碘化银 :碘和银的化合物

更新时间:2023-08-15 18:31

碘化银( 碘化物)是碘和银的化合物,化学式为AgI。碘化银有α、β和γ三种类型的结构,当温度高于146℃时为α型晶体,黄色立方晶系,密度为5.683g/cm3,导电性大;当温度在137℃-146℃之间时为β型晶体,黄绿色,为六方晶系,密度6.010g//cm3;当温度低于137℃时为γ晶体,黄色立方晶系硫化锌型晶格。碘化银见光易分解,熔点558℃,沸点1506℃,不溶于稀酸、水和碳铵溶液,易溶解于碘化钾溶液、氰化钾溶液、硫代硫酸钠溶液,并能在溶液中形成相应的配位离子。

碘化银工业上主要采用沉淀法生产,它利用硝酸银碘化钾碘化钠作用制得。碘化银用途广泛,在摄影领域,碘化银和溴化银混合,可制造照相感光乳剂;在化工领域,碘化银可作为制造锂硫电池的硫正极主体材料,也是化学分析试剂的催化剂;在调节气候领域,碘化银是一种重要的冷云催化剂,因其成冰核阈温和成冰核效率都高,被广泛的用来催化冷云降水或防雹试验;在医药领域,碘化银可用于治疗牙体缺损,如龋病等。

相关历史

1835年,路易·达盖尔一个偶然的“失误”,使他放在工作室的一片涂有碘化银涂层的金属板被显影,得到了一个模糊影像之后,达盖尔又重复了用涂有碘化银的金属板感光,用水气显影的过程。确认这两种化学品生成的影像清晰可见。更为重要的是,用这种方法也使得曝光时间大为缩短,从之前的数小时,变为十几分钟。1839年8月19日法国的科学院会议上,银版摄影法被公开演示、公布。这一天,也因此被公认为摄影术的正式诞生日。

1946年11月,冯尼古特认为干冰储存很不方便,时间一长便容易蒸发掉。他查阅了大量资料后发现,碘化银的晶体结构与自然冰晶十分相似。在小云室内银离子与碘化物结合而产生了碘化银离子核,才出现了大量冰晶。一克碘化银可以产生几万亿个冰晶。

物质结构

碘化银有α、β和γ三种类型,当温度高于146℃时为α型晶体,黄色立方晶系;当温度在137℃-146℃之间时为β型晶体,六方晶系结构;当温度低于137℃时为γ晶体,黄色立方晶系硫化锌型晶格。

在β-AgI和γ-AgI这两种结构中,碘原子所占据的位置分别于立方和六方密堆积的位置一样,可以看成是碘原子的密堆积,并在四面体间隙嵌入银原子;而在α-AgI结构中,碘原子形成不怎么紧密的立方体心排列,但是银原子没有固定位置,且可以在结构中按照流体状态自由漂流,银原子骨架可以看成是单独熔融了,当温度达到熔点(555℃)时,碘原子骨架坍塌,碘化银熔融。

理化性质

碘化银的分子量为234.77,熔点558℃,沸点1506℃,不溶于稀酸、水和碳酸氢铵溶液,微溶于浓氨水,和浓氨水一起加热时,由于形成AgI·½NH3(或2AgI·NH3)结晶,碘化银转变为白色;可溶于氰化钾、硫代硫酸钠溶液和热硝酸中;易溶于碘化物(如碘化钾)溶液中,与碘化物形成[AgI2]-或[AgI4]3-配位化合物,碘化银有感光性,在光的作用下,碘化银分解形成极小颗粒的“银核”,而渐变为带绿的灰黑色。

碘化银在光照下分解方程式如下:

碘化银可以与氰化物形成螯合肥,反应方程如下:

应用领域

摄影领域

碘化银和溴化银混合,可制造照相感光乳剂。虽然碘化银感光能力较弱,但是将少量(不超过6%)碘化银混入到溴化银中时,可以提高后者的敏感性。碘化银可以延长胶片化学成熟的时间,从而获得较高的敏度和较好的光学敏化效果,但是颗粒度会变粗。

化工领域

碘化银可作为制造锂硫电池的硫正极主体材料。金属银和碘化锂作为碘化银的放电产物,可以改善氧化还原环境,增加离子和电子导电性,抑制充放电过程中多硫化物的穿梭。由于银和碘化锂的协同作用,S/AgI 复合材料具有90.4%的高硫含量,在 0.5C下500次循环内每个循环的衰减率为0.092%,具有增强的循环性能。在某些化学反应中,用作催化剂,碘化银也用于化学分析试剂。

调节气候领域

碘化银是一种重要的冷云催化剂,因其成冰核阈温和成冰核效率都高,被广泛的用来催化冷云降水或防雹试验。碘化银作烟雾,使云中的水粒聚合引起降雨,而且还能防雹、防霜冻、防雪、防风暴,甚至可以防台风。美国曾做过用碘化银防止台风的试验,具体做法是,用飞机将一吨碘化银洒在云彩周围,使云彩成为水滴并结冰放热,此时云层温度升高,台风的外压力随之减小,从而可消除或大大减弱台风的袭击。

医药领域

龋病、楔形缺损、牙折等是由于牙体缺损造成的,首先要采取填充的方法对缺损进行修复。银化合物是一种常用药物,形成的银颗粒可以覆盖在损伤的牙釉质表面,阻止进一步破坏,包括碘化银、氨硝酸银等。碘化银溶液分为Ⅰ液和Ⅱ液,在牙齿过敏区先涂Ⅰ液,半分钟后,再涂Ⅱ液,可以看到牙齿上变白色,等白色固体稳固后,再擦1~2次。碘化银胶体还可作为粘膜的局部防腐剂

生产方法

工业上生产碘化银是用沉淀法,系在暗处将碱金属碘化物(通常是碘化钾碘化钠)溶液加入硝酸银热溶液中,在该混合溶液中,硝酸银与碘化钾或碘化钠发生离子交换反应,生成黄色碘化银沉淀。所得沉淀经静置、过滤、洗涤、干燥而得成品。其化学方程式为:

另外,硝酸银碘化氢反应也可以生成AgI,在酸性溶液中,银单质与氢碘酸反应也可以生成AgI,反应方程式如下:

安全事宜

GHS分类

象形图:

GHS 危险说明:

H400 (57.78%): 对水生生物有剧毒 [对水生环境有害,急性危害]

H410 (100%):对水生生物有剧毒,具有长期影响 [对水生环境有害,长期危害]

危害

健康危害:口服、局部接触或职业性长期接触本品,可引起局部或全身性银质沉着,发生局部或全身皮肤沉着症、眼部损害、慢性支气管炎等。

环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。

急救措施

皮肤接触:脱去污染的衣物,用流动清水冲洗。

眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。应及时就医。

吸入:迅速离开现场,如呼吸困难,给予氧气治疗。及时就医。

食入:饮足量温水,催吐。及时就医。

个体防护

呼吸系统防护:空气中粉尘浓度超标时,建议佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿防毒物渗透工作服。

手防护:戴天然橡胶手套。

其他防护:工作完毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。

包装与储运

包装:用棕色玻璃瓶包装,瓶口用蜡密封。操作应在暗室或红光下进行。

储运注意事项:应储于阴凉、干燥、避光处。运输中小心轻放、严禁撞击、震动,以防瓶破。

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