氯化銀

氯化銀是銀的氯化物，化學式AgCl。它是白色晶體，因難溶於水及感光性聞名。它在光照或加熱下會分解成銀與氯氣，因此樣品會變成灰色、黑色或紫色。其天然礦物稱為角銀礦。

氯化銀
IUPAC名 Silver(I) chloride
別名	氯化銀(I)
識別
CAS號	7783-90-6  Y
PubChem	24561
ChemSpider	22967
SMILES	Cl[Ag]
InChI	1S/Ag.ClH/h;1H/q+1;/p-1
ChEBI	30341
RTECS	VW3563000
性質
化學式	AgCl
摩爾質量	143.32 g·mol−1
外觀	白色粉狀固體
密度	5.56 g/cm3[1]
熔點	455 °C（851 °F；728 K）[1]
沸點	1,550 °C（2,820 °F；1,820 K）[1]
溶解性（水）	1.93 mg/L[1]
溶度積Ksp	1.77×10−10[2]
溶解性	易溶於濃氨水、硫代硫酸鈉溶液、氰化物溶液 難溶於硝酸[3]和甲醇[4]:46
折光度n D	2.0668[5]
結構[7]
晶體結構	立方晶系，氯化鈉結構
空間群	Fm3m（No. 225）
晶格常數	a = 555 pm
配位幾何	正八面體
偶極矩	6.08 D[6]
熱力學[8]
ΔfHm⦵298K	−127 kJ mol−1
S⦵298K	96 J·mol−1·K−1
危險性
MSDS	ScienceLab.com Salt Lake Metals
GHS危險性符號 [9]
H-術語	H290, H410[1]
P-術語	P273, P391, P501[1]
NFPA 704	0 2 0
致死量或濃度：
LD50（中位劑量）	>10 g/kg（小鼠，口服）[10] >5 g/kg（豚鼠，口服）[10]
相關物質
其他陰離子	氟化銀 溴化銀 碘化銀
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

氯化銀可由複分解反應製備，用於攝影及pH計中的電極。

製備

氯化銀與大部分氯化物不同，它難溶於水。它可輕易通過硝酸銀水溶液與可溶氯化物（如氯化鈉和氯化鈷）複分解反應製備，反應會立刻產生氯化銀沉澱：^[8][4]:46

${\displaystyle {\ce {AgNO3 + NaCl -> AgCl(v) + NaNO3}}}$

${\displaystyle {\ce {2 AgNO3 + CoCl2 -> 2 AgCl(v) + Co(NO3)2}}}$

銀與王水反應也會產生氯化銀，但氯化銀難溶的性質會阻礙反應。氯化銀也是密勒法的副產物。銀在密勒法中會與氯氣在高溫下反應，生成氯化銀。^[4]:21[11]

歷史

氯化銀的歷史可追溯到古代。古埃及人會通過將銀礦石與鹽一起焙燒，然後分解反應產生的氯化銀，得到金屬銀。^[4]:19不過，氯化銀直到1565年才被喬治·法布里丘斯（英語：Georg Fabricius）發現是一種銀化合物。^[12][13]氯化銀是古時候許多精煉銀的方法中的中間體。舉個例子，在1843年開發的奧古斯汀法（Augustin process）中，含有少量銀的銅礦石會被氯化，產生的氯化銀會用溶解度較高的滷水萃取。^[4]:32

17世紀時，人們發現如果將氯化銀暴露於陽光下，其顏色會變暗。^[13]1727年，約翰·亨里奇·舒爾茲（英語：Johann Heinrich Schulze）用硝酸銀製造出首個含銀膠片。^[14]1816年，約瑟夫·尼塞福爾·涅普斯在膠片中使用了氯化銀。^[15][16]

結構

氯化銀的晶體結構與氯化鈉的晶體結構相同，皆為面心立方晶系，其中每個Ag⁺離子都被六個Cl⁻離子以正八面體形結構包圍。氟化銀和溴化銀也具有類似的結構。^[17]

將氯化銀加壓至6.6 GPa，其晶體結構會轉變成單斜晶系的KOH結構。繼續加壓至10.8 GPa則會轉變成正交晶系的TlI結構。^[18]

反應

在紫外光照下，氯化銀逐漸分解

氯化銀在光照下會迅速分解成金屬銀和氯。此反應可用於攝影和膠片。反應方程式如下：^[11]

Cl⁻ + hν → Cl + e⁻（激發氯離子，使其電離，電離出來的電子進入導帶）

Ag⁺ + e⁻ → Ag（銀離子得到電子，變成銀原子）

由於反應涉及的銀原子通常位於晶格缺陷或雜質處，電子會完全被銀原子捕獲，因此此反應不可逆。^[11]

