Серебро – металл серебристо-белого цвета (рис. 1), имеющий гранецентрированную кубическую решетку, благодаря чему способен образовывать с другими элементами своей подгруппы (Au, Cu) твердые растворы замещения.
Чистое серебро характеризуется высокой мягкостью, ковкостью, пластичностью, оно легко вытягивается в проволоку. Из одного грамма серебра можно вытянуть проволоку длиной 165 м и диаметром 20 мкм. Серебро имеет высокую тепло- и электропроводности, однако наличие примесей в нем негативно сказывается на этих свойствах.
Рис. 1. Серебро. Внешний вид.
Расплавленное серебро способно растворять значительное количество кислорода, который выделяется при затвердевании металлов, часто вызывая его разбрызгивание.
Основные константы серебра приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность серебра.
Плотность, г/см 3
Температура плавления, o С
как проверить ювелирные изделия без пробы
Температура кипения, o С
Тип кристаллической решетки
Серебро образует коллоидные растворы, которые достаточно устойчивы и могут сохраняться десятилетиями.
Нахождение серебра в природе
Краткое описание химических свойств и плотность серебра
Серебро располагается в ряду напряжений правее водороды и не вытесняет водород из воды и кислот-неокислителей.
Серебро взаимодействует с кислотами-окислителями аналогично меди, но с образованием солей серебра (I):
Из-за образования малорастворимого сульфата, препятствующего быстрому растворению металла даже в горячем концентрированном растворе серной кислоты:
лучшим способом для перевода серебра в раствор служит реакция с концентрированной азотной кислотой:
Образование малорастворимого сульфида серебра объясняет и потемнение изделий из серебра на влажном воздухе, содержащем соединения серы:
Серебро не взаимодействует с щелочами, что позволяет использовать серебряные тигли для щелочного плавления. Данный металл не вступает в реакцию с кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонкой пленки может быть окислен кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом.
Галогенирование приводит к образованию соединений серебра (I). Реакция серебра с фосфором дает фосфиды состава AgP2 и Ag3P4. При нагревании серебро реагирует с серой, превращаясь в сульфид Ag2S.
С водородом, азотом и углеродом серебро непосредственно не реагирует даже при нагревании. Гидриды, нитриды и карбиды получают косвенными путями.
Примеры решения задач
| Задание | Относительная плотность газа по водороду – 8,5. Массовая доля элемента азота в нем – 82,35%, а элемента водорода – 17,65%. Определите формулу газа. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Обозначим число атомов азота в молекуле через «х», число атомов водорода через «у».
Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов азота и водорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).
x:y = ω(N)/Ar(N) : ω (H)/Ar(H);
x:y = 82,35/14 : 17,65/1;
x:y = 5,88: 17,65= 1 : 3.
Значит простейшая формула соединения азота и водорода имеет вид NH3.
Значение молярной массы газа можно определить при помощи его плотности по водороду:
Mgas = 2 × 8,5 = 17 г/моль.
Чтобы найти истинную формулу соединения азота и водорода найдем отношение полученных молярных масс:
M(NH3) = Ar(N) + 3 × Ar(H) = 14 + 3 × 1 = 14 + 3 = 17 г/моль.
Таким образом формула вещества будет иметь вид NH3. Это аммиак.
| Задание | Вычислите относительную плотность по воздуху угарного газа CO. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа. |
Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов.
Dair(CO) = 28 / 29 = 0,9655.
Источник: ru.solverbook.com
Плотность сплавов серебра и определение пробы
Любознательные читатели, здравствуйте. Начну с загадки: «Что тверже золота и тяжелее стали?». Правильно, речь о благородном серебре. Почему так важно знать плотность серебра, я расскажу в этой статье. В обзоре есть основные характеристики этого редкого элемента периодической системы, полезные сведения по апробированию и доступные советы по определению плотности.
