Серебро — металл белого цвета, ценящийся за декоративную красоту, химическую инертность и электрическую проводимость. В периодической системе Д. И. Менделеева занимает позицию между золотом и медью, а физические и химические свойства являются промежуточными между этими элементами. Его латинское название argentum имеет индоевропейское происхождение и означает «белый, блистающий».
Описание и свойства
Ag является одним из элементов, составляющих нашу планету наряду с железом, оловом, кремнием и множеством разных веществ. Обычно оно играет вторую скрипку в дуэте с другим драгоценным металлом — золотом, но основные свойства серебра заслуживают не меньшего внимания. Например, оно является лучшим среди металлов проводником тепла, электричества, а также отражателем видимого света, поэтому до изобретения технологии производства зеркал из стекла и амальгамы дамы смотрелись в зеркальца из полированного серебра.
Химический элемент или простое вещество? | 1 задание ОГЭ химия | XIMOZA
Чистое серебро слишком мягкое для таких изделий, как ювелирные украшения и столовая посуда. Передающиеся по наследству вилки, ножи, браслеты и канделябры, скорее всего, изготовлены из сплава с медью в соотношении 92,5 к 7,5% (иногда используются другие металлы). Характеристика серебра согласно Jefferson Lab:
- атомный номер (число протонов в ядре): 47;
- символ: Ag;
- атомный вес (средняя масса атома): 107,8682;
- плотность: 10,501 грамм на кубический сантиметр;
- фаза вещества при комнатной температуре: твёрдая;
- точка плавления: 961,78 С;
- температура кипения: 2162 С;
- количество изотопов (атомы одного и того же элемента с разным количеством нейтронов): 66; 2 стабильны;
- наиболее распространённые изотопы: Ag-107 (51,839% содержания в природе) и Ag-109 (48,161% содержания в природе).
Поскольку чистоте драгоценных металлов уделяется особое внимание, узнать, из чего состоит серебро конкретного изделия, можно по его марке.
Этот параметр обозначает химический состав металла и процентное соотношение различных примесей. На него распространяются государственные требования к стандарту и качеству (ГОСТ).
История добычи и обработки
Человечество давно заметило, что серебро прекрасно выглядит, отлично поддаётся обработке и не подвергается коррозии. Историки отмечают его появление в виде ювелирных изделий и в качестве средства обмена не ранее 4 тыс. лет до нашей эры. Самые древние разработки значительного размера были обнаружены в Кападдокии на территории современной Турции. Сюда металлургия проникла, как составляющая куро-араккской культуры, с Кавказа.
Серебро — САМЫЙ БЛЕСТЯЩИЙ МЕТАЛЛ НА ЗЕМЛЕ!
В природе серебро встречается в виде самородков, но чаще всего находится в связанном состоянии в составе медных или свинцовых руд. Человек уже к 2000 году до н. э. наладил его добычу и переработку. Целью было изготовление неочищенного свинцово-серебряного сплава, который затем купелировали (метод окислительного плавления) для получения металла в относительно чистом виде. Самые известные из древних шахт располагались на месторождении Laurium в Греции. Активная добыча здесь велась от 500 года до н. э. до 100 года н. э.
До эпохи Возрождения особых проблем с этим металлом в Европе, Передней Азии и Северной Африке, берберские племена которой до сих пор носят исключительно серебряные украшения, не было. Из него делали не только монеты, ювелирные произведения, но и предметы домашнего обихода. В те времена обычным делом было как запахнуть кафтан на серебряные пуговицы, так и рассчитаться ими при необходимости с кредитором.
Однако самородное серебро стало встречаться всё реже, а богатые руды в месторождениях иссякли. Между тем потребность росла. Положение спасло неожиданное открытие Нового Света.
В XVI веке конкистадорами были обнаружены серебряные рудники в Мексике, Боливии и Перу. Их дальнейшая разработка привела к подъёму благосостояния испанцев и признанию Южной и Центральной Америк крупнейшими регионами в мире по добыче этого металла. Но уже к середине века местные запасы истощились, себестоимость возросла и производство стало приходить в упадок.
Метод патио
Для более качественного извлечения серебра из руды доминиканский богослов Бартоломе до Медина в 1554 г. изобрёл процесс патио. Конструкция приобрела название за схожесть с элементом классического архитектурного стиля. Известно, что этот способ получения благородных металлов был знаком людям ещё во времена античности, но затем утерян (ныне известен под названием амальгамация). В нём применялось смешивание сильно измельчённой руды с солью, водой и ртутью. Смесь помещалась в небольшое пространство, огороженное бортиком.
