Хромат серебра представляет собой неорганическое соединение с формулой Ag 2 CrO 4, которое проявляется в виде ярко окрашенных коричнево-красных кристаллов. Соединение нерастворимо, и его осаждение указывает на реакцию между растворимым хроматом и солями-предшественниками серебра (обычно хромат калия / натрия с нитратом серебра ). [2] [4] [5] Эта реакция важна для двух применений в лаборатории: в аналитической химии она составляет основу метода аргентометрии Мора , [6] тогда как в нейробиологиион используется в методе Гольджи окрашивания нейронов для микроскопии. [7]
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК Дисильвер (1+) диоксидо (диоксо) хром | |
Другие названия Хромат серебра (VI) Хромат серебра (I) | |
Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.029.130 |
Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
UNII | |
| |
| |
Характеристики | |
Ag 2 CrO 4 | |
Молярная масса | 331,73 г / моль |
Появление | кирпично-красный порошок |
Плотность | 5,625 г / см 3 |
Температура плавления | 665 ° С (1229 ° F, 938 К) |
Точка кипения | 1550 ° С (2820 ° F, 1820 К) |
0,017 г / л (5 ° C) 0,033 г / л (25 ° C) 0,040 г / л (35 ° C) 0,050 г / л (45 ° C) 0,069 г / л (60 ° C) 0,096 г / л ( 80 ° С) | |
Растворимость | растворим в азотной кислоте , аммиаке , цианидах щелочных металлов и хроматах [1] |
УФ-видимый (λ макс. ) | 450 нм (22200 см -1 ) |
−40,0 · 10 −6 см 3 / моль | |
Показатель преломления ( n D ) | 2,2 (630 нм) |
Структура [2] | |
орторомбическая ( форма с низкой Т , Т <482 ° C) гексагональная ( форма с высокой Т , Т > 482 ° С) | |
Космическая группа | ПНМА, № 62 (низкая Т форма) |
Постоянная решетки | a = 10,063 Å, b = 7,029 Å, c = 5,540 Å |
Формула единиц ( Z ) | 4 |
Термохимия | |
Теплоемкость ( C ) | 142 Дж · моль −1 · K −1 |
Стандартная мольная энтропия ( S | 217 Дж · моль −1 · K −1 [3] |
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 ) | −712 кДж · моль −1 [3] |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚) | -631 кДж · моль -1 |
Опасности | |
Основные опасности | канцерогенный, окислитель, опасность для окружающей среды |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Опасность |
Положения об опасности GHS | H272 , H317 , H350 , H410 |
Меры предосторожности GHS | P201 , P210 , P273 , P280 , P302 + 353 , P308 + 313 |
Родственные соединения | |
Другие анионы | Нитрат серебра Хлорид серебра Тиоцианат серебра |
Другие катионы | Хромат калия Хромат аммония Хромат свинца (II) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
В дополнение к вышесказанному, соединение было испытано в качестве фотокатализатора для очистки сточных вод . [4] Однако наиболее важным практическим и коммерческим применением хромата серебра является его использование в батареях Li-Ag 2 CrO 4 , типа литиевых батарей, которые в основном используются в устройствах с искусственным кардиостимулятором . [8]
Что касается всех хроматов , которые являются разновидностями хрома (VI) , это соединение представляет опасность токсичности, канцерогенности и генотоксичности , а также большой вред окружающей среде.
Подготовка
Серебро хромат обычно получают с помощью реакции соли метатезиса из хромата калия (K 2 CrO 4 ) и нитрат серебра (AgNO 3 ) в очищенной воде - серебро хромат будет выпадать в осадок из водной реакционной смеси: [4] [2] [5 ]
- 2 AgNO
3 (водн.)+ K
2CrO
4 (водн.)→ 2 KNO
3 (водн.)+ Ag
2CrO
4 (т)
Это происходит из-за очень низкой растворимости хромата серебра ( K уд = 1,1 · 10 -12 или 6,5 · 10 -5 моль / л).
Формирование нерастворимых наноструктур Ag 2 CrO 4 посредством вышеуказанной реакции с хорошим контролем над размером и формой частиц было достигнуто с помощью сонохимии , синтеза с использованием матрицы или гидротермальных методов. [4]
Структура и свойства
Кристальная структура
Соединение является полиморфным и может иметь две кристаллические структуры в зависимости от температуры: гексагональную при более высоких и орторомбическую при более низких температурах. [4] Гексагональная фаза переходит в ромбическую при охлаждении ниже температуры перехода кристаллической структуры T = 482 ° C.
Орторомбический полимор является наиболее часто встречающимся и кристаллизуется в пространственной группе Pnma с двумя различными координационными средами для ионов серебра (одно тетрагональное бипирамидальное и другое искаженное тетраэдрическое). [2]
Цвет
Характерный кирпично-красный / цвет акажу (поглощение λ max = 450 нм) хромата серебра сильно отличается от других хроматов, которые обычно имеют вид от желтовато-оранжевого цвета. Было высказано предположение, что это различие в поглощении связано с переходом с переносом заряда между 4- d- орбиталью серебра и e * -орбиталями хромата , хотя, судя по тщательному анализу данных УФ / видимой спектроскопии, это не так . [5] Напротив, сдвиг λ max , скорее всего, объясняется эффектом расщепления Давыдова . [5]
Приложения
Аргентометрия
Осаждение сильно окрашенный хромат серебра используется для указания конечной точки в титровании из хлорида с нитратом серебра в методе Мора из аргентометрия .
Реакционная способность хромат-аниона с серебром ниже, чем с галогенидами ( например, хлоридами), поэтому в смеси обоих ионов образуется только осадок хлорида серебра : [6]
- AgNO
3 (водн.)+ Cl-
(водн.)+ CrO2−4
(водн.)→ AgCl
(s)+ CrO2−4
(водн.)+ НЕТ-
3 (водн.)
