NGUYÊN TỐ BẠC
Kí hiệu hóa học: Ag
Số hiệu nguyên tử: 47
Phân nhóm, chu kỳ: IB, 5
Khối lượng nguyên tử: 107.868đvC
A.ĐƠN CHẤT
I.Tính chất vật lý
Bạc là kim loại chuyển tiếp, có hóa trị một, là kim loại mềm, dẻo, dễ uốn (cứng hơn vàng một chút), có màu trắng bóng ánh kim nếu bề mặt có độ đánh bóng cao.
Bạc nguyên chất có độ dẫn nhiệt cao nhất, màu trắng nhất, độ phản quang cao nhất (mặc dù nó là chất phản xạ tia cực tím rất kém), và điện trở thấp nhất trong các kim loại.
Bạc là một kim loại quý, có độ dẫn điện tốt nhất trong các kim loại, cao hơn cả đồng, nhưng do giá thành cao nên nó không được sử dụng rộng rãi để làm dây dẫn điện như đồng.
Tương tự Vàng, Bạc có cấu trúc tinh thể kiểu lập phương tâm diện.
II.Tính chất hóa học
Trạng thái ôxi hóa bền nhất cùa bạc là 0, và ổn định nhất của là +1 (chẳng hạn như nitrat bạc: AgNO3); ít gặp hơn là một số hợp chất trong đó nó có hóa trị +2 (florua bạc (II): AgF2) và +3 (như tetrafluoroargentat kali: K[AgF4]).
Trong số các ion của bạc, chỉ có Ag+ tồn tại trong dung dịch nước dưới dạng ion hiđrat, nhưng với liên kết Ag-H2O rất yếu.
Các muối halogen của bạc nhạy sáng và có hiệu ứng rõ nét khi bị chiếu sáng. Kim loại này ổn định trong không khí sạch và nước, nhưng bị mờ xỉn đi trong ôzôn, sulfua hiđrô, hay không khí có chứa lưu huỳnh.

2Ag +2HI → 2AgI + H2
2Ag + H2S → Ag2S + H2
Phản ứng này xảy ra được do sự tạo thành AgI và Ag2S khó tan (TAgI = 10-16, TAgS = 10-50)
Sự tạo thành Ag2S màu đen dung để giải thích sự xám đen của bạc kim loại khi để lâu ngoài không khí hay khi “đánh gió” bằng những đồng xu bạc.
Bạc phản ứng với các halogen ngay cả ở nhiệt độ thường, tạo thành các halogenua bạc(I), riêng với F- tạo halogenua bạc (II). Không tác dụng với hiđro, cacbon, nitơ ngay cả ở nhiệt độ cao.
2Ag + Cl2 → 2AgCl
2Ag + Br2 → 2AgBr
Ag + F2 → AgF2.

Bạc phản ứng với các axit có tính oxi hóa. Ví dụ:
Ag + 2HNO3­ → AgNO3 + NO2 + H2O
2Ag +2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Một phản ứng đặc trưng của bạc là tác dụng với dung dịch xianua kim loại kiềm khi có mặt O2.
4Ag + 8NaCN + 2H2O + O2 → 2Na[Ag(CN)2] + 4NaOH.

III.Ứng Dụng
Với nhiều đăc tính vật lý quan trọng, bạc được dùng làm đồ trang sức, đúc tiền, hàng trang trí….
Bạc dẫn điện tốt nhất và bền hóa học nên được dùng làm những máy trong công nghiệp hóa chất (chế axit axetic, phenol…) và trong công nghiệp thực phẩm (sản xuất nước hoa quả và những loại nước giải khát khác), làm những dụng cụ phòng thí nghiệm.
Lượng lớn bạc được dung để mạ những linh kiện vô tuyến, dây dẫn trong kĩ thuật vô tuyến cao tần, thủy tinh và gốm trong máy điện tử.
Do phản xạ tốt bức xạ, bạc được dùng để tráng gương, phích nước, pha của đèn chiếu và kính thiên văn.
Bạc kim loại còn được dung làm chất xúc tác cho một số phản ứng tổng hợp chất trong công nghiệp hóa học.
Bạc cũng có một số vai trò sinh học đáng chú ý: bạc là một trong những nguyên tố vi lượng có mặt trong cơ thể người và sinh vật, tập trung chủ yếu ở thận và mắt.
Trong nha khoa: Bạc có thể được hợp kim với thiếc, thuỷ ngân và các kim loại khác ở nhiệt độ phòng để làm hỗn hống được sử dụng rộng rãi cho các chất hàn răng.
Nitrat bac và các hợp chất halogenua (thường là AgCl, AgBr) của bạc được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong kĩ thuật nhiếp ảnh.
Bạc ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm và do đó được thêm vào quần áo, vớ, để giảm mùi hôi và nguy phát sinh vi khuẩn và nấm bệnh.
Bên cạnh đó, bạc cũng có thể gây hại cho cơ thể tương tự như các kim loại nặng khác vì khả năng kết hợp với các nhóm chứa lưu huỳnh và do đó làm mất hoạt tính của các nhóm chức tương ứng.

