Оксид серебра с азотной кислотой уравнение

Реакция оксида серебра (I) с кислотами

Оксид серебра (I), растворяясь в разбавленной серной кислоте, образует сульфат серебра (I):

Ag2O + H2SO4 (разб.) = Ag2SO4 + H2O

Что произойдет с оксидом серебра (I), если его нагреть до температуры 300 градусов?

При нагревании оксида серебра (I) до 300 градусов он разлагается на элементы серебро и кислород:

Растворимость оксида серебра (I) в воде

Оксид серебра (I), плохо растворяется в воде и придает ей слабощелочную реакцию:

Ag2O + H2O = 2Ag+ + 2OH-

Оксид серебра растворяется в плавиковой и азотной кислотах, в солях аммония, в растворах цианидов щелочных металлов, в аммиаке и т. д.

Ag2O + 2HF = 2AgF + Н2О

Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + Н2О

Получение оксида серебра (I)

Получить оксид серебра (I) можно взаимодействием нитрата серебра со щёлочью в водном растворе:

2AgNO3 + 2NaOH —> Ag2O + 2NaNO3 + H2O

В ходе химической реакции образуется гидроксид серебра , который быстро разлагается на оксид серебра (I) и воду:

2AgOH —> Ag2O + H2O

Получить оксид серебра (I) можно так же обработкой раствора AgNO3 растворами гидроксидов щелочноземельных металлов:

2AgNO3 + 2KOH = Ag2O + 2KNO3 + H2O

Чистый оксид серебра (I) может быть получен в результате анодного окисления металлического серебра в дистиллированной воде.

Оксид серебра (I) можно получить, если осторожно нагревать гидроксид серебра:

2AgOH = Ag2O + H2O

Водород, оксид углерода, перекись водорода и многие металлы восстанавливают оксид серебра (Ag2О) в водной суспензии до металлического серебра (Ag):

Ag2О + H2 ( при температуре 40 градусов) = 2Ag + Н2О

Ag2О + CO = 2Ag + CO2

Ag2О + H2O2 = 2Ag + H2O + O2

Применение оксида серебра (I)

Оксид серебра может быть источником атомарного кислорода необходимого для зарядки кислородных пистолетов, предназначенных для испытания прочности некоторых материалов на их стойкость к окислению, необходимых для постройки космических аппаратов.

Оксида серебра (I) это очень важное химическое соединение, которое может использоваться в фармацевтической промышленности как антисептик, а так же в производстве стекла и применятся как краситель. Он так же применяется в производстве серебряно-цинковых аккумуляторов, в которых анод представляет собой оксид серебра (I).

На этой фотографии видна серебряно-цинковая аккумуляторная батарея — химический источник постоянного электрического тока, где анодом является спрессованный порошок оксида серебра, а катод представляет собой смесь оксида цинка и цинковой пыли. Аккумуляторный электролит без всяких добавок, содержит раствор химически чистого гидроксида калия. Серебряно-цинковый аккумулятор широко применяется в военной технике, авиации, космосе и часах.

Плоские кнопочные батарейки на основе оксида серебра используются, как элементы питания для наручных часов.

Оксид серебра используется в художественных цехах для изготовления новогодних елочных игрушек, например при изготовлении елочных шаров. В цехе стеклодувов внутрь шарика вливают раствор из оксида серебра, аммиака и дистиллированной воды. Потом шарик со смесью взбалтывают, чтобы равномерно окрасились все внутренние стенки игрушки и опускают в воду с температурой 40 градусов. Сначала шарик чернеет, а потом становится серебристым.

Окисление серебра до оксида серебра (I)

Чистое серебро по своей природе это малоактивный металл, который при обычной комнатной температуре, не окисляется на воздухе. Поэтому чистое серебро относится к разряду благородных металлов. Однако это не означает, что серебро вообще не может растворять в себе кислород. Серебро способно при нагревании или расплавлении поглощать значительные объемы кислорода. Даже твердое серебро при температуре 450 градусов способно растворить в себе до пяти объемов кислорода, а при расплавлении металла (при температуре плавления 960 градусов), когда серебро переходит в жидкое состояние, оно способно поглотить двадцатикратный объем кислорода. При остывании жидкого серебра наблюдается явление разбрызгивание металла. Это очень красивая, но опасная реакция, которая была известна человечеству еще в глубокой древности. Опасность разбрызгивания серебра объясняется тем, что когда серебро после расплавления начинает остывать, металл резко начинает высвобождать большое количество кислорода, что и создает эффект брызг металла.

Почему серебро темнеет?

