Реферат по химии на тему «Соединения серебра и золота», eduprof.ru

Введение Золото (Au) — редко встречающийся элемент. Его содержание приблизительно всего 0,3 г на тонну веса Земли, включая ядро, в котором концентрация этого соединения примерно в пять раз больше средней. Серебро (Ag). С ним люди знакомы с давних времен. Важной поворотной вехой стали эксперименты средневековых алхимиков, целью которых было превращение иных металлов в золото. Серебро рассматривалось как своеобразный «перевалочный пункт» на этом пути. Так научились извлекать серебро из его соединений с хлором, мышьяком и другими химическими элементами. Причиной интереса к серебру являются его удивительные свойства (в первую очередь дезинфицирующие способности). Ионы сеpебpа подавляют pазвитие бактеpий и, уже в очень низкой концентpации, стеpилизуют питьевую воду. В медицине для дезинфекции слизистых оболочек пpименяются стабилизиpованные специальными добавками коллоидные pаствоpы сеpебpа (пpотаpгол, коллаpгол и дp.). Комплексные цианистые соединения сеpебpа пpименяются для гальванического сеpебpения. Соли сеpебpа, особенно хлоpид и бpомид, ввиду их способности pазлагаться под влиянием света с выделением металлического сеpебpа, шиpоко используются для изготовления фотоматеpиалов — плёнки, бумаги, пластинок. Фотоматеpиалы обычно пpедставляют собою светочувствительную суспензию AgBr в желатине, слой котоpой нанесён на целлулоид, бумагу или стекло. Ввиду мягкости золото употребляется в сплавах, обычно с серебром или медью. Эти сплавы применяются для электрических контактов, для зубопротезирования и в ювелирном деле. Важное значение приобрели соединения этих металлов: оксиды, гидроксиды, соли, сплавы, комплексные соединения. Поэтому цель данного реферата — познакомиться с соединениями серебра и золота: узнать их свойства и значение в жизни человека.

1 Свойства соединений серебра

1.1 Соединения серебра с кислородом

В соединениях серебро обычно бывает одновалентным, но имеются соединения, в которых оно двух- и даже трехвалентно. Соединения Ag(II) и Ag(III) малоустойчивы и существуют только в форме комплексных солей, содержащих в комплексе какие-либо органические лиганды, например пиридин. Кроме Ag2O, известно кислородное соединение AgO, получающееся при анодном окислений серебра или его солей. Оксид серебра (I)’Ag2O— кристаллы черно-бурого цвета, плотность 7,14. Теплота его образования 26,5 кдж/моль, что свидетельствует о термической неустойчивости. И действительно, достаточно сравнительно невысокого нагрева, чтобы молекула оксида диссоциировала на Ag и О2. Диссоциация начинается при 160° С, а при —300° С наступает уже полная диссоциация: 2Ag2O = 4Ag + О2 Следует отметить, что при встряхивании оксида серебра с водой раствор приобретает заметно щелочную реакцию, что свидетельствует о наличии слабо выраженного взаимодействия компонентов: Ag2O + H │OH ↔ 2Ag │ OH При добавлении, к раствору Ag2O достаточного количества щелочи растворимость его увеличивается вследствие образования ионов AgO , что указывает на его амфотерность. Благодаря наличию иона Ag+, являющегося сильным окислителем, оксид серебра легко восстанавливается водородом уже при 100° С, а перекисью водорода — при обыкновенной температуре: H2 + Ag2O = 2Ag + H2O Оксид серебра способен к образованию комплекса с аммиаком [Ag(NH3)2]+. Нужно иметь в виду, что при продолжительном стоянии[Ag(NH3)2]+ образуется черный осадок Ag3N — гремучего серебра, вещества с очень сильными взрывчатыми свойствами.