Хромат серебра образуется и выпадает в осадок только тогда, когда не остается хлорида (или любого галогена).
Перед конечной точкой раствор имеет молочно-лимонно-желтый цвет из-за уже образовавшейся суспензии осадка AgCl и желтого цвета хромат- иона в растворе. Приближаясь к конечной точке, добавление AgNO 3 приводит к более медленному исчезновению красной окраски. Когда красновато-коричневый цвет сохраняется (с некоторыми сероватыми пятнами хлорида серебра), конечная точка титрования достигается.
Этот метод подходит только для pH, близкого к нейтральному: при очень высоком (кислом) pH хромат серебра растворим (из-за образования H 2 CrO 4 ), а при щелочном pH серебро осаждается в виде гидроксида . [6]
Титрование было введено Мором в середине 19 века и, несмотря на ограничения в условиях pH, с тех пор полностью не вышло из употребления. [6] Примером практического применения метода Мора является определение уровня хлоридов в бассейнах с соленой водой. [ необходима цитата ]
Метод Гольджи
Совершенно другое применение той же реакции - окрашивание нейронов, так что их морфология становится видимой под микроскопом. [7] методика включает в себя первый пропиточный альдегидную фиксированной ткани мозга с 2% -ным раствором бихромата водного калия. Затем проводят сушку и погружение в 2% водный раствор нитрата серебра.
По той же реакции, что и выше, образуется хромат серебра, и по не совсем понятному механизму осаждение происходит внутри некоторых нейронов, что позволяет детально наблюдать морфологические детали, слишком тонкие для обычных методов окрашивания. [7]
Существует несколько вариантов метода для увеличения контрастности или селективности в отношении типа окрашиваемого нейрона, включая дополнительную пропитку раствором хлорида ртути (Гольджи-Кокс) или последующую обработку тетроксидом осмия (Кахал или быстрый Гольджи). [7]
Невозможные ранее наблюдения, сделанные с помощью метода окрашивания хроматом серебра, привели в конечном итоге к присуждению Нобелевской премии 1906 года по физиологии и медицине первооткрывателю Гольджи и пионеру его использования и усовершенствованию Рамону-и-Кахалю . [7]
Фотокатализатор
Хромат серебра был исследован на предмет возможного использования в качестве катализатора фотокаталитического разложения органических загрязнителей в сточных водах . Хотя наночастицы Ag 2 CrO 4 в какой-то мере эффективны для этой цели, высокая токсичность хрома (VI) для человека и окружающей среды требует дополнительных сложных процедур для удержания любого хрома из катализатора, который должен быть предотвращен от выщелачивания в очищенные сточные воды. . [4]
Li-батареи
Батареи Li-Ag 2 CrO 4 представляют собой тип литий-металлических батарей, разработанных в начале 1970-х годов компанией Saft , в которых хромат серебра служит катодом, металлический литий - анодом, а раствор перхлората лития - электролитом . [8]
Батарея предназначалась для биомедицинских приложений и на момент открытия имела такие характеристики, как высокая надежность и долгий срок хранения. Поэтому литий-серебристые батареи нашли широкое применение в имплантированных кардиостимуляторах . [8]
Рекомендации
- ^ Прадёт Патнаик. Справочник неорганических химикатов . Макгроу-Хилл, 2002, ISBN 0-07-049439-8
- ^ а б в г Hackert, Marvin L .; Джейкобсон, Роберт А. (1971). «Кристаллическая структура хромата серебра» . Журнал химии твердого тела . 3 (3): 364–368. DOI : 10.1016 / 0022-4596 (71) 90072-7 .
- ^ а б Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Houghton Mifflin. п. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
- ^ а б в г д е Шен, Хуан; Лу, Йи; Лю, Цзинь-Ку; Ян, Сяо-Хун (2016). «Фотокаталитическая активность материалов из хромата серебра различными методами синтеза» . Журнал экспериментальной нанонауки . 11 (8): 650–659. DOI : 10.1080 / 17458080.2015.1110624 . ISSN 1745-8080 .
- ^ а б в г Роббинс, Дэвид Дж .; День, Питер (1977-09-01). «Почему хромат серебра красный? Электронный спектр хромата в сульфате серебра с поляризацией 4 · 2 К» . Молекулярная физика . 34 (3): 893–898. DOI : 10.1080 / 00268977700102201 . ISSN 0026-8976 .
- ^ а б в г Belcher, R .; Макдональд, AMG; Парри, Э. (1957-01-01). «О методе Мора для определения хлоридов» . Analytica Chimica Acta . 16 : 524–529. DOI : 10.1016 / S0003-2670 (00) 89979-1 . ISSN 0003-2670 .
- ^ а б в г д Кан, Хи Вон; Ким, Хо Гю; Мун, Бэ Хун; Ли, Со Джун; Ли, Се Чжун; Рю, Им Джу (30.06.2017). «Комплексный обзор методов окрашивания нервной ткани по Гольджи» . Прикладная микроскопия . 47 (2): 63–69. DOI : 10,9729 / AM.2017.47.2.63 . ISSN 2287-5123 .
- ^ а б в Lehmann, G .; Broussely, M .; Lenfant, P. (1978), Thalen, Hilbert J. Th .; Харторн, Дж. Уоррен (ред.), «Характеристики Saft Lithium - Silver Chromate Battery of the LI 210 Type» , To Pace or Not to Pace: Conversial Subjects in Cardiac Pacing , Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 109–115, DOI : 10.1007 / 978-94-009-9723-3_18 , ISBN 978-94-009-9723-3, получено 2021-03-30