氯化银(
银 氯化物)是一种重要的
无机化合物,银的常见氯化物之一,
化学式为AgCl,相对分子质量为143.32。它的外观呈现为白色粉末状
晶体,无味,难溶于水,微溶于
氨水和
硝酸中。氯化银的密度和
熔点较高,分别为5.56g/cm³和455°C,折光率为2.071。
而作为
卤化银的氯化银具有一定的毒性,使用时应注意防护氯化银在常温下不易分解,但在高温下可以被分解还原为银金属和
氯气。而当氯化银受到
紫外线照射时,也会发生光解反应,分解为银和
氯气。
在应用领域,氯化银是制备其他银盐的重要原料,如
氧化银、
硝酸银等。它同时也是一种重要的光敏材料,在
摄影和印刷业中广泛应用。此外,氯化银还被用作
电极材料、制备颜料和
催化剂等。制备氯化银的方法主要是将银离子和氯离子混合,生成氯化银的沉淀。在使用和处理时,需要注意其毒性并采取适当的安全措施。在储存时应注意将其放置在干燥、阴凉的地方,同时避免阳光直射和与其他
物质接触,以确保其稳定性和安全性。
分子结构
氯化银是
离子晶体,其晶格结构为
立方晶系最密堆积晶系,
空间群为Fm-3m。在氯化银
晶体中,银离子(Ag+)和氯离子(Cl-)交替排列呈八面体构型排列,每个银离子周围被六个氯离子包围,而每个氯离子周围也被六个银离子包围,这一特性使得氯化银具有高密度的
物理性质。
氯化银晶体中,银离子和氯离子之间的距离为0.276 nm,晶体的晶胞参数为a=0.5629nm,晶格
常数为5.916 Å。由于银离子和氯离子之间的电性差异,氯化银具有很高的
离子键能,因此其具有高
熔点和高热稳定性。同时,由于其晶格结构的稳定性,氯化银在水中的
溶解度极低,可近似看做不溶,但氯化银可以在
氨水中形成
配位化合物,使其溶解度增加。
理化性质
物理性质
氯化银外观上呈现为无味的白色结晶状粉末,相对分子质量143.32,在紫外线照射下会由白色逐渐变为紫黑色。氯化银的密度为5.56 g/cm³,熔点为455°C,
沸点为1550℃,属于较高密度及熔点的银化合物。但其热导率为0.009W/(cm·K),属于较低水平。氯化银的
摩尔质量为143.32 g/
摩尔,因其在水中
溶解度较低,在室温下仅为1.93mg/L,故可称其不溶或难溶于水,氯化银同时不溶于
乙醇,微溶于氨,但极易溶于
盐酸等含氯离子的溶液。
氯化银具有较好的导电性,故可被用于制作
电极。同时具有良好的光敏性,对光敏感,常被应用于
摄影领域。
化学性质
氯化银,银离子与氯离子反应生成的的
无机化合物,
化学式为AgCl。在室温下,氯化银的化学性质较为稳定,但暴露在潮湿环境中则会逐渐分解,生成氢氯酸和亚氯酸银,
紫外线照射和高温也可使氯化银发生
分解反应,分解为银
单质与
氯气。
在化学反应方面,氯化银可与
氨水反应生成淡黄色的沉淀,还具有氧化性,可与
有机化合物和
还原剂发生反应,可被还原剂如
氢气、氨气等还原为银。和其他
卤化银反应可形成双卤化银,如氯化亚银、
溴化亚银等。同时,氯化银也可以和碱性金属进行反应形成
氯化物,如氯化钠、
氯化钾等。
因其大多数反应都会生成有毒的氯气,因此在进行操作时应注意做好防护工作,避免吸入。氯化银本身也属于有毒
化学物品,虽然毒性不强但仍应做好防护。
常见化学反应
氯化银的日光分解
氯化银在受到紫外线照射时会发生
分解反应,外观上从白色粉末转变为灰黑色粉末,这一反应在光学领域有着广泛的应用,化学反应式为:
氯化银与氢气
氯化银与氢气混合后,氯离子将会和
氢离子结合形成
盐酸。此时,原本和氯离子结合的银将被还原,因此该反应可用于还原氯化银中的银
单质,化学反应式为:
氯化银与硫酸钠
氯化银在加热条件下也可以和硫酸钠发生反应,将氯化银中的银离子还原沉淀下去,反应同时还会产生氯化钠和
二氧化硫、
氧气,这一反应可用于还原含氯化银溶液中的银单质,化学反应为:
氯化银与碳酸钠
氯化银与碳酸钠的反应常被用于在
原盐废液中回收制取银
单质,在高温下废液中提取的氯化银沉淀与碳酸钠在
墨粉的
催化下进行还原反应,生成氯化钠和
碳酸银,继续煅烧一小时后即可得到纯银单质。化学反应式为:
制备方法
在生产生活中,常见的制备氯化银方法有
盐酸法和
氯化铵法、氯化钠法三种。在实验室中,也可以将加热状态下的
单质银粉末通入
氯化氢气体,从而生成纯净的氯化银。
盐酸法
盐酸法是一种常用的生产氯化银的方法,因该种方法具有简单、成本低等优点,且所得产品纯度高、质量稳定,因此在氯化银的制取生产中得到广泛应用。其化学反应式为:AgNO3+HCl=AgCl↓+NHO3
首先将
硝酸银加入电导水和高纯盐酸,所得的氯化银沉淀反复加入电导水进行提纯,最后在70℃的电热烘箱中
烘干水分,即可获得成本较低的高纯度氯化银。
氯化铵法
氯化还原法制备氯化银的优点是反应条件温和,易于控制,产物纯度高,适用于生产高纯度氯化银。因此,在
电子、光学、医学等领域中,氯化银的制备往往采用氯化铵还原法。氯化铵法的准备步骤与
盐酸法大体相同,都是先将
硝酸银溶于电导
水溶液之中,而后搅拌加入高纯氯化铵溶液,将所得的氯化银沉淀多次加入电导水中进行过滤提纯,烘干后即可制得高纯度的氯化银结晶。反应方程式如下:
氯化钠法
氯化钠法可用于生产纳米级别的氯化银
晶体,具有操作简单、反应迅速、产量高、反应选择性好、处理方便等特点,多被应用于科研领域。将氯化钠溶液滴加至硝酸银溶液中,同时配合使用
磁力搅拌器进行搅拌。将所有氯化钠溶液全部滴入硝酸银溶液后继续搅拌反应,将所得沉淀过滤洗涤、
烘干提纯,即可得到纳米级别的氯化银晶体,所有步骤皆须在暗室环境下进行。反应方程式如下:
应用领域
氯化银具有良好的光学敏感度,因此在生产生活中常被应用于摄影胶片、照片软板的感光剂、光学测量。同时,由于氯化银难溶于水,在实验室中常被用来测定样品的含银量。同时,在
电子领域,氯化银还可被用来制作银-氯化银-
参比电极和氯化银电池。在医学领域,也可被用于生产抗菌材料,如抗菌纸和抗菌
敷料。同时也可以被制作为医用
电极,测量人体的生物电信号。
光学摄影领域
由于氯化银具有较高的
折射率和透过率,折光率达到了0.271。且红外线对氯化银玻璃具有良好的穿透性,因此在生产生活中氯化银可被用于制造光学
透镜。与此同时,氯化银的见光变色性还被应用于制作变色玻璃,这种玻璃在强光的照射下自动变为暗色,而在弱光环境下则恢复原色,但由于生产成本较高,多用于轿车玻璃和特殊避光建筑物。
另外,氯化银还是黑白摄影胶片的重要成分之一。由于氯化银具有良好的光学敏感度,当暴露于光线下时,胶卷或胶片上的氯化银由于受到
紫外线的照射发生见光
分解反应,从而产生黑色的银粒子,这些粒子就构成了黑白照片的图像。因此,氯化银在
摄影领域中被制作成乳状的感光剂,广泛使用于胶卷和胶片之中。此外,氯化银还可用作红外光学元件。
电子科技领域
