OSSIDO D'ARGENTO (AG2O): STRUTTURA, PROPRIETÀ E USI - CHIMICA - 2025

L' ossido d'argento è un composto inorganico la cui formula chimica è Ag ₂ O. La forza che lega gli atomi è di natura totalmente ionica; pertanto, è costituito da un solido ionico in cui è presente una proporzione di due cationi Ag ^{+ che} interagiscono elettrostaticamente con un anione O ^2- .

L'anione ossido, O ^2- , è il risultato dell'interazione degli atomi d'argento sulla superficie con l'ossigeno nell'ambiente; più o meno allo stesso modo del ferro e di molti altri metalli. Invece di arrossarsi e sgretolarsi in ruggine, un pezzo o un gioiello d'argento diventa nero, caratteristica dell'ossido d'argento.

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Ad esempio, nell'immagine sopra puoi vedere una coppa d'argento ossidata. Notare la sua superficie annerita, sebbene conservi ancora una certa lucentezza ornamentale; ecco perché anche gli oggetti in argento ossidato possono essere considerati abbastanza attraenti per usi decorativi.

Le proprietà dell'ossido d'argento sono tali che, a prima vista, non intaccano la superficie metallica originale. Si forma a temperatura ambiente per semplice contatto con l'ossigeno presente nell'aria; e ancora più interessante, può decomporsi ad alte temperature (superiori a 200 ° C).

Ciò significa che se il vetro nella foto fosse afferrato e gli fosse applicato il calore di una fiamma intensa, riacquisterebbe il suo bagliore argenteo. Pertanto, la sua formazione è un processo termodinamicamente reversibile.

L'ossido d'argento ha anche altre proprietà e, oltre alla sua semplice formula Ag ₂ O, comprende organizzazioni strutturali complesse e una ricca varietà di solidi. Tuttavia, Ag ₂ O è forse, insieme ad Ag ₂ O ₃ , il più rappresentativo degli ossidi d'argento.

Struttura in ossido d'argento

Fonte: CCoil, da Wikimedia Commons

Com'è la sua struttura? Come accennato all'inizio: è un solido ionico. Per questo motivo, non possono esserci né legami covalenti Ag-O né Ag = O nella sua struttura; poiché, se ci fossero, le proprietà di questo ossido cambierebbero drasticamente. Sono quindi gli ioni Ag ⁺ e O ^2- in un rapporto 2: 1 e subiscono attrazione elettrostatica.

La struttura dell'ossido d'argento è quindi determinata dal modo in cui le forze ioniche organizzano gli ioni Ag ⁺ e O ^2- nello spazio .

Nell'immagine sopra, ad esempio, c'è una cella unitaria per un sistema cristallino cubico: i cationi Ag ⁺ sono le sfere blu argentee e l'O ^{2 -} le sfere rossastre.

Se si conta il numero di sfere, si scoprirà che ci sono, ad occhio nudo, nove blu argentee e quattro rosse. Tuttavia, vengono considerati solo i frammenti delle sfere contenute all'interno del cubo; contando queste, essendo frazioni delle sfere totali, si deve rispettare il rapporto 2: 1 per Ag ₂ O.

Ripetendo l'unità strutturale del tetraedro AgO ₄ circondato da altri quattro Ag ⁺ , viene costruito l'intero solido nero (ignorando i buchi o le irregolarità che queste disposizioni cristalline possono avere).

Cambia con il numero di valenza

Concentrandosi ora non sul tetraedro AgO ₄ ma sulla linea AgOAg (osservare i vertici del cubo superiore), avremo che il solido di ossido d'argento è costituito, da un'altra prospettiva, da più strati di ioni disposti linearmente (sebbene inclinati). Tutto questo come risultato della geometria "molecolare" attorno ad Ag ⁺ .

Ciò è stato confermato da diversi studi sulla sua struttura ionica.

L'argento funziona prevalentemente con valenza +1, poiché quando si perde un elettrone la sua configurazione elettronica risultante è 4d ¹⁰ , che è molto stabile. Altre valenze, come Ag ²⁺ e Ag ³⁺ sono meno stabili poiché perdono elettroni da orbitali d quasi pieni.

