El cromato de plata es un compuesto inorgánico con fórmula Ag 2 CrO 4 que aparece como cristales de color marrón rojizo distintivo. El compuesto es insoluble y su precipitación es indicativa de la reacción entre el cromato soluble y las sales precursoras de plata (comúnmente cromato de potasio / sodio con nitrato de plata ). [2] [4] [5] Esta reacción es importante para dos usos en el laboratorio: en química analítica constituye la base del método de argentometría de Mohr , [6] mientras que en neurocienciase utiliza en el método de Golgi de tinción de neuronas para microscopía. [7]
Nombres | |
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Nombre IUPAC Disilver (1+) dióxido (dioxo) cromo | |
Otros nombres Cromato de plata (VI) Cromato de plata (I) | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.029.130 |
Número CE |
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PubChem CID | |
UNII | |
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Propiedades | |
Ag 2 CrO 4 | |
Masa molar | 331,73 g / mol |
Apariencia | polvo rojo ladrillo |
Densidad | 5,625 g / cm 3 |
Punto de fusion | 665 ° C (1229 ° F; 938 K) |
Punto de ebullición | 1.550 ° C (2.820 ° F; 1.820 K) |
0.017 g / L (5 ° C) 0.033 g / L (25 ° C) 0.040 g / L (35 ° C) 0.050 g / L (45 ° C) 0.069 g / L (60 ° C) 0.096 g / L ( 80 ° C) | |
Solubilidad | soluble en ácido nítrico , amoniaco , cianuros alcalinos y cromatos [1] |
UV-vis (λ máx. ) | 450 nm (22200 cm −1 ) |
−40.0 · 10 −6 cm 3 / mol | |
Índice de refracción ( n D ) | 2,2 (630 millas náuticas) |
Estructura [2] | |
ortorrómbica ( forma de T baja , T <482 ° C) hexagonal ( forma de T alta , T > 482 ° C) | |
Grupo espacial | Pnma, № 62 ( forma T baja ) |
Constante de celosía | a = 10.063 Å, b = 7.029 Å, c = 5.540 Å |
Unidades de fórmula ( Z ) | 4 |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 142 J · mol −1 · K −1 |
Entropía molar estándar ( S | 217 J · mol −1 · K −1 [3] |
Entalpía estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 ) | −712 kJ · mol −1 [3] |
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚) | -631 kJ · mol −1 |
Peligros | |
Principales peligros | cancerígeno, comburente, peligro para el medio ambiente |
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
Declaraciones de peligro GHS | H272 , H317 , H350 , H410 |
Consejos de prudencia del SGA | P201 , P210 , P273 , P280 , P302 + 353 , P308 + 313 |
Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Nitrato de plata Cloruro de plata Tiocianato de plata |
Otros cationes | Cromato de potasio Cromato de amonio Cromato de plomo (II) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Además de lo anterior, el compuesto ha sido probado como fotocatalizador para el tratamiento de aguas residuales . [4] Sin embargo, la aplicación práctica y comercial más importante del cromato de plata es su uso en baterías Li-Ag 2 CrO 4 , un tipo de batería de litio que se encuentra principalmente en dispositivos de marcapasos artificiales . [8]
Como para todos los cromatos , que son especies de cromo (VI) , el compuesto presenta un riesgo de toxicidad, carcinogenicidad y genotoxicidad , así como un gran daño ambiental.
Preparación
El cromato de plata generalmente se produce mediante la reacción de metátesis de sal de cromato de potasio (K 2 CrO 4 ) y nitrato de plata (AgNO 3 ) en agua purificada; el cromato de plata precipitará de la mezcla de reacción acuosa: [4] [2] [5 ]
- 2 AgNO
3 (aq)+ K
2CrO
4 (aq)→ 2 KNO
3 (aq)+ Ag
2CrO
4 (s)
Esto ocurre porque la solubilidad del cromato de plata es muy baja ( K sp = 1,1 × 10 −12 o 6,5 × 10 −5 mol / L).
