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Silbernitrat (AgNO3), ein weißer körniger Feststoff, bildete die Grundlage für frühe fotografische Experimente. Ärzte verwendeten früher Silbernitrat, gelöst in Wasser, als Antiseptikum. Salzsäure (HCl) kommt natürlicherweise im Magen vor, aber diese übliche ätzende Substanz besitzt eine Reihe industrieller Anwendungen. Die Kombination der beiden Chemikalien in einer wässrigen Lösung führt zu einer dramatischen Darstellung der chemischen Prinzipien.
Niederschlag
Die Zugabe einer Lösung von Silbernitrat in wässriger Salzsäure führt zur Bildung eines weißen festen Niederschlags. Beide Lösungen beginnen klar, aber beim Mischen entsteht eine Flüssigkeit, die an der Stelle, an der sich die beiden Flüssigkeiten berühren, Milch ähnelt. Die aus der Lösung ausfallenden festen Teilchen sind Silberchlorid (AgCl), eine Verbindung, die sich nicht leicht in Wasser löst. Das relativ unlösliche Silberchlorid verlässt die Lösung; Salpetersäure (HNO3) bleibt in wässriger Lösung.
Doppelaustauschreaktion
Silbernitrat und Salzsäure dissoziieren in Wasser und setzen ihre jeweiligen Kationen und Anionen frei, um neue Bindungen zu bilden. In der Reaktion wechseln die zwei positiv geladenen Kationen - Silber- und Wasserstoffionen - die Plätze in Verbindung mit den beiden negativ geladenen Anionen - Nitrat- und Chloridionen. Silbernitrat wird zu Silberchlorid, während Chlorwasserstoff (ein anderer Name für Salzsäure) zu Wasserstoffnitrat oder, wie Wissenschaftler es normalerweise nennen, Salpetersäure genannt wird. Da beide Verbindungen ihre Kationen austauschen, um zwei neue Verbindungen zu bilden, nennen Wissenschaftler dies eine Doppelaustauschreaktion.
Wärmeerzeugung
Wenn Silbernitrat und Salzsäure in Lösung miteinander vermischt 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 laufen normalerweise automatisch ab; Sie benötigen keine zusätzliche Energiequelle, um die Reaktion auszulösen. Silbernitrat reagiert bei Umgebungstemperatur und ohne Rühren schnell mit der Salzsäure.
Sedimentation
Das Stehenlassen des Kolbens für eine ausreichende Zeitdauer führt mit der Zeit zu einer Schicht aus Silberchlorid, die den Boden des Gefäßes bedeckt. Die Schwerkraft wirkt auf die kleinen Teilchen, um sie aus der Suspension abzuziehen. Die lichtempfindliche Verbindung beginnt weiß zu werden, wird jedoch mit der Zeit dunkelbraun, da das Silberchlorid in seinen Bestandteilen durch Licht abgebaut wird. Diese Doppelaustauschreaktion hat so konsistente Ergebnisse, dass Silberchloridhersteller sie manchmal verwenden, um diese Chemikalie zu erhalten.