IV.Trạng Thái Tự Nhiên Và Phương Pháp Điều Chế
1.Trạng thái tự nhiên
Trong thiên nhiên, bạc là nguyên tố ít phổ biến, trữ lượng trong vỏ trái đất là 2.10-6 % tổng số nguyên tử tương ứng.
Bạc có thể tồn tại dưới dạng tự sinh nhưng rất ít ( người ta tìm thấy được hạt tự sinh nặng đến 13,5 tấn)
Khoáng vật chính của bạc: acgentic(Ag2S) chứa 87,1% Ag, thường lẫn trong các quặng đa kim chứa Cu, Pb và Zn.
2.Phương pháp điều chế
Nguồn chủ yếu để điều chế bạc là những kim loại thô như đồng, chì và kẽm đã được luyện từ quặng sunfua có chứa Ag2S.Ví dụ, để tách bạc từ chì thô có chứa bạc, người ta cho thêm kẽm vào chì nóng chảy, kẽm kết hợp với bạc( và vàng nếu có) tạo nên những hợp chất giữa kim loại như Ag2Zn3,Ag2Zn5, những hợp chất này bền, không tan trong chì nóng chảy. Vớt váng bạc đó ra, đun nóng để hơi kẽm thoát ra ngoài và oxi hóa hợp chất chì kéo theo. Bạc thô sẽ được tinh chế bằng phương pháp điện phân.
Khoảng 20% lượng bạc được luyện trực tiếp từ quặng nghéo chứa Ag2S bằng phương pháp xianua.Nghiền khô rồi nghiền ướt quặng với dung dịch NaCN để được bùn nhão, cho bùn nhão chảy vào bể lớn, dùng không khí nén sục vào bể để khuấy đảo bùn trong vài ba ngày, ta có các phương trình phản ứng:
Ag2S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
2NaCN + 2Na2S + 2H2O + O2 → 2NaSCN + 4NaOH
2Na[Ag(CN)2] + Zn → Na2[Zn(CN)4] + 2Ag
Sau đó hòa tan trong axit sunfuaric để thu bạc.
Trong công nghiệp phim ảnh, bạc được thu hồi bằng cách xử lý các vật liệu có chứa bạc bằng dung dịch HCl 1:1, sau đó khử bạc trong dung dịch thu được bằng bột kẽm:
2Ag + Zn → ZnCl2 + 2Ag
Cũng có thể khử bạc bằng các chất khử khác như fomanđehit,gluco(môi trường kiềm), hiđrazin hiđrat(môi trường ammoniac), hoặc nung với Na2CO3.
4AgCl + 2Na2CO3 → 4Ag + 4NaCl + 2CO2 +O2.
Trong công nghiệp, hai nguồn quan trọng để sản xuất bạc kim loại là bã thải của quặng sunfua đa kim và bùn anot của các bể tinh chế đồng bằng phương pháp điện phân. Trong phương pháp thứ hai, có thể thu được bạc tinh khiết đến 99,9%.
B.HỢP CHẤT
I.Hợp chất bạc ( I )
Đây là trạng thái oxi hóa đặc trưng nhất của bạc.
1.Bạc (I) oxit (Ag2O)
Bạc (I) Oxit là chất bột màu nâu đen, có kiến trúc kiểu lập phương, trong đó những nguyên tử O được gói ghém kiểu lập phương tâm khối và mỗi một nuyên tử được phối trí tứ diện bởi bốn nguyên tử kim loại.
Bạc (I) Oxit kém bền nhiệt, bị phân hủy thành nguyên tố trên 2000C, nó tan được trong dung dịch kiềm đặc tạo thành acgentit và trong NH3 đậm đặc tạo hành phức amoniacat.
Ag2O + 2NaOH + H2O → 2Na[Ag(OH)2]
Ag2O + 4NH3 + H2O → 2[Ag(NH­3)2]OH
Điều chế: bạc(I) oxit được điều chế bằng tác dụng của dung dịch muối Ag(I) với kiềm:
2AgNO3 + 2NaOH → Ag2O + 2NaNO3 + H2O

