Нитрат серебра: состав и свойства¶

Нитрат серебра (лат. Argentum nitricum, химическая формула AgNO₃) — неорганическое соединение, средняя соль серебра и азотной кислоты. Представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы ромбической сингонии, хорошо растворимые в воде и полярных органических растворителях. В обиходе и в фармацевтике закрепилось тривиальное название «ляпис» (от греч. lithos — камень и лат. lapis — камень, буквально «адский камень»). Вещество широко применяется в фотографии, медицине, аналитической химии и гальванотехнике.

¶Состав и строение

Состав нитрата серебра выражается формулой AgNO₃. В одном формульном звене соединения содержатся:

• один атом серебра (Ag);
• один атом азота (N);
• три атома кислорода (O).

Молярная масса составляет 169,87 г/моль. Массовые доли элементов распределяются следующим образом:

В кристаллической решётке нитрат-ион NO₃⁻ имеет плоское тригональное строение: атом азота находится в центре, три атома кислорода расположены по вершинам равностороннего треугольника. Ион серебра Ag⁺ координирует нитрат-группы, образуя слоистую структуру. Степень окисления серебра в соединении равна +1, азота — +5.

¶Физические свойства

Чистый нитрат серебра — бесцветвое кристаллическое вещество без запаха. Температура плавления составляет 209,7 °C, при дальнейшем нагреве выше 300 °C соединение разлагается. Плотность — 4,35 г/см³. Растворимость в воде очень высокая: при 20 °C растворяется около 222 г вещества в 100 г воды, с ростом температуры растворимость увеличивается. Водные растворы имеют нейтральную или слабокислую реакцию. Нитрат серебра умеренно растворим в метаноле, этаноле, ацетоне и жидком аммиаке, практически нерастворим в концентрированной азотной кислоте.

¶Химические свойства

Нитрат серебра — типичная соль сильной кислоты и слабого основания, проявляющая окислительные свойства за счёт иона Ag⁺.

Основные реакции:

• Диссоциация. В водном растворе полностью распадается на ионы: AgNO₃ → Ag⁺ + NO₃⁻.
• Обменные реакции с галогенидами. С хлоридами, бромидами и йодидами образует малорастворимые осадки: AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃. Хлорид серебра выпадает в виде белого творожистого осадка, бромид — кремового, йодид — жёлтого. Эта реакция лежит в основе качественного анализа на галогенид-ионы.
• Реакция с гидроксидами. Со щелочами даёт бурый осадок оксида серебра: 2AgNO₃ + 2NaOH → Ag₂O↓ + 2NaNO₃ + H₂O.
• Взаимодействие с металлами. Более активные металлы вытесняют серебро: Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag. На этом основан процесс цементации серебра.
• Разложение при нагревании. 2AgNO₃ → 2Ag + 2NO₂↑ + O₂↑.
• Комплексообразование. С аммиаком образует комплексное соединение [Ag(NH₃)₂]NO₃, известное как аммиачный раствор оксида серебра (реактив Толленса).

¶Получение

В промышленности нитрат серебра получают растворением металлического серебра в разбавленной азотной кислоте:

3Ag + 4HNO₃ → 3AgNO₃ + NO↑ + 2H₂O.

Реакцию проводят при умеренном нагреве, после чего раствор упаривают и кристаллизуют продукт. Чистота получаемого реактива зависит от исходного серебра: для аналитических целей используют металл высокой пробы. Также вещество образуется при взаимодействии оксида или карбоната серебра с азотной кислотой.

¶Применение

¶Фотография

Исторически нитрат серебра — ключевой реагент в классической фотографии. На его основе получают светочувствительные галогениды серебра (AgCl, AgBr, AgI), которые наносятся на плёнку или фотобумагу. Под действием света галогенид восстанавливается до металлического серебра, формируя скрытое изображение.

¶Медицина

В медицине применяется как антисептик и прижигающее средство. Растворы и карандаши ляписа используют для обработки ран, удаления бородавок и грануляций. В офтальмологии раствор нитрата серебра применялся для профилактики бленнореи новорождённых. Современная медицина чаще использует менее агрессивные производные — коллоидное серебро и сульфадиазин серебра.

¶Аналитическая химия

Нитрат серебра — стандартный титрант в аргентометрии, методе количественного определения хлоридов, бромидов, йодидов и роданидов. По объёму израсходованного раствора рассчитывают концентрацию определяемого иона.

¶Прочие области

• Гальванотехника: электролит для серебрения металлических изделий.
• Производство зеркал: восстановление серебра на стеклянной поверхности.
• Химический синтез: источник ионов серебра для получения других солей и оксидов.
• Катализ: используется при получении катализаторов окисления.

¶Техника безопасности

Нитрат серебра токсичен при попадании внутрь, вызывает ожоги кожи и слизистых оболочек, при длительном контакте окрашивает кожу в тёмно-серый цвет (аргирия). Вещество относится к окислителям: при контакте с горючими материалами может способствовать возгоранию. Хранят его в плотно закрытой таре из тёмного стекла, вдали от света и органических веществ. Работа требует использования перчаток и защитных очков.

¶Историческая справка

Соединение известно с XIII века, когда алхимики научились растворять серебро в азотной кислоте. Термин «ляпис» ввёл в медицинскую практику в XVI веке врач Анджело Болоньини. Систематическое изучение свойств нитрата серебра связано с развитием фотографии в XIX веке: в 1839 году Луи Дагер использовал светочувствительность солей серебра для создания дагеротипии, а в 1840-х годах Уильям Генри Фокс Талбот разработал калотипный процесс на основе нитрата серебра.