Серебро — химический элемент, металл. Атомный номер 47, атомный вес 107,8. Плотность 10,5 г/см 3 . Кристаллическая решетка — гранецентрированная кубическая (ГЦК). Температура плавления 963°С, кипения — 2865°С. Твердость по Бринеллю 16,7.
Серебро — металл белого цвета. Считается вторым после золота благородным металлом. Полированное чистое серебро практически не изменяет свой цвет на воздухе. Однако под воздействием сероводорода воздуха со временем покрывается темным налетом — сульфидом серебра Ag2S. Серебро по сравнению с золотом и платиной менее устойчиво в кислотах и щелочах.
Серебро прекрасно деформируется как в холодном, так и в горячем состоянии. Хорошо полируется, имеет высокую отражательную способность.
Широкое применение серебра в фотографии, электротехнике обусловлено его уникальными физическими свойствами: самой высокой среди металлов электро- и теплопроводностью.
Для изготовления ювелирных изделий, а также в электронной промышленности используются как чистое серебро, так и его сплавы с медью и платиной.
Щелочноземельные металлы — Все свойства!
Марки серебра и серебряных сплавов регламентированы ГОСТ 6836—80.
Стандарт распространяется на сплавы, предназначенные для электротехнических проводников и контактов, ювелирных изделий, струн музыкальных инструментов.
Согласно указанному стандарту, серебряные сплавы обозначают буквами Ср, вслед за которыми указываются лигатуры (Пт — платина, Пд — палладий, М — медь). Цифры после буквенного обозначения сплава указывают массовую долю серебра, выраженную в промилле
(десятых долях процента) для чистого серебра и серебряно-медных сплавов (например, Ср 999, СрМ 916, СрМ 950 и т. д.), или массовую долю основных легирующих компонентов, выраженную в процентах (в этом случае цифра отделяется от буквенного обозначения не пробелом, а дефисом, например: СрПл-12 (12% Pt, 88% Ag), СрПд-40 (40% Pd, 60% Ag).
Источник: studme.org
Нахождение серебра в природе
Содержание серебра в земной коре составляет 1×10-6 вес.% по Ферсману и Виноградову. В метеоритах серебро содержится в количестве 3,3-10-4 %, в Солнечной системе на каждые 106 атомов кремния приходится 0,067 атомов серебра с массовым числом 107 и 0,063 атома серебра с массовым числом 109. Следы серебра — около 0,02 мг на 100 г сухого вещества — содержатся в организмах млекопитающих, в органах человека, а также в морской воде — от 0,3 до 10 мг/т. Серебро встречается в самородном состоянии и в виде редких минералов, входящих, как правило, в состав полиметаллических руд — сульфидов свинца, цинка, меди.
Наиболее важное значение имеет самородное серебро, аргентит (серебряный блеск, серебряная чернь), пираргирит и прустит. Самый крупный когда-либо найденный самородок серебра весил 13,5 т.
Главные месторождения полиметаллических руд находятся в Брокен-Хилле (Австралия), в районе рек Миссисипи и Миссури (США), в Мексике, Чили, Перу, Боливии, Канаде, Африке. В России месторождения этих руд сосредоточены на Северном Кавказе, в республиках Средней Азии, Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке. Самородное серебро встречается в Консберге (Норвегия). В России известны Змеиногорское месторождение (Алтай), также месторождения Нерчинского округа и Верхоянья.
Щелочные металлы — САМЫЕ ОПАСНЫЕ и Активные Элементы!
Мировая выработка серебра в настоящее время составляет около 7 тыс. тонн.[7]
Физические и химические свойства серебра
Физические свойства серебра
Серебро проявляет большее сходство с палладием (за которым он следует в периодической системе), чем с рубидием (с которым он находится рядом в I группе периодической системы и в том же пятом периоде).
Расположение серебра в побочной подгруппе I группы периодической системы определяется электронной структурой атома, которая аналогична электронной структуре атома рубидия. Большое различие в химических свойствах серебра и рубидия определяется разной степенью заполненности электронами 4й-орбитали. Атом серебра отличается от атома палладия наличием одного электрона на 5й-орбитали.
По большинству физических и химических свойств серебро приближается к меди и золоту. В подгруппе меди серебро (средний элемент) обладает наиболее низкими температурами плавления и кипения и максимальным значением коэффициента расширения, максимальной тепло- и электропроводностью.
Физико-химические свойства серебра в значительной степени зависят от его чистоты.