La formación de nanoestructuras insolubles de Ag 2 CrO 4 a través de la reacción anterior con un buen control sobre el tamaño y la forma de las partículas se ha logrado mediante sonoquímica , síntesis asistida por molde o métodos hidrotermales . [4]
Estructura y propiedades
Estructura cristalina
El compuesto es polimórfico y puede exhibir dos estructuras cristalinas dependiendo de la temperatura: hexagonal a temperaturas más altas y ortorrómbicas a temperaturas más bajas. [4] La fase hexagonal se transforma en ortorrómbica al enfriarse por debajo de la temperatura de transición de la estructura cristalina T = 482 ° C.
El polimorh ortorrómbico es el que se encuentra comúnmente y cristaliza en el grupo espacial Pnma , con dos entornos de coordinación distintos para los iones de plata (uno tetragonal bipiramidal y otro tetraédrico distorsionado). [2]
Color
El característico color rojo ladrillo / acajou (absorción λ máx. = 450 nm) del cromato de plata es bastante diferente a otros cromatos que suelen tener un aspecto de amarillo a naranja amarillento. Se ha planteado la hipótesis de que esta diferencia en la absorción se debe a la transición de transferencia de carga entre el orbital plateado 4 d y los orbitales cromato e *, aunque este no parece ser el caso basado en un análisis cuidadoso de los datos espectroscópicos UV / Vis . [5] En cambio, el cambio en λ max se atribuye más probablemente al efecto de división de Davydov . [5]
Aplicaciones
Argentometria
La precipitación del cromato de plata fuertemente coloreado se usa para indicar el punto final en la titulación de cloruro con nitrato de plata en el método de argentometría de Mohr .
La reactividad del anión cromato con la plata es menor que con los haluros ( p . Ej., Cloruros) de modo que en una mezcla de ambos iones, solo se formará un precipitado de cloruro de plata : [6]
- AgNO
3 (aq)+ Cl-
(aq)+ CrO2−
4 (aq)→ AgCl
(s)+ CrO2−
4 (aq)+ NO-
3 (aq)
Solo cuando no quede cloruro (o halógeno) se formará cromato de plata y se precipitará.
Antes del punto final, la solución tiene un aspecto de color amarillo limón lechoso, debido a la suspensión del precipitado de AgCl ya formado y al color amarillo del ion cromato en la solución. Al acercarse al punto final, las adiciones de AgNO 3 conducen a una coloración roja que desaparece cada vez más lentamente. Cuando persiste el color marrón rojizo (con algunas manchas grisáceas de cloruro de plata), se alcanza el punto final de la titulación.
Este método solo es adecuado para pH casi neutro: en pH muy alto (ácido), el cromato de plata es soluble (debido a la formación de H 2 CrO 4 ), y en pH alcalino, la plata precipita como hidróxido . [6]
La titulación fue introducida por Mohr a mediados del siglo XIX y, a pesar de las limitaciones en las condiciones de pH, no ha dejado de utilizarse por completo desde entonces. [6] Un ejemplo de una aplicación práctica del método de Mohr es determinar el nivel de cloruro de las piscinas de agua salada. [ cita requerida ]
Método de Golgi
Una aplicación muy diferente de la misma reacción es la tinción de neuronas para que su morfología sea visible al microscopio. [7] La técnica consiste en impregnar primero el tejido cerebral fijado con aldehído con una solución acuosa de dicromato de potasio al 2%. A continuación, se seca y se sumerge en una solución acuosa de nitrato de plata al 2%.
