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Il nitrato d'argento (AgNO3), un solido granulare bianco, ha costituito la base per i primi esperimenti fotografici. In passato, i medici usavano il nitrato d'argento, sciolto in acqua, come antisettico. L'acido cloridrico (HCl) si trova naturalmente nello stomaco, ma questa comune sostanza corrosiva ha una serie di usi industriali. La combinazione delle due sostanze chimiche in una soluzione acquosa si traduce in una spettacolare visualizzazione dei principi chimici.
Precipitazione
L'aggiunta di una soluzione di nitrato d'argento in acido cloridrico acquoso provoca la formazione di un precipitato solido bianco. Entrambe le soluzioni iniziano chiare, ma mescolandole insieme crea un fluido che assomiglia al latte dove i due liquidi si incontrano e interagiscono. Le particelle solide che precipitano fuori dalla soluzione sono cloruro d'argento (AgCl), un composto che non si dissolve facilmente in acqua. Il cloruro d'argento relativamente insolubile lascia la soluzione; l'acido nitrico (HNO3) rimane in soluzione acquosa.
Doppia reazione di scambio
Il nitrato d'argento e l'acido cloridrico si dissociano in acqua, rilasciando i rispettivi cationi e anioni per formare nuovi legami. Nella reazione, i due cationi disponibili caricati positivamente - ioni argento e idrogeno - cambiano posto nel legame con i due anioni disponibili caricati negativamente - ioni nitrato e cloruro. Il nitrato d'argento diventa cloruro d'argento, mentre l'acido cloridrico (un altro nome per l'acido cloridrico) diventa idrogeno nitrato o, come lo chiamano tipicamente gli scienziati, acido nitrico. Poiché entrambi i composti scambiano i loro cationi per formare due nuovi composti, gli scienziati chiamano questa reazione a doppio scambio.
Produzione di calore
Quando il nitrato d'argento e l'acido cloridrico vengono miscelati in soluzione, la reazione risultante produce calore. Gli scienziati chiamano questa reazione esotermica. Il termine significa "produttore di calore" e il suo opposto è una reazione endotermica (che consuma calore). Le reazioni esotermiche di solito procedono automaticamente; non richiedono una fonte di energia aggiuntiva per attivare la reazione. Il nitrato d'argento reagisce rapidamente con l'acido cloridrico a temperatura ambiente e senza agitazione.
Sedimentazione
Se lasci la bottiglia per un periodo di tempo sufficiente, nel tempo si formerà uno strato di cloruro d'argento che riveste il fondo del contenitore. La gravità agisce sulle piccole particelle per rimuoverle dalla sospensione. Il composto fotosensibile inizia bianco, ma diventa marrone scuro nel tempo, poiché la luce degrada il cloruro d'argento nei suoi elementi costitutivi. Questa doppia reazione di scambio ha risultati così consistenti che i produttori di cloruro d'argento a volte la usano per ottenere questa sostanza chimica.