Khóa luận tốt nghiệp Đại học: Phân tích và thu hồi các kim loại vàng bạc trong phế liệu của công nghiệp điện tử

Kho¸ luËn tèt nghiÖp

Trêng §¹i häc Vinh
Khoa ho¸ häc
========

NguyÔn Kh©m KH«i

Kho¸ luËn tèt nghiÖp ®¹i häc

Ph©n tÝch vµ thu håi c¸c kim lo¹i vµng
b¹c trong phÕ liÖu cña c«ng nghiÖp
®iÖn tö

Chuyªn ngµnh: Ho¸ ph©n tÝch

====Vinh, 2006===

SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i

1

Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch


Kho¸ luËn tèt nghiÖp

Trêng §¹i häc Vinh
Khoa ho¸ häc
========

Ph©n tÝch vµ thu håi c¸c kim lo¹i vµng
b¹c trong phÕ liÖu cña c«ng nghiÖp
®iÖn tö

Kho¸ luËn tèt nghiÖp ®¹i häc

Chuyªn ngµnh: Ho¸ ph©n tÝch

Gi¸o viªn híng dÉn: Th.s. NguyÔn Quang TuÖ
Sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn Kh©m Kh«i

====Vinh, 2006===
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i

2

Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch


Khoá luận tốt nghiệp

Lời cảm ơn
Trong quá trình su tầm và tiến hành nghiên cứu đề tài,
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, thạc sỹ Nguyễn Quang
Tuệ, giảng viên Khoa hoá học Trờng Đại học Vinh cùng toàn thể
các thầy, cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm khoa Hoá học đã hớng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt khoá luận này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên, giúp đỡ của gia
đình và bạn bè trong quá trình tôi làm khoá luận.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhng do hạn chế về trình
độ và kinh nghiệm nghiên cứu nên đề tài này chắc chắn

không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Rất mong đợc thầy, cô và các
bạn góp ý và giúp đỡ, để bản thân tiến bộ và làm tốt hơn ở
những công trình sau.

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

3

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

mục lục
Mở đầu................................................................................................2
Phần I: Tổng quan.............................................................................3
I.1. Hoá học của Bạc và một số hợp chất của Bạc .................................3
I.1.1. Giới thiệu chung về Bạc..........................................................3
I.1.2. Hoá học các hợp chất Bạc(I).....................................................5
I.1.2.1. Quặng Agentit Ag2S.....................................................5
I.1.2.2. Bạc oxit Ag2O.................................................................5
I.1.2.3. Bạc hiđroxit AgOH.........................................................6
I.1.2.4. Bạc nitrat AgNO3............................................................6
I.1.2.5. Bạc halogenua AgX........................................................7
I.1.3.
Các
hợp
chất
Bạc(II)
và

Bạc(III).
.............................................................................................................
11
I.1.4. Khả năng tạo phức của Bạc(I) và của AgX.
.............................................................................................................
12
I.1.4.1.
Khả
năng
tạo
phức
của
Bạc(I).
.............................................................................................................
13
I.1.4.2. Khả năng tạo phức với phối tử NH 3, S2O32-, CN-.
.............................................................................................................
14
I.1.4.3. Khả năng tạo phức của AgX trong dung dịch
Hiđrohalogenua
và
muối
Halogenua
Bazơ.
.........................................................................................
16
I.2.

Giới

thiệu

chung

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

về

Vàng

4

và

hợp

chất

của

Vàng

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

.............................................................................................................
16
I.2.1.

Hoá
học
các
hợp
chất
của
Vàng.
.............................................................................................................
18
I.2.2.
Vàng
oxit.
.............................................................................................................
18
I.2.3. Hợp chất của Vàng(I) halogenua và Vàng(I) xianua.
.............................................................................................................
19
I.2.4.
Các
hợp
chất
Vàng(III).
.............................................................................................................
20
Phần
II:
Thực
nghiệm.
.............................................................................................................
22

II.1.
Một
số
qui
trình
điều
chế
kim
loại
quí.
.............................................................................................................
22
II.1.1.
Qui
trình
nhiệt
luyện.
.............................................................................................................
22
II.1.2.
Qui
trình
thuỷ
luyện.
.............................................................................................................
22
II.1.3.
Qui
trình
điện

phân.
.............................................................................................................
23
II.1.4.
Qui
trình
thổi
chì.
.............................................................................................................
23
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

5

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

II.1.5. Phơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
.............................................................................................................
23
II.2. Một số qui trình tách Vàng, Bac từ muối và hợp kim của chúng.
.............................................................................................................
24
II.2.1.
Đi
từ
hợp
kim

có
chứa
đồng.
.............................................................................................................
24
II.2.2. Tách Vàng, Bạc từ hợp kim có chứa Au, Ag, Cu, Zn, Pb, Sn
.............................................................................................................
25
II.2.3.
Đi
từ
các
muối
Bạc
halogenua.
.............................................................................................................
25
II.2.4.
Đi
từ
muối
Bạc
nitrat.
.............................................................................................................
26
II.2.5.
Đi
từ
hợp
chất

Xianua.
.............................................................................................................
26
II.2.6. Tách Bạc từ nớc thải công nghiệp phim ảnh.
.............................................................................................................
27
II.2.7.
Tinh
chế
Vàng.
.............................................................................................................
28
II.3.
Hóa
chất,
dụng
cụ
và
thiết
bị.
.............................................................................................................
30
II.3.1.