2.Bạc(I) hiđroxit (AgOH)
Hiđroxit này không bền, trong phản ứng điều chế Ag2O, lúc đầu sẽ tạo thành AgOH, nhưng AgOH không tách ra ở dạng tự do vì đã bị phân hủy ngay.
3.Muối bạc(I)
Đa số các muối Ag(I) dạng tinh thể đều ít tan trong nước. Những muối tan của Ag(I) là AgNO3, AgClO4, AgClO3, AgF. Khi kết tinh từ dung dịch, hầu hết muối Ag(I) đều ở dạng khan, trừ AgF.2H2O.Trong nước muối Ag(I) tương đối bền. Những muối Ag(I) được điều chế từ các đơn chất hoặc từ chất đầu là AgNO3.
Bạc nitrat (AgNO3) là muối bạc thông dụng nhất, là chất ở dạng tinh thể tà phương, không màu, nóng chảy ở 209,70C. Dễ tan trong nước, độ tan biến đổi nhiều theo nhiệt độ, nó tan được trong cả ete, rượu etylic, axeton.
Khi đun nóng đến 3000C bạc nitrat bị phân hủy:
2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
Bạc nitrat dễ bị khử thành kim loại bởi những chất hữu cơ như giấy, glucozơ, focmanđehit, axit tactric….Khi tác dụng với những chất khử đó, dung dịch AgNO3 trong NH3 tạo nên lớp kết tủa sáng bám chắc trên kính gọi là gương. Dựa vào tính chất đó, người ta dung AgNO3 để nhận biết axit tactric và để tráng gương.
2[Ag(NH3)2]NO3 + H2O + HCHO → 2Ag + HCOONH4 + NH3 + 2NH4NO3.
Bạc nitrat tác dụng được với các mô trong cơ thể, nên người ta dung AgNO3 để sát trùng, nó là một trong những thuốc thử thông dụng nhất trong phòng thí nghiệm và là chất đầu để diều chế những hợp chất khác của bạc.
Bạc nitrat được điều chế bằng cách hòa tan bạc kim loại trong axit nitric.

4.Bạc halogenua(AgX)
Bạc florua(AgF): màu trắng, cấu trúc lập phương kiểu NaCl
Bạc clorua(AgCl): màu trắng, cấu trúc lập phương kiểu NaCl
Bạc bromua(AgBr): màu vàng nhạt, cấu trúc lập phương kiểu NaCl
Bạc iodua(AgI): màu vàng, cấu trúc lập phương kiểu ZnS.
Trong các muối halogenua của bạc, AgCl bền nhiệt nhất, các halogen khác phân hủy trước khi đến nhiệt độ sôi.
AgCl, AgBr, AgI: ở nhiệt độ thường dưới tác dụng của ánh sang bị phân hủy tạo thành bạc kim loại và halogen tự do. Chúng không tan trong nước nhưng tan trong NH3 với mức độ khác nhau và tan hoàn toàn trong các dung dịch HCl, HBr, HI đậm đặc, dung dịch Na2S2O3, NaCN do tạo thành phức chất.
Điều chế: Các bạc halogenua được điều chế trực tiếp từ đơn chất, những halogenua khó tan được kết tinh dễ dàng từ dung dịch bằng phản ứng trao đổi.
Ứng dụng: Bạc halogenua được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong kĩ thuật nhiếp ảnh(thường là AgCl, AgBr) nhờ tính nhạy cảm với ánh sáng.