Показатель плотности металла
Серебро, так же как и золото и платина, относится к валютным металлам. Из них льют мерные слитки, которые можно приобрести и продать в банке, имеют свой курс, соответствуют номиналу конвертируемых валют. Однако драгоценные металлы часто используются в промышленности, машино- и приборостроении, медицине и так далее. Для производственных нужд эти сплавы также отливают в слитки, только гораздо больше, чем для банка. Вес одного такого слитка равен 20 кг.
Однако из-за того, что плотность золота и серебра различается значениями, серебряный слиток гораздо меньше по размеру и объему. Для производства компактность — очень важный фактор.
Можно встретить круглые слитки со штампованной обработкой. Их номинал составляет 5 долларов США, и похожи они больше на обычные монеты. Материал, из которого они выполнены, имеет самую большую чистоту (99,9%). У обычных слитков чистота равна 99,5%.
Именно такое очищенное от всех возможных примесей серебро и имеет цифирное значение показателя плотности. Показатель указывается во всех справочниках, научно-популярной литературе, школьных учебниках.
Свойства серебра
Среди физических свойств серебра выделяют:
- Повышенную стойкость к коррозии. Это дает возможность использовать серебро в ситуациях с повышенной влажностью.
- Низкую сопротивляемость. Свойство, которое позволяет быстро и без потерь электронов передавать ток. Поэтому драгметалл входит в состав реле, микросхем, аккумуляторов.
- Высокую светоотражаемость — до 95 %.
Серебро вступает в реакцию только с серой и концентрированной соляной кислотой в подогретом состоянии. Сам по себе металл мягкий, а по удельному весу тяжелый.
Официально принятые пробы
Сплав по определению представляет собой соединение чистого серебра с другими металлами с целью улучшения каких-либо конкретных характеристик. Существует постановление правительства Российской федерации, в котором четко установлены пробы серебра, их химический состав и характерные свойства и характеристики.
Низшая из них — 720 проба: цифирное обозначение указывает на то, что в данном сплаве содержится 72% чистого серебра, а все остальное (28%) — это примеси других материалов. Такой металл находит свое применение исключительно в промышленности и производстве.
800 проба серебряного сплава указывает на то, что в нем содержится не менее 80% чистого металла. Хоть его и принято считать низшим по качеству, однако он обладает хорошими литейными характеристиками. Именно это свойство дает возможность для изготовления наборов столовых приборов из этого драгоценного металла, которые часто становятся семейной реликвией и передаются по наследству. Для этих же целей используется драгоценный металл, имеющий 83% химически чистого по составу серебра, отличается от предыдущего только меньшим количеством примесей в сплаве.
А вот металлическое соединение серебра, которое имеет 875 пробу, может уже использоваться не только в производственных и промышленных нуждах, но и в ювелирном деле. Процент чистого металла в нем составляет 87,5. Все вышеописанные сплавы имеют ярко выраженный желтоватый цвет. Чем ниже проба, тем желтее металл.
Соединение серебра с металлическими добавками 925 пробы имеет бело-серебристый («благородный») цвет. Этот состав хорошо себя проявляет при плавке, он очень ковкий и пластичный. Эти характеристики позволяют ювелирам создавать настоящие произведения искусства.
960 проба серебряного сплава по своим механическим и техническим характеристикам очень схожа с химически чистым серебром. Используется ювелирами для создания тончайших драгоценных изделий, отличающихся изяществом и воздушностью: финифть и филигрань, разные виды гравировки, соединение с эмалью.
Именно легкость в обработке позволяет мастерам создавать великолепные и самые смелые ювелирные творения. А прекрасным дамам и модницам — стать их обладательницами за достаточно доступную стоимость (по сравнению с золотыми и платиновыми изделиями).
Свойства и состав серебра
По своим свойствам оно исключительно. Сочетание пластичности, устойчивости к щелочной и соляной кислотам, отличной теплопроводности, высокой удельной электропроводимости, прекрасной отражательной способности (близка к 100%) делают этот металл универсальным.
Природные самородки состоят из двух стабильных изотопов, но так как оптимальную применимость материал приобретает в результате добавки лигатур (примесей меди, золота, платины), это и определяет сферы его использования.