Несколько недель компоненты прогревались на открытом солнце и перемешивались при помощи мулов. В результате сложной реакции получались амальгама, ртуть и пустая порода. Это позволило исключить применявшееся ранее плавление и значительно расширить добычу драгоценных металлов в Новом Свете. Технология сохраняла ведущую роль до 20-х годов XX века пока не была вытеснена более прогрессивным электрохимическим методом. Её основные недостатки:
- присутствие примесей в конечном продукте;
- загрязнение окружающей среды;
- вредность для организма человека.
Существует мнение, согласно которому американское серебро, привезённое испанцами в Европу, спровоцировало высокую инфляцию XVI—XVII вв. Не вызывает сомнений его роль в становлении новой экономической формации, а также в развитии торговых отношений с Азией и Индией.
В середине XIX в. большое месторождение серебра было обнаружено в штате Невада. Благодаря этому Соединённые Штаты на несколько десятков лет стали крупнейшим производителем Ag в мире. Сейчас по показателям добычи лидируют Мексика, Китай, Перу, Австралия и Россия.
Русское серебро
Получилось так, что на территории Русской равнины залежей серебра оказалось очень мало. Спрос на него удовлетворялся в основном за счёт переплавки иноземных монет. Активные поиски месторождений начинаются в XV в. одновременно со становлением централизованного государства и ростом торговли. К началу XVIII в. дефицит металлов привёл к уменьшению веса монет, а потребности бюджета требовали увеличения денежной массы в два раза.
Привозной металл не покрывал нужды экономики и Пётр I законами и привилегиями всячески стимулировал население на поиски и разработку месторождений. Результаты его усилий стали ощутимы в первые десятилетия XVIII века. К этому времени Нерчинские месторождения дали 2 тыс. кг драгоценного металла. Историческим свидетельством важности этой работы является медаль с надписью «из серебра домашнего», выпущенная в 1721 г. в честь Ништадтского мира.
С тех пор на территории страны было открыто более 100 месторождений. Самое значительное из них — Дукатское находится в Магаданской области. Кроме этого региона, к основным районам добычи в России относятся:
- Красноярский край;
- Читинская область;
- Якутия.
Сферы применения
За тысячелетия использования в разных сферах жизни серебро не только не утратило прежних позиций, но и приобрело новые. В нынешнее время более половины произведённого Argentum используется в промышленности. Области его применения распространяются на электронику, медицину, химическое производство различных направлений и другие отрасли.
Использование в электронике
Непревзойдённая тепловая и электрическая проводимость не позволяет заменить серебро более дешёвыми металлами. Например, оно используется в очень малых количествах в качестве контактов в электрических переключателях. Включается ли свет в помещении с помощью обычного выключателя или запускается микроволновая печь посредством переключателя мембраны — ток проходит только по соединённым контактам.
Все автомобили и роботы на конвейерной сборке наполнены контактами, управляющими электронными функциями.
Растворение чистого Ag в азотной кислоте приводит к образованию нитрата серебра, который формируется в виде порошка, хлопьев или пасты. Такая паста применяется для прокладки электрических цепей на платах электроприборов, в том числе многослойных керамических конденсаторов. Перспективно её использование в фотогальванических элементах для производства солнечной энергии.
Наносеребро, размер частиц которого чрезвычайно мал (1 нм = 10 −9 метра), обеспечило новый рубеж для технологических инноваций. Технология требует гораздо меньшего количества металла, а области её применения расширяются с каждым годом:
- Нанесение дорожек проводящими чернилами на основе наносеребра — один из современных способов производства печатных плат.
- Вещество применяется в суперконденсаторах, которые могут заряжаться и разряжаться быстро и многократно.
- Серебряные электроды в плазменных телевизорах намного повышают качество изображения, а в светоизлучающих диодах экономят энергопотребление.
- DVD и компакт-диски имеют тонкий записывающий слой серебра.
Ag и его сплав с цинком применяется в лёгких батареях с большой ёмкостью, работающих при высокой температуре.
Их используют для питания камер и часов, а также в аэрокосмической и оборонной промышленности. Такие устройства выступают альтернативой литиевым батареям для портативных компьютеров и электромобилей. Argentum часто используется в составе управляющих стержней для захвата нейтронов и замедления скорости деления в ядерных реакторах.