1.2 Галиды серебра

Галиды серебра — это соли, характеризующиеся трудной растворимостью в воде, за исключением хорошо растворимого фторида. Фторид серебра AgF — бесцветное кристаллическое вещество, кристаллизующееся без воды или с образованием кристаллогидратов с одной или двумя молекулами воды. Кристаллическая решетка его — типа ZnS. Соединение термически очень устойчивое; теплота его образования 48,7 ккал/моль. Очень хорошо растворимо в воде — 15 моль/л. Теплота растворения 18 кдж/моль. С аммиаком, плавиковой кислотой и фторидами щелочных металлов образует комплексы различного состава, например: H[AgF2], H3[AgF4], [Ag(NH3)3]F и т. п. Получается фторид серебра растворением оксида серебра в плавиковой кислоте. Хлорид серебра AgCl в природе встречается в виде минерала кераргирита, чаще называемого «роговым серебром», жемчужно-серого цвета, по внешнему виду напоминающего расцветку рога; плотность 5,56; кристаллизуется в кубической системе. Искусственно полученный хлорид серебра — вещество белого цвета, аморфная масса, внешне напоминающая творог. Теплота образования 126,8 кдж/моль; термически довольно устойчив. Очень легко образует комплексы с аммиаком, а также с S2O3 и CN: [Ag(NH3)2]+, [Ag(S2O3)]-, [Ag(CN)2]- и др. В концентрированной соляной кислоте дает комплексный ион [AgCl2]-. Ион серебра является сильным окислителем в слабокислом растворе: Zn + 2Ag+Cl = 2Ag +Zn + Cl2 Получают хлорид серебра реакцией между нитратом серебра и любым растворимым хлоридом или соляной кислотой.

1.3 Другие соединения серебра

Нитрат серебра (ляпис) AgNO3 — наиболее важная в техническом отношении соль серебра, являющаяся исходным продуктом для получения почти всех соединений серебра. Нитрат серебра может быть получен в двух кристаллических формах: ромбической и гексагонально-ромбоэдрической. Первая (плотность 4,35), устойчива при обыкновенных условиях, вторая (плотность 4,19) — выше 159,6° С. Температура плавления для обеих форм 209,0° С. Кристаллы той и другой формы бесцветны. Очень хорошо растворяются в воде: при 20° С растворяется 215 г в 100 г воды, а при 100° С — 910 г. Гидролизу эта соль не подвергается. Под влиянием света кристаллы AgNO3 чернеют вследствие выделения металлического серебра. Восстановители, даже слабые, как глюкоза, винная кислота и др., окисляются ионами серебра, выделяя металлическое серебро. На этом свойстве основано применение его для получения елочных игрушек, зеркал; в медицине — в качестве дезинфицирующего средства и т. д. Получают нитрат серебра растворением металлического серебра в азотной кислоте. Из простых соединений двухвалентного серебра следует отметить оксид AgO и дифторид AgF2. Оксид серебра (II) может быть получен несколькими способами в виде черного порошка; оксид серебра (I) легко окисляется озоном с образованием AgO. Последний не растворяется в воде, но легко растворяется в сильной хлорной кислоте. При окислении серебра фтором получается AgF2 — темно-коричневый порошок, плавящийся при 690° С; AgF2 обладает заметными парамагнитными свойствами. Водой гидролизируется с образованием гидроксофторида Ag(OH)F.

2 Свойства соединений золота

2.1 Соединения золота с кислородом

Оксид золота (I) Au2O — твердое вещество серо-фиолетового цвета, термически неустойчивое, разлагается при 205° С, претерпевая внутримолекулярную реакцию окисления — восстановления: 2AuO = 4Au + O2 В концентрированных щелочах оксид золота несколько лучше растворяется, чем в кислотах, следовательно, обладает амфотерным характером с более выраженными кислотными функциями. В воде оксид ничтожно мало растворим, но все-таки более, чем оксиды его аналогов — меди и серебра. Оксид золота (I) может быть и окислителем и восстановителем; водород уже при слабом нагревании легко восстанавливает Аu2О: H2 + Au2O = H2O + 2Au При нагревании оксида золота происходит реакция диспропорционирования: Au2O + 2Au2O = Au2O3 + 4Au Обычно Au2O в чистом состоянии в лаборатории получают по реакции: 2K │ [AuBr2] + 2K │ OH = 2AuOH + 4K │ Br Гидроксид золота (I), как непрочное соединение, тотчас же выделяет воду, переходя таким образом в оксид золота (I): 2АuОН = H2O + Au2O