Lo ione Ag ³⁺ , tuttavia, è relativamente meno instabile rispetto all'Ag ²⁺ . Può infatti coesistere in compagnia di Ag ⁺ arricchendone chimicamente la struttura.

La sua configurazione elettronica è 4d ⁸ , con elettroni spaiati in modo tale da conferirgli una certa stabilità.

A differenza delle geometrie lineari attorno agli ioni Ag ⁺ , è stato riscontrato che quella degli ioni Ag ³⁺ è un piano quadrato. Pertanto, un ossido d'argento con ioni Ag ³⁺ sarebbe costituito da strati composti da quadrati AgO ₄ (non tetraedri) collegati elettrostaticamente da linee AgOAg; è il caso di Ag ₄ O ₄ o Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ con struttura monoclina.

Proprietà fisiche e chimiche

Fonte: Benjah-bmm27, da Wikimedia Commons

Raschiando la superficie della coppa d'argento nell'immagine principale si otterrebbe un solido, che non è solo di colore nero, ma ha anche sfumature di marrone o marrone (immagine in alto). Alcune delle sue proprietà fisiche e chimiche riportate al momento sono le seguenti:

Peso molecolare

231,735 g / mol

Aspetto

Solido bruno-nero in polvere (si noti che nonostante sia un solido ionico, manca di un aspetto cristallino). È inodore e mescolato con acqua gli conferisce un sapore metallico

Densità

7,14 g / mL.

Punto di fusione

277-300 ° C. Certamente si scioglie in argento massiccio; cioè, probabilmente si decompone prima di formare l'ossido liquido.

Kps

1,52 ∙ ^10-8 in acqua a 20 ° C. Si tratta quindi di un composto difficilmente solubile in acqua.

solubilità

Se l'immagine della sua struttura viene osservata attentamente, si troverà che le sfere Ag ²⁺ e O ^2- non differiscono quasi per dimensioni. Ciò ha come conseguenza che solo piccole molecole possono passare attraverso l'interno del reticolo cristallino, rendendolo insolubile in quasi tutti i solventi; tranne quelli in cui reagisce, come basi e acidi.

Carattere covalente

Sebbene sia stato ripetutamente affermato che l'ossido d'argento è un composto ionico, alcune proprietà, come il suo basso punto di fusione, contraddicono questa affermazione.

Certamente la considerazione del carattere covalente non distrugge quanto è stato spiegato per la sua struttura, poiché basterebbe aggiungere un modello di sfere e barre alla struttura Ag ₂ O per indicare i legami covalenti.

Allo stesso modo, i piani tetraedri e quadrati AgO ₄ , così come le linee AgOAg, sarebbero collegati da legami covalenti (o covalenti ionici).

Con questo in mente, Ag ₂ O sarebbe effettivamente un polimero. Tuttavia, si consiglia di considerarlo come un solido ionico con un carattere covalente (la cui natura del legame rimane oggi una sfida).

Decomposizione

In un primo momento è stato detto che la sua formazione è termodinamicamente reversibile, quindi assorbe il calore per tornare al suo stato metallico. Tutto ciò può essere espresso da due equazioni chimiche per tali reazioni:

4Ag (s) + O ₂ (g) => 2Ag ₂ O (s) + Q

2Ag ₂ O (s) + Q => 4Ag (s) + O ₂ (g)

Dove Q rappresenta il calore nell'equazione. Questo spiega perché il fuoco che brucia la superficie della coppa d'argento ossidata la restituisce al suo bagliore argenteo.

Pertanto, è difficile presumere che ci sia Ag ₂ O (l) poiché si decomporrebbe istantaneamente dal calore; a meno che la pressione non venga aumentata troppo per ottenere detto liquido bruno-nero.

Nomenclatura

Quando è stata introdotta la possibilità di ioni Ag ²⁺ e Ag ³⁺ oltre al comune e predominante Ag ⁺ , il termine "ossido d'argento" ha cominciato a sembrare insufficiente per riferirsi ad Ag ₂ O.