Пайка и химическое производство
Благодаря высокой прочности на разрыв и пластичности серебро используют для соединения двух металлических деталей. Такая пайка происходит при температуре выше 600 °C (традиционная не превышает 600°С). Процесс не требует очень чистого металла поэтому может быть использован серебряный лом. В результате получаются плотные и надёжные соединения любого назначения. Антибактериальные свойства и нетоксичность материала делают его предпочтительным для сочленения водопроводных труб.
Металл действует как катализатор для получения двух важных химических веществ: окиси этилена и формальдегида. Первое используют для производства формованных пластмасс: пластиковые ручки, гибкие пластики (полиэстер). Он также является основным ингредиентом в антифризе. Формальдегид нужен для изготовления твёрдых пластмасс, смол и в качестве защитного покрытия. Он является дезинфицирующим средством и бальзамирующим веществом.
Применение в медицине
Антибактериальные свойства Ag были известны с древности. Недаром состоятельные люди в любые времена предпочитали аксессуары и столовую посуду из благородных металлов, а доктора оборачивали раны серебряной фольгой ещё до изобретения антибиотиков. Наука обнаружила, что ионы серебра поглощают кислород, бактерии не могут дышать и погибают.
Элемент используют в коллоидных растворах и в белковых комплексах внутренне и местно. Его включают в состав глазных капель, назальных спреев и средств для гигиены полости рта. В последнее время появление устойчивых к антибиотикам супербактерий увеличивает спрос на препараты серебра в больницах:
- Небольшого его количества достаточно для дезинфекции поверхностей и медицинского оборудования с целью предотвращения распространения патогенных микроорганизмов.
- Ag в составе хирургических инструментов, перевязочных материалов и мазей защищает раны от инфекции.
- Сульфадиациновое серебро особенно полезно для пострадавших от ожогов. Оно не только убивает бактерии, но и способствует росту новых клеток кожи.
- Ионы металла могут лечить инфекции костей и регенерировать повреждённые ткани.
Опасные характеристики
Хотя Ag не считается токсичным, но всё же серебро — тяжёлый металл и длительный его приём даже в небольших количествах может привести к неприятным последствиям. Наиболее опасным бывает профессиональный контакт с растворимыми соединениями металла или его пылью. Чрезмерным их воздействием вызывается состояние аргирии.
Наиболее неприятным его симптомом является изменение цвета кожных покровов. Они приобретают фиолетовый или фиолетово-серый оттенок. Состояние может быть общим или местным, затрагивать слизистые оболочки и конъюнктивы.
У животных и человека постоянное употребление продуктов серебра обычно приводит к постепенному накоплению его соединений в различных частях тела.
Известны случаи изменения цвета лица после применения капель для носа или глаз с коллоидным серебром. Как правило, косметический дефект сохраняется многие годы.
Серебро — металл, свойства которого играют огромную роль в прошлом, настоящем и будущем цивилизации. Благодаря своей универсальности он всегда будет занимать значительное место в повседневной жизни и промышленном производстве. Его длинная история в монетах, ювелирных и антикварных изделиях останется напоминанием о том, какой яркий путь прошёл этот благородный металл.
Источник: vseometallah.ru
Серебро — кто любит, тот не насытится
Этот металл признан самым мистическим. Его связывают с Луной и ее чарами. Он способен сделать женщину колдуньей. Без него не обходится магия третьего тысячелетия – цифровые технологии. Серебро есть в смартфонах, компьютерах, прочих гаджетах.
Что такое серебро
Серебро – пластичный металл серебристо-белого оттенка. Относится к благородным. Международное обозначение – Ag (Argentum).
В его честь названа страна Латинской Америки, в которой, как предполагалось, были сказочные залежи этого металла, – Аргентина.
Он известен людям более шести тысяч лет. Его ценили шумерские жрецы и египетские фараоны. Воины армии Александра Македонского залечивали им раны в походах.
Россия входит в топ-пятерку стран по запасам и добыче серебра. Самородки крайне редки, резервы сосредоточены в руде. Глубина залегания такова, что добыча идет из шахт закрытым способом. Часто это попутное производство при разработке других металлов (золота, меди, свинца).
| Серебро / Argentum (Ag), 47 |
| 107,8682(2)[2] а. е. м. (г/моль) |
| [Kr] 4d10 5s1 |
| 144 пм |
| 134 пм |
| (+2e) 89 (+1e) 126 пм |
| 1,93 (шкала Полинга) |
| +0,799 |
| 2, 1 |
| 1‑я: 730,5 кДж/моль (эВ) 2‑я: 2070 кДж/моль (эВ)3‑я: 3361 кДж/моль (эВ) |
| 10,5 г/см³ |
| 1235,1 К; 962 °C |
| 2485 К; 2162°C |
| 11,95 кДж/моль |
| 254,1 кДж/моль |
| 25,36[3] Дж/(K·моль) |
| 10,3 см³/моль |
| кубическая гранецентрированая |
| 4,086 Å |
| 225 K |
| (300 K) 429 Вт/(м·К) |
| 7440-22-4 |
Далее серебро извлекают из руды цианированием, амальгацией либо задействуя электролиз.