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

Hoá

6

chất.

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

.............................................................................................................
30
II.3.2.
Pha
chế
hoá
chất.
.............................................................................................................
30
II.3.3.
Dụng
cụ
và
thiết
bị.
.............................................................................................................
31
II.4.
Định
tính
Au,
Ag,
Cu

trong
hợp
kim.
.............................................................................................................
31
II.5.
định
lợng
Au,
Ag,
Cu
trong
hợp
kim.
.............................................................................................................
35
II.5.1. Tách Bạc từ hợp kim làm chân điện tử.
.............................................................................................................
35
II.5.2.
Tách
Vàng
từ
lợng
chất
rắn.
.............................................................................................................
39
II.5.3.
Khả

năng
tách.
.............................................................................................................
40
Phần
III:
Kết
quả
và
thảo
luận.
.............................................................................................................
41
III.1.
Kết
quả.
.............................................................................................................
41
III.1.1. Kết quả thu đợc khi tách bạc từ hợp kim làm chân điện tử.
.............................................................................................................
41
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

7

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

III.1.2. Kết quả thu đợc khi tách bạc, vàng từ hợp kim làm chân chíp
máy
vi
tính.
...................................................................................................
42
III.2.
Thảo
luận.
.............................................................................................................
42
Phần
IV:
Tổng
kết.
.............................................................................................................
43
Tài
liệu
tham
khảo.
.............................................................................................................
44

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

8

Chuyên ngành hoá phân tích

Khoá luận tốt nghiệp

Mở đầu
Cùng với nguyên tố platin, vàng, bạc là các kim loại quý hiếm nhờ
tính bền vững, không bị phá hủy trong nhiều môi trờng của nó,
chúng giữ đợc màu sắc sáng bóng lâu dài, chính vì vậy từ xa xa,
chúng đã đợc loài ngời dùng làm đồ trang sức, mỹ nghệ, làm vật trao
đổi có giá trị cao. Trong đời sống các quốc gia trên thế giới, dùng
vàng, bạc bảo đảm tiền tệ quốc gia
Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa
học kỹ thuật đòi hỏi tính bền vững, lâu dài nên ngoài việc sử dụng
vàng bạc làm đồ trang sức, mỹ nghệ thì vàng bạc còn đợc sử dụng
rộng rãi trong các ngành công nghệ hiện đại, nhất là những ngành có
thiết bị đòi hỏi độ chính xác cao, độ tin cậy, độ bền vững, độ an
toàn cao. Một trong số đó là ngành kỹ thuật điện, điện tử, vi điện
tử, điện hóa
Trong những năm gần đây với sự phát triển không ngừng và có
tính nhảy vọt của các ngành điện tử, vì vậy hàng năm trên thế giới
tiêu thụ một lợng vàng, bạc rất đáng kể cho kỷ thuật điện tử, vi điện
tử làm cho trữ lợng vàng trên thế giới giảm đi, do đó việc thu hồi vàng,
bạc từ phế liệu điện tử là việc làm cần thiết và đợc nhiều ngời quan
tâm. Không phải vì tính thiết thực về kinh tế của nó mà còn với mục
đích bảo vệ môi trờng và chống lại sự lãng phí.
Trong phạm vi đề tài, vì điều kiện có hạn nên chúng tôi sử
dụng một số phơng pháp thích hợp để thu hồi vàng, bạc từ phế liệu
điện tử nh máy tính, tivi, đài radio
Sự phát triển mạnh mẽ của các ngành nh thông tin, điện tử, vi
điện tử thì nhu cầu sử dụng vàng, bạc trong kỷ thuật sản xuất đang

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

9

Chuyên ngành hoá phân tích


Kho¸ luËn tèt nghiÖp

cao, nªn sù thu håi vµng, b¹c tõ phÕ liÖu ®iÖn tö cµng cÇn thiÕt, thiÕt
thùc.

SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i

10

Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch


Khoá luận tốt nghiệp

Phần I: Tổng quan
I.1. Hóa học của bạc và một số hợp chất của nó

I.1.1. Giới thiệu chung về bạc
- Tên gọi theo latinh:

Argentum

- Ký hiệu hóa học:

Ag

- Cấu hình electron hóa trị: [Kr]4d105s1 (Z = 47)
- Khối lợng nguyên tử:

107,868

Bạc là nguyên tố thuộc chu kỳ 5, phân nhóm phụ nhóm I (Nhóm
IB)
Bạc là một trong những kim loại quý đợc biết đến từ thời thợng
cổ (cách đây hơn 6000 năm). Bạc tinh khiết có màu trắng bạc, tơng
đối mềm, dễ dát mỏng và kéo sợi, có khả năng phản xạ ánh sáng tốt,
kết tinh dạng hình lập phơng và hình tám mặt, khối lợng riêng là
10,49 g/cm3, nhiệt nóng chảy khoảng 960,5 0C, nhiệt độ sôi 2152 0C.
Bạc hoàn toàn trơ đối với nớc, khi nóng chảy bạc hấp thụ ôxi trong
không khí, khi để nguội ôxi sẽ thoát ra. Nếu để trong môi trờng có
H2S thì Ag sẽ bị phủ bởi một lớp Ag 2S mất độ sáng trắng. Bạc dẫn
điện và dẫn nhiệt tốt.
Trong tự nhiên bạc chiếm khoảng 2.10-6 % khối lợng vỏ trái đất,
có thể tồn tại dạng tự do, trong thực tế ta thờng gặp dạng Ag2S
(Khoáng chất Agentit) lẫn với quặng Sunfua của chì (PbS); Hàm lợng
Ag trong Ag2S khoảng 87,1%, ngoài ra nó còn có trong các loại quặng
khác nhng với hàm lợng Ag thấp hơn nh haumatit (Ag2Se); Prustit
(Ag2AsS3). Trên thế giới, bạc đợc sản xuất nhiều ở các nớc Mehico, Mỹ,
Peru, Ôxtraylia, Canada
Bạc là kim loại kém hoạt động, nó không phản ứng với Ôxi ngay cả
trong nhiệt độ cao nhng lại bị xỉn đen trong không khí có chứa H 2S.

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

11

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S +

2H2O

Đây là nguyên nhân làm cho các dụng cụ bằng bạc xám đen sau
một thời gian bị xỉn đen.
Bạc không tác dụng với các axit không có tính Ôxi hóa nh HCl,
H2SO4 loãng, CH3COOH. (trừ HCOOH). Không phản ứng với kiềm
ngay cả khi nung chảy kiềm ở nhiệt độ cao.
Đối với các axit có tính Ôxi hóa mạnh nh HNO3, H2SO4 đặc,
nóng, nớc cờng thủy (hỗn hợp của HCl + HNO 3 theo tỷ lệ 3:1) thì bạc
tạo thành AgCl. Để hòa tan bạc tốt nhất là dùng HNO 3 chuyển bạc
thành muối Bạc Nitrat (AgNO3)
Ag + 2HNO3

AgNO3 + NO2 + H2O

Bạc có bậc Ôxi hóa +1; +2; +3 trong đó bậc Ôxi hóa +1 là bền và
đặc trng nhất đối với bạc, điều này đợc giải thích bằng năng lợng ion
hóa thứ I của bạc tơng đối bé (I1 = 7,57 eV) và một phần liên quan
đến độ bền tơng đối của cấu hình electron 4d10 vì cấu trúc này đã
đợc hình thành từ nguyên tố đứng trớc nó trong bảng hệ thống tuần

hoàn (của Mendeleep) là nguyên tố Pd (4d 105S0).
Bạc đợc ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống, trớc đây bạc chỉ
đợc dùng làm đồ trang sức, mỹ nghệ, làm vật trao đổi, mua bán, dùng
làm dụng cụ ăn uống(cho vua chúa, tầng lớp quý tộc). Ngày nay ngoài
những ứng dụng trên, bạc còn đợc ứng dụng vào một số ngành khoa
học kỹ thuật, y tế.
Trong kỹ thuật: Bạc thờng đợc dùng để mạ lên các vật dụng kim
loại, các dụng cụ phòng thí nghiệm, y khoa, nha khoa, các linh kiện
điện tử, cơ điện, hàng khôngcần độ chính xác cao.
Bạc thờng đợc dùng để mã, bảo vệ các mạch dẫn, hay các chân
điện tử, bởi Ag kém hoạt động không bị oxi hóa bởi ôxi, không tan
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

12

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

trong các axit không có tính oxi hóa, dẫn điện tốt, chịu nhiệt tốt nên
có độ chính xác cao, bền, lâu dài.
Trong đời sống: Bạc phản quang rất tốt nên các hợp chất của bạc
đóng vai trò quan trọng trong các vật liệu cảm quang, phản kim, dùng
tráng gơng, đợc ứng dụng trong phòng thí nghiệm. Hợp chất AgNO 3 là
một thuốc thủ quan trọng trong phòng thí nghiệm. Trong y khoa với
liều lợng thích hợp nó đợc dùng để làm thuốc tra mắt, thuốn viêm
họng, bệnh co thắt.
Trên thế giới hàng năm sử dụng đến hàng ngàn tấn Ag cho các
ngành kỹ thuật điện tử, phim ảnh, làm cho trữ lợng Ag trên thế giới

ngày càng giảm sút nên ngời ta đang tìm cách thay thế Ag trong các
ngành kỹ thuật. Ngoài ra còn tìm phơng pháp thu hồi và tái sử dụng lại
các nguyên tố đó.
I.1.2. Hoá học các hợp chất Ag (I)
Nh đã nói ở trên trạng thái oxi hóa +1 là đặc trng nhất đối với Ag
trong tự nhiên Ag(I) tồn tại trong quặng hoặc muối nh Ag2S, Ag2O,
AgNO3, AgX (X là halozen nh : Cl, Br, I); AgOH.
I.1.2.1. Quặng Agentit (Ag2S)
Trong tự nhiên tồn tại dới dạng Agentit Ag2S có màu đen, có tích
số tan rất bé T Ag2S = 6,3.10-50; Tnc = 825 0C. Ag2S đợc tạo thành khi
cho H2S tác dụng với Ag có hơi ẩm và không khí hay cho H 2S hoặc
dung dịch Na2S tác dụng với dung dịch muối bạc (I)
4Ag