Например, 925 проба – для ювелирных изделий, из 800 изготавливают столовые приборы, а 999 – чистое, без добавок, в производстве не используется из-за мягкости. В основном оно служит для изготовления монет.
Плотность серебра в зависимости от пробы
Существует прямая зависимость маркировки от плотности. Посмотрим таблицу:
| Проба | Плотность |
| 960 | 10,43 |
| 925 | 10,36 |
| 900 | 10,30 |
| 875 | 10,28 |
| 830 | 10,19 |
| 800 | 10,13 |
| 720 | 10,00 |
Например, апробация 960 близка к природному самородку и имеет большую уплотненность по сравнению с маркой 720. То есть, в одном килограмме сплава такой маркировки 280 граммов приходится на примеси.
Как влияет температура на плотность
Показатель плотности серебра и другие свойства металла.
Плотность серебра является физическим и техническим параметром, применяемым на практике с целью определения доли благородного компонента в используемых соединениях. В природе химически активный элемент находится в составе руд, а чистое серебро, принятое за стандарт, в самородном виде.
Лунный и драгоценный металл – серебро.
Показатель плотности металла
Серебро, так же как и золото и платина, относится к валютным металлам. Из них льют мерные слитки, которые можно приобрести и продать в банке, имеют свой курс, соответствуют номиналу конвертируемых валют. Однако драгоценные металлы часто используются в промышленности, машино- и приборостроении, медицине и так далее. Для производственных нужд эти сплавы также отливают в слитки, только гораздо больше, чем для банка. Вес одного такого слитка равен 20 кг.
Однако из-за того, что плотность золота и серебра различается значениями, серебряный слиток гораздо меньше по размеру и объему. Для производства компактность — очень важный фактор.
Можно встретить круглые слитки со штампованной обработкой. Их номинал составляет 5 долларов США, и похожи они больше на обычные монеты. Материал, из которого они выполнены, имеет самую большую чистоту (99,9%). У обычных слитков чистота равна 99,5%.
Именно такое очищенное от всех возможных примесей серебро и имеет цифирное значение показателя плотности. Показатель указывается во всех справочниках, научно-популярной литературе, школьных учебниках.
Общие сведения о металле
Серебро представляет собой металл белого окраса, который демонстрирует высокую пластичность и тягучесть, а также легко поддается ковке. Мягкость этого металла по своему уровню превышает мягкость не менее популярного сегодня золота, но она меньше мягкости меди.
Как природный материал, он характеризуется максимальной тепло- и электропроводностью. Оно также имеет наивысшую отражательную способность, склонность к полировке и блеск. Именно за эти качества ювелиры по всему миру так ценят данный драгоценный металл.
Серебряные изделия отлично противостоят негативному воздействию влажности, но темнеют при контакте с такими веществами, как сероводород или озон. Зато при правильной методике природный цвет серебряных изделий вполне реально вернуть за несколько минут. А о том, какая плотность характерна им, мы поговорим далее в этой статье.
Официально принятые пробы
Сплав по определению представляет собой соединение чистого серебра с другими металлами с целью улучшения каких-либо конкретных характеристик. Существует постановление правительства Российской федерации, в котором четко установлены пробы серебра, их химический состав и характерные свойства и характеристики.
Низшая из них — 720 проба: цифирное обозначение указывает на то, что в данном сплаве содержится 72% чистого серебра, а все остальное (28%) — это примеси других материалов. Такой металл находит свое применение исключительно в промышленности и производстве.
800 проба серебряного сплава указывает на то, что в нем содержится не менее 80% чистого металла. Хоть его и принято считать низшим по качеству, однако он обладает хорошими литейными характеристиками. Именно это свойство дает возможность для изготовления наборов столовых приборов из этого драгоценного металла, которые часто становятся семейной реликвией и передаются по наследству. Для этих же целей используется драгоценный металл, имеющий 83% химически чистого по составу серебра, отличается от предыдущего только меньшим количеством примесей в сплаве.