Аргентумом насыщены моря и океаны, однако извлекать его оттуда люди не умеют.
Большой выбор украшений из натуральных камней и минералов со скидкой -50%
Серебряные пробы
Благородный металл серебро (подобно золоту) в чистом виде слишком мягок, что исключает его утилитарное применение. Для устранения этого «дефекта» вводят другие металлы, обычно медь. Она упрочняет сплав, однако добавляет желтизны, провоцирует потемнение изделия. Чем больше в сплаве меди, тем сильнее выражены эти свойства.
Соотношение металлов разное, поэтому введено понятие пробы. Сегодня большинством стран используется метрическая система проб.
Метрическая проба показывает, сколько грамм чистого серебра содержит 1000 г сплава.
Например, проба 875 означает, что из 1000 г сплава 875 г – это серебро. Прочих металлов – 125 г.
Характеристики основных серебряных проб:
| Проба | Характеристика | Где используется |
| Менее 800 | Так называемое техническое серебро. | Промышленное производство (изготовление плат, др.). |
| 800 | Сплав высокой прочности, однако на воздухе окисляется, тускнеет. Высокая доля меди (20%) создает желтоватость. Второе название – желтое серебро. | Посуда, столовые приборы. |
| 830 | Более прочный, ювелирный сплав. Однако украшения желтоваты, быстро окисляются. | Столовые приборы, ювелирные изделия среднего ценового сегмента. |
| 875 | Сплав без «медного» оттенка, но со временем утрачивает эстетические характеристики. Механическая обработка проблемна. | Столовые приборы, посуда, мелкая пластика, ювелирные изделия. |
| 925 | Материал номер один для ювелирных изделий. Меди достаточно для придания прочности, но мало для создания желтизны. Другие названия – стандартное или стерлинговое. | Ювелирные изделия, мелкая пластика, столовые приборы премиум-уровня. Инвестиционные монеты, медали. |
| 960 | Сплав мягкий, пластичный, что позволяет изготавливать филигранные украшения и декор. Однако их легко оцарапать, повредить. | Ювелирные изделия, декор категории де-люкс. |
| 999 | Серебро высшей пробы без примесей. | Банковские слитки. В промышленности – припой, компонент деталей точных приборов. |
Серебряные изделия 925-й пробы часто снабжают золотым покрытием. Идентифицировать их позволяет пробирное клеймо: для золота данная проба отсутствует.
В СССР популярной была 916-я проба. Опознается по клейму-бочонку.
Виды серебра
Благородный металл используется исключительно в сплавах или с обработанной поверхностью. Классифицируется по видам в зависимости от способа покрытия. Их несколько.
Черненое
Чернение серебра изобрели древние русичи. «Чернь» создавали смешиванием серебра, меди и свинца. Поверхность серебряного изделия гравировали, затем покрывали «чернью», нагревали до ее растворения. Получался темно-светлый узор.
Отполированная поверхность черненого изделия неоднородна: выпуклые участки блестят, вогнутые – матово-темные.
Оксидированное
Получают, опустив серебряную основу в «серную печень» (водный раствор серных соединений калия или натрия). Затем вынимают и спекают над огнем – отсюда название, от слова «запекать».
В зависимости от времени процедуры получают полную гамму серого или фиолетового цвета. Однако оксидная пленка со временем исчезает.
Матовое
Матовое серебро получают, создав покрытие из эмали. Это самый прочный вид покрытия.
Источник: jgems.ru
Физические и химические свойства драгоценного металла серебра
Серебро относится к числу редких элементов, которые образуют группу драгоценных или благородных металлов. К этой группе так же относится золото, платина и пять металлов платиновой группы.
Как и все благородные металлы, серебро в обычных условиях не подвержено воздействию воздуха, воды, а так же каких-либо других факторов, которые обычно приводят к быстрой коррозии и окислению «обычных» металлов. Кроме того, серебро достаточно редко встречается в земной коре и обладает еще рядом замечательных свойств, что относит его к разряду драгоценных металлов.
