療腹瀉與胃腸脹氣的功效 此外,由于 氯化銀電極 在生物電測量領(lǐng)域的優(yōu)異表現(xiàn),氯化銀在醫(yī)學(xué)方面也常被制作為生物電極,以測量人體組織內(nèi)的生物電信號。
鑒別方法 鹵化銀的顏色隨其金屬性的增強(qiáng)二呈現(xiàn)暗黃色,氯化銀為白色, 溴化銀 呈淡黃色, 碘化銀 呈深黃色,因此可通過外觀進(jìn)行鑒別不同的鹵化銀分子。
安全事宜
健康危害 氯化銀對眼睛、皮膚、呼吸道和消化道具有刺激性,接觸或攝入氯化銀接會(huì)導(dǎo)致惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛、僵硬、抽搐和休克等癥狀,還可能引起紫紺(由于血液缺氧導(dǎo)致皮膚變藍(lán))。慢性吸入或攝入氯化銀可引起銀中毒,由于銀離子的長期積累會(huì)導(dǎo)致眼睛、皮膚、粘膜和內(nèi)臟器官出現(xiàn)永久性的藍(lán)灰色變色。
運(yùn)輸與儲存 氯化銀是一種具有毒性和易燃性的化學(xué)品,危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸標(biāo)號為 UN-3086。 儲存和運(yùn)輸時(shí)需要注意安全,對于儲存,由于氯化銀見光即可分解產(chǎn)生氯氣,且可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng), 故將儲存時(shí)應(yīng)該將氯化銀存放在干燥、通風(fēng)良好、避免陽光直射的地方。 并且應(yīng)該與其他化學(xué)品分開存放,避免發(fā)生意外事故。
運(yùn)輸時(shí),應(yīng)采取密閉、遮光的容器,如遮光玻璃和塑料容器。 并且應(yīng)該在包裝上標(biāo)明有毒和易燃標(biāo)志,以提醒 運(yùn)輸工作人員注意安全。 在運(yùn)輸過程中,為避免氯化銀在高溫下發(fā)生分解,應(yīng)將溫度控制在室溫以下。出現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)及時(shí)報(bào)告有關(guān)單位,并依據(jù)有毒化學(xué)品、易燃化學(xué)品泄漏處置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。