危险的银化合物

天狼晓月

危险的银化合物
发表时间：2007-5-30 0:01:40
　　银化合物在教学实验室中是相当普通的试剂，常用于滴定卤素离子、检验还原糖、制银镜、摄影术及各种其它目的。然而，必须引起注意的是，在某些意想不到的情况下，有些银试剂会转变成爆炸性银化合物而成为实验室爆炸事故的起因。通常，这种爆炸的破坏力十分有限，因为银试剂的用量一般都比较少。尽管 如此，这样的偶然爆炸还是应该避免。本文也许有助于减少因疏忽而生成爆炸性银化合物的可能性。

　　最常见的爆炸性银化合物有：叠氮化银AgN3、雷酸银AgONC和氮化银Ag3N（其发现者曾称之为“雷爆银”）等。下面将对这几种化合物的生成和性质作一概述，同时对硝酸银这种最普通的银化合物常被忽略的危险性也加以讨论。

　　叠氮化银

　　叠氮化银，即叠氮酸的银盐，在库丘斯（T．Curtius）于1890年发现叠氮酸以后不久就被人们所认识。用硝酸银与叠氮化钠或叠氮酸进行反应是制备它的最好方法。制备的简单过程是这样的：将稀的硝酸银水溶液与稀的叠氮化物水溶液等量混合、搅拌后，把不溶于水的叠氮化银滤出，洗涤，制备即告完成。潮湿的叠氮化银相当安全，可以触摸，但是，干燥的叠氮化银却非常敏感，是一种危险的引炸药。 叠氮化银没有多少实际用途，除了科学研究需要外，一般很少制备它。由于可溶性银化合物与叠氮化物溶液接触很易生成叠氮化银，所以，做化学实验（譬如有机合成实验）时一定要避免这种接触，以保安全。

　　类似于叠氮化银的叠氮化铅是许多起爆器和其它起爆剂中的一个重要组分。有此意外的爆炸事故是因为将叠氮化合物溶液排入铅质排水管后生成叠氮化铅引起的。

　　雷酸银

　　大约在1800年，化学家霍华德把乙醇加到硝酸银的硝酸热溶液中，第一次合成了雷酸银。后来，用类似的方法又合成了雷酸汞（此法至今仍是制备雷酸汞的标准方法）。这两种雷酸盐是最早的合成炸药，也是当时已知的和仅有的两种炸药，它们都是黑色粉末。著名化学家李比希和戴维年轻时曾因迫于生计而从事过用雷酸银做破坏性实验的工作。 合成这两种雷酸盐的化学过程比它们的发明者所设想的要复杂，它主要包括如下几步反应：

　　不溶于水的雷酸银（或汞）从溶液中沉淀出来。这两个化合物受热或受冲击很易爆炸，而且爆炸力很强，只要有一至两克发生爆炸，实验室就会遭到严重的破坏。由于雷酸银在大多数应用中太敏感，所以很少合成它。雷酸汞过去多被用做枪炮弹和爆破器材的引炸药，现在已被新的炸药代替。 一般认为，偶然生成雷酸银可能是由于含有被氧化的氮原子的有机物与银化合物接触所致。例如含有一个碳原子的硝基甲烷和甲酰胺 肟，在一定条件下，它们可以转变成雷酸，所以，这两个化合物与银化合物接触是有危险的。也许甲醇与硝酸作用时不会生成雷酸。

　　至少有两起已报告的实验事故与乙醇接触硝酸银有关，而且每一起事故都是在实验人员用乙醇洗涤硝酸银沉淀时发生的。虽然，象硝酸银这样的强氧化剂与有机物接触并不一定生成雷酸银，但这总是一种潜在的危险。

　　氮化银

　　人们在二百年前就己经知道氧化银与氨水作用可以生成“雷爆银”。这是一种看起来象金属的黑色固体，现在已经知道，它是氮化银。

　　3Ag2O+2NH3（aq）→2Ag3N＋5H2O

　　将氧化银暴露在潮湿的氨气中也能生成氮化银。

　　氧化银可以溶解在过量的氨水（1molAg∶4mol以上NH3）中生成氢氧化银氨溶液：

　　3Ag2O＋12NH3＋3H2O→6Ag(NH3)2OH

　　该溶液没有危险性。

　　如果银氨溶液因蒸发或加入强碱而失去氨，那么就会有氮化银从溶液中沉淀出来。这些具有爆炸性的沉淀呈黑色粒状或硬壳状，或沉积在容器壁上呈镜状。制银镜的溶液和杜伦试剂都特别容易产生Ag3N。把强碱加到含氨的AgCl溶液中也会产生Ag3N，也许其它的含氨银溶液亦如此。新鲜的Ag3N沉淀易溶于过量的氨水中，陈旧的氮化银沉淀则含有不定量的不溶于氨水的金属银。

　　干燥的氮化银是能够存在的最敏感的化合物之一、即使是非常轻微的触摸，甚至落下的一滴水所产生的冲击也能使它爆炸。它的爆炸力与它按下式分解时能够释放出能量有关。

　　2Ag3N→6Ag+N2

　　氮化银在贮藏时也按上式缓慢地分解，因此，不受干扰的氮化银沉淀不会自行爆炸，放置足够长的一段时间以后，其爆炸性将尽失。

　　可以预料，销毁氮化银沉淀最好是在原容器中加入稀氨水（2mol·L-1）或碳酸铵浓溶液，这两种溶液都能溶解氮化银并使之转变为无爆炸一性的银氨溶液。为了慎重起见，加这两种溶液时应尽最靠近沉淀物，同时还应穿戴好护眼和防溅用具，因为任何扰动都有可能引起氮化银爆炸。潮湿的氮化银很难传爆，因此，用这两种水溶液处理氮化银沉淀可以使潜在的危险性有所减少。

　　一般来说，用过量的氨水制备银氨溶液、防止所得溶液失去氨、及时处理用过的的和剩余的银试剂，基本上可以避免生成危险的Ag3N。回收多余银试剂中的银，一个既安全又简单易行的方法是先在银试剂中加入NaCl浓溶液、然后再作进一步的处理。

　　硝酸银

　　硝酸银在教学实验室中极为常见，它是不可内服的剧毒品，也是强氧化剂。由于银化合物都比较昂贵，通常在使用上比较节省，因此，其潜在的危险性一般不大。但是，硝酸银的爆炸还是有危险的。

　　硝酸银本身具有足够的热力学稳定性，不会自行分解。但是，它与可氧化的物质所组成的混合物，却能发生激烈的或爆炸性的反应。布雷瑟里克（Bretherik）、埃伦（Ellern）和尚利（Shanley）等人已注意到，加热或点燃含有金属粉和硝酸银的混合物能发生激烈的燃烧或爆炸。这样的混合物与由金属粉和氯酸盐组成的混合物相似、后者是一种常规炸药，常用于制造烟火装置。梅勒（Mellor）则注意到，硫黄与硝酸银的混合物受冲击也能发生爆炸。这些事实说明，硝酸银可以代替黑色炸药中的销酸钾。显然，让硝酸银接触可氧化的物质是危险的。

　　硝酸银稍溶于丙酮、乙醇和其它一些有机溶剂，形成的溶液因所含氧化剂硝酸银的量太少，故没有爆炸性。但是，假如溶剂被蒸发，则有可能形成爆炸性的浆状物。

　　乙醇与硝酸银接触是特别危险的，如果同时还有酸存在，那么就有可能生成雷酸银。正如前面所述，那两起严重的实验事故，均起因于用乙醇洗涤硝酸银滤饼。