Questo perché lo ione Ag ⁺ è più abbondante degli altri, quindi Ag ₂ O è considerato l'unico ossido; che non è del tutto corretto.

Se Ag ²⁺ è considerato praticamente inesistente data la sua instabilità, si avranno solo ioni con valenze +1 e +3; cioè Ag (I) e Ag (III).

Valencia I e III

Poiché Ag (I) è quello con la valenza più bassa, viene chiamato aggiungendo il suffisso –oso al suo nome argentum. Quindi, Ag ₂ O è: ossido d'argento o, secondo la nomenclatura sistematica, monossido diplato.

Se Ag (III) è completamente ignorato, la sua nomenclatura tradizionale dovrebbe essere: ossido d'argento invece di ossido d'argento.

D'altra parte, essendo Ag (III) la valenza più alta, al suo nome viene aggiunto il suffisso –ico. Pertanto, Ag ₂ O ₃ è: ossido d'argento (2 ioni Ag ³⁺ con tre O ^2- ). Inoltre, il suo nome secondo la nomenclatura sistematica sarebbe: diplata triossido.

Se si osserva la struttura dell'Ag ₂ O ₃ , si può presumere che sia il prodotto dell'ossidazione da parte dell'ozono, O ₃ , anziché dell'ossigeno. Pertanto, il suo carattere covalente deve essere maggiore in quanto è un composto covalente con legami Ag-OOO-Ag o Ag-O ₃ -Ag.

Nomenclatura sistematica per ossidi d'argento complessi

AgO, scritto anche come Ag ₄ O ₄ o Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ , è un ossido d'argento (I, III), poiché ha valenze +1 e +3. Il suo nome secondo la nomenclatura sistematica sarebbe: tetraossido di tetraplati.

Questa nomenclatura è di grande aiuto quando si tratta di altri ossidi d'argento stechiometricamente complessi. Ad esempio, supponiamo i due solidi 2Ag ₂ O ∙ Ag ₂ O ₃ e Ag ₂ O ∙ 3Ag ₂ O ₃ .

Scrivere il primo in un modo più appropriato sarebbe: Ag ₆ O ₅ (contando e sommando gli atomi di Ag e O). Il suo nome sarebbe quindi pentossido esaplato. Si noti che questo ossido ha una composizione d'argento meno ricca di Ag ₂ O (6: 5 <2: 1).

Scrivendo il secondo solido in un altro modo, sarebbe: Ag ₈ O ₁₀ . Il suo nome sarebbe decaossido di argento octa (con un rapporto 8:10 o 4: 5). Questo ipotetico ossido d'argento sarebbe "molto ossidato".

applicazioni

Gli studi alla ricerca di usi nuovi e sofisticati per l'ossido d'argento continuano ancora oggi. Alcuni dei suoi usi sono elencati di seguito:

-Si dissolve in ammoniaca, nitrato di ammonio e acqua per formare il reagente Tollens. Questo reagente è uno strumento utile nell'analisi qualitativa all'interno dei laboratori di chimica organica. Permette di determinare la presenza di aldeidi in un campione, con la formazione di uno "specchio d'argento" nella provetta come risposta positiva.

-Insieme allo zinco metallico, forma le batterie primarie all'ossido di zinco-argento. Questo è forse uno dei suoi usi più comuni e domestici.

-Funge da purificatore di gas, assorbendo ad esempio CO ₂ . Quando riscaldato, rilascia gas intrappolati e può essere riutilizzato più volte.

-A causa delle proprietà antimicrobiche dell'argento, il suo ossido è utile negli studi di bioanalisi e purificazione del suolo.

-È un blando agente ossidante in grado di ossidare le aldeidi in acidi carbossilici. Allo stesso modo, viene utilizzato nella reazione di Hofmann (delle ammine terziarie) e partecipa ad altre reazioni organiche, sia come reagente che come catalizzatore.

Riferimenti

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