СРЕБЪРЕН БРОМИД (AGBR): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ

В бромид сребро е неорганична сол като на химична формула AgBr. Неговото твърдо вещество се състои от Ag ⁺ катиони и Br ^- аниони в съотношение 1: 1, привлечени от електростатични сили или от йонни връзки. Може да се види, че металното сребро е предало един от валентните си електрони на молекулния бром.

Природата му наподобява сребърния хлорид и йодид „братя и сестри“. И трите соли са неразтворими във вода, имат сходни цветове и също са чувствителни към светлина; тоест те претърпяват фотохимични реакции. Това свойство е използвано при получаване на снимки, в резултат на редукцията на Ag ⁺ йони до метално сребро.

Сребърни бромидни йони. Източник: Клаудио Пистили

Изображението по-горе показва двойка Ag ⁺ Br ^- йон, в която бялата и кафява сфера съответстват съответно на Ag ⁺ и Br ^- йони. Тук те представляват йонната връзка като Ag-Br, но е необходимо да се посочи, че няма такава ковалентна връзка между двата йона.

Може да изглежда противоречиво, че среброто е това, което допринася за черния цвят на снимките без цвят. Това е така, защото AgBr реагира със светлина, генерира латентно изображение; която тогава се усилва чрез увеличаване на редукцията на среброто.

Структура на сребърен бромид

Кристална структура на сребърен бромид. Източник: Benjah-bmm27 чрез Wikipedia.

По-горе е решетъчната или кристалната структура на сребърен бромид. Тук ^{е показано} по-вярно представяне на разликата в размера между йонните радиуси на Ag ⁺ и Br. По -обемните Br ^- аниони оставят интерстици, където са разположени катионите Ag ⁺, които са заобиколени от шест Br ^- (и обратно).

Тази структура е характерна за кубична кристална система, по-специално за типа каменна сол; същото, например, както за натриев хлорид, NaCl. Всъщност изображението улеснява това, като осигурява перфектна кубична граница.

На пръв поглед се вижда, че има известна разлика в размерите между йоните. Това, а може би и електронните характеристики на Ag ⁺ (и възможният ефект от някои примеси), води до кристали на AgBr, показващи дефекти; тоест места, където последователността на подреждане на йони в пространството е "нарушена".

Кристални дефекти

Тези дефекти се състоят от празнини, оставени от отсъстващи или изместени йони. Например, сред шест Br ^- аниона обикновено трябва да има Ag ⁺ катион; но вместо това може да има празнина, защото среброто се е преместило в друга празнина (дефект на Френкел).

Въпреки че влияят върху кристалната решетка, те благоприятстват реакциите на среброто със светлина; и колкото по-големи са кристалите или струпването им (размер на зърната), толкова по-голям е броят на дефектите и следователно, той ще бъде по-чувствителен към светлината. Също така примесите влияят върху структурата и това свойство, особено тези, които могат да бъдат намалени с електрони.

Вследствие на последните големите кристали AgBr изискват по-малко излагане на светлина, за да ги намалят; тоест те са по-желани за фотографски цели.

синтез

В лабораторията сребърен бромид може да бъде синтезиран чрез смесване на воден разтвор на сребърен нитрат, AgNO ₃, със сол натриев бромид, NaBr. Първата сол допринася за среброто, а втората - бромида. Следва реакция с двойно изместване или метатеза, която може да бъде представена от химичното уравнение по-долу:

AgNO ₃ (aq) + NaBr (s) => NaNO ₃ (aq) + AgBr (s)

Обърнете внимание, че натриевата нитратна сол, NaNO ₃, е разтворима във вода, докато AgBr се утаява като твърдо вещество със слаб жълт цвят. Впоследствие твърдото вещество се промива и се подлага на вакуумно сушене. В допълнение към NaBr, KBr може да се използва и като източник на бромидни аниони.

От друга страна, AgBr може естествено да се получи чрез минерала бромирит и дължимите му процеси на пречистване.

