El cloruro de plata es un compuesto químico inorgánico con la fórmula química AgCl . Este sólido cristalino blanco es bien conocido por su baja solubilidad en agua y su sensibilidad a la luz . Al iluminarlo o calentarlo, el cloruro de plata se convierte en plata (y cloro), lo que se indica mediante una coloración gris a negra o violácea en algunas muestras. El AgCl se encuentra de forma natural como el mineral clorargirita .
Se produce mediante una reacción de metátesis para su uso en fotografía y en medidores de pH como electrodos .
El cloruro de plata es inusual porque, a diferencia de la mayoría de las sales de cloruro , tiene una solubilidad muy baja. Se sintetiza fácilmente por metátesis : combinando una solución acuosa de nitrato de plata (que es soluble) con una sal de cloruro soluble, como el cloruro de sodio (que se usa industrialmente como método para producir AgCl) o el cloruro de cobalto (II) . El cloruro de plata que se forma precipitará inmediatamente. [3] [4] : 46
También se puede producir mediante la reacción del metal plata y el agua regia ; sin embargo, la insolubilidad del cloruro de plata desacelera la reacción. El cloruro de plata también es un subproducto del proceso Miller , en el que el metal plata reacciona con gas cloro a temperaturas elevadas. [4] : 21 [5]
El cloruro de plata se conoce desde la antigüedad. Los antiguos egipcios lo producían como método para refinar la plata, lo que se hacía tostando minerales de plata con sal para producir cloruro de plata, que posteriormente se descomponía en plata y cloro. [4] : 19 Sin embargo, más tarde fue identificado como un compuesto distinto de la plata en 1565 por Georg Fabricius . [6] [7] El cloruro de plata, conocido históricamente como luna cornea (que podría traducirse como "plata de cuerno" ya que la luna era un nombre en clave alquímico para la plata), [7] también ha sido un intermediario en otros procesos históricos de refinación de plata. Un ejemplo de ello es el proceso Augustin desarrollado en 1843, en el que el mineral de cobre que contiene pequeñas cantidades de plata se tuesta en condiciones de cloración y el cloruro de plata producido se lixivia con salmuera , donde es más soluble. [4] : 32
Las primeras películas fotográficas a base de plata fueron fabricadas en 1727 por Johann Heinrich Schulze con nitrato de plata . Sin embargo, no logró obtener imágenes permanentes, ya que se desvanecían. [8] Más tarde, en 1816, Nicéphore Niépce introdujo el uso del cloruro de plata en la fotografía . [4] : 38–39 [9]
El sólido adopta la estructura fcc NaCl , en la que cada ion Ag + está rodeado por un octaedro de seis ligandos de cloruro. AgF y AgBr cristalizan de manera similar. [10] Sin embargo, la cristalografía depende de la condición de cristalización, principalmente de la concentración de iones de plata libres, como se muestra en la imagen de la izquierda (el tinte grisáceo y el brillo metálico se deben a la plata parcialmente reducida ). [11] [ verificación fallida ]
Por encima de 7,5 GPa , el cloruro de plata pasa a una fase monoclínica de KOH. Luego, a 11 GPa, experimenta otro cambio de fase a una fase ortorrómbica de TlI . [2]
El AgCl se disuelve en soluciones que contienen ligandos como cloruro , cianuro , trifenilfosfina , tiosulfato , tiocianato y amoníaco . El cloruro de plata reacciona con estos ligandos según las siguientes ecuaciones ilustrativas: [4] : 25–33
De las reacciones que se utilizan para lixiviar el cloruro de plata de los minerales de plata, la cianuración es la más utilizada. La cianuración produce el complejo soluble dicianoargentato , que luego se vuelve a convertir en plata por reducción. [4] : 26
El cloruro de plata no reacciona con el ácido nítrico, sino con el ácido sulfúrico para producir sulfato de plata . [12] Luego, el sulfato se protona en presencia de ácido sulfúrico para formar bisulfato , lo que se puede revertir mediante dilución. Esta reacción se utiliza para separar la plata de otros metales del grupo del platino. [4] : 42
La mayoría de los complejos derivados de AgCl son de dos, tres y, en casos raros, cuatro coordenadas, adoptando geometrías de coordinación lineal, trigonométrica plana y tetraédrica, respectivamente. [13]
Estas dos reacciones son particularmente importantes en el análisis cualitativo de AgCl en laboratorios, ya que el AgCl es blanco y cambia a (arsenito de plata) que es amarillo, o ( arseniato de plata ) que es marrón rojizo. [13]
En una de las reacciones más famosas de la química, la adición de nitrato de plata acuoso incoloro a una solución igualmente incolora de cloruro de sodio produce un precipitado blanco opaco de AgCl: [14]
Esta conversión es una prueba común para detectar la presencia de cloruro en solución. Debido a su visibilidad, se utiliza fácilmente en la titulación, lo que da como resultado el caso típico de argentometría . [12]
El producto de solubilidad , K sp , para AgCl en agua es1,77 × 10 −10 a temperatura ambiente, lo que indica que solo se disolverán 1,9 mg (es decir, ) de AgCl por litro de agua. [1] El contenido de cloruro de una solución acuosa se puede determinar cuantitativamente pesando el AgCl precipitado, que convenientemente no es higroscópico ya que el AgCl es uno de los pocos cloruros de metales de transición que son insolubles en agua. Los iones que interfieren para esta prueba son bromuro y yoduro, así como una variedad de ligandos (ver haluro de plata ).
