चांदी (Ag): गुणधर्म, अभिक्रिया आणि उपयोग

चांदीची ओळख (Ag)

चांदी (Ag) हे एक मौल्यवान संक्रमण धातू आहे, जे त्याच्या विशिष्ट चमक, उच्च विद्युत आणि औष्णिक चालकता आणि सामान्य वातावरणात रासायनिक निष्क्रियतेसाठी ओळखले जाते. दागिने आणि नाण्यांमध्ये तिच्या पारंपारिक उपयोगाव्यतिरिक्त, चांदी तिच्या अद्वितीय भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमुळे आधुनिक तंत्रज्ञान, औषध आणि औद्योगिक उपयोगांमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. तिचा ऐतिहासिक महत्त्व आणि विविध उपयोग यामुळे रसायनशास्त्र अभ्यासक्रमात तिचा अभ्यास करणे महत्त्वाचे ठरते.

CBSE/JEE त्वरित उजळणी नोट्स

अणू क्रमांक (Z): 47
अणू वस्तुमान (A): 107.868 g/mol
चिन्ह: Ag (लॅटिन argentum वरून)
गट: 11 (पूर्वी IB)
आवर्त: 5
खंड: d-खंड (संक्रमण धातू)
स्वरूप: मऊ, पांढरा, चमकदार धातू; सर्व धातूंमध्ये सर्वाधिक विद्युत आणि औष्णिक चालकता.
घनता: 10.49 g/cm³
द्रवणांक: 961.78 °C
उत्कलनांक: 2162 °C
सामान्य ऑक्सिडेशन स्थिती: +1 (सर्वात स्थिर). कमी सामान्य +2 (उदा. AgF₂) आणि +3.
गुणधर्म: वर्धनीय आणि तन्य. सामान्य तापमानावर ऑक्सिजन किंवा पाण्याशी अभिक्रिया करत नाही. हवेतील सल्फर संयुगांच्या संपर्कात आल्यास काळवंडते (tarnishes).

इलेक्ट्रॉन संरूपण आणि बंध वर्तन

इलेक्ट्रॉन संरूपण

चांदीचे मूलस्थितीतील इलेक्ट्रॉन संरूपण (ground state electron configuration) Aufbau तत्त्वाचा एक अपवाद आहे, कारण पूर्णपणे भरलेल्या d-उपशेलमुळे येणारी स्थिरता (stability).

प्रमाणभूत संरूपण: [Kr] 4d¹⁰ 5s¹
- हे संरूपण पूर्णपणे भरलेल्या 4d उपशेलमुळे विलक्षण स्थिरता प्रदान करते.

बंध वर्तन

चांदी प्रामुख्याने तिचा एकच 5s इलेक्ट्रॉन गमावून +1 ऑक्सिडेशन स्थिती दर्शवते.

आयनिक बंध: उच्च ऋणविद्युत अधातूंशी आयनिक संयुगे तयार करते, जसे की हॅलाइड्स (उदा. AgCl, AgBr, AgI). बहुतेक चांदी(I) संयुगे पांढऱ्या रंगाची असतात.
सहसंयुजी गुणधर्म: आयनिक बंध तयार करतानाही, चांदीची संयुगे बऱ्याचदा लक्षणीय सहसंयुजी (covalent) गुणधर्म दर्शवतात, विशेषतः मोठ्या ॲनायनसह.
जटिल संयुग निर्मिती: चांदी(I) मध्ये रेखीय, दोन-समन्वयी जटिल आयन (linear, two-coordinate complex ions) तयार करण्याची प्रवृत्ती जास्त असते, जसे की डायअमाइनसिल्व्हर(I) आयन, [Ag(NH₃)₂]⁺ (टोलन्स अभिकर्मकाचा (Tollens’ reagent) एक महत्त्वाचा घटक).
ऑक्सिडेशन स्थिती +2: कमी सामान्य, साधारणपणे तीव्र ऑक्सिडीकरण वातावरणात किंवा उच्च ऋणविद्युत मूलद्रव्यांसह (उदा. AgF₂) दिसून येते.