+ 2H2S + O2

= 2Ag2S + H2O

2AgNO3 + Na2S = Ag2S + 2NaNO3
Khi nung nóng trong không khí tạo ra Ag và SO 2, khi tác dụng với
HNO3 tạo ra AgNO3
Ag2S + O2 =

Dung dịch A

+Na2B4O7
+Zn
Ag
Ag tinh khiết
0

+ 0
2AgH ,+t SO2Nung ở t cao

AgCl

HNO3 đ
Hợp kim
Dung dịch B
Dung dịch D
0
t
SVTH:
Nguyễn
Khâm
Khôi
Chuyên ngành hoá phân tích
13
(Au, Ag)
Nước cường
dd FeSO4
Rắn không
thuỷ Dung dịch C
+Na2B4O7
tan
Au
Chất rắn
Nung ở t0 cao tk


Khoá luận tốt nghiệp

3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO

+ 3S + 4H2O

I.1.2.2. Bạc ôxit (Ag2O)
Là chất rắn màu nâu đen có kiến trúc lập phơng tâm khối.
Bạc ôxit đợc tạo thành khi nung nóng Ag ở 300 0C dới áp suất cao
của khí quyển ôxi theo phơng trình phản ứng:
4Ag + O2 = 2Ag2O
Bạc ôxit (Ag2O) phân hủy thành nguyên tố ở 200 0C. Trong thực
tế nó đợc điều chế bằng cách cho dung dịch kiềm tác dụng với dung
dịch muối AgNO3:
2AgNO3 + 2 NaOH = Ag2O

+ 2NaNO3 + H2O

Dới 100 0C thì Ag2O bền (nên có thể sấy khô ở 80 0C). Trong
dung dịch NH3 thì Ag2O tan tốt nhờ sự tạo thành phức:
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)]OH
I.1.2.3. Bạc Hiđrôxit (AgOH)
AgOH là Hiđrôxit không bền, không tách ra đợc ở dạng tự do vì
ngay khi đợc tạo thành đã phân hủy. Trong nớc tuy Ag2O ít tan nhng
có tác dụng một phần với nớc làm cho dung dịch có tính kiềm.
Ag2O + H2O 2AgOH 2Ag+ + OHThực tế muối AgNO3 không bị thủy phân điều đó chứng tỏ
AgOH là chất kiềm mạnh. Ngời ta sử dụng tính chất này để điều
chế Hđrôxit của kim loại bằng cách tác dụng của huyền phù Ag 2O trong
nớc với Clorua kim loại.
Ag2O + H2O + 2RbCl = 2RbOH + 2AgCl
I.1.2.4. Muối bạc Nitrat (AgNO3)

AgNO3 là muối bạc (I) thông dụng nhất, kết tinh dạng tinh thể
lập phơng không màu nóng chảy ở 209,7 0C. Đợc điều chế bằng cách
hòa tan Ag kim loại trong HNO 3 và kết tinh từ dung dịch nớc.
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

14

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O
AgNO3 phân hủy nhiệt ở khoảng gần 300 0C ở áp suất cao.
AgNO3

Ag + 1/2O2 + NO2

Dới tác dụng của ánh sáng ở điều kiện thờng nếu có mặt của
hợp chất hữu cơ (hay chất khử khác) thì AgNO 3 bị phân hủy thành Ag
vì vậy nếu AgNO3 dây ra tay, quần áo sẽ để lại các vết đen. Vì vậy
để bảo quản AgNO3 ngời ta sử dụng bình có màu sẫm và có nút màu
nhám.
Đặc trng của AgNO3 là phản ứng với Halozen (X) tạo thành các
kết tủa AgX ít tan:
AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3
Phản ứng này đợc sử dụng trong hóa học nhằm định tính và
định lợng bạc trong các dung dịch chứa bạc.
Ion Ag+ có tính diệt trùng mạnh do đó AgNO 3 đợc dùng trong y
khoa làm thuốc sát trùng trong một số trờng hợp và với lợng hợp lý rất

nhỏ.
Bạc chỉ tan trong HNO3 dạng loảng nên muối AgNO 3 là thuốc thử
và là chất đầu để điều chế các hợp chất của Ag.
I.1.2.5. Bạc Halozenua (AgX : X = F, Cl, Br, I)
Tất cả muối bạc halozenua dạng AgX đều ở dạng khan, ít tan
trừ AgF.2H2O. Sau đây là một số tính chất vật lý của muối bạc
halozenua.
Tính chất
Cấu trúc tinh

