ซิลเวอร์โบรไมด์ (AGBR): โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี

โบรไมด์เงินเป็นเกลือนินทรีย์มี สูตรทางเคมี AgBr ของแข็งประกอบด้วย Ag ⁺ไอออนบวกและ Br ^-แอนไอออนในอัตราส่วน 1: 1 ดึงดูดโดยกองกำลังไฟฟ้าสถิตหรือโดยพันธะไอออนิก จะเห็นได้ว่าโลหะเงินได้มอบเวเลนซ์อิเล็กตรอนตัวหนึ่งให้กับโบรมีนระดับโมเลกุล

ธรรมชาติของมันคล้ายกับซิลเวอร์คลอไรด์และไอโอไดด์ "พี่น้อง" เกลือทั้งสามไม่ละลายในน้ำมีสีคล้ายกันและไวต่อแสง นั่นคือพวกมันได้รับปฏิกิริยาโฟโตเคมี คุณสมบัตินี้ถูกใช้ในการรับรูปถ่ายอันเป็นผลมาจากการลด Ag ⁺ไอออนเป็นโลหะเงิน

ซิลเวอร์โบรไมด์ไอออน ที่มา: Claudio Pistilli

ภาพด้านบนแสดงคู่ Ag ⁺ Br ^-ไอออนซึ่งทรงกลมสีขาวและสีน้ำตาลสอดคล้องกับ Ag ⁺และ Br ^-ไอออนตามลำดับ ในที่นี้แสดงพันธะไอออนิกเป็น Ag-Br แต่จำเป็นต้องระบุว่าไม่มีพันธะโคเวเลนต์ระหว่างไอออนทั้งสอง

มันอาจจะดูขัดแย้งกันที่เงินเป็นสิ่งที่ทำให้ภาพถ่ายไม่มีสีเป็นสีดำ เนื่องจาก AgBr ทำปฏิกิริยากับแสงทำให้เกิดภาพแฝง ซึ่งจะทวีความรุนแรงขึ้นโดยการเพิ่มการลดลงของเงิน

โครงสร้างของซิลเวอร์โบรไมด์

โครงสร้างผลึกของซิลเวอร์โบรไมด์ ที่มา: Benjah-bmm27 จาก Wikipedia

ด้านบนคือโครงตาข่ายหรือผลึกของซิลเวอร์โบรไมด์ การแสดงความแตกต่างของขนาดระหว่างรัศมีไอออนิกของ Ag ⁺และ Br ^{- แสดงให้เห็น}อย่างชัดเจนมากขึ้น^{ที่นี่}Br ^-แอนไอออนซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าปล่อยให้ interstices ซึ่งเป็นที่ตั้งของ Ag ⁺ cations ซึ่งล้อมรอบด้วย Br หกตัว^- (และในทางกลับกัน)

โครงสร้างนี้เป็นลักษณะของระบบผลึกลูกบาศก์โดยเฉพาะของเกลือสินเธาว์ เช่นเดียวกับโซเดียมคลอไรด์ NaCl ในความเป็นจริงภาพนี้ช่วยอำนวยความสะดวกโดยการกำหนดขอบเขตลูกบาศก์ที่สมบูรณ์แบบ

เมื่อมองแวบแรกจะเห็นได้ว่ามีความแตกต่างบางอย่างในขนาดระหว่างไอออน สิ่งนี้และอาจเป็นลักษณะทางอิเล็กทรอนิกส์ของ Ag ⁺ (และผลกระทบที่เป็นไปได้ของสิ่งสกปรกบางอย่าง) ทำให้ผลึก AgBr แสดงข้อบกพร่อง นั่นคือสถานที่ที่ลำดับการเรียงลำดับของไอออนในอวกาศ "แตก"