2.2 Соединения золота с галогенами

Хлорид золота (I) AuCl — порошок слабо-желтого цвета; плотность 7,4; теплота образования 34,7 кдж/моль. Термически неустойчив и диссоциирует при 289,5° С: 2AuCl = 2Au + Cl2 В присутствии воды тотчас же диспропорционирует при обыкновеннойтемпературе с образованием хлорида золота (III) и металлического золота: AuСl + 2AuCl = АuCl3 + 2Аu При растворении хлорида золота (І) в растворах хлоридов щелочных металлов образуется комплекс [АuС12]- — хлоро-(І)аурат-ион; однако и он непрочен и гидролизуется водой, образуя металлическое золото и комплексный ион [AuCl4]-. При действии на AuCl жидкого аммиака получаются комплексы различного состава; число молекул аммиака в этих соединениях может доходить до 12 — [Au(NH3)2]Cl. Хлоро-(І)аурат калия в твердом состоянии получают нагреванием КАuСl4 по уравнению: K[AuCl4] = Cl2 +K[AuCl2] Последний представляет собой желтый порошок. Хлорид золота (I) получают в лаборатории, осторожно нагревая АuС13 до ~184— 186° С: AuCl3 = AuCl + Cl2 Бромид золота (I) AuBr — желтый порошок; соединение, термически неустойчивое; теплота образования +14,2 кдж/моль. В растворах бромидов щелочных металлов бромид золота растворяется с образованием соответствующих комплексов. В общем бромид золота (I) по свойствам похож на хлорид золота (I) и его получают аналогично. Иодид золота (I) Aul — лимонно-желтый порошок; теплота образования — 0,83 кдж/моль; термически распадается значительно легче, чем AuCl и AuBr.

2.3 Соединения золота (ІІІ) с галогенами

Хлорид золота (III) АuС13 — кристаллическое вещество красного цвета; т. пл. 254°С; плотность 3,9; теплота образования +118,4 кдж/моль. Термически довольно устойчив; при 265° С возгоняется в атмосфере хлора. Хлорид золота (III) — соль, хорошо растворимая в воде; теплота растворения 18,62 кдж/моль. В водном растворе образует с одной молекулой воды комплекс Н2[АuС13О] коричнево-красного цвета, обладающий свойствами кислоты, производные которой носят название трихлорооксо- (Ш)аураты, например Ag2(AuCl3O]. Сама кислота называется трихлорооксозолотой кислотой. При добавлении к АuС13 соляной кислоты цвет раствора меняется на лимонно-желтый. Этот раствор содержит соединение H[AuCl4], обладающее свойствами кислоты. Ее называют золотохлористоводородной или тетра- хлоро-(ІІІ)золотой кислотой. В лабораторной практике и в технике под названием хлорное золото разумеют тетрахлоро-(Ш)аурат натрия Na[AuCl4] ∙ 2Н2О, хорошо растворимый в воде и эфире, его часто называют «золотой солью»; и аналогичную соль калия — K[AuCl4] • 2Н2О — кристаллы желтого цвета, растворимые в воде, но не растворимые в эфире. Безводный хлорид золота (III) обычно получают, пропуская над нагретыми листочками металлического золота газообразный хлор. АuС13 применяется главным образом в лаборатории и является исходным продуктом для получения других соединений золота, например цианида золота (III). Из остальных галидов золота получены фторид золота (III), бромид золота (III) и иодид золота (III). Они мало изучены.3 Применение серебра и золота Большая часть всей ежегодной мировой добычи золота сосредоточивается в государственных хранилищах, в виде валютного запаса для международных платежей по торговле и другим валютным операциям. Кроме того, золото идет на изготовление украшений и предметов домашнего обихода, для чего употребляют сплавы с различным содержанием золота. Примеси в сплавах носят название лигатуры. То или иное содержание золота в сплаве выражают так называемой пробой, т. е. количеством золота, содержащимся в 1000 г сплава Золотом также покрывают предметы (золочение), изготовленные из менее благородных или неблагородных металлов, например, серебряные, медные. В зубоврачебной технике из него делают коронки, протезы и т. п., в лаборатории :— изготовляют тигли, реторты, холодильники и др. Для золочения, окраски стекла, фарфора, в фотографии применяют соединения золота, главным образом, тетрахлоро-(Ш)золотую кислоту H[AuCI4l или хлорное золото AuCI3. Из серебра (примерно около половины добываемого количества) изготовляют предметы домашнего обихода и украшения, а также посуду и приборы, хирургические инструменты и др. Кроме того, серебром электролитически покрывают предметы, изготовленные из неблагородных металлов, для предохранения их от коррозии. Из сплава серебра с медью делают разменную монету; в различных странах монеты содержат различное количество серебра. Предметы домашнего обихода и украшения обычно изготовляются из сплава, содержащего 800—875 весовых частей серебра на 1000 весовых частей сплава, остальные 200—125 весовых частей представляют собой примеси — лигатуру. В значительном количестве серебро употребляется в виде различных соединений в фотографии, в лабораторной практике и медицине, например, коллоидное серебро и др.

