Медь и серебро (стр. 5 )

В воде оксид серебра растворяется очень мало. Однако его раствор обладает заметной щелочной реакцией среды, так как часть оксида серебра соединяется с водой в хорошо диссоциирующий гидроксид:

Очень легко оксид серебра взаимодействует с фтороводородной, азотной или хлорной кислотой:

С большинством других кислот реакция протекает крайне медленно либо не идет вовсе. Такое поведение оксида серебра объясняется тем, что с остальными кислотами серебро образует плохо растворимые соли, которые оседают на поверхности оксида и препятствуют дальнейшему протеканию реакции.

С щелочами Ag2O не взаимодействует. Значит, он является типично основным оксидом в отличие от амфотерного Cu2O.

Благодаря большой склонности серебра к образованию различных комплексных соединений оксид серебра легко растворяется в водном растворе аммиака:

Полученный раствор, содержащий комплексный аммиакат, широко применяется в органической химии для обнаружения альдегидов (реакция «серебряного зеркала»):

Оксид серебра (II) AgO образуется одним единственным способом – действием озона на металлическое серебро:

Это черное вещество, нерастворимое в воде. При нагревании до 400оС оно полностью разлагается на простые вещества. Кроме того, оксид серебра (II) проявляет сильные окислительные свойства: например, при добавлении к нему соляной кислоты образуется хлорид серебра (I) и выделяется газообразный хлор:

Гидроксид серебра (I) AgOH может существовать только в виде очень разбавленных растворов. Образуется он либо при обратимом взаимодействии оксида серебра(I) с водой, либо при добавлении небольших количеств щелочей к разбавленным растворам солей одновалентного серебра. Это очень неустойчивое соединение и при изменении любых условий (например, повышение концентрации раствора или нагревание) распадается на Ag2O и воду.

В водном растворе AgOH в значительной мере диссоциирован на катионы серебра Ag+ и анионы гидроксильных групп OH– (его константа диссоциации равна 5∙10–3), поэтому раствор гидроксида серебра меняет цвет индикаторов. AgOH считают основанием средней силы, по степени диссоциации он немного уступает гидроксиду кальция.

Гидроксидов серебра (II) и серебра (III) не существует.

Соли серебра. В этом разделе речь пойдет о солях, содержащих серебро в виде катиона. Подавляющее большинство таких соединений содержит одновалентное серебро. Для двухвалентного серебра известна только одна соль некомплексной природы – фторид AgF2. Трехвалентное серебро не образует обычных солей, для него известно лишь несколько комплексных соединений.

Соли серебра (I). Большинство соединений одновалентного серебра нерастворимо в воде, в этом проглядывается аналогия с солями одновалентной меди, которые также не растворяются в воде. Легко растворимыми в воде солями серебра являются прежде всего фторид AgF, нитрат AgNO3, хлорат AgClO3 и перхлорат AgClO4. Ацетат CH3COOAg, сульфат Ag2SO4 и нитрит AgNO2 обладают умеренной растворимостью.

Катион одновалентного серебра Ag+ бесцветен, и поэтому большинство солей серебра не имеет окраски. Однако нередко серебро образует с бесцветными анионами окрашенные соли, большей частью желтого цвета. Только некоторые соли обладают иным цветом: например, черный сульфид Ag2S. Если катионы серебра соединяются с окрашенными анионами, то часто окраска усиливается: к примеру, в то время как практически все хроматы обладают желтым цветом, у хромата серебра Ag2CrO4 окраска становится красно-коричневой.

Хорошо или умеренно растворимые соли серебра обычно получают в результате реакции между оксидом серебра и соответствующей кислотой:

Нитрат также можно получить растворением металлического серебра в разбавленной или концентрированной азотной кислоте:

Нерастворимые соли синтезируют исходя из растворимых соединений при помощи реакций ионного обмена:

Кроме того, галогениды и сульфид одновалентного серебра можно получить непосредственно из простых веществ:

При комнатной температуре и при хранении в темном месте соли одновалентного серебра очень устойчивы. Но при прокаливании или сильном освещении подавляющее большинство солей серебра (I) разлагается с выделением металла:

Поэтому соли серебра необходимо хранить в посуде из затемненного стекла, кроме фторида AgF, который подвергается гидролизу даже под действием паров воды и выделяет фтороводородную кислоту – единственную кислоту, способную разъедать стекло. Из относительно устойчивых солей серебра необходимо отметить в первую очередь хлорид AgCl и сульфид Ag2S. В темноте или при инфракрасном освещении хлорид можно расплавить или даже перевести в газообразное состояние, и при этом он не разлагается. Но под действием видимого или ультрафиолетового света он все же медленно распадается. Сульфид серебра – пожалуй, самая стабильная соль одновалентного серебра. Он не изменяется как при нагревании (в отсутствие кислорода воздуха), так и при сильном освещении. Но если сульфид серебра прокаливать при доступе воздуха, то происходит окисление серы с одновременным восстановлением серебра:

Именно на способности соединений серебра распадаться под действием видимого света был основан принцип черно-белой фотографии. На фотопленку или фотопластинку наносится тонкий слой бромида серебра, закрепленный желатином. В момент фотографирования диафрагма аппарата открывается, свет падает на пленку и вызывает пропорциональное разложение AgBr: чем больше попадает световых лучей на пленку, тем больше на ней образуется мельчайших кристаллов серебра. После проявления места с максимальной освещенностью выглядят наиболее темными, а с минимальной – наиболее светлыми. Получился негатив. Остается пропустить свет через негатив на фотобумагу, также содержащую бромид серебра, проявить ее, и снимок готов.

Как уже отмечалось вначале, подавляющее большинство солей одновалентного серебра нерастворимо в воде. Но благодаря чрезвычайной склонности к образованию комплексных соединений многие из них переходят в раствор под действием некоторых веществ, например аммиака, тиосульфата или цианида калия:

Кроме того, хлорид, бромид и иодид серебра растворяются в концентрированных растворах галогеноводородных кислот или галогенидов щелочных металлов, содержащих одноименный кислотный остаток:

Соли серебра (II). Как уже отмечалось ранее, из обычных солей двухвалентного серебра известен только фторид AgF2, который образуется при непосредственном взаимодействии порошкообразного серебра и газообразного фтора при высоких температурах. Но удобнее получать его при пропускании ClF3 над хлоридом одновалентного серебра:

Фторид серебра (II) представляет собой темно-коричневый порошок, легко разлагающийся под действием воды уже при комнатной температуре:

Так как для серебра наиболее устойчивой является валентность I, фторид серебра (II) проявляется сильные окислительные свойства. Большинство восстановителей превращает его во фторид или другие соединения одновалентного серебра:

Соли серебра (III). Для трехвалентного серебра неизвестны простые соединения, зато существует несколько комплексных солей, например K[AgF4].

Лабораторная работа

МЕДЬ И ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ

Опыт 1. Получение меди:

А) возьмите по одному микрошпателю оксида двухвалентной меди и порошка древесного угля. Тщательно перемешайте их на листе чистой бумаги. Пересыпьте полученную смесь в сухую пробирку. Затем закрепите пробирку в лапке штатива в горизонтальном положении и нагревайте на сильном пламени горелки в течение 5-8 минут. Наблюдайте переход черной окраски порошка CuO в красную, свойственную металлической меди. Напишите уравнение реакции восстановления оксида меди углем;