SILBERBROMID (AGBR): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Das Silberbromid ist ein anorganisches Salz mit der chemischen Formel AgBr. Sein Feststoff besteht aus Ag ⁺ -Kationen und Br ^- Anionen im Verhältnis 1: 1, die durch elektrostatische Kräfte oder durch Ionenbindungen angezogen werden. Es ist zu sehen, als hätte metallisches Silber eines seiner Valenzelektronen an molekulares Brom abgegeben.

Seine Natur ähnelt seinen "Geschwistern" Silberchlorid und Jodid. Alle drei Salze sind wasserunlöslich, haben ähnliche Farben und sind auch lichtempfindlich; das heißt, sie unterliegen photochemischen Reaktionen. Diese Eigenschaft wurde beim Erhalten von Fotografien als Ergebnis der Reduktion von Ag ⁺ -Ionen zu metallischem Silber verwendet.

Silberbromidionen. Quelle: Claudio Pistilli

Das Bild oben zeigt ein Ag ⁺ Br ^- Ionenpaar , in dem die weiße und die braune Kugel den Ag ^{+ -} bzw. Br ^- Ionen entsprechen. Hier stellen sie die Ionenbindung als Ag-Br dar, es muss jedoch angegeben werden, dass zwischen beiden Ionen keine solche kovalente Bindung besteht.

Es mag widersprüchlich erscheinen, dass Silber die schwarze Farbe zu Fotografien ohne Farbe beiträgt. Dies liegt daran, dass das AgBr mit Licht reagiert und ein latentes Bild erzeugt. was dann durch Erhöhen der Reduktion von Silber verstärkt wird.

Struktur von Silberbromid

Kristallstruktur von Silberbromid. Quelle: Benjah-bmm27 über Wikipedia.

Oben ist die Gitter- oder Kristallstruktur von Silberbromid dargestellt. Eine genauere Darstellung des Größenunterschieds zwischen den Ionenradien von Ag ⁺ und Br ^{- wird hier gezeigt} . Die voluminöseren Br ^- Anionen hinterlassen Zwischenräume, in denen sich die Ag ⁺ -Kationen befinden , die von sechs Br ^{- umgeben sind} (und umgekehrt).

Diese Struktur ist charakteristisch für ein kubisches kristallines System, insbesondere vom Steinsalztyp; das gleiche zum Beispiel wie für Natriumchlorid, NaCl. Tatsächlich erleichtert das Bild dies, indem es eine perfekte kubische Grenze bereitstellt.

Auf den ersten Blick ist zu erkennen, dass zwischen den Ionen ein gewisser Größenunterschied besteht. Dies und möglicherweise die elektronischen Eigenschaften von Ag ⁺ (und die mögliche Wirkung einiger Verunreinigungen) führen dazu, dass die AgBr-Kristalle Defekte aufweisen. das heißt, Orte, an denen die Ordnungssequenz von Ionen im Raum "gebrochen" ist.

Kristalldefekte

Diese Defekte bestehen aus Hohlräumen, die durch fehlende oder verdrängte Ionen zurückbleiben. Beispielsweise sollte unter sechs Br ^- Anionen normalerweise das Ag ⁺ -Kation vorhanden sein ; Stattdessen kann es zu einer Lücke kommen, da sich das Silber in eine andere Lücke bewegt hat (Frenkel-Defekt).

Obwohl sie das Kristallgitter beeinflussen, begünstigen sie die Reaktionen von Silber mit Licht; und je größer die Kristalle oder ihr Cluster (Größe der Körner) sind, desto größer ist die Anzahl der Defekte, und daher ist es lichtempfindlicher. Auch Verunreinigungen beeinflussen die Struktur und diese Eigenschaft, insbesondere solche, die mit Elektronen reduziert werden können.

Infolgedessen erfordern große AgBr-Kristalle eine geringere Belichtung, um sie zu reduzieren. das heißt, sie sind für fotografische Zwecke wünschenswerter.