А вот металлическое соединение серебра, которое имеет 875 пробу, может уже использоваться не только в производственных и промышленных нуждах, но и в ювелирном деле. Процент чистого металла в нем составляет 87,5. Все вышеописанные сплавы имеют ярко выраженный желтоватый цвет. Чем ниже проба, тем желтее металл.
Соединение серебра с металлическими добавками 925 пробы имеет бело-серебристый («благородный») цвет. Этот состав хорошо себя проявляет при плавке, он очень ковкий и пластичный. Эти характеристики позволяют ювелирам создавать настоящие произведения искусства.
960 проба серебряного сплава по своим механическим и техническим характеристикам очень схожа с химически чистым серебром. Используется ювелирами для создания тончайших драгоценных изделий, отличающихся изяществом и воздушностью: финифть и филигрань, разные виды гравировки, соединение с эмалью.
Именно легкость в обработке позволяет мастерам создавать великолепные и самые смелые ювелирные творения. А прекрасным дамам и модницам — стать их обладательницами за достаточно доступную стоимость (по сравнению с золотыми и платиновыми изделиями).
Физические и химические параметры серебра
Серебро — химический элемент с атомным №47, молярным объемом 10,3 см³/моль. Серебро, плотность которого при стандартных условиях составляет 10,5 г/см³, в чистом виде обладает металлическим цветом.
На практике чистый благородный материал пластичен, легко поддаётся обработке, ковке. Температура перехода в жидкое состояние составляет 962 °C.
Пластичный и химически активный элемент – серебро.
В естественных условиях элемент обладает высокой химической активностью. Для промышленной разработки используются его соединения, среди которых находятся:
- кюстелит (природное образование с золотом);
- аргентит (серой);
- прустит (мышьяком, серой);
- кераргирит (хлором);
- дискразит (сурьмой);
- фрейбергит (медью, серой);
- полибазит (медью, сурьмой, серой);
- аргентоярозит (железом, серой).
В естественной среде встречается соединение лунного металла с золотом, которое называется электрумом. В естественном сплаве концентрация ценного компонента достигает 50%, что определяет его серебристый цвет.
Основная доля его добычи приходится на полиметаллические (комплексных) месторождения, где благородный химический элемент извлекается попутно.
Как определить пробу металла по плотности?
Этот способ был изобретен в Древней Греции Архимедом. Его смысл заключается во взвешивании в воде. Также этот метод относится к неразрушающим способам контроля. Смысл заключается в поиске плотности, для этого необходимо взвесить ваше изделие и определить его объем. С первой величиной все понятно, а как же определить объем?
Для этого необходимо замерить объем вытесненной воды при помещении в нее ювелирного изделия. Затем массу необходимо разделить на объем. Таким образом, получаем значение плотности. Далее, используя формулу, описанную выше, выводим выражение для расчета значения пробы конкретного сплава: Д= 6,481- 57,56/р.
Плавка металла
Все сплавы очень быстро и легко начинают реагировать с кислородом во время плавки, поэтому этот процесс производится в специальном тигле из графита, который предварительно прикрывается. Эту посудину заранее разогревают. Это позволяет полностью удалить из неё грязь и влагу. Если применяется керамический тигль, то при расплавлении металла добавляется уголь. Чтобы избежать окисления, может использоваться фосфористая медь или фосфор.
Когда применяется графитовый тигель, использование всяческих добавок становится необязательным, так как окисление будет очень незначительным. Дальнейшая обработка его уберёт.
Внешний вид поверхности расплавленного металла во время отливания даёт много важной информации. Если температура правильная, то серебро будет иметь розовый оттенок и блестящую поверхность. Верхний слой убирается, так как именно в нём находится окись меди. Очень важно придерживаться правильной температуры, так как перегрев влияет на стабильность и однородность.
Заводы России входящие в список Good Delivery
В мировой практике стандартным слиткам драгоценных металлов очень хорошего качества, с высокой пробой и клеймом многократно проверенных солидных аффинажных предприятий ЛБМА и ЛППМ присваивают статус Good Delivery («Надежная поставка»), который позволяет продукции предприятий высоко цениться и выходить на международный рынок драгоценных металлов.
