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氯化銀
來源:互聯網

氯化銀( 氯化物)是一種重要的無機化合物,銀的常見氯化物之一,化學式為AgCl,相對分子質量為143.32。它的外觀呈現為白色粉末狀晶體,無味,難溶于水,微溶于氨水硝酸中。氯化銀的密度和熔點較高,分別為5.56g/cm3和455°C,折光率為2.071。

而作為鹵化銀的氯化銀具有一定的毒性,使用時應注意防護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。而當氯化銀受到紫外線照射時,也會發生光解反應,分解為銀和氯氣

在應用領域,氯化銀是制備其他銀鹽的重要原料,如氧化銀硝酸銀等。它同時也是一種重要的光敏材料,在攝影和印刷業中廣泛應用。此外,氯化銀還被用作電極材料、制備顏料和催化劑等。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,需要注意其毒性并采取適當的安全措施。在儲存時應注意將其放置在干燥、陰涼的地方,同時避免陽光直射和與其他化學物質接觸,以確保其穩定性和安全性。

分子結構

氯化銀是離子晶體,其晶格結構為立方晶系最密堆積晶系,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型排列,每個銀離子周圍被六個氯離子包圍,而每個氯離子周圍也被六個銀離子包圍,這一特性使得氯化銀具有高密度的物理性質

氯化銀晶體中,銀離子和氯離子之間的距離為0.276 nm,晶體的晶胞參數為a=0.5629nm,晶格常數為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,因此其具有高熔點和高熱穩定性。同時,由于其晶格結構的穩定性,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配位化合物,使其溶解度增加。

理化性質

物理性質

氯化銀外觀上呈現為無味的白色結晶狀粉末,相對分子質量143.32,在紫外線照射下會由白色逐漸變為紫黑色。氯化銀的密度為5.56 g/cm3,熔點為455°C,沸點為1550℃,屬于較高密度及熔點的銀化合物。但其熱導率為0.009W/(cm·K),屬于較低水平。氯化銀的摩爾質量為143.32 g/摩爾,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電性,故可被用于制作電極。同時具有良好的光敏性,對光敏感,常被應用于攝影領域。

化學性質

氯化銀,銀離子與氯離子反應生成的的無機化合物化學式為AgCl。在室溫下,氯化銀的化學性質較為穩定,但暴露在潮濕環境中則會逐漸分解,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生分解反應,分解為銀單質與

在化學反應方面,氯化銀可與氨水反應生成淡黃色的沉淀,還具有氧化性,可與有機化合物還原劑發生反應,可被還原劑如氫氣、氨氣等還原為銀;AgCl懸濁液中仍有銀離子,能與鋅反應置換出銀:2AgCl + Zn = ZnCl? + 2Ag。氯化銀還可與硫離子反應生成更難溶的硫化銀:2AgCl + Na?S = Ag?S + 2NaCl。和其他鹵化銀反應可形成雙鹵化銀,如氯化亞銀、溴化亞銀等。同時,氯化銀也可以和堿性金屬進行反應形成氯化物,如氯化鈉、氯化鉀等。

因其大多數反應都會生成有毒的氯氣,因此在進行操作時應注意做好防護工作,避免吸入。氯化銀本身也屬于有毒化學物品,雖然毒性不強但仍應做好防護。

常見化學反應

氯化銀的日光分解

氯化銀在受到紫外線照射時會發生分解反應,外觀上從白色粉末轉變為灰黑色粉末,這一反應在光學領域有著廣泛的應用,化學反應式為:

氯化銀與氫氣

氯化銀與氫氣混合后,氯離子將會和氫離子結合形成鹽酸。此時,原本和氯離子結合的銀將被還原,因此該反應可用于還原氯化銀中的銀單質,化學反應式為:

氯化銀與硫酸鈉

氯化銀在加熱條件下也可以和硫酸鈉發生反應,將氯化銀中的銀離子還原沉淀下去,反應同時還會產生氯化鈉和二氧化硫氧氣,這一反應可用于還原含氯化銀溶液中的銀單質,化學反應為:

氯化銀與碳酸鈉

氯化銀與碳酸鈉的反應常被用于在原鹽廢液中回收制取銀單質,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行還原反應,生成氯化鈉和碳酸銀,繼續煅燒一小時后即可得到純銀單質。化學反應式為:

制備方法

在生產生活中,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。在實驗室中,也可以將加熱狀態下的單質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氯化銀的方法,因該種方法具有簡單、成本低等優點,且所得產品純度高、質量穩定,因此在氯化銀的制取生產中得到廣泛應用。其化學反應式為:AgNO3+HCl=AgCl↓+NHO3

首先將硝酸銀加入電導水和高純鹽酸,所得的氯化銀沉淀反復加入電導水進行提純,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