Металлическое серебро в компактном полированном виде (бруски, трубки, проволока, пластинки, листы) представляет собой белый блестящий металл, обладающий большой отражательной способностью по отношению к инфракрасным и видимым лучами и более слабой — к ультрафиолетовым лучам. Серебро в виде тонких листочков (они кажутся синими или фиолетовыми в проходящем свете) обладает электрическими и оптическими свойствами, отличными от свойств металлического серебра в слитках.
Металлическое серебро обладает кубической гранецентрированной решеткой с плотностью 10,50 г/см3 при +20°C, температура плавления +960,5°C, температура кипения +2177°C (пары желтовато-синие); оно диамагнитно, является очень хорошим проводником тепла и электричества (удельное сопротивление при +20°C равно 1,59 мком/см). В числе физико-механических свойств следует отметить пластичность, относительную мягкость (твердость 2,5-3 балла по шкале Мооса), ковкость и тягучесть (легко протягивается и прокатывается), малую прочность.
При легировании устраняются основные недостатки серебра, такие, как мягкость, низкая механическая прочность и высокая реакционная способность по отношению к сере и сульфидам. [9]
Химические свойства серебра
Некоторые газы, например водород, кислород, окись и двуокись углерода, растворяются в серебре, причем растворимость их пропорциональна квадратному корню от давления. Растворимость кислорода в серебре максимальна при +400. 450°C (когда 1 объем серебра поглощает до 5 объемов кислорода). Рекомендуется избегать охлаждения серебра, насыщенного кислородом, поскольку выделение этого газа из охлаждаемого серебра может сопровождаться взрывом. При поглощении кислорода или водорода серебро становится хрупким.
Азот и инертные газы с трудом растворяются в серебре при температуре выше -78°C. [9]
Как уже говорилось ранее, с химической точки зрения серебро достаточно инертно, оно не проявляет способности к ионизации и легко вытесняется из соединения более активными металлами или водородом.
Оксид серебра является амфотерным оксидом, так как серебро является металлом и проявляет ярко выраженные металлические свойства — следовательно, он не может быть кислотным. Щелочным металлом серебро тоже не является. Электроотрицательность серебра по шкале равна 1,9.
Под действием влаги и света галогены легко взаимодействуют с металлическим серебром образуя соответствующие галогениды.
Соляная и бромистоводородная кислоты в концентрированных растворах медленно реагируют с серебром:
2Ag + 4НСl = 2H[AgCl2] + Н2
2Ag + 4НВr = 2H[AgBr2] + Н2
Кислород взаимодействует с нагретым до 168° металлическим серебром при разных давлениях с образованием Ag2O. Озон при +225°С в присутствии влаги (или перекиси водорода) действует на металлическое серебро, образуя высшие окислы серебра.
Сера, реагируя с нагретым до +179°С с металлическим серебром, образует черный сульфид серебра Ag2S. Сероводород в присутствии кислорода воздуха и воды взаимодействует с металлическим серебром при комнатной температуре по уравнению:
2Ag + H2S +1/2O2 — Ag2S + H2O
Металлическое серебро растворяется в H2SO4 (60° Be) при нагревании, в разб. HN03 на холоду и в растворах цианидов щелочных металлов в присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя):
медь серебро золото свойство
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
3Ag + 4HNO3 + 3AgNO3 + NO + 2H2O
2Ag + 4NaCN + H2O + l/2 O2 = 2Na[Ag(CN)2] + 2NaOH
Cелен, теллур, фосфор, мышьяк и углерод реагируют с металлическим серебром при нагревании с образованием Ag2Se, Ag2Te, Ag3P, Ag3As, Ag4C. Азот непосредственно не взаимодействует с серебром.
Органические кислоты и расплавленные щелочи пли соли щелочных металлов не реагируют с металлическим серебром. Хлорид натрия в концентрированных растворах и в присутствии кислорода воздуха медленно взаимодействует с серебром с образованием хлорида серебра.В солянокислом растворе серебро восстанавливает некоторые соли металлов, такие, как CuCl2, HgCL2, FeI2. VOC12.
Сеpебpо обладает склонностью к образованию комплексных соединений.