Заключение

Серебро и золото – эти металлы были в числе первых, освоенных человеком. Из них чеканили монеты, изготовляли предметы домашнего обихода, орудия труда и украшения. Со временем серебро и особенно золото стали универсальным мерилом материальных ценностей. Получение золота из других металлов составляло предмет алхимии – ярчайшей страницы в истории человеческой мысли, давшей начало современной химии. С тех пор жизнь людей почти до неузнаваемости изменилась, а золото по-прежнему является символом богатства и эталоном ценности. Эти металлы присутствуют в жизни человека, мы постоянно сталкиваемся с ними. Именно поэтому важно знать свойства их соединений и их применение.

Список литературы

1 Дроздов, А.А., Зломанов, В.П., Мазо, Г.Н., Спиридонов, Ф.М. Неорганическая химия / под ред. академика Ю.Д.Третьякова. — М.: Издательский центр «Академия», 2007 — Т.3. Химия переходных элементов. — С. 222 2 Гинзбург С. И., Гладышевская Я. А., Езерская Я. А., Ивони-на О. M.t Прокофьева И. В., Федоренко Я. В., Федорова А, Я. Руководство по химическому анализу платиновых металлов и золота. М.: «Наука», 1965 3 Игнатов, И., Мосин, О.В. Методы получения мелкодисперсных наночастиц коллоидного серебра. – ИГУПИТ: Интернет-журнал «Науковедение», 2014 – Интернет-ресурс. Режим доступа: naukovedenie.ru/PDF/85TVN314.pdf 4 Масленицкий И.Н. и др. Металлургия благородных металлов / Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В., В.Ф. Борбат, М.В. Никитин, Л.С. Стрижко. / — Под ред. Л.В. Чугаева. 2-е изд., перераб. и доп. — М.Металлургия, 1987 — 432 с. 5 Михайленко, Я.И. Курс общей и неорганической химии. — Учебное пособие для студентов химико-технологических вузов. — М.: Высшая школа, 1966 — 664 с. 6 Николаев, А.Л. Первые в рядах элементов: Элементы I группы период, системы Д. И. Менделеева’ — Москва: Просвещение, 1983 — с.128. 7 Рипан, Р., Четяну, И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972 — Т.2. — 871 с. 8 Химия. Неорганическая химия. 8 класс: учеб. для общеобразват. организаций / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 17-е изд. М.: Просвещение, 2013 – 176 с.