В списке Good Delivery числится более 55 компаний из 28 стран по золоту, 68 компаний из 27 стран по серебру, 30 компаний из 10 стран по платине и 23 компании из 9 стран по палладию.
Статус Good Delivery по слиткам драгоценных металлов присвоен продукции следующих предприятий Российской Федерации:
| №№ | Предприятия, которым присвоен Статус Good Delivery | Good Delivery на: | ||
| стандартные слитки золота | стандартные слитки серебра | платиновые и палладиевые слитки | ||
| 1. | Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов | присвоен | присвоен | присвоен |
| 2. | Новосибирский аффинажный завод | присвоен | присвоен | присвоен |
| 3. | Щёлковский завод вторичных драгоценных металлов | присвоен | присвоен | — |
| 4. | Приокский завод цветных металлов | присвоен | присвоен | присвоен |
| 5. | Красноярский завод цветных металлов | присвоен | присвоен | присвоен |
| 6. | Колымский аффинажный завод | присвоен | — | — |
| 7. | Уралэлектромеди | — | присвоен | — |
Другие свойства и применение
Только полученное таким образом чистое серебро имеет плотность, указанную в справочниках и учебниках. Литература указывает и на несколько иных свойств. Например, есть такой показатель, как твердость по Бринеллю. В данном случае он равен 25. Примечательно, что тонкая серебряная фольга имеет фиолетовый оттенок в проходящем свете.
Со временем металл может потускнеть, что связано с наличием в воздухе следов сероводорода – при соприкосновении с кислородом чистое серебро потускнеть не может.
«Виновник» этого явления – образующийся из-за деятельности нефтедобывающих предприятий и общего загрязнения воздуха налет сульфида. Потускнение свойственно и сплавам серебра и меди. Чем больше там меди, тем больше он подвержен потускнению. Самые устойчивые сплавы находятся в диапазоне 875-960 пробы.
Всего 0,03 кг серебра хватит, чтобы сделать проволоку длиной около 50 км или даже больше. Можно себе представить, насколько ценен целый кг. По мягкости оно находится между медью и золотом. Отражательная способность этого металла тоже весьма высока. По этой причине он часто используется при производстве зеркал.
И, кроме того, широко применяется в химической и электротехнической промышленности, а также в качестве защитного и декоративного гальванического покрытия.
Технология избавления от примесей
Практически любой металл имеет в своем составе какое-то количестве примесей, что влияет как на стоимость, так и на плотность. Очищается черновое серебро в промышленных условиях при помощи электрорафинирования. Метод состоит в том, что металл с целью очистки подвешивают в электролитической ванне, которая содержит раствор нитрата серебра.
Серебро с примесями подключается в качестве анода, а катодом в данном случае служат тонкие листы титана или чистого серебра. Электролиз ведется с напряжением от 2 до 5 вольт. В данном процессе важную роль играет ПВХ-ткань или стеклоткань. Диафрагма из одного из этих материалов используется для разделения катодного и анодного пространства. Таким образом, шлам из чернового серебра не загрязняет очищенное.
Очищенный металл выделяется на катоде в виде кристаллов, форма и блеск которых зависят от примесей в электролите. Наличие солей кадмия делает осадок матовым. Если же имеются соли хрома или меди, то кристаллы получаются блестящими и привлекательными на вид. Для промышленности гораздо важнее, чтобы серебро было как можно более компактным. Только в случае достижения необходимого уровня плотности из него делаются слитки, проволока или что-то другое.
Расплавленное серебро может растворять большие количества кислорода при t=960°C. Соотношение кислорода и серебра при этом не должно превышать 50 к 1. При застывании кислород имеет свойство вызывать разбрызгивание металла. Чтобы избежать такого явления, как абсорбиция кислорода, нужно плавить серебро в вакууме или под слоем древесного угля. Выплавленное в вакуумной печи серебро почти не содержит растворенных газов.
Источник: weekmoney.ru