AgF
Lập phơng

AgCl
Lập phơng

AgBr
Lập phơng

AgI
Lập phơng

thể
Màu
Nhiệt nóng

kiểu NaCl
Trắng

kiểu NaCl

Trắng

kiểu NaCl
Vàng nhạt

kiểu ZnS
Vàng

435

435

432

554

Phân hủy

1550

Phân hủy ở

Phân hủy ở

chảy: 0C
Nhiệt độ sôi:

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

15

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp
0

C
Tích số tan TT

Dễ tan

1,8.10

750
5.10-16

-10

554
8,3.10-17

Sự tăng màu và giảm độ tan của bạc halozenua từ AgF đến AgI
là do anion X- có bán kính càng lớn càng dễ bị cực hóa bởi tác dụng
của cation Ag+, vì vậy chúng làm giảm độ bền nhiệt của các kết tủa
bạc halozenua. Tuy nhiên ở nhiệt độ thờng dới tác dụng của ánh sáng
các halozenua khó tan của bạc phân hủy thành Ag kim loại và
halogenua tự do.
2AgX

2Ag + X2 (X = Cl, Br, I)

Sự phân hủy này gây nên bởi các tia vàng chàm tím của ánh
sáng trông thấy, phản ứng này đợc ứng dụng nhiều trong ngành phim
ảnh
* Muối bạc Clorua: AgCl
Trong tự nhiên AgCl tồn tại dạng khoáng chất keragirit đợc điều
chế bằng nhiều phản ứng khác nhau:
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
AgNO3 + NaCl = AgCl + NaN O3
4Ag + 4HCl + O2 = 4 AgCl + H2O
AgCl là chất nghịch từ (độ liên kết N = 2). Tinh thể kiểu lập
phơng tâm mặt, có màu trắng, nhiệt độ nóng chảy là 455 0C, ít tan
trong nớc (TAgCl= 1,8.10-10) tan đợc trong muối Clorua đặc (NaCl,
KCl, NH4Cl, CaCl2). Ngoài ra còn tan đợc trong các dung dịch xianua,
thiosunfat, và dung dịch NH3 nhờ tạo thành các phức chất tơng ứng.
AgCl + Cl--

[AgCl2]

AgCl + NH3 = Ag[NH3] Cl
AgCl + 2S2O32- = [Ag(S2O3)2]3- + Cl
Dới tác dụng của ánh sáng AgCl bị phân hủy(tạo thành màu tím
sau đó là màu đen) giải phóng ra Ag và Clo.
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

16

Chuyên ngành hoá phân tích

Khoá luận tốt nghiệp

2AgCl

2Ag + Cl2

Khi nung cháy AgCl với Na2CO3, KNO3 thì tạo thành Ag kim loại
4AgCl + 2Na2CO3

4Ag + 4NaCl + 2CO2 + O2

Phản ứng này là cơ sở của phơng pháp nhiệt luyện tách Ag từ
muối bạc Clorua (AgCl)
Mặt khác Ag là kim loại kém hoạt động nên AgCl cũng dễ bị
khử thành Ag khi tác dụng với các kim loại nh Zn, Pb
Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag
Các phản ứng này là cơ sở cho phơng pháp tách Ag từ AgCl khi
kết tủa nó từ dung dịch nớc.
AgCl tinh thể còn đợc dùng làm thấu kính cho các dụng cụ
quang học làm việc trong vùng phổ hồng ngoại, màn ảnh rađa, dùng
làm chất sát trùng trong y khoa, AgCl cũng đợc dùng trong công nghệ
phim ảnh nhng ít vì AgCl kém nhạy đối với AgBr hoặc AgI (AgI quá
nhạy).
* Muối bạc Bromua: AgBr
AgBr có tên latinh là Agentom-Bromatam, khối lợng phân tử là
187,796. trong tự nhiên tồn tại dạng khoáng chất Bromarit, trong phòng
thí nghiệm có thể điều chế AgBr trong bóng tối bằng nhiều phán
ứng khác nhau, chẳng hạn chế hóa dung dịch AgNO 3 với HBr hay
NaBr hoặc cho Ag tơng tác trực tiếp với Br2

AgBr là chất nghịch từ, có thể tồn tại ở dạng keo, hoặc dạng
tinh thể lập phơng tâm mặt, có màu vàng nhạt. d = 6,47 g/cm 3. Nhiệt
nóng chảy là 4340C. Nhiệt độ sôi: 1573 0C. Không tan trong nớc(T
AgBr = 6.10-13) tan trong các dung dịch NH3, thiosunfat(S2O32-). Xianua
(CN-) nhờ tạo thành những phức chất của Ag(I) bền hơn.
So với AgCl và AgI thì AgBr có độ nhạy đối với ánh sáng trung
bình nên AgBr đợc ứng dụng nhiều trong công nghệ phản kim.
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

