Óxido de prata (Ag2O): estrutura, propriedades e usos

O óxido de prata é um composto inorgânico cuja fórmula química é Ag 2 O. A força de ligação dos átomos é inteiramente iónico na natureza; portanto, que compreende um ião sólido onde uma proporção de dois catiões Ag + interagir electrostaticamente com um anião O 2- .

O anião óxido ó 2 , resultante da interacção entre os átomos de prata de superfície com o oxigénio a partir da atmosfera; muito parecido com ferro e muitos outros metais. Uma peça ou joia de prata, em vez de ficar avermelhada e se transformando em ferrugem, fica preta, característica do óxido de prata.

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Por exemplo, um copo de prata oxidado pode ser visto na imagem acima. Observe sua superfície enegrecida, embora ainda retenha algum brilho ornamental; é por isso que até objetos de prata enferrujados podem ser considerados atraentes o suficiente para usos decorativos.

As propriedades do óxido de prata são tais que não deterioram, à primeira vista, a superfície original do metal. É formado à temperatura ambiente pelo simples contato com o oxigênio no ar; e ainda mais interessante, pode se decompor em altas temperaturas (acima de 200 ° C).

Isso significa que, se o copo da imagem fosse agarrado e o calor de uma chama intensa fosse aplicado, ele recuperaria seus brilhos prateados. Portanto, sua formação é um processo termodinamicamente reversível.

O óxido de prata também possui outras propriedades e, além de sua simples fórmula Ag 2 O, abrange organizações estruturais complexas e uma rica variedade de sólidos. No entanto, Ag 2 O é talvez, juntamente com Ag 2 O 3 , o mais representativo dos óxidos de prata.

Estrutura de óxido de prata

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Fonte: CCoil [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], do Wikimedia Commons

Como está sua estrutura? Como mencionado no início: é um sólido iônico. Por esse motivo, não pode haver ligações covalentes Ag-O ou Ag = O em sua estrutura; já que, se houvesse, as propriedades desse óxido mudariam drasticamente. É, em seguida, iões Ag + e O 2- na proporção de 2: 1 e tendo uma atracção electrostática.

A estrutura do óxido de prata é determinado em conformidade, a forma como as forças iónicas dispostos no espaço a iões Ag + , e O 2- .

Na imagem acima, por exemplo, que tem uma unidade de célula para o sistema de cristal cúbico: catiões Ag + são esferas azuis prateadas, e O 2- áreas avermelhadas.

Se o número de esferas for contado, descobrir-se-á que, de relance, nove azul-prateado e quatro vermelho. No entanto, apenas fragmentos das esferas contidas no cubo são levados em consideração; de contá-las, sendo frações das esferas totais, a razão 2: 1 para Ag 2 O deve ser atendida .

Repetindo a unidade estrutural do tetraedro AgO 4 cercada por outros quatro Ag + , todo o sólido preto é construído (evitando as lacunas ou irregularidades que esses arranjos cristalinos podem ter).

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Alterações com o número de valência

Focando agora não no tetraedro AgO 4, mas na linha AgOAg (observe os vértices do cubo superior), o sólido óxido de prata terá, de outra perspectiva, várias camadas de íons dispostas linearmente (embora inclinadas). Tudo isso como resultado da geometria “molecular” em torno do Ag + .

O exposto acima foi corroborado por vários estudos de sua estrutura iônica.

A prata trabalha predominantemente com valência +1, pois, ao perder um elétron, sua configuração eletrônica resultante é [Kr] 4d 10 , que é muito estável. Outras valências, como Ag 2+ e Ag 3+, são menos estáveis, pois perdem elétrons dos orbitais quase completamente cheios.

O íon Ag 3+ , no entanto, é relativamente menos instável em comparação com o Ag 2+ . De fato, ele pode coexistir na empresa do Ag + enriquecendo quimicamente a estrutura.

Sua configuração eletrônica é [Kr] 4d 8 , com a falta de elétrons, de maneira a proporcionar alguma estabilidade.

Ao contrário das geometrias lineares em torno dos íons Ag + , a dos íons Ag 3+ é um plano quadrado. Portanto, um óxido de prata com íons Ag 3+ consistiria em camadas compostas por quadrados de AgO 4 (não tetraedro) eletrostaticamente ligados por linhas AgOAg; é o caso de Ag 4 O 4 ou Ag 2 O ∙ Ag 2 O 3 com estrutura monoclínica.

Propriedades físicas e químicas

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Fonte: Benjah-bmm27 [domínio público], do Wikimedia Commons

Se a superfície do copo prateado da imagem principal estiver arranhada, será obtido um sólido, que não é apenas preto, mas também possui tons marrons ou marrons (imagem acima). Algumas de suas propriedades físicas e químicas relatadas no momento são as seguintes:

Peso molecular

231.735 g / mol

Aparência

Sólido preto marrom, em pó (observe que, apesar de ser um sólido iônico, não possui aparência cristalina). É inodoro e misturado com água, conferindo um sabor metálico

Densidade

7,14 g / mL.

Ponto de fusão

277-300 ° C. Certamente, derrete em prata maciça; isto é, provavelmente se decompõe antes de formar o óxido líquido.

Kps

1,52 × 10 -8 em água a 20 ° C. Portanto, é um composto dificilmente solúvel em água.

Solubilidade

Se você observar atentamente a imagem de sua estrutura, verá que as esferas de Ag 2+ e O 2 não diferem quase em tamanho. Isso resulta em que apenas pequenas moléculas podem penetrar no interior da rede cristalina, tornando-a insolúvel em quase todos os solventes; exceto aqueles em que reage, como bases e ácidos.