Имоти

Външен вид

Белезникавожълто глинесто твърдо вещество.

Молекулярна маса

187,77 g / mol.

плътност

6.473 g / mL.

Точка на топене

432 ° С.

Точка на кипене

1502 ° С.

Разтворимост във вода

0,140 g / mL при 20 ° С.

Рефракционен индекс

2253.

Топлинен капацитет

270 J / Kg · K.

Чувствителност към светлина

В предишния раздел беше казано, че има дефекти в кристалите на AgBr, които насърчават чувствителността на тази сол към светлината, тъй като те улавят образуваните електрони; и по този начин, на теория, те са възпрепятствани да реагират с други видове в околната среда, като кислород във въздуха.

Електронът се освобождава от реакцията на Br ^- с фотон:

Br ^- + hv => 1 / 2Br ₂ + e ^-

Обърнете внимание, че се получава Br ₂, който ще оцвети твърдото червено, ако не бъде отстранено. Освободените електрони редуцират катионите Ag ⁺, в техните интерстици, до метално сребро (понякога представено като Ag ⁰):

Ag ⁺ + e ^- => Ag

Имайки след това нетното уравнение:

AgBr => Ag + 1 / 2Br ₂

Когато на повърхността се образуват "първите слоеве" от метално сребро, се казва, че има латентно изображение, все още невидимо за човешкото око. Това изображение става милиони пъти по-видимо, ако друг химичен вид (като хидрохинон и фенидон в процеса на развитие) повиши редукцията на кристалите на AgBr до метално сребро.

Приложения

Черно-бяла снимка на джобния часовник. Източник: Pexels

Сребърен бромид е най-широко използваният от всичките му халиди в областта на разработването на фотографски филми. AgBr се прилага върху споменатите филми, направени с целулозен ацетат, суспендирани в желатин (фотографска емулсия) и в присъствието на 4- (метиламино) фенол сулфат (Метол) или фенидон и хидрохинон.

С всички тези реагенти латентният образ може да бъде оживен; завърши и ускори превръщането на йонното в метално сребро. Но, ако не продължите с определени грижи и опит, цялото сребро на повърхността ще се окисли и контрастът между черния и белия цвят ще приключи.

Ето защо стъпките за спиране, фиксиране и изпиване на фотографски филм са жизненоважни.

Има художници, които играят с тези процеси по такъв начин, че създават нюанси на сивото, които обогатяват красотата на изображението и собственото им наследство; И правят всичко това, понякога може би, без да го подозират, благодарение на химичните реакции, чиято теоретична основа може да стане малко сложна, и на светлочувствителния AgBr, който бележи начална точка.

Препратки

Wikipedia. (2019). Сребърен бромид. Възстановено от: en.wikipedia.org
Майкъл У. Дейвидсън. (2015 г., 13 ноември). Галерия с цифрови изображения с поляризирана светлина: Сребърен бромид. Olympus. Възстановени от: micro.magnet.fsu.edu
Crystran Ltd. (2012). Сребърен бромид (AgBr). Възстановена от: crystran.co.uk
Лотар Дуенкел, Юрген Айхлер, Герхард Акерман и Клаудия Шнеуейс. (29 юни 2004 г.). Самостоятелно направени емулсии на база сребро-бромид за потребители в холографията: производство, обработка и приложение, Proc. SPIE 5290, Практическа холография XVIII: Материали и приложения; doi: 10.1117 / 12.525035;
Alan G. Shape. (1993). Неорганична химия. (Второ издание.). Редакционно реверте.
Карлос Гюидо и Ма Евгения Баутиста. (2018). Въведение във фотографската химия. Възстановено от: fotografia.ceduc.com.mx
Гарсия Д. Бело. (9 януари 2014 г.). Химия, фотография и Chema Madoz. Възстановен от: dimethylsulfuro.es

СРЕБЪРЕН БРОМИД (AGBR): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025