ברומיד כסף (AGBR): מבנה, תכונות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

ברומיד הכסף הוא מלח אורגני שיש AgBr נוסחא הכימי. שלה מוצק מורכב Ag ⁺ קטיונים ו Br ^- אניונים בתוך 1: יחס 1, נמשכים על ידי כוחות אלקטרוסטטיים או על ידי קשרים יוניים. ניתן לראות כאילו כסף מתכתי ויתר על אחד מהאלקטרונים הערכיים שלו לברום מולקולרי.

אופיו דומה ל"אחיו "הכלוריד הכסף והיודיד. כל שלושת המלחים אינם מסיסים במים, הם בעלי צבעים דומים, והם גם רגישים לאור; כלומר הם עוברים תגובות פוטוכימיות. מאפיין זה שימש להשגת תמונות, כתוצאה מהקטנת יוני Ag ⁺ לכסף מתכתי.

יוני ברומיד כסופים. מקור: קלאודיו פיסטילי

בתמונה למעלה נראה זוג Ag ⁺ Br ^- ion , בו התחומים הלבנים והחומים מתאימים ליוני Ag ⁺ ו- Br ^- בהתאמה. כאן הם מייצגים את הקשר היוני בתור Ag-Br, אך יש צורך לציין כי אין קשר קוולנטי כזה בין שני היונים.

זה אולי נראה סותר שכסף הוא זה שתורם את הצבע השחור לצילומים ללא צבע. הסיבה לכך היא שה- AgBr מגיב באור, ויוצר תמונה סמויה; אשר, אם כן, מועצם על ידי הגדלת צמצום הכסף.

מבנה ברומיד כסף

מבנה קריסטל של ברומיד כסף. מקור: Benjah-bmm27 דרך Wikipedia.

מעל מבנה הסריג או הקריסטל של ברומיד כסף. ^{כאן מוצג} ייצוג נאמן יותר של ההבדל בגודל בין הרדיוסים היוניים של Ag ⁺ ו- Br ^- . האני ^- בר ^- אניונים , נפחיים יותר, משאירים אינטרפסטים שבהם נמצאים הקטיונים של Ag ⁺ , המוקפים בשישה Br ^- (ולהיפך).

מבנה זה מאפיין מערכת גבישית מעוקבת, ספציפית לסוג מלח הסלע; אותו דבר, למשל, לגבי נתרן כלורי, NaCl. למעשה, התמונה מאפשרת זאת על ידי מתן גבול מעוקב מושלם.

במבט ראשון ניתן לראות שיש הבדל בגודל מסוים בין היונים. זה, ואולי המאפיינים האלקטרוניים של Ag ⁺ (וההשפעה האפשרית של כמה זיהומים), מוביל לכך שקריסטלי AgBr מגלים פגמים; כלומר מקומות שבהם רצף ההזמנות של היונים בחלל "נשבר".

פגמים קריסטליים

ליקויים אלה מורכבים מריקים שהותירו יונים נעדרים או עקורים. לדוגמא, בקרב שישה אניוני Br ^- בדרך כלל צריך להיות הקטיון Ag ⁺ ; אך במקום זאת יתכן פער מכיוון שהכסף עבר לפער אחר (פגם של פרנקל).

למרות שהם משפיעים על סריג הגביש, הם מעדיפים את תגובות הכסף עם האור; וככל שהגבישים גדולים יותר או אשכולם (גודל הדגנים), כך גדל מספר הפגמים, ולכן הוא יהיה רגיש יותר לאור. כמו כן, זיהומים משפיעים על המבנה ועל המאפיין הזה, במיוחד על אלה שניתן להפחית באמצעות אלקטרונים.

כתוצאה מהאחרון, גבישי AgBr גדולים דורשים פחות חשיפה לאור כדי להפחית אותם; כלומר, הם נחשקים יותר למטרות צילום.

סִינתֶזָה

במעבדה ניתן לסנתז ברומיד כסף על ידי ערבוב של תמיסה מימית של חנקתי כסף, AgNO ₃ , עם מלח הנתרן, NaBr. המלח הראשון תורם את הכסף, והשני את הברומיד. להלן תגובה תזוזה כפולה או מטאתזה שניתן לייצג על ידי המשוואה הכימית שלהלן:

AgNO ₃ (aq) + NaBr (s) => NaNO ₃ (aq) + AgBr (s)

שימו לב שמלח הנתרן חנקתי, NaNO ₃ , מסיס במים, ואילו AgBr משקע כמוצק עם צבע צהוב קלוש. בהמשך נשטף המוצק ומופעל לייבוש ואקום. בנוסף ל- NaBr, KBr יכול לשמש גם כמקור לאוני ברומיד.