由于氯化银本身具有电导性和
光导型,因此早在1880年便被化学家沃伦德拉鲁制作成了海水电池,并在
第二次世界大战中被大规模生产,以作为
鱼雷、船舶夜航浮标、
渔业夜光浮标、
无线电观测器等军用和民用产品的动力来源,具有在中性
电解液中熔融不分解、便于
轧制等优异性能。而后在
爆破领域又出现了由氯化银制作而成的干电池,同样具有优异的
电学性能,储存十二个月后电池性能依旧没有下降。
不仅如此,氯化银在
电极领域也有广泛的应用,由氯化银和银制作成的银-氯化银-
参比电极由于结构简单、体积小,被广泛应用于科研领域中,作为其他电极的内参比电极,这种电极由
电解提炼的高纯银
单质经过表面镀上一层氯化银,而后于含有氯离子的
盐溶液中制成。同时,由于氯化银电极的半电池电动
势能稳定性远远优于普通电池,因此其
极化电势很小,在生物电位的测量中极为有用。
冶金化工领域
氯化银在冶金领域有多种应用。如作为提取黄金和其他贵金属的试剂。氯化银可以与金和铂等贵金属形成难溶的
氯化物沉淀,在提取黄金和其他贵金属的过程中起到重要作用。而在提取银的过程中,则多采用将含银
矿石与氯化钠混合加热,而后利用氯化钠在高温下的
分解反应生成
氯气,从而含银矿石反应生成氯化银,随后通过加入金属铜还原氯化银,即可得到纯净的银金属。此外,氯化银在实验室中还可用于测定金和银的含量。
另外,氯化银还可以用于冶金
催化剂的制备,例如催化剂氯化银-
氯化铜可以用于裂解丙制取
乙烯。或是用于测定其他氯化物的氯含量,即向溶液中加入
硝酸银,而后利用氯化银的沉淀吸附性进行测定,这种方法被称为沉淀滴定法。
医疗医药领域
氯化银在医学上可被应用于制作抗菌杀菌材料,如将氯化银和硝酸银混合制作成杀菌纸
敷料,可敷在伤口处,能够有效的杀灭
革兰氏阳性菌和阴性菌。也可将纳米级别的氯化银微粒添加至纱布和其他敷料之中,制作成可以有效促进伤口愈合的新型医用敷料。
在中医药领域,氯化银还可以被当做原料,与
白陶土和药用炭混合制成砂炭银,在临床上有治疗
腹泻与
肠胀气的功效
此外,由于氯化银
电极在生物电测量领域的优异表现,氯化银在医学方面也常被制作为生物电极,以测量人体组织内的生物电信号。
鉴别方法
卤化银的颜色随其
金属性的增强而呈现暗黄色,氯化银为白色,
溴化银呈淡黄色,
碘化银呈深黄色,因此可通过外观进行鉴别不同的卤化银分子。
安全事宜
健康危害
氯化银对眼睛、皮肤、
呼吸道和
消化道具有刺激性,接触或摄入氯化银接会导致恶心、呕吐、腹泻、腹痛、僵硬、抽搐和休克等症状,还可能引起紫(由于血液缺氧导致皮肤变蓝)。慢性吸入或摄入氯化银可引起银中毒,由于银离子的长期积累会导致眼睛、皮肤、粘膜和内脏器官出现永久性的蓝灰色变色。
运输与储存
氯化银是一种具有毒性和易燃性的化学品,危险化学品运输标号为 UN-3086。储存和运输时需要注意安全,对于储存,由于氯化银见光即可分解产生
氯气,且可以与多种
物质发生反应,故将储存时应该将氯化银存放在干燥、通风良好、避免阳光直射的地方。并且应该与其他化学品分开存放,避免发生
意外事故。
运输时,应采取密闭、遮光的容器,如遮光玻璃和塑料容器。并且应该在包装上标明有毒和易燃标志,以提醒运输工作人员注意安全。在运输过程中,为避免氯化银在高温下发生分解,应将温度控制在室温以下。出现问题时应及时报告有关单位,并依据有毒化学品、易燃化学品泄漏处置标准进行处理。