BROMURE D'ARGENT (AGBR): STRUCTURE, PROPRIÉTÉS ET UTILISATIONS - CHIMIE - 2025

Le bromure d'argent est un sel inorganique de formule chimique AgBr. Son solide est composé de cations Ag ⁺ et d'anions Br ^- dans un rapport 1: 1, attirés par des forces électrostatiques ou par des liaisons ioniques. On peut voir comme si l'argent métallique avait cédé l'un de ses électrons de valence au brome moléculaire.

Sa nature ressemble à ses «frères et sœurs» de chlorure et d'iodure d'argent. Les trois sels sont insolubles dans l'eau, ont des couleurs similaires et sont également sensibles à la lumière; c'est-à-dire qu'ils subissent des réactions photochimiques. Cette propriété a été utilisée pour obtenir des photographies, en raison de la réduction des ions Ag ⁺ en argent métallique.

Ions de bromure d'argent. Source: Claudio Pistilli

L'image ci-dessus montre une paire d'ions Ag ⁺ Br ^-, dans laquelle les sphères blanche et brune correspondent respectivement aux ions Ag ⁺ et Br ^-. Ici, ils représentent la liaison ionique comme Ag-Br, mais il est nécessaire d'indiquer qu'il n'y a pas de liaison covalente entre les deux ions.

Il peut sembler contradictoire que l'argent soit celui qui apporte la couleur noire aux photographies sans couleur. C'est parce que l'AgBr réagit avec la lumière, générant une image latente; qui, alors, est intensifiée en augmentant la réduction de l'argent.

Structure du bromure d'argent

Structure cristalline du bromure d'argent. Source: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

Ci-dessus se trouve le réseau ou la structure cristalline du bromure d'argent. Une représentation plus fidèle de la différence de taille entre les rayons ioniques de Ag ⁺ et Br ^{- est présentée ici}. Les anions Br ^-, qui sont plus volumineux, laissent des interstices où se trouvent les cations Ag ⁺, qui sont entourés de six Br ^- (et vice versa).

Cette structure est caractéristique d'un système cristallin cubique, spécifiquement de type sel gemme; la même chose, par exemple, que pour le chlorure de sodium, NaCl. En fait, l'image facilite cela en fournissant une frontière cubique parfaite.

À première vue, on peut voir qu'il existe une certaine différence de taille entre les ions. Ceci, et peut-être les caractéristiques électroniques de l'Ag ⁺ (et l'effet possible de certaines impuretés), conduit à ce que les cristaux d'AgBr présentent des défauts; c'est-à-dire des endroits où la séquence de commande des ions dans l'espace est "cassée".

Défauts cristallins

Ces défauts consistent en des vides laissés par des ions absents ou déplacés. Par exemple, parmi six anions Br ^-, il devrait normalement y avoir le cation Ag ⁺; mais à la place, il peut y avoir un espace parce que l'argent s'est déplacé dans un autre espace (défaut de Frenkel).

Bien qu'ils affectent le réseau cristallin, ils favorisent les réactions de l'argent avec la lumière; et plus les cristaux ou leur amas (taille des grains) sont gros, plus le nombre de défauts est grand, et par conséquent, il sera plus sensible à la lumière. De plus, les impuretés influencent la structure et cette propriété, en particulier celles qui peuvent être réduites avec des électrons.

En conséquence, les gros cristaux d'AgBr nécessitent moins d'exposition à la lumière pour les réduire; c'est-à-dire qu'ils sont plus souhaitables à des fins photographiques.

Synthèse

En laboratoire, le bromure d'argent peut être synthétisé en mélangeant une solution aqueuse de nitrate d'argent, AgNO ₃, avec le sel de bromure de sodium, NaBr. Le premier sel apporte l'argent et le second le bromure. Ce qui suit est une réaction de double déplacement ou métathèse qui peut être représentée par l'équation chimique ci-dessous:

AgNO ₃ (aq) + NaBr (s) => NaNO ₃ (aq) + AgBr (s)

Notez que le sel de nitrate de sodium, NaNO ₃, est soluble dans l'eau, tandis que AgBr précipite sous forme de solide avec une légère couleur jaune. Ensuite, le solide est lavé et soumis à un séchage sous vide. En plus du NaBr, KBr pourrait également être utilisé comme source d'anions bromure.

D'autre part, AgBr peut naturellement être obtenu grâce à son minéral de bromirite et à ses processus de purification appropriés.

Propriétés

Apparence

Solide argileux jaune blanchâtre.

Masse moléculaire

187,77 g / mol.

Densité

6,473 g / ml.

Point de fusion

432 ° C

Point d'ébullition

1502 ° C

Solubilité dans l'eau

0,140 g / mL à 20 ° C

Indice de réfraction

2,253.

Capacité thermique

270 J / Kg · K.

Sensibilité à la lumière

Il a été dit dans la section précédente qu'il existe des défauts dans les cristaux d'AgBr qui favorisent la sensibilité de ce sel à la lumière, car ils piègent les électrons formés; et ainsi, en théorie, ils sont empêchés de réagir avec d'autres espèces dans l'environnement, telles que l'oxygène dans l'air.

L'électron est libéré de la réaction de Br ^- avec un photon:

Br ^- + hv => 1 / 2Br ₂ + e ^-

Notez que Br ₂ est produit, ce qui tachera le rouge solide s'il n'est pas enlevé. Les électrons libérés réduisent les cations Ag ⁺, dans leurs interstices, en argent métallique (parfois représenté par Ag ⁰):

Ag ⁺ + e ^- => Ag

Ayant alors l'équation nette:

AgBr => Ag + 1 / 2Br ₂

Lorsque les «premières couches» d'argent métallique se forment en surface, on dit qu'il y a une image latente, toujours invisible à l'œil humain. Cette image devient des millions de fois plus visible si une autre espèce chimique (comme l'hydroquinone et la phénidone, dans le processus de développement) augmente la réduction des cristaux d'AgBr en argent métallique.

Applications

Photographie en noir et blanc d'une montre de poche. Source: Pexels.

Le bromure d'argent est le plus largement utilisé de tous ses halogénures dans le domaine du développement de films photographiques. L'AgBr est appliqué sur lesdits films, réalisés avec de l'acétate de cellulose, mis en suspension dans une gélatine (émulsion photographique), et en présence de 4- (méthylamino) phénol sulfate (Metol) ou phénidone, et d'hydroquinone.

Avec tous ces réactifs, l'image latente peut prendre vie; terminer et accélérer la transformation de l'argent ionique en argent métallique. Mais, si vous ne procédez pas avec un certain soin et une certaine expérience, tout l'argent sur la surface s'oxydera et le contraste entre les couleurs noir et blanc prendra fin.

C'est pourquoi les étapes d'arrêt, de fixation et d'immersion de lavage du film photographique sont vitales.

Il y a des artistes qui jouent avec ces processus de telle manière qu'ils créent des nuances de gris, qui enrichissent la beauté de l'image et leur propre héritage; et ils font tout cela, parfois peut-être sans s'en douter, grâce à des réactions chimiques, dont la base théorique peut devenir un peu complexe, et à un AgBr sensible à la lumière qui marque un point de départ.

Références

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