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Silbernitrat (AgNO3), ein weißer körniger Feststoff, bildete die Grundlage für die ersten fotografischen Experimente. In der Vergangenheit verwendeten Ärzte in Wasser gelöstes Silbernitrat als Antiseptikum. Salzsäure (HCl) kommt natürlich im Magen vor, aber diese übliche ätzende Substanz hat eine Reihe industrieller Anwendungen. Die Kombination der beiden Chemikalien in einer wässrigen Lösung führt zu einer dramatischen Darstellung chemischer Prinzipien.
Niederschlag
Die Zugabe einer Lösung von Silbernitrat in wässriger Salzsäure bewirkt die Bildung eines weißen festen Niederschlags. Beide Lösungen beginnen klar, aber wenn sie miteinander gemischt werden, entsteht eine Flüssigkeit, die Milch ähnelt, in der sich die beiden Flüssigkeiten treffen und interagieren. Die festen Partikel, die aus der Lösung ausfallen, sind Silberchlorid (AgCl), eine Verbindung, die sich nicht leicht in Wasser löst. Das relativ unlösliche Silberchlorid verlässt die Lösung; Salpetersäure (HNO3) verbleibt in wässriger Lösung.
Doppelte Austauschreaktion
Silbernitrat und Salzsäure dissoziieren in Wasser und setzen ihre jeweiligen Kationen und Anionen frei, um neue Bindungen zu bilden. Bei der Reaktion wechseln die beiden verfügbaren positiv geladenen Kationen - Silber- und Wasserstoffionen - ihre Bindungsstellen mit den beiden negativ geladenen verfügbaren Anionen - Nitrat- und Chloridionen. Silbernitrat wird zu Silberchlorid, während Chlorwasserstoff (ein anderer Name für Salzsäure) zu Wasserstoffnitrat oder, wie Wissenschaftler es typischerweise nennen, zu Salpetersäure wird. Da beide Verbindungen ihre Kationen austauschen, um zwei neue Verbindungen zu bilden, nennen Wissenschaftler dies eine doppelte Austauschreaktion.
Wärmeerzeugung
Wenn Silbernitrat und Salzsäure in Lösung gemischt werden, erzeugt die resultierende Reaktion Wärme. Wissenschaftler nennen dies eine exotherme Reaktion. Der Begriff bedeutet "Wärmeerzeuger" und sein Gegenteil ist eine endotherme (Wärme verbrauchende) Reaktion. Exotherme Reaktionen verlaufen normalerweise automatisch. Sie benötigen keine zusätzliche Energiequelle, um die Reaktion auszulösen. Silbernitrat reagiert schnell mit Salzsäure bei Raumtemperatur und ohne Rühren.
Sedimentation
Wenn Sie die Flasche für einen ausreichenden Zeitraum stehen lassen, entsteht im Laufe der Zeit eine Schicht Silberchlorid am Boden des Behälters. Die Schwerkraft wirkt auf die kleinen Partikel, um sie aus der Suspension zu entfernen. Die lichtempfindliche Verbindung beginnt weiß, wird aber mit der Zeit dunkelbraun, da Licht Silberchlorid in seine Bestandteile abbaut. Diese Doppelaustauschreaktion hat so konsistente Ergebnisse, dass Silberchloridhersteller sie manchmal verwenden, um diese Chemikalie zu erhalten.