17

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

2AgBr

2Ag + Br2

Cũng tơng tự nh AgCl, AgBr cũng bị khử trong môi trờng axit bởi
các kim loại hoạt động hơn tạo thành Ag kim loại hoặc có thể bằng
cách nung chảy với Na2CO3
2AgBr + Zn = ZnBr2 + 2Ag
4AgBr + 2Na 2CO3 = 4NaBr +O2 + 4Ag +CO2
AgBr ngoài ứng dụng trong công nghệ phim ảnh, giữ vai trò là
chất nhạy sáng còn đợc dùng làm xúc tác điều chế các axit béo đơn
chức, các olefin theo các phản ứng với thuốc thử grinha.
AgBr và ứng dụng trong công nghệ phim ảnh.
Cơ sở hóa học của kỷ thuật phim ảnh dựa trên tính nhạy của bạc

halozenua đối với ánh sáng. Ngời ta thờng dùng là AgBr và một ít AgCl
vì AgCl kém nhạy, còn AgI thì lại quá nhạy. Phim ảnh và giấy ảnh gồm
chủ yếu một lớp mỏng khoảng 20 m huyền phủ AgBr đợc phân tán
trong gelatin tráng trên nền chất dẻo trong suốt làm bằng xenluloit
hoặc giấy trắng và đợc giữ trong bóng tối.
Kỹ thuật nhiếp ảnh gồm 3 quá trình chính.
- Phân hủy AgBr dới tác dụng của ánh sáng giải phóng Ag
- Quá trình hiện hình ảnh
- Quá trình định hình ảnh (hãm ảnh)
Dới tác dụng của ánh sáng AgBr phân hủy thành Ag và Br 2
2AgBr

2Ag + Br2

Brôm tạo thành hóa hợp với gelatin còn Ag đợc tạo thành tinh thể
mầm rất bé. Những tinh thể này càng nhiều tại những chỗ đợc chiếu
sáng càng mạnh. Sau khi đợc chiếu sáng tuy bề ngoài phim ảnh không
có gì thay đổi nhng bên trong đã có hình ảnh ẩn của vật đợc chụp.
Để chuyển hình ảnh ẩn thành hình nhìn thấy đợc ngời ta phải
làm hiện ảnh chúng bằng cách khử tiếp AgBr thành Ag ở dạng hạt rất
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

18

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

nhỏ có màu đen bởi các chất hiện ảnh. Sự khử AgBr này xảy ra xung

quanh những mầm Ag đã có trong ảnh ẩn. Các chất hiện hình ảnh thờng dùng: Hiđrôquinon, paraaminoquynon, metylpara amino phenol
(metol), glyxin
OH

O

+ 2AgBr

+2HBr

2Ag +
O

OH

Quinon

Hiđrôquinon

Ngoài ra trong các thành phần dung dịch hiện ảnh ngời ta còn
dùng một số chất khác nhằm mục đích bảo vệ(nh Na2CO3 , NaHSO3)
và chất thúc đẩy quá trình (nh : Na2CO3, K2CO3) các chất bảo vệ
giữ cho các chất hiện ảnh khỏi bị ôxi hóa bởi ôxi không khí tan trong
nớc, hay Na2SO3 cũng góp phần vào quá trình hiện ảnh.
2HOC6H4OH + O2

2OC4H4CO + H2O

OC4H4CO + Na2SO3

HOC6H3(SO3Na)OH

Các chất thúc đẩy làm nhiệm vụ trung hòa HX mới tạo thành và
giữ cho dung dịch một PH cần thiết.
Sau khi rửa ảnh để hình ảnh thấy đợc trở nên rõ nét ngời ta
tiến hành định hình ảnh để cho nó mất tính nhạy với ánh sáng. Ngời
ta nhúng bản phim vào những muối dễ hòa tan AgBr tạo thành phức
chất tan trong nớc. Chất thờng dùng là Na2S2O3
AgBr + Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + 3NaBr
* Bạc Iodua:

AgI

Tên latinh là: Argentumjodatum, trong tự nhiên tồn tại ở dạng
khoảng chất iodargirit. Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế nó
bằng phản ứng giữa AgNO3 và HI hoặc NaI, KI trong bóng tối.
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

19

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

AgNO3 + I-- = AgI + NO3AgI tinh thể dạng trong suốt hoặc keo, là chất nghịch từ có
màu vàng đậm hơn màu AgBr. Không tan trong nớc(T AgI = 1,5.1016

g/cm3) tan trong dung dịch HI đặc hoặc muối iodat (MI) đặc và

trong HgI2 tạo ra phức chất.
AgI + HI = H[AgI2]
2AgI + HgI2 = Ag2[HgI4]
AgI cũng tan trong dung dịch xianua (CN -), thiosunfat (S2O32-)
nhờ sự tạo thành các phức bền của Ag(I)
AgI rất nhạy với ánh sáng nên ít đợc dùng vào kỹ thuật phim ảnh.
I.1.3. Các hợp chất Bạc(II) và Bạc(III)
Nh ta đã nói ở trên Ag có số oxi hóa đặc trng là +1. Cón có rất
ít hợp chất về Ag(II) và Ag(III) do cấu hình bên trong của Ag là
4d105s1 nên để thể hiện số oxi hóa +2, +3 thì cấu hình e của Ag 2+ là
4d95s2 hay Ag3+ là 4d85s25p1 điều này rất khó vì năng lợng tách e rất
lớn và thờng tạo thành hợp chất kém bền.

