李才猛 薛芸蓉
摘要:硝酸银是一种常见的中学化学试剂,但中学化学教师对硝酸银是否溶于浓硝酸、其稳定性及对应胶体等性质的认识存在误区。文章系统介绍和探究了硝酸银在不同浓度硝酸溶液中的溶解性规律及一种制备硝酸银胶体的简便方法,从而提升对硝酸银性质的认识。
关键词:硝酸银;溶解性;胶体;稳定性
文章编号:1008-0546(2019)08-0038-02
中图分类号:G633.8
文献标识码:B
doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.08.012
硝酸银是一种无色晶体,易溶于水,氨水,微溶于无水乙醇。硝酸银水溶液呈弱酸性,由于其含有大量银离子,故氧化性较强,并有一定腐蚀性,医学上用于腐蚀增生的肉芽组织,其稀溶液用于眼部感染的杀菌剂,工业上广泛用于照相乳剂、镀银、制镜、印刷、电子等工业。在中学化学中,硝酸银溶液常被用作Cl-的检验试剂。然而,硝酸银一些特殊的性质并不被中学生和中学化学教师所熟知,本文将重点介绍硝酸银在不同浓度硝酸溶液中的溶解性规律、稳定性及一种制备硝酸银胶体的简便方法,从而提升对硝酸银性质的认识。
一、硝酸银性质误区之一:溶解性
谈起硝酸银的溶解性,大家所熟悉的是易溶于水和氨水[1],但很少有人知道硝酸银不溶于浓硝酸,为了探究硝酸银在不同浓度的硝酸中的溶解性规律,笔者做了几组对比实验,其结果如下:
通过实验结果发现,硝酸银固体在浓度不同的硝酸溶液中溶解度是不同的,在浓硝酸中基本不溶,随着硝酸浓度的减小,硝酸银的溶解度逐渐增大。同时笔者又对比了不同浓度的硝酸银溶液在不同浓度硝酸中的溶解性规律,实验结果如下: 通过实验发现一个有趣现象,不同浓度的硝酸银溶液在浓硝酸中都是澄清的,而在其他浓度的硝酸中都呈现了不同胶状浑浊现象[2]。根据实验结果,笔者认为对于中学阶段氯离子的检验实验,检验试剂硝酸和硝酸银加入的顺序最好是先加硝酸银,再加硝酸酸化,这样可以防止硝酸银在不同浓度硝酸中的溶解性干扰实验,而目前很多资料书中并没有明确区分该问题,认为两者先后顺序对氯离子的检验不会产生影响。
二、硝酸银性质误区之二:稳定性
在中学化学中,提起硝酸银的稳定性,大家熟知的就是硝酸银见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中。然而,纯净的硝酸银见光却是稳定的[2],之所以通常硝酸银见光不稳定是因为硝酸银固体中混有少量杂质硝酸铜[3]。怎样制备纯净的硝酸银固体?笔者介绍两种方法供大家参考,以便于在教学中及时和学生分享。硝酸银的制法是将银溶于硝酸,蒸发并结晶制得。因原料中含有杂质铜,从而产品中将含有硝酸铜,根据硝酸盐热分解温度的差别:
2AgNO2=2Ag+2NO2↑+O2↑(713K)
2Cu(N03)2=2Cu0+4N02↑ +02↑(473K)
因此可将产品加热到473-673K,此时Cu(N03)2分解为黑色不溶于水的Cu0。将混合物中的硝酸银溶解后过滤除去Cu0并重结晶便可得到纯的AgNO2。另一种提纯方法是向含Cu2+的硝酸银溶液中加入新沉淀纯的Ag20,于是有下列两个平衡:
Ag20(S)+H20=2AgOH=2Ag++20H-;
Cu2++20H=Cu(OH)2。
由于Cu(OH)2的溶度积比AgOH小,Cu2+大部分沉淀下来,随着Cu(OH):的沉淀,Ag20逐渐溶解,平衡向右移动,过滤除去Cu(OH)2并重结晶,便可获得纯净的硝酸银。在做有关硝酸银性质的实验过程中,很多操作者不小心将硝酸银粘在皮肤上,一段时间后就变黑了,这又是什么原因?其实固体硝酸银或其溶液都是氧化剂(电极电势(Ag+/Ag) =0.799V),即使在室温下,许多有机物都能将它还原成黑色银粉,这就是硝酸银粘在皮肤上变黑的原因。
三、硝酸银性质误区之三:胶体状态的硝酸银
硝酸银通常是以固体或溶液形式作为中学化学中的常用试剂,硝酸银可以形成胶体吗?笔者通过实验找到一种制备硝酸银胶体的简便方法。在硝酸锌的溶液中,滴加质量分数为2%的硝酸银溶液,溶液很快就会形成白色胶状物质,用激光笔照射该体系,会形成一条光亮的通路,形成明显的丁达尔效应。实验结果如图1所示。
笔者也尝试了将硝酸银溶液加入到其它硝酸盐溶液中,如硝酸镁、硝酸钙等溶液,同样可以制得硝酸银胶体。硝酸银胶体为什么会在硝酸盐的溶液中易于形成,其形成机理笔者将作为下一步探讨研究内容。
参考文献
[1]张雪芹,黄玲,张春启,硝酸银溶液中不溶物的定性分析[J]石化技术,2003(12):45-49
[2]孙美琼,硝酸银标准溶液的标定及稳定性探讨[J].广州化工,2014(4):701-703
[3]王仲均,超高纯度硝酸银制备工艺原理探讨[J].影像技术,2003(1):23-26(上接第59页)因此,我们在书写NaBH4或LiAIH4还原醛、酮成醇的反应式时,水解或酸解一步也不可省去。高考试卷具有很高的权威性,最好能在条件中加上水解或酸解。
综上所述,我们可以得出以下结论。(1)氢气作为还原剂可以还原碳碳双键、碳碳叁键、苯环、硝基、羰基及醛基,氢气参加的有机反应必须使用催化剂。温度、压强、载体的不同,催化剂表现出不同的选择性,使氢气分别与不同的基团发生反应。(2)NaBH4或Li-AIH4主要还原含羰基的酮、醛、羧酸及酯,使它们还原为醇,但需水解或酸解,高考试卷中未出现,如添加则更科学合理。
参考文献
[1]王祖浩.有机化学基础[M].南京:江苏凤凰教育出版社,2014
[2]王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学2[M].南京:江苏凤凰教育出版社,2014
[3]赵海丽,姚开胜,催化还原硝基芳烃的研究现状及发展[J].化工进展,2008:1887-1991
[4] 蒋达荣.关于氢化铝锂和硼氢化钠还原醛酮成醇的反应式[J].大学化学,1997:53-54
[5]戴利,活化硼氫化钠在有机合成中的应用[J].山东化工,2012,41(1):65-67
[6] 刘茜毓,李之俊,硼氢化钠还原酯实验的探讨[J].山东轻工业学院学报,1996:62-63