Физические свойства серебра
Чистое серебро представляет собой довольно тяжелый, блестящий металл белого цвета. По высказыванию Д.И. Менделеева в учебнике «Основы химии», серебро обладает наиболее «чистым» белым цветом среди всех металлов.
Серебро обладает замечательной отражающей способностью –около 95% в видимой части спектра, что является наибольшим среди металлов. Именно это свойство серебра люди использовали для изготовления зеркал. Наиболее древнее из обнаруженных зеркал было изготовлено из отполированного серебра около 5 тысяч лет назад. Стоили серебряные зеркала очень дорого и, естественно, позволить себе обладать ими могли только очень богатые люди. Более привычные нам стеклянные зеркала появились лишь около 600 лет назад.
Серебро является довольно тяжелым металлом, его плотность составляет 10,5 г/см3. Оно почти в два раза легче золота (19,32 г/см3), немного легче свинца (11,3 г/см3), но тяжелее меди (8,96 г/см3) и железа (7,87 г/см3).
Серебро обладает наибольшей теплопроводностью среди металлов. Поэтому следует аккуратно использовать серебряные столовые приборы с горячими блюдами. К примеру, серебряная чайная ложка в чашке с очень горячим чаем мгновенно нагревается и может даже стать причиной ожога.
Одним из главных свойств серебра является его уникальная электрическая проводимость. При температуре +20°С оно обладает наибольшей электропроводностью среди всех элементов.
Серебро плавится при температуре 961°С, которая является наименьшей среди всех драгоценных металлов. Поэтому серебро, как и золото с температурой плавления в 1063°С, люди научили обрабатывать плавкой с незапамятных времен. Температуры горения угля для этого было вполне достаточно.
Чистое серебро очень мягкий, ковкий и пластичный металл. По мягкости и ковкости серебро немного уступает золоту, но по пластичности (то есть способности менять форму под воздействием нагрузки не разрушаясь) превосходит золото. Эти качества обусловливают широкое применение серебра для изготовления ювелирных украшений.
Химические свойства серебра
Как и все благородные металлы, серебро является инертным металлом и в природе практически не вступает во взаимодействие с другими веществами. Однако, в ряду драгоценных металлов, серебро является наиболее реакционноспособным.
Серебро растворяется в азотной кислоте, в горячей концентрированной серной кислоте. В отличие от золота и платины, серебро не растворяется в царской водке из-за образования на поверхности металла защитной пленки из хлорида серебра.
Серебро легко растворяется в ртути, образуя амальгаму.
На что реагирует серебро в быту?
Наибольшее значение в быту имеет крайняя чувствительность серебра к воздействию сероводорода. Даже минимального его количества достаточно для образования на поверхности металла сульфида серебра. Обычно, именно соединения серы являются причиной потемнения серебряных изделий.
Вокруг нас существует множество источников сероводорода, от продуктов питания до строительных материалов. Обоняние человека не может улавливать его минимальные концентрации (которые абсолютно безвредны), а серебро реагирует. Кроме того, соединения серы входят в состав пота и выделений кожных желез, поэтому серебро при ношении на теле обычно со временем темнеет, что является вполне нормальным явлением.
Серебро легко вступает в реакцию с галогенами, в частности с йодом, поэтому следует избегать контакта серебра с раствором йода, часто используемым в домашних условиях.
Серебро при нагревании хорошо адсорбирует газы — кислород, водород, аргон и другие. К примеру, твердое серебро может поглотить до 5 объемов О2 на 1 объем металла, а в жидком виде поглощает до 22 объемов О2. При застывании жидкого серебра может происходить любопытное явление — через верхнюю застывшую корку будет прорываться выделяющийся кислород, увлекая за собой частички расплавленного металла. В итоге образуется небольшой серебряный вулканчик.
Необычные соединения серебра
Поскольку из драгоценных металлов серебро обладает наибольшей способностью вступать в реакции, в настоящее время известно достаточно много различных соединений этого металла. Некоторые из них обладают весьма необычными свойствами. К примеру, йодид серебра AgI даже в минимальных количествах приводит к образованию очагов конденсации влаги в облаках, мгновенно вызывая выпадение дождя. Конденсацию образуют уже мельчайшие частицы AgI, поэтому для «разгона» дождевых облаков на значительной территории расходуется всего несколько грамм серебра и данный метод управления погодой экономически себя вполне оправдывает.
Источник: juvelirum.ru