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

20

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

* Bạc Ôxit: AgO
Là chất dạng tinh thể lập phơng màu đen, không tan trong nớc,
bền ở nhiệt độ thờng, phân hủy thành nguyên tố ở 180 0C và phân
hủy nở ở 110 0C.
AgO là chất nghịch từ, trong đó Ag tồn tại cấu hình 4d 105s1 và
cấu hình 4d85s25p1 bằng phơng pháp nhiễu xã nơtron ngời ta xác
định đợc trong tinh thể AgO có hai loại nguyên tử Ag. Nh vậy AgO là
Ôxit bạc (I) và Ôxit bạc (III). Công thức Ag+1 Ag+3O2

Bạc (II) ôxit tan trong axit giải phóng khí ôxi và tạo ra ion Ag 2+
trong dung dịch. AgO là một chất oxi hóa mạnh:

E0

Ag+2/Ag1+

=

1,89 V trong dung dịch Ag 2+ chỉ tồn tại trong phức chất với phối tử
hữu cơ nh pyridin, dipyridin, phenaltrolin, với cầu ngoại là pesunfat
[Ag(Py)4]S2O8 , [Ag(diPy)4]S2O8 và [Ag(Phen)2]S2O8
Do có tính oxi hóa mạnh nên AgO đợc ứng dụng nhiều trong kỹ
thuật sản xuất ắcquy kiềm, gọn nhẹ và ứng dụng trong kỷ thuật
hàng không vũ trụ.
AgO + Zn = Ag + ZnO
AgO đợc điều chế bằng cách đun sôi Ag 2O với pesunfat trong
dung dịch kiềm. Ag(II) chỉ thể hiện duy nhất với flo là chất tinh thể
màu nâu nóng chảy ở 690 0C và bị nớc phân hủy.
6AgF2 + 3H2O = 6AgF + 6HF + O3
AgF2 đợc điều chế bằng cách sau. Nung nóng Ag tinh khiết với
F2 hoặc AgF với F2 ở khoảng 250 0C.
Ag + F2 = AgF2
AgF + 1/2F2 = AgF2
I.1.4. Khả năng tạo phức của Ag(I) và của AgX

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

21

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

Bạc có khả năng tạo phức rất tốt với các phối tử nh NH3, S2O32-,
CN-. Sau đây ta có bảng về hằng số bền của các phần tử Ag(I) với các
phần tử NH3, CN-, S2O32-.
Phức chất
[Ag(NH3)2]+
[Ag(S2O3)2]3Hằng số bền Kb
1,0.108
2,8.1013
I.1.4.1. Khả năng tạo phức của Ag(I)

[Ag(CN)2]7,08.1019

Xét bán phản ứng
Ag+ + e = Ag(1) E0 Ag+/Ag = 0,80V
Nếu ta cho lần lợt các phối tử tạo phức với Ag + là NH3, S2O32-, CNthì xảy ra các quá trình phản ứng tạo phức nh sau:
Ag+ + 2NH3

[Ag(NH3)2]+

Ag+ + 2S2O32-

[Ag(S2O3)2]3-

Ag+ + CN-

[Ag(CN)2]-

Để đánh giá khả năng, khử các Ag + thành Ag ta tính thế điện
cực chuẩn của các cặp oxi hóa - khử trên:
Đối với phần tử là NH3:
Ag + 2 NH3 = [Ag(NH3)2]+

Kb = [Ag(NH3)2]+/ [Ag+][(NH3)]2 = 108 (1)

[Ag(NH3)2]+ + e = Ag + 2NH3
(2)
E0 [Ag(NH3)2]+/Ag
áp dụng phơng trình nerst cho phơng trình (2) ta có:
E[Ag(NH3)2]+/Ag = E0[Ag(NH3)2]+/Ag + 0,059 lg( [Ag(NH3)2]+/[NH3]2)
Mặt khác theo (1) ta có;
E Ag+/Ag = E0 Ag+/Ag + 0,059 lg[Ag+]
Nếu xét ở điều kiện tiêu chuẩn của hệ, tức là [Ag(NH 3)2]+ =
[NH3] = 1 mol/l
E0[Ag(S2O3)2]3-/Ag + 0,059lg (1/Kb) =

E 0 Ag+/Ag 0,059lg

Kb
= 0,8 0,059 lg 108 = 0,8 0,059.8 = 0,328 (V)
SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

22

Chuyên ngành hoá phân tích

Khoá luận tốt nghiệp

Tơng tự đối với sự tạo phức của Ag + với phơi tử là S2O32- và CN- ta
có:
E0[Ag(S2O3)2]3-/Ag = E0Ag+/Ag 0,059 lg Kb = 0,8 0,059 lg(2,8.10 13)
=0,007 (V)
E0[Ag(CN)2] /Ag = E0 Ag+/Ag 0,059 lg Kb = 0,8 0,059
lg(7,08.1019)=0,37(V)
Nh vậy: ion Ag+ có khả năng tạo phức bền với các phối tử NH 3,
S2O32-, CN- . Sự tạo phức làm giảm thể điện cực và độ bền tăng dần
từ NH3 -> CN-, Cũng có nghĩa là khó khử đợc Ag+ -> Ag
I.1.4.2. Khả năng tạo phức của AgX với phối tử NH 3, S2O32-,
CNĐối với phối tử là NH3
Ta có:
AgX(r)

