L’idrossido di argento ha formula AgOH ed è noto per la sua instabilità e la tendenza a trasformarsi rapidamente in ossido di argento (Ag₂O) quando è esposto all’aria o alla luce diretta. Pertanto l’idrossido di argento è raramente isolato o utilizzato in forma pura. Ciò può essere spiegato osservando che l’energia di legame Ag-O, pari a 213 kJ/mol, è molto più debole rispetto ad altri idrossidi metallici.
A differenza dell’idrossido d’argento, del perossido d’argento (Ag2O2) e dell’idruro d’argento (AgH), l’ossido d’argento, infatti, è un composto molto più stabile che si presenta in una struttura cristallina di colore marrone scuro ed è comunemente utilizzato nelle batterie all’argento, dove viene impiegato come materiale catodico
L’idrossido di argento tende a decomporsi spontaneamente in ossido di argento secondo la reazione:
2 AgOH → Ag₂O + H2O
L’idrossido di argento ha un prodotto di solubilità pari a 2.0 · 10–8 a 25°C . Se in una soluzione acquosa è presente lo ione argento si può calcolare a quale valore di pH esso inizia a precipitare. Supponendo che la concentrazione dello ione Ag+ è 0.10 M si ha:
Kps = 2.0 · 10–8 = 0.10 [OH–]3
Da cui [OH–] = ∛2.0 · 10–8 /0.1= 0.0058 M
da cui pOH = – log [OH–] = 2.2
pH = 14-2.2 = 11.8
Preparazione dell’idrossido di argento
L’idrossido di argento si ottiene per precipitazione facendo reagire un sale solubile dell’argento, come il nitrato di argento (AgNO₃), con una base forte come l’idrossido di sodio (NaOH) secondo la reazione:
AgNO3(aq) + NaOH(aq) → AgOH(s) +NaNO3(aq)
La successiva decomposizione dell’idrossido di argento dà luogo a un precipitato scuro di ossido di argento Ag2O che generalmente si presenta in forma idrata Ag2O · n H2O in cui il valore di n dipende dalle diverse condizioni
Pertanto la reazione complessiva tra il nitrato di argento e una base come NaOH può essere scritta come:
2 AgNO3(aq) + 2 NaOH(aq)→ Ag2O(s) + 2 NaNO3(aq) + H2O(l)
Tale reazione viene utilizzata per ottenere il reattivo di Tollens aggiungendo ammoniaca alla soluzione in quanto si solubilizza l’ossido di argento con formazione del complesso diamminoargento che è il componente principale del reattivo di Tollens dal nome del chimico tedesco Bernhard Tollens.
Propagazione delle bande di idrossido di argento
Quando l’idrossido di sodio si diffonde in un mezzo colloidale allo stato di gel contenente nitrato d’argento, l’idrossido d’argento precipita e forma una banda bianca in una provetta. Il precipitato di idrossido d’argento si trasforma in ossido d’argento marrone a causa della sua instabilità nell’elettrolita.
Di conseguenza, e in contrasto con il fenomeno dell’anello di Liesegang, in cui si forma una serie di bande, la banda di idrossido di argento dovuta alla sua precipitazione e alla sua scomparsa a causa della conversione nell’ossido di argento, sostanza termodinamicamente più stabile, si propaga in una banda unica la cui larghezza aumenta con il tempo denotando un comportamento insolito nella propagazione della banda dei precipitati.
Il fenomeno osservato in sistemi chimici costituiti da ioni dispersi in un mezzo colloidale allo stato di gel, che, in determinate condizioni di concentrazione e in assenza di convezione, danno luogo a una reazione di precipitazione caratterizzata dalla formazione di strutture costituite da anelli o bande di precipitato fu scoperto dal chimico e fotografo tedesco Raphael E. Liesegang nel 1896.
Nel corso dell’esperimento fu lasciata cadere una soluzione di nitrato d’argento su un sottile strato di gel contenente bicromato di potassio. Dopo poche ore, fu osservata la formazione di anelli concentrici di bicromato di argento che è un sale poco solubile:
K2Cr2O7 + 2 AgNO3 → Ag2Cr2O7 + 2 KNO3
Se il gel viene posto in una provetta e si lascia diffondere la soluzione dall’alto, si può osservare la formazione di strati o bande di precipitato.
Il fenomeno delle particelle solide che si muovono in una fase di gelatina o agar contenente un elettrolita interno si verifica quando una reazione di precipitazione è accoppiata con la ridissoluzione mentre un elettrolita esterno si diffonde nel mezzo di gelatina/agar.
In alcuni sistemi, la banda di precipitato o lo strato di bande si propaga, perché una volta formato, si dissolve in presenza di un eccesso di elettrolita esterno e un altro precipitato si forma davanti al fronte di reazione.
Questo fenomeno si verifica in sistemi costituiti da precipitato/ione disciolto come, ad esempio, idrossido di alluminio/tetraidrossialluminato, Al(OH)3/[Al(OH)4]–, idrossido di cobalto (II)/esamminocobalto (II) Co(OH)2/ [Co(NH3)6]2+, ioduro di mercurio (II)/tetraiodomercurato (II) HgI2 /[HgI4]2-.
Questi sistemi differiscono dal sistema nitrato d’argento/idrossido di sodio in quanto la precipitazione dell’idrossido di argento è seguita dalla formazione del solido più stabile ossido di argento piuttosto che dalla ridissoluzione o dalla formazione di un complesso in soluzione man mano che procede la diffusione.
In condizioni normali la reazione è rapida e il precipitato marrone di ossido di argento si forma direttamente. Tuttavia, il largo eccesso di ioni OH– si diffonde in una matrice di gel acquoso in cui gli ioni Ag+ sono distribuiti in modo omogeneo.
L’incontro tra gli ioni è rallentato dalla diffusione e una banda di precipitato di idrossido di argento di colore bianco isolato si forma prima sul fronte di reazione. Quindi, man mano che la concentrazione di ioni idrossido aumenta nel tempo, la banda si propaga verticalmente e l’ossido di argento di colore marrone più stabile si forma sul bordo superiore della banda.
La propagazione macroscopica della banda di precipitazione dell’idrossido di argento serve come misura visiva della dinamica dei processi in atto. La larghezza della banda aumenta con il tempo e la dinamica di propagazione di una banda di precipitato di idrossido di argento negli esperimenti mostra un comportamento caratteristico dei fenomeni limitati dalla diffusione.
L’effetto della modifica della percentuale di gelatina sul verificarsi e sulla larghezza della banda mostra una larghezza linearmente crescente in funzione della percentuale di gel fino a una specifica percentuale di gel. La dipendenza della formazione dei precipitati dalla concentrazione locale di NaOH conferma che il meccanismo di formazione della banda dell’idrossido di argento è regolato dalla diffusione e la propagazione della banda è proporzionale alla radice quadrata del tempo.