ข้อบกพร่องของคริสตัล

ข้อบกพร่องเหล่านี้ประกอบด้วยช่องว่างที่เหลือโดยไอออนที่ขาดหรือแทนที่ ตัวอย่างเช่นในหมู่หก Br ^-แอนไอออนมีตามปกติที่ควรจะเป็น Ag ⁺ไอออนบวก; แต่อาจมีช่องว่างแทนเนื่องจากเงินได้เคลื่อนเข้าไปในช่องว่างอื่น (ข้อบกพร่องของ Frenkel)

แม้ว่าจะมีผลต่อตาข่ายคริสตัล แต่ก็ชอบปฏิกิริยาของเงินกับแสง และยิ่งผลึกขนาดใหญ่หรือกระจุก (ขนาดของเมล็ดพืช) มีจำนวนมากเท่าใดก็จะยิ่งมีความไวต่อแสงมากขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้สิ่งสกปรกยังมีอิทธิพลต่อโครงสร้างและคุณสมบัตินี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งสกปรกที่สามารถลดลงได้ด้วยอิเล็กตรอน

ด้วยเหตุนี้ผลึก AgBr ขนาดใหญ่จึงต้องการการเปิดรับแสงน้อยลงเพื่อลด นั่นคือเป็นที่ต้องการมากกว่าสำหรับวัตถุประสงค์ในการถ่ายภาพ

สังเคราะห์

ในห้องปฏิบัติการสามารถสังเคราะห์ซิลเวอร์โบรไมด์โดยการผสมสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต AgNO ₃กับเกลือโซเดียมโบรไมด์ NaBr เกลือแรกก่อให้เกิดเงินและอย่างที่สองคือโบรไมด์ สิ่งต่อไปนี้คือปฏิกิริยาการกระจัดสองครั้งหรือปฏิกิริยาเมตาเทซิสที่แสดงได้ด้วยสมการเคมีด้านล่าง:

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

โปรดสังเกตว่าเกลือโซเดียมไนเตรต NaNO ₃ละลายได้ในน้ำในขณะที่ AgBr ตกตะกอนเป็นของแข็งและมีสีเหลืองจาง ๆ หลังจากนั้นของแข็งจะถูกล้างและนำไปอบแห้งด้วยสุญญากาศ นอกจาก NaBr แล้ว KBr ยังสามารถใช้เป็นแหล่งของแอนไอออนโบรไมด์ได้อีกด้วย

ในทางกลับกัน AgBr สามารถรับได้ตามธรรมชาติโดยใช้แร่โบรไมไรต์และกระบวนการทำให้บริสุทธิ์

คุณสมบัติ

การปรากฏ

ของแข็งสีเหลืองขาวคล้ายดินเหนียว

มวลโมเลกุล

187.77 ก. / โมล.

ความหนาแน่น

6.473 ก. / มล.

จุดหลอมเหลว

432 องศาเซลเซียส

จุดเดือด

1502 องศาเซลเซียส

ความสามารถในการละลายน้ำ

0.140 g / mL ที่ 20 ° C

ดัชนีหักเห

2253

ความจุความร้อน

270 J / Kg · K.

ความไวต่อแสง

มีการกล่าวไว้ในหัวข้อก่อนหน้านี้ว่ามีข้อบกพร่องในผลึก AgBr ที่ส่งเสริมความไวของเกลือนี้ต่อแสงเนื่องจากพวกมันดักจับอิเล็กตรอนที่ก่อตัวขึ้น ดังนั้นในทางทฤษฎีพวกมันจึงถูกป้องกันไม่ให้ทำปฏิกิริยากับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ในสิ่งแวดล้อมเช่นออกซิเจนในอากาศ

อิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาของ Br ^-ด้วยโฟตอน:

Br ^- + hv => 1 / 2Br ₂ + e ^-

โปรดทราบว่า Br ₂ถูกสร้างขึ้นซึ่งจะทำให้คราบสีแดงทึบหากไม่ได้ถูกลบออก อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะลด Ag ⁺ไอออนบวกในช่วงคั่นของพวกมันเป็นโลหะเงิน (บางครั้งแสดงเป็น Ag ⁰ ):

Ag ⁺ + e ^- => Ag

มีสมการสุทธิแล้ว:

AgBr => Ag + 1 / 2Br ₂

เมื่อ "ชั้นแรก" ของโลหะเงินก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวว่ากันว่ามีภาพแฝงซึ่งยังมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ ภาพนี้จะมองเห็นได้ชัดเจนขึ้นหลายล้านเท่าหากสารเคมีชนิดอื่น (เช่นไฮโดรควิโนนและฟีนิโดนในกระบวนการพัฒนา) เพิ่มการลดผลึก AgBr ให้เป็นโลหะเงิน

การประยุกต์ใช้งาน

รูปถ่ายขาวดำของนาฬิกาพก ที่มา: Pexels

ซิลเวอร์โบรไมด์เป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการพัฒนาฟิล์มถ่ายภาพ AgBr ใช้กับฟิล์มดังกล่าวซึ่งทำด้วยเซลลูโลสอะซิเตตแขวนลอยในเจลาติน (อิมัลชันถ่ายภาพ) และต่อหน้าฟีนอลซัลเฟต 4- (เมธิลามิโน) หรือฟีนิโดนและไฮโดรควิโนน

ด้วยรีเอเจนต์เหล่านี้ภาพที่แฝงอยู่สามารถทำให้มีชีวิตขึ้นมาได้ เสร็จสิ้นและเร่งการเปลี่ยนแปลงของไอออนิกเป็นโลหะเงิน แต่ถ้าคุณไม่ดำเนินการด้วยความระมัดระวังและประสบการณ์บางอย่างเงินทั้งหมดบนพื้นผิวจะออกซิไดซ์และความเปรียบต่างระหว่างสีดำและสีขาวจะสิ้นสุดลง

นั่นคือเหตุผลว่าทำไมขั้นตอนการหยุดการตรึงและการล้างฟิล์มถ่ายภาพจึงมีความสำคัญ

มีศิลปินที่เล่นกับกระบวนการเหล่านี้ในลักษณะที่พวกเขาสร้างเฉดสีเทาซึ่งเพิ่มความสวยงามของภาพและมรดกของตัวเอง และพวกเขาทำทั้งหมดนี้โดยบางครั้งอาจไม่สงสัยด้วยปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งพื้นฐานทางทฤษฎีอาจซับซ้อนเล็กน้อยและ AgBr ที่ไวต่อแสงซึ่งเป็นจุดเริ่มต้น

อ้างอิง

วิกิพีเดีย (2019) ซิลเวอร์โบรไมด์ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
ไมเคิลดับเบิลยูเดวิดสัน (2558, 13 พฤศจิกายน). คลังภาพดิจิตอลแสงโพลาไรซ์: ซิลเวอร์โบรไมด์ โอลิมปั กู้คืนจาก: micro.magnet.fsu.edu
Crystran Ltd. (2012). ซิลเวอร์โบรไมด์ (AgBr) กู้คืนจาก: crystran.co.uk
Lothar Duenkel, Juergen Eichler, Gerhard Ackermann และ Claudia Schneeweiss (29 มิถุนายน 2547). อิมัลชันที่ทำจากซิลเวอร์โบรไมด์ที่ผลิตขึ้นเองสำหรับผู้ใช้ในภาพโฮโลแกรม: การผลิตการแปรรูปและการใช้งาน Proc SPIE 5290, โฮโลแกรมเชิงปฏิบัติ XVIII: วัสดุและการใช้งาน; ดอย: 10.1117 / 12.525035; https://doi.org/10.1117/12.525035
รูปร่างของ Alan G. (1993) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สอง.). การเปลี่ยนกลับด้านบรรณาธิการ
Carlos Güidoและ Ma Eugenia Bautista (2018) ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเคมีภาพถ่าย สืบค้นจาก: fotografia.ceduc.com.mx
การ์เซียดี. เบลโล (9 มกราคม 2557). เคมีการถ่ายภาพและ Chema Madoz ดึงมาจาก: dimethylsulfuro.es

ซิลเวอร์โบรไมด์ (AGBR): โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี - 2025