महत्त्वाच्या रासायनिक अभिक्रिया

1. चांदीचे काळवंडणे

हायड्रोजन सल्फाइड (H₂S) वायू आणि ऑक्सिजनच्या उपस्थितीत चांदी काळवंडते आणि काळे चांदी सल्फाइड (Ag₂S) तयार होते. 4Ag(s) + 2H₂S(g) + O₂(g) → 2Ag₂S(s) + 2H₂O(l)

2. हॅलोजनशी अभिक्रिया

चांदी हॅलोजनशी, विशेषतः क्लोरीन आणि ब्रोमीनशी, त्वरीत अभिक्रिया करून चांदी हॅलाइड्स तयार करते. ही हॅलाइड्स विशेषतः प्रकाशसंवेदनशील (photosensitive) असतात.

2Ag(s) + Cl₂(g) → 2AgCl(s) (पांढरा अवक्षेप, प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यास जांभळा होतो)
2Ag(s) + Br₂(l) → 2AgBr(s) (फिकट पिवळा अवक्षेप, प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यास गडद होतो)
2Ag(s) + I₂(s) → 2AgI(s) (पिवळा अवक्षेप, AgBr पेक्षा कमी प्रकाशसंवेदनशील)
2Ag(s) + F₂(g) → 2AgF(s) (चांदी फ्लोराइड पाण्यात विद्राव्य असते, इतर चांदी हॅलाइड्सच्या विपरीत)

3. आम्लांशी अभिक्रिया

विरल नायट्रिक आम्लासोबत: चांदी विरल नायट्रिक आम्लाशी अभिक्रिया करून चांदी नायट्रेट, नायट्रिक ऑक्साईड आणि पाणी तयार करते. 3Ag(s) + 4HNO₃(dilute) → 3AgNO₃(aq) + NO(g) + 2H₂O(l)
तीव्र नायट्रिक आम्लासोबत: तीव्र नायट्रिक आम्लाशी अभिक्रिया केल्यास चांदी नायट्रेट, नायट्रोजन डायऑक्साईड आणि पाणी मिळते. Ag(s) + 2HNO₃(conc) → AgNO₃(aq) + NO₂(g) + H₂O(l)
ऑक्सिडीकरण न करणाऱ्या आम्लांसोबत: चांदी HCl किंवा H₂SO₄ सारख्या ऑक्सिडीकरण न करणाऱ्या आम्लांशी अभिक्रिया करत नाही, कारण तिचे मानक इलेक्ट्रोड संभाव्यता (+0.80 V) हायड्रोजनपेक्षा जास्त आहे.

4. चांदी हॅलाइड्सचे अवक्षेपण (गुणात्मक विश्लेषण)

हॅलाइड आयन (Cl⁻, Br⁻, I⁻) शोधण्यासाठी चांदी नायट्रेट द्रावणाचा उपयोग केला जातो.

क्लोराईड: AgNO₃(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO₃(aq) (पांढरा अवक्षेप, अतिरिक्त जलीय अमोनियामध्ये विद्राव्य)
ब्रोमाईड: AgNO₃(aq) + NaBr(aq) → AgBr(s) + NaNO₃(aq) (फिकट पिवळा अवक्षेप, अतिरिक्त जलीय अमोनियामध्ये अल्प प्रमाणात विद्राव्य)
आयोडाईड: AgNO₃(aq) + NaI(aq) → AgI(s) + NaNO₃(aq) (पिवळा अवक्षेप, अतिरिक्त जलीय अमोनियामध्ये अविद्राव्य)

5. चांदीच्या आरशाची निर्मिती (टोलन्स चाचणी)

ही अभिक्रिया सेंद्रिय रसायनशास्त्रातील ॲल्डिहाइड्ससाठी एक महत्त्वाची चाचणी आहे. ॲल्डिहाइड्स डायअमाइनसिल्व्हर(I) आयन ([Ag(NH₃)₂]⁺, टोलन्स अभिकर्मकाचा एक घटक) चे धातूच्या चांदीमध्ये क्षपण (reduce) करतात, ज्यामुळे टेस्ट ट्यूबच्या आतल्या पृष्ठभागावर