Por la misma reacción anterior, se forma cromato de plata y por un mecanismo que no se comprende del todo, la precipitación ocurre dentro de algunas de las neuronas, lo que permite una observación detallada de los detalles morfológicos demasiado finos para las técnicas de tinción comunes. [7]
Existen varias variaciones en el método para aumentar el contraste o la selectividad en el tipo de neurona teñida, e incluyen impregnación adicional en solución de cloruro de mercurio (Golgi-Cox) o postratamiento con tetróxido de osmio (Cajal o Golgi rápido). [7]
Las observaciones previamente inviables que permitía la técnica de tinción con cromato de plata llevaron a la eventual concesión del Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1906 al descubridor de Golgi y pionero en su uso y mejora Ramón y Cajal . [7]
Fotocatalizador
Se ha investigado el cromato de plata para su posible uso como catalizador para la degradación fotocatalítica de contaminantes orgánicos en aguas residuales . Aunque las nanopartículas de Ag 2 CrO 4 son de alguna manera efectivas para este propósito, la alta toxicidad del cromo (VI) para los humanos y el medio ambiente requiere procedimientos complejos adicionales para la contención de cualquier cromo del catalizador, que debe evitarse que se filtre en las aguas residuales tratadas. . [4]
Baterías de litio
Las baterías Li-Ag 2 CrO 4 son un tipo de baterías de metal de litio desarrolladas a principios de la década de 1970 por Saft , en las que el cromato de plata sirve como cátodo, el litio metálico como ánodo y una solución de perclorato de litio como electrolito . [8]
La batería estaba destinada a aplicaciones biomédicas y tenía características como alta confiabilidad y calidad de vida útil para el momento del descubrimiento. Por lo tanto, las baterías de cromato de plata y litio han encontrado una amplia aplicación en los marcapasos implantados . [8]
Referencias
- ^ Pradyot Patnaik. Manual de productos químicos inorgánicos . McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8
- ^ a b c d Hackert, Marvin L .; Jacobson, Robert A. (1971). "La estructura cristalina del cromato de plata" . Revista de química del estado sólido . 3 (3): 364–368. doi : 10.1016 / 0022-4596 (71) 90072-7 .
- ^ a b Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos 6th Ed . Compañía Houghton Mifflin. pag. A23. ISBN 978-0-618-94690-7.
- ^ a b c d e f Shen, Juan; Lu, Yi; Liu, Jin-Ku; Yang, Xiao-Hong (2016). "Actividad fotocatalítica de materiales de cromato de plata por varios métodos de síntesis" . Revista de nanociencia experimental . 11 (8): 650–659. doi : 10.1080 / 17458080.2015.1110624 . ISSN 1745-8080 .
- ^ a b c d Robbins, David J .; Day, Peter (1 de septiembre de 1977). "¿Por qué el cromato de plata es rojo? El espectro electrónico polarizado 4 · 2 K de cromato en sulfato de plata" . Física molecular . 34 (3): 893–898. doi : 10.1080 / 00268977700102201 . ISSN 0026-8976 .
- ^ a b c d Belcher, R .; Macdonald, AMG; Parry, E. (1 de enero de 1957). "Sobre el método de Mohr para la determinación de cloruros" . Analytica Chimica Acta . 16 : 524–529. doi : 10.1016 / S0003-2670 (00) 89979-1 . ISSN 0003-2670 .
- ^ a b c d e Kang, Hee Won; Kim, Ho Kyu; Luna, Bae Hun; Lee, Seo Jun; Lee, Se Jung; Rhyu, Im Joo (30 de junio de 2017). "Revisión completa de métodos de tinción de Golgi para tejido nervioso" . Microscopía aplicada . 47 (2): 63–69. doi : 10.9729 / AM.2017.47.2.63 . ISSN 2287-5123 .
- ^ a b c Lehmann, G .; Broussely, M .; Lenfant, P. (1978), Thalen, Hilbert J. Th .; Harthorne, J. Warren (eds.), "The Saft Lithium - Silver Chromate Battery Performances of the LI 210 Type" , To Pace or not to Pace: Controversial Subjects in Cardiac Pacing , Dordrecht: Springer Netherlands, págs. 109-115, doi : 10.1007 / 978-94-009-9723-3_18 , ISBN 978-94-009-9723-3, consultado el 30 de marzo de 2021