Ag+ + X-

T AgX

Ag+ + 2NH3

[Ag(NH3)]+; Kb = 108

AgXr + NH3

[Ag(NH3)]+ + X- : Kcb

Ta có:

Kcb = [Ag(NH3)2]+[X-]/[NH3]2 = [Ag+][X-]([Ag(NH3)2]+/[Ag+][NH3]2) = T
AgX.Kb
Thay giá trị Kb và TAgX vào ta có:
X = Cl

Kcb = TAgCl . Kb = 1,8.10-10.10-8 = 1,8.10-2

X = Br

Kcb = TAgBr . Kb = 5.10-13.108 = 5.10-5

X= I

Kcb = TAgI . Kb = 8,3.10-17.108 = 8,3.10-9

Giả sử ta hòa tan AgX trong dung dịch NH 3 1M. Gọi S là độ tan
của kết tủa dớc dạng phức (S = mol/lit) ta có:
AgXr + 2NH3 d2 [Ag(NH3)2]+ + X- Kcb
C0 (mol/lit)

1

0

0

C (mol/lit)

1-2S

S

S

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

23

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

Ta có:
Kcb = [Ag(NH3)2]+ [X-]/[NH3]2 = S.S/(1-2S)2 = 0,134

=> S = 0,1

Nh vậy: [Ag(NH3)2]+ = 0,1 (mol/lit)
- AgCl tan đáng kể trong dung dịch NH3
X = Br

Ta có:

Kcb = 5.10-5

S / (1-2S) = 7.10-3

Vậy AgBr tan một phần trong NH3
Khi X = I. Ta có:

Kcb = 8,3.10-9 S/(1-2S)
Thực tế AgI không tan trong NH3.
Với phối tử là S2O32- ta có:
AgXr Ag+ + X-

T AgX

Ag+ + 2S2O32- [Ag(S2O3)]3-

Kb = 2,8.10-13

AgX(r) + 2S2O32- [Ag(S2O3)]3- + X-.Kcb
Tơng tự nh trên ta có: Kcb = TAgX.Kb
Với:
X = Cl

Kcb = 1,8.10-10.2,8.1013 = 3,04.103

X = Br

Kcb = 5.10-13.2,8.1013 = 14

X= I

Kcb = 8,3.10-17.2,8.1013 = 2,324.10-3

Với phối tử là CNAgX(r) Ag+ + X- TAgX

Ta có:

CN- Ag(CN)2]- Kb = 7,08.1019

Ag+ +

AgX(r) + CN- [Ag(CN)2]- + XTơng tự trên ta có:

Kcb

Kcb = TAgX.Kb

Với:
X = Cl
X = Br

Kcb = 1,8.10-10.7,08.1019 = 12,74.109
Kcb = 5.10-13.7,08.1019 = 3,54.107

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

24

Chuyên ngành hoá phân tích


Khoá luận tốt nghiệp

X= I

Kcb = 8,3.10-17.7,08.1019 = 5,876.103

Nh vậy, hằng số cân bằng (Kcb) của phản ứng phụ thuộc vào
tích số tan của chất và hằng số bền của phức chất tạo thành sau
phản ứng.
Một chất ít tan chỉ tan sau khi phản ứng tạo thành phức chất
bền, ví dụ nh kết tủa AgI không tan trong dung dich NH 3. Nhng tan
đợc trong dung dịch S2O32- và tan dễ dàng trong dung dịch CN - vì
sau phản ứng tạo thành các phức chất [Ag(S 2O3)]3- và [Ag(CN)2]- bền
hơn nhiều lần so với [Ag(NH3)2]+.
Dựa trên điều này mà ngời ta thờng dùng Na2S2O3 trong kỹ thuật
nhiếp ảnh. Còn (CN-) quá độc đối với con ngời nên thờng không sử
dụng, Phản ứng xảy ra nh sau:
AgBr + 2NaS2O3 Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Để thu hồi lại Na2S2O3 và Ag+ dới dạng kết tủa ngời ta thờng có
khuynh hớng kết tủa Ag dạng AgS vì AgS có tích số tan rất bé .

TAgS

= 10-51
Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S 4Na2S2O3 + AgS
Na3[Ag(S2O3)2] + H2S 3Na2S2O3 + AgS
I.1.4.3. Khả năng tạo phức của AgX trong dung dịch
Hiđrohalozenua và muối halozenuabazơ
Các AgX không tan trong nớc nhng tan nhiều (đun nóng) trong
các dung dịch HX và KX. Phơng trình:
AgCl + HClđ
AgI + KIđ

H[AgCl2]
K[AgI2]

I.2. Giới thiệu chung về vàng (Au)

Vàng có tên latinh là Aurum, ký hiệu hóa học là Au, cấu hình
electron hóa trị là [Xe]4f 145d106s1, khối lợng nguyên tử là 197,2, có

SVTH: Nguyễn Khâm Khôi

25

Chuyên ngành hoá phân tích