Многие неpаствоpимые в воде соединения сеpебpа (напpимеp: оксид сеpебpа(I) — Ag2O и хлоpид сеpебpа — AgCl), легко pаствоpяются в водном pаствоpе аммиака. Комплексные цианистые соединения сеpебpа пpименяются для гальванического сеpебpения, так как пpи электpолизе pаствоpов этих солей на повеpхности изделий осаждается плотный слой мелкокpисталлического сеpебpа. Все соединения сеpебpа легко восстанавливаются с выделением металлического сеpебpа. Если к аммиачному pаствоpу оксида сеpебpа(I), находящемуся в стеклянной посуде, пpибавить в качестве восстановителя немного глюкозы или фоpмалина, то металлическое сеpебpо выделяется в виде плотного блестящего зеpкального слоя на повеpхности стекла. Этим способом готовят зеркала, а также серебрят внутреннюю поверхность стекла в сосудах для уменьшения потери тепла лучеиспусканием.
Na[Аg(SCN)2]; Na2[Ag(SCN)3]; Na3[Аg(SСN)4]
Источник: studbooks.net
Положение в периодической таблице
Серебро – (от англосаксонского siolfur – серебро, латинский argentum – светлый, белый) Argentum, элемент I группы пятого периода периодической системы Д.И.Менделеева, благородный металл. Атомный номер, число протонов и заряд ядра атома серебра равны 47, относительная атомная масса 107,8682. ядро атома серебра окружает столько же электронов, которые в соответствии с номером периода (пятым) располагаются на пяти электронных уровнях. В соединениях серебро проявляет степень окисления +1.
Физические свойства
Химически чистое серебро в слитках имеет красивый белый цвет с желтоватым оттенком. В тонких листках в проходящем свете оно кажется синеватым, с зеленым или желтым оттенком. Оно довольно мягко – мягче меди, но тверже золота, лучше всех металлов проводит тепло и электричество. Имеет гранецентрированную кубическую решетку.
Легко куется и вытягивается в проволоку: из серебра можно делать лист толщиной до 0,003 мм и проволоку 2 км, которая весит около 1 г., при всем этом серебро хорошо полируется. Серебро кристаллизуется в формах правильной системы, что видно, как на образцах самородного металла, так и на искусственно полученных кристаллах. Удельный вес различными исследователями дается от 10,50 до 10,57, температура плавления 954º.
Химические свойства
В большинстве соединений серебро проявляет степень окисления +1, известны соединения со степенью окисления +2 и +3. Серебро по своим свойствам с одной стороны напоминает щелочные металлы K, Na, Li, Cs, Rb, а с другой медь и золото (в соединениях закиси). Серебро – малоактивный металл, устойчив к действию воды и растворов щелочей. Оно не окисляется кислородом, однако, по словам Плиния Старшего, «тускнеет от лечебных вод и от соленых ветров». На воздухе, содержащем сероводород H2S , серебро чернеет из-за образования черного сульфида серебра:
4Ag 2H2S O2 2Ag2S2H2O
Оно не растворимо в соляной и разбавленной серной кислотах, взаимодействует с азотной и концентрированной серной кислотами:
Ag2HNO3 + AgNO3 NO2 H2O
Наиболее важным с практической точки зрения соединением серебра является нитрат серебра AgNO3. Эта соль хорошо растворима в воде. При сливании растворов AgNO3 и щелочей выпадает осадок оксида серебра (I):
2AgNO3 + 2NaOH Ag2O 2NaNO3 + H2O
При взаимодействии AgNO3с хлороводородной, бромоводородной и иодоводородной кислотами или с их солями образуются малорастворимые галогениды AgCl, AgBr, AgI. В царской водке серебро не растворяется из-за образования защитной пленки AgCl.
Нитрат серебра (ляпис) прекрасно растворим в воде (в 100 г воды при 20ºС растворяется 228 г AgNO3) и является исходным веществом для получения других соединений серебра. При 209ºС он плавится, а при нагревании до 300ºС разлагается, образуя серебро:
2AgNO3 2Ag 2NO2 O2.
Ляпис оказывает на кожу прижигающее и вяжущее действие, его используют в медицине в виде ляписных карандашей.
Серебро в медицине
Серебро с давних времен используют для лечения различных болезней. В наши дни в медицинской практике применяют нитрат серебра и коллоидные препараты серебра – колларгол и протаргол, в которых этот металл находится в растворе в виде мельчайших твердых частиц. Чтобы они не выпадали в осадок, в препараты вводят специальные стабилизирующие добавки.
В колларголе это яичный белок – альбумин. Сухой колларгол – синий порошок, содержащий около 75% серебра. Колларгол и протаргол применяют в виде водных растворов и мазей для смазывания воспаленных слизистых оболочек верхних дыхательных путей, в глазных каплях, для промывания гнойных ран, при рожистых воспалениях и т.д.