氯化還原法制備氯化銀的優點是反應條件溫和,易于控制,產物純度高,適用于生產高純度氯化銀。因此,在電子、光學、醫學等領域中,氯化銀的制備往往采用氯化銨還原法。氯化銨法的準備步驟與鹽酸法大體相同,都是先將硝酸銀溶于電導水溶液之中,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水中進行過濾提純,烘干后即可制得高純度的氯化銀結晶。反應方程式如下:

氯化鈉法

氯化鈉法可用于生產納米級別的氯化銀晶體,具有操作簡單、反應迅速、產量高、反應選擇性好、處理方便等特點,多被應用于科研領域。將氯化鈉溶液滴加至硝酸銀溶液中,同時配合使用磁力攪拌器進行攪拌。將所有氯化鈉溶液全部滴入硝酸銀溶液后繼續攪拌反應,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,所有步驟皆須在暗室環境下進行。反應方程式如下:

應用領域

氯化銀具有良好的光學敏感度,因此在生產生活中常被應用于攝影膠片、照片軟板的感光劑、光學測量。同時,由于氯化銀難溶于水,難溶于稀硝酸,在實驗室中常被用來測定樣品的含銀量。同時,在電子領域,氯化銀還可被用來制作銀-氯化銀-參比電極和氯化銀電池。在醫學領域,也可被用于生產抗菌材料,如抗菌紙和抗菌敷料。同時也可以被制作為醫用電極,測量人體的生物電信號。

光學攝影領域

由于氯化銀具有較高的折射率和透過率,折光率達到了0.271。且紅外線對氯化銀玻璃具有良好的穿透性,因此在生產生活中氯化銀可被用于制造光學透鏡。與此同時,氯化銀的見光變色性還被應用于制作變色玻璃,這種玻璃在強光的照射下自動變為暗色,而在弱光環境下則恢復原色,但由于生產成本較高,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。在不是非常敏感的照片軟片、膠版和膠紙上有使用氯化銀。但一般軟片上使用的是化學性質上類似,但是更加對光敏感的溴化銀AgBr。因此,氯化銀在攝影領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元件。

電子科技領域

由于氯化銀本身具有電導性和光導型,因此早在1880年便被化學家沃倫德拉魯制作成了海水電池,并在第二次世界大戰中被大規模生產,以作為魚雷、船舶夜航浮標、漁業夜光浮標、無線電觀測器等軍用和民用產品的動力來源,具有在中性電解液中熔融不分解、便于軋制等優異性能。而后在爆破領域又出現了由氯化銀制作而成的干電池,同樣具有優異的電學性能,儲存十二個月后電池性能依舊沒有下降。

不僅如此,氯化銀在電極領域也有廣泛的應用,由氯化銀和銀制作成的銀-氯化銀-參比電極由于結構簡單、體積小,被廣泛應用于科研領域中,作為其他電極的內參比電極,這種電極由電解提煉的高純銀單質經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,由于氯化銀電極的半電池電動勢能穩定性遠遠優于普通電池,因此其極化電勢很小,可以提供精確的資料,在生物電位的測量中極為有用。

冶金化工領域

氯化銀在冶金領域有多種應用。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生成,從而含銀礦石反應生成氯化銀,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,氯化銀在實驗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行測定,這種方法被稱為沉淀滴定法

醫療醫藥領域

氯化銀在醫學上可被應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傷口愈合的新型醫用敷料。

在中醫藥領域,氯化銀還可以被當做原料,與白陶土和藥用炭混合制成砂炭銀,在臨床上有治療腹瀉腸脹氣的功效

此外,由于氯化銀電極在生物電測量領域的優異表現,氯化銀在醫學方面也常被制作為生物電極,以測量人體組織內的生物電信號。

鑒別方法

鹵化銀的顏色隨其金屬性的增強而呈現暗黃色,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導致惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛、僵硬、抽搐和休克等癥狀,還可能引起紫(由于血液缺氧導致皮膚變藍)。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導致眼睛、皮膚、粘膜和內臟器官出現永久性的藍灰色變色。

運輸與儲存

氯化銀是一種具有毒性和易燃性的化學品,危險化學品運輸標號為 UN-3086。儲存和運輸時需要注意安全,對于儲存,由于氯化銀見光即可分解產生,且可以與多種化學物質發生反應,故將儲存時應該將氯化銀存放在干燥、通風良好、避免陽光直射的地方。并且應該與其他化學品分開存放,避免發生意外事故。

運輸時,應采取密閉、遮光的容器,如遮光玻璃和塑料容器。并且應該在包裝上標明有毒和易燃標志,以提醒運輸工作人員注意安全。在運輸過程中,為避免氯化銀在高溫下發生分解,應將溫度控制在室溫以下。出現問題時應及時報告有關單位,并依據有毒化學品、易燃化學品泄漏處置標準進行處理。

參考資料 >

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