Bạc (Ag): tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

I. Định nghĩa

- Bạc là một kim loại đã được biết đến từ thời tiền sử, các đống xỉ chứa bạc đã được tìm thấy ở Tiểu Á và trên các đảo thuộc biển Aegean chứng minh rằng bạc đã được tách ra khỏi chì từ thiên niên kỷ thứ 4 trước công nguyên.

- Kí hiệu: Ag

- Cấu hình electron: [Kr] 4d¹⁰ 5s¹

- Số hiệu nguyên tử: 47

- Khối lượng nguyên tử: 108 g/mol.

- Vị trí trong bảng tuần hoàn

   + Ô: 47

   + Nhóm: IB

   + Chu kì: 5

- Đồng vị: ¹⁰⁵Ag, ¹⁰⁶Ag, ¹⁰⁷Ag, ¹⁰⁸Ag, ¹⁰⁹Ag, ¹¹¹Ag

- Độ âm điện: 1,93.

II. Tính chất hóa học

- Bạc kém hoạt động. Ag → Ag⁺ + 1e

a. Tác dụng với phi kim

- Bạc không bị oxi hóa trong không khí dù ở nhiệt độ cao.

Tác dụng với ozon

2Ag + O₃ → Ag₂O + O₂

b. Tác dụng với axit

- Bạc không tác dụng với HCl và H₂SO₄ loãng, nhưng tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh, như HNO₃hoặc H₂SO₄ đặc, nóng.

3Ag + 4HNO₃ (loãng) → 3AgNO₃ + NO + 2H₂O

2Ag + 2H₂SO₄ (đặc, nóng) → Ag₂SO₄ + SO₂ + 2H₂O

c. Tác dụng với các chất khác

- Bạc có màu đen khi tiếp xúc với không khí hoặc nước có mặt hidro sunfua:

4Ag + 2H₂S + O₂ (kk) → 2Ag₂S + 2H₂O

- Bạc tác dụng được với axit HF khi có mặt của oxi già:

2Ag + 2HF (đặc) + H₂O₂ → 2AgF + 2H₂O

2Ag + 4KCN (đặc) + H₂O₂ → 2K[Ag(CN)₂] + 2KOH

III. Tính chất vật lí & nhận biết

1. Tính chất vật lí

- Bạc có tính mềm, dẻo (dễ kéo sợi và dát mỏng), màu trắng, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt nhất trong các kim loại.

- Bạc là kim loại nặng có khối lượng riêng 10,49 g•cm⁻³, nhiệt độ nóng chảy là 960,5⁰C.

2. Nhận biết

- Dẫn khí O₃ vào bạc kim loại, thấy bạc chuyển từ trắng sáng sang màu đen.

O₃ + 2Ag → Ag₂O + O₂

- Bạc có màu đen khi tiếp xúc với không khí hoặc nước có mặt hidro sunfua:

4Ag + 2H₂S + O₂ (kk) → 2Ag₂S + 2H₂O

IV. Trạng thái tự nhiên

   - Bạc trong tự nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị ổn định Ag¹⁰⁷ và Ag¹⁰⁹ với Ag¹⁰⁷ là phổ biến nhất (51,839%).

   - Bạc được tìm thấy ở dạng tự nhiên, liên kết với lưu huỳnh, asen, antimoan, hay clo trong các loại khoáng chất như argentit (Ag₂S) và silver horn (AgCl). Các nguồn cơ bản của bạc là các khoáng chất chứa đồng, đồng-niken, vàng, chì và chì-kẽm có ở Canada, Mexico, Peru, Úc và Mỹ.

V. Điều chế

- Bạc cũng được sản xuất trong quá trình làm tinh khiết bằng điện phân.

VI. Ứng dụng

- Ứng dụng cơ bản nhất của bạc là như một kim loại quý và các muối halogen. Đặc biệt bạc nitrat được sử dụng rộng rãi trong phim ảnh.

Các ứng dụng khác còn có:

    - Các sản phẩm điện và điện tử, trong đó cần có tính dẫn điện cao của bạc, thậm chí ngay cả khi bị xỉn.

    - Các loại gương cần tính phản xạ cao của bạc đối với ánh sáng được làm từ bạc như là vật liệu phản xạ ánh sáng. Các loại gương phổ biến có mặt sau được mạ nhôm.

    - Kim loại này được chọn vì vẻ đẹp của nó trong sản xuất đồ trang sức và đồ bạc.

    - Bạc được sử dụng để làm que hàn, công tắc điện và các loại pin dung tích lớn như pin bạc-kẽm hay bạc-cadmi.

    - Sulfua bạc, còn được biết đến như bạc Whiskers, được tạo thành khi các tiếp điểm điện bằng bạc được sử dụng trong khí quyển giầu sulfua hiđrô.

    - Fulminat bạc là một chất nổ mạnh.

    - Clorua bạc có tính trong suốt và được sử dụng như chất kết dính cho các loại kính.

    - Iốtđua bạc được sử dụng nhằm tụ mây để tạo mưa nhân tạo.

    - Trong truyền thuyết, bạc thông thường được coi là có hại cho các loài vật siêu nhiên như người sói và ma cà rồng. Việc sử dụng bạc trong các viên đạn cho súng là các ứng dụng phổ biến.

    - Ôxít bạc được sử dụng làm cực dương (anos) trong các pin đồng hồ.

VII. Các hợp chất quan trọng của Bạc

   - Bạc clorua: AgCl

   - Bạc bromua: AgBr

   - Bạc nitrat: AgNO₃.