Использование нитрата серебра обусловлено, прежде всего, его антимикробной активностью. В небольших концентрациях препарат оказывает вяжущее и противовоспалительное действие, а в более крепких растворах прижигает ткани. Чаще всего нитрат серебра в виде 1 – 2 процентных водных растворов применяют наружно для лечения глазных и кожных заболеваний. Иногда 0,06 – процентный раствор назначают внутрь – в качестве противовоспалительного средства при хроническом гастрите и язве желудка (под действием соляной кислоты желудочного сока нитрат серебра быстро превращается в плохо растворимый хлорид серебра). Сплав одной части нитрата серебра и двух частей нитрата калия под названием «ляпис» применяют для наружного прижигания.
Хорошо известно бактерицидное действие малых концентраций серебра на питьевую воду. При содержании ионов этого металла до 10-30 частей на миллиард (т.е. до 10-30 мг серебра в тонне воды) предотвращается рост бактерий и других микроорганизмов. В то же время при содержании серебра 50 мг/т воду можно пить без вреда для здоровья, и вкус ее при этом не изменяется.
Вот почему препараты на основе серебра все шире используются для стерилизации питьевой воды. Воду в бассейнах, как правило, дезинфицируют хлором. Но было предложено насыщать ее бромидом серебра. Насыщенный раствор AgBr, содержащий 60 мг/ м 3 серебра, безвреден для здоровья человека, но губителен для водорослей и микроорганизмов. Помимо насыщения воды малорастворимыми солями серебра используют и активное растворение металла путем электролиза, что позволяет строго дозировать концентрацию ионов серебра в воде.
Бактерицидное действие ничтожно малых концентраций ионов Ag объясняется тем, что они вмешиваются в жизнедеятельность микробов, мешая работе биологических катализаторов – ферментов. Соединяясь с цистеином – аминокислотой, входящей в состав фермента, ионы серебра нарушают его нормальную работу. Любая растворимая соль серебра в организме человека быстро превращается в хлорид, растворимость которого в воде при комнатной температуре составляет менее 2 мг/л.
Однако, как это часто бывает, то, что полезно в малых дозах, губительно в больших. Не является исключением и серебро. Так, введение животным значительных концентраций его ионов вызывает снижение иммунитета, изменения в сосудистой и нервных тканях головного и спинного мозга, а дальнейшее увеличение дозы приводит к заболеваниям печени, почек, щитовидной железы. Описаны случаи тяжелого нарушения психики у людей при отравлении препаратами серебра. К счастью, в нашем теле через 1-2 недели остается всего 0,02-0,1 % введенного серебра, остальное выводится из организма.
Тот, кто вынужден в течение многих лет иметь дело с серебром и его солями, рискует заболеть аргирией: поступающее в организм серебро медленно отлагается в соединительной ткани, на стенках капилляров почек, костного мозга, селезенки и т.д. Накапливаясь в коже и слизистых оболочках, оно придает им серо-зеленую или голубоватую окраску, наиболее ярко выраженную на открытых участках тела, подвергающихся действию света.
Развивается аргирия достаточно медленно: сильное потемнение кожи наблюдается лишь спустя десятки лет. Вернуть ей прежний цвет уже не удается. При аргирии человек может не испытывать никаких болезненных ощущений или расстройств (если, конечно, не поражены роговица и хрусталик глаза), а поэтому ее лишь условно называют болезнью. Есть тут даже один плюс – аргирия исключает инфекционные заболевания: человек настолько «пропитан» серебром, что оно убивает все болезнетворные бактерии, попадающие в организм.
2.7 «Некоторые тяжелые и светлые камни…»
Горы центральной Европы – Рудные, Гарц, а также горы Богемии, Саксонии с древних времен славились богатством недр. Здесь добывали железо, золото, олово, медь, серу, мышьяк, каменный уголь и многие другие полезные ископаемые. Издавна эти мета были знамениты серебряными рудниками.
С 1518 по 1907 г. из серебра, месторождения которого располагались близ города Иоахимсталя (ныне Яхимов в Чехии), были отчеканены миллионы монет. Вначале они так и именовались – «иоахимсталеры». Затем это название в Европе укоротилось за счет первой части слова до «талера», а в России – за счет второй — до «ефимков». Талер был в ходу по всей Европе, став самой распространенной большой серебряной монетой, от него произошло и название доллара.
Серебряные рудники Германии были тоже очень богаты. Из добывавшегося в них металла делали огромные вазы и столовые сервизы на сотни персон, на каждый из которых расходовали тонны серебра! Легенда приписывает открытие одного из месторождений германскому императору Оттону I (912 – 973) и его егерю.