При температуре 170 градусов по Цельсию, серебро на воздухе начинает покрываться тонкой оксидной пленкой, которая представляет собой оксид серебра (Ag2О), а под действием озона образуются высшие оксиды серебра: Ag2О2, Ag2О3. Однако причиной почернения серебра при обычных условиях является не оксид серебра (Ag2О), как некоторые люди ошибочно себе представляют, а образование на поверхности серебра тонкого слоя сульфида серебра (Ag2S). Образование сульфида серебра на поверхности серебряного изделия является следствием взаимодействия благородного металла с серой, которая всегда присутствует в составе сероводорода (H2S). Реакция серебра и сероводорода хорошо протекает в присутствии влаги:

4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O

При этом серебро может не только потускнеть, но и почернеть. А из-за неровностей, которые может иметь серебро, такая темная пленка при игре света, может показаться даже радужной. Чем толще становится пленка, тем темнее делается серебро. Постепенно пленка темнеет, приобретая коричневый оттенок, а потом она со временем становится черной.

Сульфид серебра (Ag2S) это неорганическое вещество, соль серебра и сероводородной кислоты, твердое вещество серо-чёрного цвета. Эта соль серебра считается одним из химических соединений серебра, которое наименее всего растворимо в воде. Очень тонкий слой сульфида серебра (Ag2S) на поверхности серебряных изделий, придает им розоватую окраску. Сульфид серебра (Ag2S) это очень трудно растворимое химическое соединение. При обычной комнатной температуре эта соль серебра не реагирует даже с кислотами. Только после нагревания сульфид серебра (I) может раствориться в концентрированной азотной кислоте. Сульфид серебра (I) при комнатной температуре может переходить в раствор за счет образования комплексных соединений серебра при растворении его в растворах цианидов.

Чистое серебро редко применяется в изготовлении ювелирных изделий. Чаще всего серебро представлено в виде сплавов. Недостатком этих сплавов серебра заключается в том, что они содержат разные примеси других металлов, например медь. Серебро, соединяясь в присутствии влаги с сероводородом, образует на своей поверхности тонкий темный слой сульфида серебра (Ag2S). А медь, являющаяся вторым компонентом сплава серебра, образует сильфид меди (Cu2S), который имеет так же темный цвет, как и сульфид серебра (I). Кроме того медь может реагировать с кислородом, образуя оксид меди. Поэтому изделия из серебра изготовленные из такого сплава серебра и меди, вследствие коррозии, могут иметь не только темный цвет, но и приобретать красновато-коричневый оттенок. Серебро, со временем, пребывая на воздухе сначала становиться желтоватым, затем делается коричневым, грязно-синим, а потом темнеет. Интенсивность потемнения серебра, зависит от процентного содержания меди в серебряном сплаве. Чем меди больше в серебряно-медном сплаве, тем быстрее идет процесс почернения серебра.

На этом фото изображено столовое серебро (ложки, вилки) которое заметно пожелтело и слегка потемнело. Причиной изменение цвета, является образование на поверхности изделий сульфида серебра и меди, а также оксида меди.

Оксидированное серебро

Для того чтобы серебро не разрушалось, его покрывают тонким слоем оксида серебра. Такое серебро называется оксидированным, то есть покрытым слоем оксида серебра. Такая тонкая оксидная пленка защищает металл от потускнения и улучшает декоративные свойства ювелирных изделий.

На фото выше приведен пример ювелирного серебряного изделия (стильные швензы с оксидированным цветком подсолнуха), выполненного из высокопробного сплава 925 пробы серебра. Данное изделие представляет собой оксидированное серебро 925. Оксид серебра, покрывающий это изделие, надежно защищает серебро от потускнения. Такое оксидированное серебро может долго храниться и не подвергаться дальнейшему окислению. Данное изделие отлично смотрится и имеет великолепный эстетический вид.

На этих фото изображены ювелирные изделия из серебра покрытые тонким слоем оксида серебра: винтажный элемент «Осьминог» (оксид серебра) и оксидированный винтажный элемент «Скарабей».

На этом фото изображены часы-амулет. Это ювелирное изделие выполнено из высокопробного серебра. Часы оксидированы, имеют чеканку с рисунком на корпусе.

На фото слева изображена симпатичная филигрань, винтажный элемент, с замысловатым орнаментом, где центральные лепестки имеют выпуклую форму. Данное ювелирное изделие выполнено из высококачественного сплава, представляет собой серебро 925 пробы и покрыто тонким слоем оксида серебра. На фото справа изображена ладанка «Св. Николай Чудотворец». Материалом, из которого изготовлено данное изделие, является серебро 925 пробы, покрытое тонким слоем оксида серебра.

Азотная кислота: получение и химические свойства

Строение молекулы и физические свойства

Азотная кислота HNO₃ – это сильная одноосновная кислота-гидроксид. При обычных условиях бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, температура плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C ( при нормальном атмосферном давлении). Азотная кислота смешивается с водой во всех соотношениях. На свету частично разлагается.

Валентность азота в азотной кислоте равна IV, так как валентность V у азота отсутствует. При этом степень окисления атома азота равна +5. Так происходит потому, что атом азота образует 3 обменные связи и одну донорно-акцепторную, является донором электронной пары.

