Solfuro di argento: sintesi, reazioni, usi

Il solfuro di argento Ag₂S è il composto presente sull’argento annerito e si trova in natura nell’acantite.

A causa della bassa differenza di elettronegatività tra argento e zolfo il legame è di tipo covalente polare e non ionico come avviene tipicamente nei sali. Pertanto il composto ha una scarsissima solubilità in acqua

Solubilità del solfuro di argento

È scarsamente solubile in acqua infatti il suo prodotto di solubilità è pari a 8.00 · 10^-51
Il solfuro di argento dà luogo all’equilibrio di dissociazione:
Ag₂S ⇄ 2 Ag⁺ + S^2-

L’espressione del prodotto di solubilità è:
K_ps = [Ag⁺]²[S^2-]

Detta x la sua solubilità molare all’equilibrio si ha:
[Ag⁺] = 2x e [S^2-] = x
Sostituendo questi valori nell’espressione del prodotto di solubilità si ha:

8.00 · 10^-51 = (2x)²(x) = 4x³
Da cui x = ∛8.00 · 10^-51 /4 = 1.26 · 10^-17 M
Pertanto la sua solubilità è pari a 1.26 · 10^-17 mol/L · 247.8 g/mol = 3.12 · 10^-15 g/L

Il solfuro di argento ha una solubilità influenzata dal pH  perché bisogna tener presenti due equilibri di cui uno relativo alla dissociazione del sale e un altro relativo all’idrolisi dello ione solfuro

Proprietà

È  un solido nero denso è poco solubile in tutti i solventi, ma  degradato da acidi forti. Ha una durezza, nella scala di Mohs di 2.3 ed è sensibile alla luce.

Si può presentare sotto tre forme

• acantite monoclina (forma β), stabile al di sotto di 179 °C
• cubica a corpo centrato cosiddetta argentite (forma α), stabile al di sopra di 180 °C
• cubica a facce centrate ad alta temperatura (forma γ) stabile sopra i 586 °C

Sintesi

Il solfuro di argento può essere ottenuto dalla reazione tra argento e solfuro di idrogeno secondo la reazione da cui si sviluppa anche idrogeno gassoso:
2 Ag_(s) + H₂S_(g)  → Ag₂S_(s) + H_2(g)

Il solfuro di idrogeno può reagire anche con il nitrato di argento:
2 AgNO_3(aq) + H₂S_(g) → Ag₂S_(s) + 2 HNO_3(aq)

In laboratorio si può ottenere dalla reazione di un sale solubile di argento come il nitrato di argento e un sale che libera ioni solfuro come quello di sodio:
2 AgNO_3(aq) + Na₂S_(aq) → Ag₂S_(s) + 2 NaNO_3(aq)

Reazioni del solfuro di argento

Pur essendo un composto scarsamente solubile in acqua si solubilizza a seguito della reazione con acido cloridrico:
Ag₂S + 2HCl → 2 AgCl + H₂S
con sviluppo di solfuro di idrogeno.

Reagisce in presenza di acido nitrico secondo una reazione di ossidoriduzione in cui lo zolfo passa da numero di ossidazione -2 a +6 e l’azoto da +5 a +2
3 Ag₂S_(s) + 8 HNO_3(aq) = 3 Ag₂SO_4(s) + 8 NO_(g) + 4 H₂O_(l)
Dalla reazione di ottengono solfato di argento e monossido di azoto

A causa della possibilità, da parte dell’argento, di formare complessi solubili il solfuro di argento si solubilizza in presenza di ammoniaca e di cianuro.

Si solubilizza a seguito di reazione con ammoniaca:
Ag₂S + 4 NH₃ → 2 Ag(NH₃)₂⁺ + S^2-
per dare il complesso diamminoargento.

In presenza di ione cianuro forma il complesso dicianoargentato (I)
Ag₂S + 4 CN^– = 2 Ag(CN)₂^– + S^2-

Usi

Le nanoparticelle di solfuro di argento sono materiali molto apprezzati dalla comunità scientifica, per le loro proprietà dipendenti dalle dimensioni e per la loro potenziale applicazione in settori quali l’optoelettronica, la biomedicina e la fotocatalisi.

Gli alogenuri di argento poco solubili costituiscono materiali potenzialmente utili alla realizzazione di elettrodi a membrana selettivi allo ione Ag⁺ o agli alogenuri, se mescolati con Ag₂S nella fase di preparazione.

Esso infatti migliora la conducibilità elettrica e rende la membrana sensibile anche agli ioni S^2-