Вот как она выглядит в изложении М.В.Ломоносова: «Сей государь, будучи в Гарцских горах, забавлялся немалое время охотою и некогда послал своего охотника, называемого Раммелем, в тамошний лес для ловли диких зверей, за которыми он, гнавшись до горы, где ныне рудники учреждены в великом множестве, не мог за дичью ради трудности на коне следовать, для того, привязав его к дереву, за зверьми пеш помчался. А когда к коню назад возвратился, то увидел, что он, господина своего с нетерпением ожидая, землю копытами разрыл и из неё выбил некоторые тяжелые и светлые камни. Сии камни взяв, Раммель привез и показал самому императору, который, через пробу удостоверившись, что они металл в себе содержат, велел учредить заводы на том месте. Оная гора и поныне именем помянутого егеря Раммельсберг называется». |2|
После открытия Америки множество самородков серебра было найдено на территории современных Перу, Чили, Мексики, Боливии. Один из них, обнаруженный в Чили и имевший форму пластины, весил 1420 кг. Но «чемпионом» считается самородок, найденный в канадской провинции Онтарио, — так называемый «серебряный тротуар» длиной 30 м. Из него выплавили 20 т чистого серебра!
Внешний вид самородного серебра замечательно описал Ломоносов: «Второй высокий металл называется серебро. Цвет его столь бел…что ежели серебро совсем чисто, то кажется оно издали бело, как мел… В земле находится част о очень чисто, а больше в листках или волосах, подобно тонкой и кудрявой проволоке, а иногда в нарочито великих глыбах». |3|
Добыча серебра
Содержание серебра в земной коре 7 10 6 (по массе). Основную массу серебра (до 80%) получают при комплексной переработке свинцово цинковых, а также медных руд. Из свинцовых руд серебро получают двумя способами. По первому способу из расплава свинец — серебро выделяется свинец, а оставшийся сплав эвтектического состава, содержащий приблизительно 2% Ag, подвергают окислительной плавке, в процессе которой свинец удаляется в виде глета.
По второму способу расплав свинца с серебром обрабатывают цинком, который обладает большим сродством к серебру. Продукты взаимодействия цинка с серебром в виде пены всплывают на поверхность; при понижении температуры эта пена затвердевает и легко отделяется от расплава. Затем из пены сначала отгоняют цинк и отделяют серебро от оставшегося свинца окислительной плавкой (купелированием).
В случае медных руд серебро извлекают из анодного шлама при электролитическом рафинировании черной меди. Из бедных серебром руд, не используемых для получения свинца или меди, в настоящее время почти всюду серебро извлекают методом цианидного выщелачивания. При этом методе соединения серебра обрабатывают цианидами щелочных металлов, в результате чего образуются комплексные цианиды, и серебро переходит в раствор. Из этого раствора выделяется серебро введением цинка. Полученное рассмотренными выше методами серебро всегда содержит немного золота, а также медь.
В настоящее время более широко используется метод электролитического рафинирования в слабом растворе азотной кислоты или нитрата серебра. Из неочищенного серебряного анода можно получить кристаллическое серебро чистотой до 99,95%.
Применение
Серебро находит разнообразное применение.Его широко используют в различных отраслях народного хозяйства: химии, электротехнике, электронике, медицине, ювелирном деле и др. Большое практическое значение имеют сплавы серебра с медью, металлами платиновой группы и некоторые другие. Его используют при изготовлении контактов, аккумуляторов, вакуумных аппаратов, фотографических материалов, ценных монет. Еще лет тридцать назад только для производства фотоматериалов в США расходовали огромное количество серебра, а были случаи, когда для нужд электропромышленности единовременно направлялись тысячи тонн драгоценного металла.
Большие количества серебра расходовались и на изготовление монет. Это в первую очередь относится к царской России, где чеканились монеты достоинством в один рубль, а также 50, 25, 20, 15, 10, 5 копеек.
Серебро ценно еще и в том отношении, что его частицы, содержащиеся в воде в виде ионов или коллоидов в очень небольшой концентрации, обладают бактерицидными свойствами, т.е. убивают болезнетворные бактерии. Этим пользовались еще во времена Геродота и Александра Македонского, этим пользуются и сейчас, ибо обеззараживающее действие серебряной воды экологически чище действия хлорной или других сильнейших окислителей. Серебро используют для покрытия других металлов, при этом повышается электропроводность и устойчивость к коррозии таких изделий.
Источник: allrefrs.ru