Серебро

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Содержание 1 История 2 Нахождение в природе 3 Получение 4 Физико-химические свойства 5 Применение 6 Физиологическое действие 7 Ссылки

[править] История

Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в свое время серебро, равно как и золото, часто встречались в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд. Это предопределило довольное сильное присутствие серебра в культурных традициях различных народов. В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и являлось символом Луны. В средние века серебро и его соединения были очень популярны среди алхимиков. С середины XIII века серебро становится традиционным материалом для изготовления посуды. Кроме того, серебро и по сей день используется для чеканки монет.

[править] Нахождение в природе

Содержание в земной коре 7·10^-6% по массе. Встречается в самородном виде. Известно более 60 серебросодержащих минералов, среди них: аргентит Ag₂S, кераргирит AgCl, пираргирит Ag₃[SbS₃] и прустит Ag₃[AsS₃], галогениды серебра, антимониды и арсениды. Месторождения серебра делятся на собственно серебряные руды (содержание серебра выше 50 %) и комплексные полиметаллические руды цветных и тяжелых металлов (содержание серебра до 10^-15%). Комплексные месторождения обеспечивают 80 % добычи серебра. Основные месторождения таких руд сосредоточены в Мексике, Канаде, Австралии, Перу, США, Боливии и Японии.

[править] Получение

В древности серебро извлекали из руд обработкой их ртутью. В настоящее время применяется цианидное выщелачивание. При этом образуются растворимые в воде комплексные цианиды серебра:

Ag₂S + 4NaCN = 2Na[Ag(CN)₂] +Na₂S.

Чтобы сместить равновесие вправо, через него пропускают воздух. Сульфид-ионы при этом окисляются до тиосульфат-ионов (ионов S₂O₃^2-) и сульфат-ионов (ионов SO₄^2-). Из цианидного раствора серебро выделяют цинковой пылью:

2Na[Ag(CN)₂] + Zn = Na₂[Zn(CN)₄] + 2Ag↓.

Для получения серебра очень высокой чистоты (99,999 %) его подвергают электрохимическому рафинированию в азотной кислоте или растворению в концентрированной серной кислоте. При этом серебро переходит в раствор в виде сульфата Ag₂SO₄. Добавление меди или железа вызывает осаждение металлического серебра:

Ag₂SO4 + Cu = 2Ag↓ + CuSO₄.

[править] Физико-химические свойства

Серебро — белый блестящий металл, с кубической гранецентрированной решеткой, a = 0,4086 нм. Теплопроводность — 419 Вт/м^-1·К^-1 при 20°. У серебра самая высокая электропроводимость (удельное сопротивление 1,59 мкОм·см при 0 °C). Примеси, присутствующие в серебре даже в незначительных количествах, ухудшают его механические свойства.

Степень отражения серебра в инфракрасном диапазоне 98 %, a видимой области спектра — 95 %.

Серебро легко вытесняется более активными металлами из своих соединений. Углем, водородом и другими восстановителями серебро восстанавливается до металла. Например, образование тонкого слоя серебра на чистой стеклянной поверхности при взаимодействии альдегида с аммиачным раствором соли серебра:

2[Ag(NH₃)₂]NO₃ + 2H₂O + HCOH = 2Ag↓ + HCOONH₄ + 2NH₄NO₃ + NH₃·H₂O.

Стандартный электродный потенциал пары Ag+/Ag0 0,799В, в неокисляющих кислотах серебро не растворяется. С кислотами-окислителями, особенно с HNO₃ активно взаимодействует:

3Ag + 4HNO_{3 (30%-ная)} = 3AgNO₃ + NO↑ + 2H₂O.

При нагревании серебро реагирует с концентрированной серной кислотой:

2Ag + 2H₂SO_{4 (конц.)} = Ag₂SO₄ + SO₂↑ + 2H₂O.

При комнатной температуре не окисляется кислородом воздуха, при 170 °C его поверхность покрывается пленкой Ag₂O. Озон в присутствии влаги окисляет серебро до высших оксидов AgO или Ag₂O₃.

Оксид серебра(I) Ag₂O выпадает в осадок при добавлении щёлочи к растворам солей серебра (I), так как гидроксид серебра AgOH неустойчив и разлагается на оксид и воду:

2AgNO₃ + 2NaOH = Ag₂O↓ + 2NaNO₃ + H₂O.

При нагревании Ag₂O разлагается на простые вещества:

2Ag₂O = 4Ag + O₂↑.

Водород восстанавливает Ag₂O. С перекисью водорода Ag₂O взаимодействует при комнатной температуре:

Ag₂O + H₂O₂ = 2Ag + H₂O + O₂↑.