氯化銀可溶於含有氯化物、氰化物、三苯基膦、硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽、氨等配體的溶液。這是因為氯化銀會與這些配體反應，產生配合物：^[4]:25–33

${\displaystyle {\ce {AgCl (s) + 2 CN^- (aq) -> Ag(CN)2^- (aq) + Cl^- (aq)}}}$

${\displaystyle {\ce {AgCl (s) + 2 S2O3^2- (aq) ->(Ag(S2O3)2)^3- (aq) + Cl^- (aq)}}}$

${\displaystyle {\ce {AgCl (s) + 2 NH3(aq) -> Ag(NH3)2+ (aq) + Cl^- (aq)}}}$

該反應用於氰化法中，可把銀礦石轉化成可溶於水的二氰合銀酸鹽，還原後者則得到銀。^[4]:26

氯化銀不與硝酸反應，但可與熱濃硫酸反應，產生硫酸銀。^[19]硫酸銀可與硫酸繼續反應，生成硫酸氫銀，而稀釋溶液後又可重新得到硫酸銀。此反應可用於從鉑族元素中分離銀。^[4]:42

鑑別

氯化銀能夠溶解在稀的氨溶液中，而溴化銀與碘化銀則不能：^[20]

AgCl + 2 NH₃ ${\displaystyle \longrightarrow }$ [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl⁻

此外，氯化銀還可用亞砷酸鈉或砷酸鈉鑑別。白色的氯化銀與兩者反應後，會分別產生黃色的亞砷酸銀（Ag
3AsO
3）及紅棕色的砷酸銀（Ag
3AsO
4）。^[21]

${\displaystyle {\ce {3AgCl(s) + Na3AsO3(aq) -> Ag3AsO3(s) + 3NaCl(aq)}}}$

${\displaystyle {\ce {3AgCl(s) +Na3AsO4(aq) -> Ag3AsO4(s) + 3NaCl(aq)}}}$

用途

銀量法

銀離子與氯離子反應，會產生氯化銀的白色沉澱：^[22]

${\displaystyle {\ce {Ag+ (aq) + Cl^- (aq) -> AgCl (s)}}}$

該反應常用於檢測溶液中是否含有氯離子。由於結果明顯，該反應易用於滴定，即銀量法。^[19]

室溫下，氯化銀在水中的溶度積（K_sp）是6990177000000000000♠1.77×10⁻¹⁰，即代表一升水只能溶解1.9 mg（${\displaystyle {\sqrt {1.77\times 10^{-10}}}\ \mathrm {mol} }$）的AgCl。^[2]水溶液中氯離子的含量便可通過對產生的氯化銀沉澱稱重來計算。

用作參比電極的氯化銀電極

氯化銀電極

氯化銀在電化學中非常重要的應用是氯化銀電極。^[23]它通常是pH計中的內部參考電極，經常用作還原電位測量的參考，如用於測試海水環境中的陰極防蝕控制系統。^[24]

攝影

氯化銀與硝酸銀由於其感光性，可用於攝影。^[12]在銀版攝影法中，銀版會被氯化，產生氯化銀薄層。^[25]明膠銀鹽印相法（英語：gelatin silver process）則需要氯化銀晶體的明膠懸濁液照相。^[26]不過，隨着彩色攝影的進步，這些用於黑白攝影的方法開始沒落。雖然彩色攝影有時也使用氯化銀，但它也只是將光轉化為染料圖像的介質。^[27]

此外，氯化銀因為遇光會分解產生潛影（英語：latent image），也用於製造相紙。氯化銀還用於製造光致變色鏡片。由於玻璃會阻止電子完全被銀原子捕獲，因此其變色可逆。^[28]光致變色鏡片主要用於製造太陽眼鏡。^[4]:83

抗微生物劑

氯化銀納米顆粒常用作抗微生物劑，^[19][29]能夠殺死大腸桿菌等細菌。^[30]用作抗微生物劑的氯化銀納米顆粒可通過複分解反應，或是由真菌及植物的生物合成產生。^[30][31]

其它用途

氯化銀可用於繃帶與敷料。^[4]:83它還用於製造黃色的花窗玻璃^[32]與紅外線儀器。^[33]

角銀礦

自然界中的存在

氯化銀在大自然中以角銀礦的形式存在，其中的氯離子可被溴離子或碘離子取代。^[34]角銀礦經過氰化法會產生[Ag(CN)₂]^–配合物，可用於開採銀。^[4]:26

危害

根據ECHA的說法，氯化銀會損害胎兒，對水生生物劇毒並具有長期持續影響，還可能腐蝕金屬。^[9]