Synthese

Im Labor kann Silberbromid durch Mischen einer wässrigen Lösung von Silbernitrat AgNO ₃ mit dem Natriumbromidsalz NaBr synthetisiert werden. Das erste Salz trägt das Silber und das zweite das Bromid bei. Was folgt, ist eine Doppelverschiebungs- oder Metathesereaktion, die durch die folgende chemische Gleichung dargestellt werden kann:

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

Es ist zu beachten, dass das Natriumnitrat-Salz NaNO ₃ in Wasser löslich ist, während AgBr als Feststoff mit einer schwach gelben Farbe ausfällt. Anschließend wird der Feststoff gewaschen und einer Vakuumtrocknung unterzogen. Neben NaBr könnte KBr auch als Quelle für Bromidanionen verwendet werden.

Andererseits kann AgBr natürlich durch sein Bromiritmineral und seine ordnungsgemäßen Reinigungsprozesse erhalten werden.

Eigenschaften

Aussehen

Ein weißlich gelber tonartiger Feststoff.

Molekulare Masse

187,77 g / mol.

Dichte

6,473 g / ml.

Schmelzpunkt

432 ° C.

Siedepunkt

1502 ° C.

Wasserlöslichkeit

0,140 g / ml bei 20 ° C.

Brechungsindex

2,253.

Wärmekapazität

270 J / kg · K.

Lichtempfindlichkeit

Im vorherigen Abschnitt wurde gesagt, dass es Defekte in AgBr-Kristallen gibt, die die Lichtempfindlichkeit dieses Salzes fördern, da sie die gebildeten Elektronen einfangen; und somit wird theoretisch verhindert, dass sie mit anderen Arten in der Umwelt reagieren, wie z. B. Luftsauerstoff.

Das Elektron wird aus der Reaktion von Br ^- mit einem Photon freigesetzt :

Br ^- + hv => 1 / 2Br ₂ + e ^-

Beachten Sie, dass Br ₂ erzeugt wird , das das feste Rot färbt, wenn es nicht entfernt wird. Die freigesetzten Elektronen reduzieren die Ag ⁺ -Kationen in ihren Zwischenräumen zu metallischem Silber (manchmal als Ag ^{0 dargestellt} ):

Ag ⁺ + e ^- => Ag

Mit dann die Netzgleichung:

AgBr => Ag + 1 / 2Br ₂

Wenn sich die "ersten Schichten" aus metallischem Silber auf der Oberfläche bilden, wird gesagt, dass es ein latentes Bild gibt, das für das menschliche Auge immer noch unsichtbar ist. Dieses Bild wird millionenfach sichtbarer, wenn eine andere chemische Spezies (wie Hydrochinon und Phenidon im Entwicklungsprozess) die Reduktion der AgBr-Kristalle zu metallischem Silber erhöht.

Anwendungen

Schwarzweiss-Fotografie der Taschenuhr. Quelle: Pexels.

Silberbromid ist das am weitesten verbreitete Halogenid im Bereich der fotografischen Filmentwicklung. AgBr wird auf die Filme aufgebracht, die mit Celluloseacetat hergestellt, in einer Gelatine (fotografische Emulsion) und in Gegenwart von 4- (Methylamino) phenolsulfat (Metol) oder Phenidon und Hydrochinon suspendiert sind.

Mit all diesen Reagenzien kann das latente Bild zum Leben erweckt werden; Beenden und beschleunigen Sie die Umwandlung von ionischem zu metallischem Silber. Wenn Sie jedoch nicht mit einiger Sorgfalt und Erfahrung vorgehen, oxidiert das gesamte Silber auf der Oberfläche und der Kontrast zwischen den Farben Schwarz und Weiß endet.

Aus diesem Grund sind die Schritte zum Anhalten, Fixieren und Eintauchen in den Film von entscheidender Bedeutung.

Es gibt Künstler, die mit diesen Prozessen so spielen, dass sie Graustufen erzeugen, die die Schönheit des Bildes und ihr eigenes Erbe bereichern. und sie tun dies alles, manchmal vielleicht ohne es zu ahnen, dank chemischer Reaktionen, deren theoretische Grundlage etwas komplex werden kann, und eines lichtempfindlichen AgBr, das einen Ausgangspunkt markiert.

Verweise

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