Соли серебра, взаимодействуя с пероксодисульфатами в щелочной среде, образуют осадок AgO, который является соединением Ag^IAg^IIIO₂.

Взаимодействуя с HF, Ag₂O образует раствор фторид серебра AgF. Остальные галогениды серебра нерастворимы в воде и в кислых водных растворах. AgCl при нагревании растворяется в насыщенном растворе поваренной соли, так как образуется растворимый комплекс серебра:

AgCl + NaCl = Na[AgCl₂].

Мелкодисперсные галогениды серебра разлагаются на свету:

2AgBr = 2Ag + Br₂.

При действии фтора на фторид серебра(I) AgF получен фторид серебра (II) — AgF₂.

При нагревании смеси AgF и фторидов щелочных металлов в атмосфере газообразного фтора получены соединения Ag (III):

KF + AgF + F₂ = KAgF₄.

Все соединения серебра (III) неустойчивы и разлагаются при наличии следов влаги. Высокой стабильностью обладает только комплекс Ag³⁺ с этилендибигуанидином, который образуется в виде красной соли при действии водного пероксодисульфата калия в присутствии сульфата этилендибигуанидина на Ag₂SO₄.

На воздухе в присутствии сероводорода серебро окисляется до сульфида:

4Ag + O₂ + 2H₂S = 2Ag₂S + 2H₂O.

[править] Применение

• Применяется как драгоценный металл в ювелирном деле
• Используется при чеканке монеты (в особенности в прошлом)
• Галогениды серебра и нитрат серебра используются в фотографии, так как обладают высокой светочувствительностью.
• Из-за высочайшей электропроводности применяется в электротехнике и электронике для особенно ответственных соединений
• Используется как покрытие для зеркал с высокой отражающей способностью (в обычных зеркалах используется алюминий).
• Часто используется как катализатор в реакциях окисления, например при производстве формальдегида из метанола.
• Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Некоторое время назад для лечения простуды использовали раствор протаргол и колларгол, которые представляли собой коллоидное серебро.

Области применения серебра постоянно расширяются и его применение это не только сплавы но и химические соединения. Определенное количество серебра постоянно расходуется для производства серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей обладающих очень высокой энергоплотностью и массовой энергоемкостью и способны при малом внутреннем электрическом сопротивлении выдавать в нагрузку очень большие токи.

Серебро используется в качестве добавки (0,1—0,4 %) к свинцу для отливки токоотводов положительных пластин специальных свинцовых аккумуляторов (очень большой срок службы (до 10—12 лет), и малое внутреннее сопротивление).

Хлорид серебра используется в хлор-серебряно-цинковых батареях, и для покрытий некоторых радарных поверхностей. Кроме того хлорид серебра прозрачный в инфракрасной области спектра используется в инфракрасной оптике.

Монокристаллы фторида серебра используются для генерации лазерного излучения с длиной волны 0,193 мк (ультрафиолетовое излучение).

Серебро используется в качестве катализатора в фильтрах противогазов.

Ацетиленид серебра (карбид) изредка применяется как мощное инициирующее взрывчатое вещество (детонаторы).

Фосфат серебра используется для варки специального стекла используемого для дозиметрии излучений. Примерный состав такого стекла -(фосфат алюминия — 42 %, фосфат бария — 25 %, фосфат калия — 25 %, фосфат серебра — 8 %).

Перманганат серебра, кристаллический темно-фиолетовый порошок, растворимый в воде; используется в противогазах. В некоторых специальных случаях серебро так же используется в сухих гальванических элементах следующих систем:хлор-серебряный элемент, бром-серебряный элемент, йод-серебряный элемент.

[править] Физиологическое действие

Серебро — примесный микроэлемент растительных и животных организмов. В организме человека общее содержание серебра составляет несколько десятых грамма. Физиологическая роль серебра неясна.

Соединения серебра токсичны. При попадании в организм больших доз растворимых солей серебра наступает острое отравление, сопровождающееся некрозом слизистой желудочно-кишечного тракта. Первая помощь при отравлении — промывание желудка раствором хлорида натрия NaCl, при этом образуется нерастворимый хлорид серебра AgCl, который и выводится из организма.

Ион Ag⁺, попадая на тело, вызывает ожог.

Серебро бактерицидно, при 40-200 мкг/л погибают неспоровые бактерии, а при более высоких концентрациях — споровые.

ПДК серебра в воздухе 0,1-0,5 мг/м³.

[править] Ссылки

• Серебро на Webelements
• Серебро в Популярной библиотеке химических элементов
• Металл. Статьи. 75 веков серебра

Периодическая система элементов

H

He

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

*

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

**

Rf

Db

Sg

Bh

Hs

Mt

Ds

Rg

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

*

La

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

**

Ac

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr