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Le nitrate d'argent (AgNO3), un solide granulaire blanc, a constitué la base des premières expériences photographiques. Dans le passé, les médecins utilisaient du nitrate d'argent, dissous dans l'eau, comme antiseptique. L'acide chlorhydrique (HCl) se produit naturellement dans l'estomac, mais cette substance corrosive courante a un certain nombre d'utilisations industrielles. La combinaison des deux produits chimiques dans une solution aqueuse se traduit par un affichage spectaculaire des principes chimiques.
Précipitation
L'addition d'une solution de nitrate d'argent dans de l'acide chlorhydrique aqueux provoque la formation d'un précipité solide blanc. Les deux solutions commencent claires, mais leur mélange crée un fluide qui ressemble au lait où les deux liquides se rencontrent et interagissent. Les particules solides qui précipitent hors de la solution sont du chlorure d'argent (AgCl), un composé qui ne se dissout pas facilement dans l'eau. Le chlorure d'argent relativement insoluble quitte la solution; l'acide nitrique (HNO3) reste en solution aqueuse.
Double réaction d'échange
Le nitrate d'argent et l'acide chlorhydrique se dissocient dans l'eau, libérant leurs cations et anions respectifs pour former de nouvelles liaisons. Dans la réaction, les deux cations chargés positivement disponibles - les ions argent et hydrogène - changent de place dans la liaison avec les deux anions disponibles chargés négativement - les ions nitrate et chlorure. Le nitrate d'argent devient du chlorure d'argent, tandis que le chlorure d'hydrogène (un autre nom de l'acide chlorhydrique) devient du nitrate d'hydrogène ou, comme l'appellent généralement les scientifiques, de l'acide nitrique. Puisque les deux composés échangent leurs cations pour former deux nouveaux composés, les scientifiques appellent cela une double réaction d'échange.
Production de chaleur
Lorsque le nitrate d'argent et l'acide chlorhydrique sont mélangés en solution, la réaction qui en résulte produit de la chaleur. Les scientifiques appellent cela une réaction exothermique. Le terme signifie «producteur de chaleur», et son opposé est une réaction endothermique (consommatrice de chaleur). Les réactions exothermiques se déroulent généralement automatiquement; ils ne nécessitent pas de source d'énergie supplémentaire pour déclencher la réaction. Le nitrate d'argent réagit rapidement avec l'acide chlorhydrique à température ambiante et sans agitation.
Sédimentation
Laisser la bouteille pendant une période de temps suffisante entraînera, avec le temps, une couche de chlorure d'argent recouvrant le fond du récipient. La gravité agit sur les petites particules pour les éliminer de la suspension. Le composé photosensible commence blanc, mais vire au brun foncé avec le temps, car la lumière dégrade le chlorure d'argent en ses éléments constitutifs. Cette double réaction d'échange a des résultats si cohérents que les fabricants de chlorure d'argent l'utilisent parfois pour obtenir ce produit chimique.