Поэтому строение молекулы азотной кислоты можно описать резонансными структурами:

Обозначим дополнительные связи между азотом и кислородом пунктиром. Этот пунктир по сути обозначает делокализованные электроны. Получается формула:

Способы получения

В лаборатории азотную кислоту можно получить разными способами:

1. Азотная кислота образуется при действии концентрированной серной кислоты на твердые нитраты металлов. При этом менее летучая серная кислота вытесняет более летучую азотную.

Например , концентрированная серная кислота вытесняет азотную из кристаллического нитрата калия:

2. В промышленности азотную кислоту получают из аммиака . Процесс осуществляется постадийно.

1 стадия. Каталитическое окисление аммиака.

2 стадия. Окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV) кислородом воздуха.

3 стадия. Поглощение оксида азота (IV) водой в присутствии избытка кислорода.

Химические свойства

Азотная кислота – это сильная кислота . За счет азота со степенью окисления +5 азотная кислота проявляет сильные окислительные свойства .

1. Азотная кислота практически полностью диссоциирует в водном растворе.

2. Азотная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.

Например , азотная кислота взаимодействует с оксидом меди (II):

Еще пример : азотная кислота реагирует с гидроксидом натрия:

3. Азотная кислота вытесняет более слабые кислоты из их солей (карбонатов, сульфидов, сульфитов).

Например , азотная кислота взаимодействует с карбонатом натрия:

4. Азотная кислота частично разлагается при кипении или под действием света:

5. Азотная кислота активно взаимодействует с металлами. При этом никогда не выделяется водород! При взаимодействии азотной кислоты с металлами окислителем всегда выступает азот +5. Азот в степени окисления +5 может восстанавливаться до степеней окисления -3, 0, +1, +2 или +4 в зависимости от концентрации кислоты и активности металла.

металл + HNO₃ → нитрат металла + вода + газ (или соль аммония)

С алюминием, хромом и железом на холоду концентрированная HNO₃ не реагирует – кислота «пассивирует» металлы, т.к. на их поверхности образуется пленка оксидов, непроницаемая для концентрированной азотной кислоты. При нагревании реакция идет. При этом азот восстанавливается до степени окисления +4:

Золото и платина не реагируют с азотной кислотой, но растворяются в «царской водке» – смеси концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1 : 3 (по объему):

HNO₃ + 3HCl + Au → AuCl₃ + NO + 2H₂O

Концентрированная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (IV), азот восстанавливается минимально:

С активными металлами (щелочными и щелочноземельными) концентрированная азотная кислота реагирует с образованием оксида азота (I):

Разбавленная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (II).

С активными металлами (щелочными и щелочноземельными), а также оловом и железом разбавленная азотная кислота реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии кальция и магния с азотной кислотой любой концентрации (кроме очень разбавленной) образуется оксид азота (I):

Очень разбавленная азотная кислота реагирует с металлами с образованием нитрата аммония:

Таблица . Взаимодействие азотной кислоты с металлами.

6. Азотная кислота окисляет и неметаллы (кроме кислорода, водорода, хлора, фтора и некоторых других). При взаимодействии с неметаллами HNO₃ обычно восстанавливается до NO или NO₂, неметаллы окисляются до соответствующих кислот, либо оксидов (если кислота неустойчива).

Например , азотная кислота окисляет серу, фосфор, углерод, йод:

Безводная азотная кислота – сильный окислитель. Поэтому она легко взаимодействует с красным и белым фосфором . Реакция с белым фосфором протекает очень бурно. Иногда она сопровождается взрывом.

Видеоопыт взаимодействия фосфора с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.

Видеоопыт взаимодействия угля с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.

7. Концентрированная а зотная кислота окисляет сложные вещества (в которых есть элементы в отрицательной, либо промежуточной степени окисления): сульфиды металлов, сероводород, фосфиды, йодиды, соединения железа (II) и др. При этом азот восстанавливается до NO₂, неметаллы окисляются до соответствующих кислот (или оксидов), а металлы окисляются до устойчивых степеней окисления.

Например , азотная кислота окисляет оксид серы (IV):

Еще пример : азотная кислота окисляет иодоводород:

Сера в степени окисления -2 окисляется без нагревания до простого вещества, при нагревании до серной кислоты.

Например , сероводород окисляется азотной кислотой без нагревания до молекулярной серы:

При нагревании до серной кислоты:

Соединения железа (II) азотная кислота окисляет до соединений железа (III):

8. Азотная кислота окрашивает белки в оранжево-желтый цвет («ксантопротеиновая реакция«).

Ксантопротеиновую реакцию проводят для обнаружения белков, содержащих в своем составе ароматические аминокислоты. К раствору белка прибавляем концентрированную азотную кислоту. Белок свертывается. При нагревании белок желтеет. При добавлении избытка аммиака окраска переходит в оранжевую.

Видеоопыт обнаружения белков с помощью азотной кислоты можно посмотреть здесь.