Caráter covalente

Embora tenha sido dito repetidamente que o óxido de prata é um composto iônico, certas propriedades, como seu baixo ponto de fusão, contradizem essa afirmação.

Certamente, a consideração do caráter covalente não desmorona o que é explicado por sua estrutura, pois seria suficiente adicionar um modelo de esferas e barras na estrutura de Ag 2 O para indicar ligações covalentes.

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Da mesma forma, o tetraedro de AgO 4 e os planos quadrados , bem como as linhas de AgOAg, seriam ligados por ligações covalentes (ou iônicas covalentes).

Com isso em mente, o Ag 2 O seria realmente um polímero. No entanto, recomenda-se considerá-lo como um sólido iônico covalente (cuja natureza do link ainda é um desafio hoje).

Decomposição

No início, foi mencionado que sua formação é termodinamicamente reversível, portanto absorve o calor para retornar ao seu estado metálico. Tudo isso pode ser expresso por duas equações químicas para tais reações:

4Ag (s) + O 2 (g) => 2Ag 2 O (s) + Q

2Ag 2 O (s) + Q => 4Ag (s) + O 2 (g)

Onde Q representa o calor na equação. Isso explica por que o fogo que queima a superfície da xícara de prata oxidada retorna seu brilho prateado.

Portanto, é difícil supor que exista Ag 2 O (l), pois ele se decompõe instantaneamente pelo calor; a menos que a pressão seja elevada demais para obter o referido líquido preto marrom.

Nomenclatura

Quando a possibilidade de íons Ag 2+ e Ag 3+ foi introduzida além do Ag + comum e predominante , o termo ‘óxido de prata’ começa a parecer insuficiente para se referir a Ag 2 O.

Isso ocorre porque o íon Ag + é mais abundante que os outros, então o Ag 2 O é considerado o único óxido; o que não está correto.

Se Ag 2+ é considerado praticamente inexistente, dada a sua instabilidade, somente os íons com valências +1 e +3 serão tomados; isto é, Ag (I) e Ag (III).

Valência I e III

Como o Ag (I) a valência inferior, ele é nomeado pelo acréscimo do sufixo -oso seu nome Argentum . Assim, Ag 2 O é: óxido de argentoso ou, de acordo com a nomenclatura sistemática, monóxido de diplata.

Se Ag (III) for completamente ignorado, sua nomenclatura tradicional deverá ser: óxido argumentativo em vez de óxido argental.

Por outro lado, o Ag (III), sendo a maior valência, é adicionado o sufixo -ico ao seu nome. Assim, Ag 2 O 3 é a seguinte: óxido de argêntico (Ag 2 iões 3+ três S 2- ). Além disso, seu nome de acordo com a nomenclatura sistemática seria: trióxido de diplata.

Se a estrutura de Ag 2 O 3 for observada , pode-se presumir que é o produto de uma oxidação pelo ozônio, O 3 , em vez de oxigênio. Portanto, carácter covalente deve ser maior quando sendo composto covalente com ligaes de Ag ou Ag-OOO-Ag-O 3 -ag.

Nomenclatura sistemática de óxidos complexos de prata

AgO, também escrito como Ag 4 O 4 ou Ag 2 O ∙ Ag 2 O 3 , é um óxido de prata (I, III), pois possui valências +1 e +3. Seu nome, de acordo com a nomenclatura sistemática, seria: tetraplate tetraoxide.

Esta nomenclatura é útil quando se trata de outros óxidos de prata estequiometricamente mais complexos. Por exemplo, suponha que os dois sólidos 2Ag 2 O ∙ Ag 2 O 3 e Ag 2 O ∙ 3Ag 2 O 3 .

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Escrever o primeiro de maneira mais apropriada seria: Ag 6 O 5 (contando e adicionando os átomos de Ag e O). Seu nome seria então hexóxido de pentóxido. Observe que esse óxido tem uma composição de prata menos rica que a Ag 2 O (6: 5 <2: 1).

Enquanto escrevia o segundo sólido, seria: Ag 8 O 10 . Seu nome seria decaóxido de oitava (com uma proporção de 8:10 ou 4: 5). Esse óxido de prata hipotético seria “muito enferrujado”.

Usos

Estudos em busca de novos e sofisticados usos do óxido de prata estão sendo realizados atualmente. Alguns de seus usos estão listados abaixo:

-Dissolve-se em amônia, nitrato de amônio e água para formar o reagente de Tollens. Este reagente é uma ferramenta útil em análises qualitativas em laboratórios de química orgânica. Permite determinar a presença de aldeídos em uma amostra, sendo uma resposta positiva a formação de um “espelho de prata” no tubo de ensaio.

– Juntamente com o zinco metálico, forma as principais baterias de óxido de zinco-prata. Este é talvez um dos usos mais comuns e domésticos.

– Serve como purificador de gás, absorvendo, por exemplo, CO 2 . Quando aquecido, libera gases retidos e pode ser reutilizado várias vezes.

-Por causa das propriedades antimicrobianas da prata, seu óxido é útil em estudos de bioanálise e purificação do solo.

-É um agente oxidante leve capaz de oxidar aldeídos em ácidos carboxílicos. Também é usado na reação de Hofmann (de aminas terciárias) e participa de outras reações orgânicas, como reagente ou catalisador.

Referências

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