II.Hợp chất Bạc(II): rất ít gặp
1.Bạc(II) oxit(AgO)
Là chất tinh thể lập phương màu đen, không tan trong nước, bền ở nhiệt độ thường, phân hủy thành nguyên tố ở 1000c và phân hủy nổ ở 1100C.
AgO là chất nghịch từ, trong đó bạc có thể tồn tại ở trạng thái Ag(I) và Ag(III), nó tan trong axit giải phóng khí oxi nhưng tạo nên ion Ag2+ trong dung dịch.
AgO là chất oxi hóa mạnh, trong dung dịch, ion Ag2+ chỉ có thể tồn tại trong phức chất với những phối tử hữu cơ như pyriđin, đipyriđin, phenantrolin với cầu ngoại là anion pesunfat: [Ag(py)4]S2O8, [Ag(dipy)2]S2O8 và [Ag(phen)2]S2O8.
Điều chế: AgO được diều chế bằng cách đun sôi Ag2O với pesunfat trong dung dịch kiềm.
Ứng dụng: Do có tính oxi hóa mạnh, AgO được dung để điều chế ăc quy kiềm. Ăc quy kiềm-bạc có đặc tính gọn nhẹ hơn ăc quy kiềm- niken nên được dung trong máy bay phản lực và kĩ thuật vũ trụ.
2.Bạc(II) florua
Hợp chất duy nhất của Ag2+, là chất dạng tinh thể màu trắng nhưng thường có màu nâu- đen do có các tạp chất, nóng chảy ở 6900C, bị nước phân hủy theo phản ứng:
6AgF2 + 3H2O → 6AgF + 6HF + O3
Bạc(II) florua là chất oxi hóa mạnh và là tác nhân flo hóa mạnh
AgF2 → AgF + F
Điều chế: AgF2 được điều chế bắng tác dụng của khí F2 với bạc kim loại hay với AgF ở xấp xỉ 250oC.
C.HỢP CHẤT PHỨC CỦA BẠC VÀ ỨNG DỤNG
Tương tự như đồng, bạc có khuynh hướng tạo thành phức chất.
I.Phức [Ag(NH3)2]+
Nhiều hợp chất của bạc không tan trong nước. Ví dụ bạc (I) oxit và bạc clorua, nhưng dễ tan trong dung dịch nước của amoniac. Nguyên nhân của sự hòa tan là do tạo thành ion phức [Ag(NH3)2]+ .
Trong dung dịch bão hòa bạc clorua, cân bằng động giữa các ion Ag+ và Cl- và kết tủa AgCl được thiết lập. Các phân tử amoniac được đưa vào dung dịch liên kết với ion bạc thành ion phức [Ag(NH3)2]+ và kết tủa bị hòa tan. Như vậy, trong dung dịch amoniac bạc ở dạng cation phức [Ag(NH3)2]+nhưng bên cạnh cation đó trong dung dịch luôn luôn còn một lượng nào đó, dù không đánh kể, ion bạc do sự phân ly của ion phức theo phương trình:
[Ag(NH3)2]+ → Ag+ + 2NH3
Tất cả hợp chất của bạc dễ bị khử thoát ra bạc kim loại. Nếu ta thêm một ít gluco hoặc formalin với tính cách là chất khử vào dung dịch amoniac của bạc (I) oxit đựng trong bình thủy tinh thì bạc kim loại thoát ra dưới dạng lớp bền chắc óng ánh như gương trên mặt thủy tinh. Người ta chế tạo gương, cũng như tráng bạc mặt trong của thủy tinh trong bình dewar và trong phích để giảm sự tổn thất nhiệt do bức xạ.

II.Phức [Ag(CN)2]-
Phức chất xianua của bạc được dùng để mạ bạc bằng điện, vì khi điện phân dung dịch các muối này thì trên bề mặt vật phẩm kết tủa một lớp bạc tinh thể mịn bền chắc. Khi cho dòng điện qua dung dịch K[Ag(CN)2] thì bạc thoát ra ở catot từ một lượng không đánh kể ion bạc do sự phân ly của anion phức.
III.Phức [Ag(S2O3)]3-
Do khả năng phân hủy của các muối bạc thoát ra bạc kim loại dưới ảnh hưởng của ánh sáng, đặc biệt là clorua và bromua được dùng rộng rãi để chế tạo vật liệu phim ảnh – phim, giấy ảnh, kính ảnh. Phim ảnh thường là huyền phù nhạy sáng AgBr trong gelatin, nó được quét thành lớp trên xenlulo giấy hoặc thủy tinh.
Khi lớp nhạy sáng bị lộ sáng thì những chỗ có ánh sáng rọi vào sẽ tạo thành những mầm tinh thể bạc kim loại rất nhỏ. Đó là hình ảnh ẩn của đối tượng chụp ảnh.
Khi hiện hình thì bạc bromua bị phân hủy, tốc độ phân hủy càng lớn khi nồng độ mầm ở chỗ đó của lớp càng lớn. Ảnh nhìn thấy thu được là ảnh ngược hoặc ảnh âm, vì độ đen ở mỗi chỗ trên lớp nhạy sáng càng lớn, khi độ chiếu sáng vào nó lúc lộ sáng càng mạnh. Trong quá trình định hình, bạc bromua không bị phân hủy sẽ tách ra khỏi lớp nhạy sáng. Điều đó xảy ra do kết quả tương tác giữa AgBr và thuốc định hình – natri thiosunfat. Trong phản ứng này ta nhận được muối phức tan:
AgBr + 2Na2S2O3 → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Sau đó người ta đặt bản âm lên giấy ảnh và cho ánh sáng tác dụng – “in ảnh”. Khi đó những chỗ trên giấy ảnh được chiếu sáng mạnh nhất là những chỗ sáng của âm bản. Do đó trong quá trình in quan hệ giữa ánh sáng và bóng tối thay đổi ngược lại và ứng dụng với đối tượng chụp ảnh. Đó là ảnh dương.
Ion bạc kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và ngay khi nồng độ rất nhỏ (khoảng 10-10mol/l) nó đã khử trùng được nước uống. Trong y học người ta dùng dung dịch keo của bạc chứa các phụ gia làm bền đặc biệt (protacgon, konlacgon, v.v…) để khử trùng niêm mạc.
 