מצד שני, ניתן להשיג באופן טבעי AgBr באמצעות מינרל הברומיריט שלו ותהליכי הטיהור שלו.

נכסים

מראה חיצוני

מוצק דמוי חרסית לבנה.

מסה מולקולרית

187.77 גרם / מול.

צְפִיפוּת

6.473 גרם / מ"ל.

נקודת המסה

432 מעלות צלזיוס

נקודת רתיחה

1502 מעלות צלזיוס.

מסיסות במים

0.140 גרם / מ"ל ​​בחום של 20 מעלות צלזיוס.

מדד שבירה

2,253.

קיבולת חום

270 J / Kg · K

רגישות לאור

בסעיף הקודם נאמר כי ישנם פגמים בגבישים של AgBr המקדמים את הרגישות של המלח הזה לאור, מכיוון שהם מלכודות את האלקטרונים שנוצרו; וכך, בתיאוריה, הם נמנעים מלהגיב עם מינים אחרים בסביבה, כמו חמצן באוויר.

האלקטרון משתחרר מתגובת Br ^- בעזרת פוטון:

Br ^- + hv => 1 / 2Br ₂ + e ^-

שימו לב כי מיוצר Br ₂ אשר יכתים את האדום המוצק אם לא יוסר. האלקטרונים המשוחררים מצמצמים את הקטיונים Ag ⁺ , בינוניים, לכסף מתכתי (מיוצג לעיתים כ- Ag ⁰ ):

Ag ⁺ + e ^- => Ag

לאחר שיש לך את המשוואה נטו:

AgBr => Ag + 1 / 2Br ₂

כאשר ה"שכבות הראשונות "של כסף מתכתי נוצרות על פני השטח, נאמר כי יש תמונה סמויה, שעדיין בלתי נראית לעין האנושית. תמונה זו הופכת לגלויה יותר ממיליון פעמים אם מין כימי אחר (כגון הידרוקינון ופנידון, בתהליך הפיתוח) מגדיל את הפחתת גבישי AgBr לכסף מתכתי.

יישומים

תצלום שחור לבן של שעון כיס. מקור: Pexels.

ברומיד כסוף הוא השימוש הנפוץ ביותר מבין כל ההלידות שלו בתחום פיתוח סרטים מצולמים. AgBr מיושם על סרטים כאמור, מיוצר בעזרת אצטט תאית, מושעה בג'לטין (תחליב צילום) ובנוכחות 4- (מתילמינו) פנול סולפט (מטול) או פנידון והידרוקינון.

עם כל אותם ריאגנטים, ניתן להחיות את התמונה הגלויה; לסיים ולהאיץ את הפיכת הכסף היוני לכסף מתכתי. אבל, אם לא תמשיכו בזהירות ובניסיון מסוים, כל הכסף שעל פני השטח יתחמצן, והניגודיות בין הצבעים בשחור לבן תסתיים.

זו הסיבה שלבי עצירה, קיבוע ושטיפה של שטיפת סרטים הם חיוניים.

ישנם אמנים שמשחקים עם תהליכים אלה באופן שהם יוצרים גווני אפור, אשר מעשירים את יופיה של הדימוי ואת מורשתם שלהם; והם עושים את כל זה, לפעמים אולי בלי לחשוד בכך, הודות לתגובות כימיות, שהבסיס התיאורטי שלה יכול להיות מעט מורכב, וגם ל- AgBr רגיש לאור שמסמן נקודת התחלה.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2019). ברומיד כסף. התאושש מ: en.wikipedia.org
2. מייקל וו. דוידסון. (2015, 13 בנובמבר). גלריית תמונות מקוטבת אור דיגיטלית: ברומיד סילבר. אולימפוס. התאושש מ: micro.magnet.fsu.edu
3. קריסטראן בע"מ (2012). ברומיד כסף (AgBr). התאושש מ: crystran.co.uk
4. לותר דינקל, יורגן אייכלר, ג'רארד אקרמן וקלודיה שנייוויס. (29 ביוני 2004). תחליבים מבוססי כסף-ברומיד-תוצרת עצמית למשתמשים בהולוגרפיה: ייצור, עיבוד ויישום, Proc. SPIE 5290, הולוגרפיה פרקטית XVIII: חומרים ויישומים; doi: 10.1117 / 12.525035; https://doi.org/10.1117/12.525035
5. אלן ג 'שייפ. (1993). כימיה אורגנית. (מהדורה שנייה.). הערכה Reverté.
6. קרלוס גאידו ומא מאוג'ניה באוטיסטה. (2018). מבוא לכימיה מצולמת. התאושש מ: fotografia.ceduc.com.mx
7. גרסיה ד. בלו. (9 בינואר 2014). כימיה, צילום וצ'מה מדוז. התאושש מ: dimethylsulfuro.es