Para AgBr y AgI, los valores de K sp son 5,2 x 10 −13 y 8,3 x 10 −17 , respectivamente. El bromuro de plata (blanco ligeramente amarillento) y el yoduro de plata (amarillo brillante) también son significativamente más fotosensibles que el AgCl. [1] [4] : 46
El AgCl se oscurece rápidamente al exponerse a la luz al desintegrarse en cloro elemental y plata metálica . Esta reacción se utiliza en fotografía y cine y es la siguiente: [5]
El proceso no es reversible porque el átomo de plata liberado se encuentra normalmente en un defecto del cristal o en un sitio de impureza, de modo que la energía del electrón se reduce lo suficiente como para que quede "atrapado". [5]
El cloruro de plata es un componente del electrodo de cloruro de plata , que es un electrodo de referencia común en electroquímica . El electrodo funciona como un electrodo redox reversible y el equilibrio se da entre el metal de plata sólido y el cloruro de plata en una solución de cloruro de una concentración determinada. Suele ser el electrodo de referencia interno en los medidores de pH y se utiliza a menudo como referencia en las mediciones del potencial de reducción . Como ejemplo de esto último, el electrodo de cloruro de plata es el electrodo de referencia más utilizado para probar los sistemas de control de corrosión de protección catódica en entornos de agua de mar . [15]
El cloruro de plata y el nitrato de plata se han utilizado en fotografía desde sus inicios y son bien conocidos por su sensibilidad a la luz. [6] También fue una parte vital de la sensibilización del daguerrotipo , en la que las placas de plata se vaporizaban con cloro para producir una fina capa de cloruro de plata. [16] Otro proceso famoso que utilizaba cloruro de plata era el proceso de gelatina de plata, en el que se utilizaban cristales de cloruro de plata incrustados en gelatina para producir imágenes. [17] Sin embargo, con los avances en la fotografía en color , estos métodos de fotografía en blanco y negro han disminuido. Aunque la fotografía en color utiliza cloruro de plata, solo funciona como mediador para transformar la luz en tintes orgánicos para imágenes. [18]
Otros usos fotográficos incluyen la fabricación de papel fotográfico , ya que reacciona con los fotones para formar imágenes latentes a través de la fotorreducción; y en lentes fotocromáticas , aprovechando su conversión reversible a metal Ag. A diferencia de la fotografía, donde la fotorreducción es irreversible, el vidrio evita que el electrón quede "atrapado". [19] Estas lentes fotocromáticas se utilizan principalmente en gafas de sol . [4]
Las nanopartículas de cloruro de plata se venden ampliamente en el mercado como agente antimicrobiano . [12] [20] La actividad antimicrobiana del cloruro de plata depende del tamaño de partícula, pero normalmente son inferiores a 100 nm . En general, el cloruro de plata es antimicrobiano contra diversas bacterias , como E. coli . [21]
Las nanopartículas de cloruro de plata para su uso como agente microbiano se pueden producir mediante una reacción de metátesis entre iones de plata y cloruro acuosos o pueden ser sintetizadas biogénicamente por hongos y plantas . [21] [22]
La baja solubilidad del cloruro de plata lo convierte en un aditivo útil para los esmaltes de cerámica para la producción de " lustre inglaseado ". El cloruro de plata se ha utilizado como antídoto para el envenenamiento por mercurio , ayudando a eliminar el mercurio . Otros usos del AgCl incluyen: [4]
El cloruro de plata se encuentra de forma natural en forma de clorargirita en las zonas áridas y oxidadas de los yacimientos de plata. Si algunos de los iones de cloruro se sustituyen por iones de bromuro o de yoduro, se añaden las palabras bromo y yodio antes del nombre, respectivamente. [25] Este mineral es una fuente de plata y se lixivia mediante cianuración, donde producirá el complejo soluble [Ag(CN) 2 ] – . [4] : 26
Según la ECHA , el cloruro de plata puede dañar al feto , es muy tóxico para la vida acuática con efectos duraderos y puede ser corrosivo para los metales. [26]
... Pero la primera persona que utilizó esta propiedad para producir una imagen fotográfica fue el físico alemán Johann Heinrich Schulze. En 1727, Schulze hizo una pasta de nitrato de plata y tiza, colocó la mezcla en una botella de vidrio y envolvió la botella en ...
