Silberchlorid

Überblick und Aufbau

Silberchlorid, auch Silber(I)-chlorid, Chlorsilber oder Hornsilber genannt, ist eine feste, weiße Silberverbindung mit der Verhältnisformel AgCl und einer molaren Masse von 143,32 g·mol⁻¹. Es kann als Silbersalz der Salzsäure HCl aufgefasst werden. Metallisches Silber löst sich als Edelmetall jedoch nicht in Salzsäure. Deshalb stellt man Silberchlorid aus wasserlöslichen Silberverbindungen wie Silbernitrat und Chlorid-Ionen her: Dabei fällt das schwer lösliche AgCl aus.

Silberchlorid kristallisiert kubisch im Kochsalzgitter. Die Raumgruppe ist Fm3m (Nr. 225), der Gitterparameter beträgt a = 554,91 pm. Silber- und Chlorid-Ionen besitzen jeweils die Koordinationszahl 6, sind also im Kristall von je sechs entgegengesetzt geladenen Ionen umgeben. Auch AgF und AgBr bilden dieses Gitter, AgI dagegen nicht.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Silberchlorid ist weiß, mikrokristallin und lichtempfindlich. Seine Dichte beträgt 5,56 g·cm⁻³, der Schmelzpunkt 455 °C und der Siedepunkt 1550 °C. In Wasser ist es praktisch unlöslich; bei 25 °C lösen sich nur 1,93 mg·l⁻¹. Auch in Salpetersäure ist es schwer löslich. Das Löslichkeitsprodukt beträgt 2 · 10⁻¹⁰ mol²/l².

In Ammoniak-, Natriumthiosulfat- und Kaliumcyanidlösungen löst sich AgCl dagegen sehr leicht durch Komplexbildung. Komplexe sind Teilchen, bei denen ein Zentralion von Molekülen oder Ionen umgeben und gebunden wird. Es entstehen [Ag(NH₃)₂]⁺, [Ag(S₂O₃)₂]³⁻ beziehungsweise [Ag(CN)₂]⁻.

Silberhalogenide werden durch Licht in das entsprechende elementare Halogen und metallisches Silber zerlegt. Diese Lichtempfindlichkeit ist für die Fotografie wichtig. Silberchlorid ist allerdings weniger lichtempfindlich als das chemisch ähnliche Silberbromid AgBr.

Nachweis und Löslichkeitsreaktionen

Silberchlorid lässt sich von AgBr und AgI dadurch unterscheiden, dass es sich in verdünnter Ammoniaklösung löst. Überschüssiges Ammoniak bildet mit den Silber-Ionen den löslichen Diamminsilber(I)-Komplex:

AgCl + 2 NH₃ → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl⁻

Dabei entstehen Diamminsilber(I)-Komplexionen und Chlorid-Ionen. Cyanid und Thiosulfat bilden entsprechende lösliche Komplexe und lösen Silberchlorid ebenfalls auf.

In konzentrierter Salzsäure ist AgCl durch Bildung des Chlorokomplexes [Cl–Ag–Cl]⁻ teilweise löslich. Beim Ausfällen von Silberchlorid sollte deshalb kein Überschuss an Salzsäure verwendet werden.

Aus dem Amminkomplex kann mit Sulfid wieder ein unlösliches Silbersalz abgeschieden werden:

2 [Ag(NH₃)₂]⁺ + S²⁻ → Ag₂S + 4 NH₃

Diamminsilber(I)-Ionen reagieren dabei mit Sulfid-Ionen zu Silbersulfid und Ammoniak.

Verwendung

Silberchlorid wird zur langfristigen Inaktivierung von Bakterien in Trinkwasserbehältern eingesetzt. Im Labor nutzt man seine geringe Wasserlöslichkeit, um den Silbergehalt einer Probe durch Ausfällung als AgCl zu bestimmen. Dies kann gewichtsanalytisch beziehungsweise gravimetrisch durch eine Massenbestimmung oder maßanalytisch beziehungsweise titrimetrisch durch eine Titration erfolgen.

Wegen ihrer Zersetzung durch Licht dienen Silberhalogenide als lichtempfindliche Schicht fotografischer Filme, Platten und Papiere. Für gewöhnliche fotografische Anwendungen wird meist das empfindlichere AgBr verwendet.

In der Elektrochemie ist AgCl Bestandteil von Silber-Silberchlorid-Referenzelektroden. Referenzelektroden liefern ein stabiles Vergleichspotenzial. Ag/AgCl-Elektroden sind nicht polarisierbar und ermöglichen dadurch unverfälschte Messungen. Weil Quecksilber zunehmend aus Labor und Technik verschwindet, ersetzen sie häufig die früher verwendeten Kalomelelektroden und sind inzwischen die am häufigsten benutzten Referenzelektroden.

Zur Herstellung kann man zwei Silberdrähte in Salzsäure tauchen und für 20–300 s eine Spannung von 1–2 V anlegen. Die mit dem Pluspol verbundene Anode wird durch elektrochemische Oxidation mit Silberchlorid bedeckt:

Oxidation: 2 Ag + 2 HCl → 2 AgCl + 2 H⁺ + 2 e⁻ Reduktion: 2 H⁺ + 2 e⁻ → H₂ Gesamtreaktion: 2 Ag + 2 HCl → 2 AgCl + H₂

Bei diesem Verfahren bleibt das gesamte gebildete Silberchlorid in elektrischem Kontakt mit der Elektrode. AgCl wird außerdem auf EKG-Elektroden als Elektrolyt verwendet.

Natürliches Vorkommen

In der Natur kommt Silberchlorid als Mineral Chlorargyrit vor.