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 。 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 化学物质 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 。
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;AgCl悬浊液中仍有银离子,能与锌反应置换出银:2AgCl + Zn = ZnCl₂ + 2Ag。氯化银还可与硫离子反应生成更难溶的硫化银:2AgCl + Na₂S = Ag₂S + 2NaCl。 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 碳粉 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:AgNO 3 +HCl=AgCl↓+NHO 3
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,难溶于稀硝酸,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。在不是非常敏感的照片软片、胶版和胶纸上有使用氯化银。但一般软片上使用的是化学性质上类似,但是更加对光敏感的溴化银AgBr。 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,可以提供精确的资料,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 ,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 ,且可以与多种 化学物质 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。