Серебро. Свойства, применение. Применение серебра и его соединений
Введение
1 Физические и химические свойства
2 Получение серебра
3 Применение серебра
4 Серебро в искусстве
5 Серебро в организме
6 Экономическое значение серебра
Список использованной литературы
Введение
Серебро, по латыни Argentum, Ag. Самородное серебро было известно в глубокой древности (4-е тыс. до н. э.) в Египте, Персии, Китае. Это химический элемент I группы периодической системы Менделеева, порядковый номер которого 47, а атомный вес 107,868, относится к благородным металлам. Серебро - это металл белого цвета, пластичный, хорошо полируется. В природе находится в виде смеси двух стабильных изотопов с массовыми числами 107 (51,35%) и 109 (48,65%). Из радиоактивных изотопов серебра, практически важен Ag 110 (T 1/2 = 253 дня). Содержание серебра в земной коре 1·10 -5 вес. %, в морской воде 0,3 – 10 мг/т, в тканях млекопитающих – до 0,02 мг на 100 г сухого веса. Серебро встречается в природе в свободном состоянии в виде самородного серебра с примесью других элементов, образуя минералы: кюстелит – с изоморфной примесью золота, конгсберит – с примесью ртути, анимикит – с примесью сурьмы, меднистое серебро и электрум (AuAg) с содержанием серебра от 15 до 50 %. Серебро является основной частью многих минералов, таких как аргентит, пираргирит, прустит, стефанит, полибазит и др. Малые количества серебра присутствуют во многих других минералах. Минимальным промышленным содержанием серебра в рудах считается 0,02 %. Главная масса серебра (около 80 %) получается в виде побочного продукта из содержащих серебро руд – свинцово-цинковых, золотых и медных месторождений. Месторождения серебра находятся в Средней Азии, Сибири, на Дальнем Востоке, а также в Мексике, США, Австралии, Канаде.
1 Физические и химические свойства
Серебро – металл красивого белого цвета, обладает наивысшей среди металлов электро- и теплопроводностью, лучшей отражательной способностью, особенно в инфракрасном и видимом свете. Серебро имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решётку, (а = 4,0772 А (20 °С). Атомный радиус 1,44 А, ионный радиус Ag + 1,13 А. Плотность при 20 °С 10,5 г/см 3 . Температура плавления 960,8 °С; температура кипения 2212 °С; теплота плавления 105 кдж/кг (25,1 кал/г). Удельная теплоёмкость 234,46 дж/кг · К (0,056 кал/г · °С), удельное электросопротивление 15,9 ном · м (1,59 мком · см) при 20 °С. Серебро диамагнитно с атомной магнитной восприимчивостью при комнатной температурере - 21,56 · 10 -6 . Серебро второй после золота металл по ковкости. Модуль упругости 76480 Мн/м 2 (7648 кГ/мм 2), предел прочности 100 Мн/м 2 (10 кГ/мм 2), твёрдость по Бринеллю 250 Мн/м 2 (25кГ/мм 2). Конфигурация внешних электронов атома Ag 4d105s1.
Серебро проявляет химические свойства, характерные для элементов I6 подгруппы периодической системы Менделеева. В соединениях серебро обычно одновалентно, но известны также соединения 2- и 3-валентного серебра. Химически серебро малоактивно. Серебро находится в конце электрохимического ряда напряжений. Его нормальный электродный потенциал Ag ↔ Ag + + ē равен 0,7978 в.
При обычной температуре Ag не взаимодействует с О 2 , N 2 и Н 2 . При действии свободных галогенов и серы, на поверхности серебра образуется защитная плёнка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag 2 S (кристаллы серо-чёрного цвета). Под влиянием сероводорода H 2 S, находящегося в атмосфере, на поверхности серебряных изделий образуется Ag 2 S в виде тонкой плёнки, чем объясняется потемнение этих изделий.
Сульфид можно получить действием сероводорода на растворимые соли серебра или на водные суспензии его солей. Растворимость Ag 2 S в воде 2,48 · 10-3 моль/л (25 °С). Известны аналогичные соединения - селенид Ag 2 Se и теллурид Ag 2 Te.
Из окислов серебра, устойчивыми являются закись Ag 2 O и окись AgO. Закись образуется на поверхности серебра в виде тонкой плёнки в результате адсорбции кислорода, которая увеличивается с повышением температуры и давления.
Ag 2 O получают действием КОН на раствор AgNO 3 . Растворимость Ag 2 O в воде - 0,0174 г/л. Суспензия Ag 2 O обладает антисептическими свойствами. При 200 °С закись серебра разлагается. Водород, окись углерода, многие металлы восстанавливают Ag 2 O до металлического Ag. Озон окисляет Ag 2 O с образованием AgO. При 100 °С AgO разлагается на элементы со взрывом. Серебро растворяется в азотной кислоте при комнатной температуре с образованием AgNO 3 . Горячая концентрированная серная кислота растворяет серебро с образованием сульфата Ag 2 SO 4 (растворимость сульфата в воде 0,79% по массе при 20 °С). В царской водке серебро не растворяется из-за образования защитной плёнки AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре НС1, HBr, HI не взаимодействуют с серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной плёнки малорастворимых галогенидов. Большинство солей серебра, кроме AgNO 3 , AgF, AgClO 4 , обладают малой растворимостью. Серебро образует большое число комплексных соединений, большей частью растворимых в воде. Многие из них имеют большое практическое значение в химической технологии и аналитической химии, например комплексные ионы - , + , - .
Из органических соединений серебра наибольший интерес представляют: ацетат, оксалат и другие.
Аналитическое определение серебра производится методами как пробирного анализа, так и аналитической химии.
2 Получение серебра
Серебро добывают главным образом пирометаллургическим путём при плавке свинцовых и медных концентратов. Серебро концентрируется в слитках основных металлов. Из черновой меди его извлекают в процессе электролитического рафинирования. Из чернового свинца (так называемого веркблея) серебро извлекают с помощью цинка. К расплавленному серебросодержащему свинцу добавляют цинк, который образует при расплавлении отдельный слой (температура плавления чернового свинца 450 о и несколько выше, чем цинка 419 о). Серебро лучше растворимо в цинке, чем в свинце, насыщенном цинком, поэтому основная масса его переходит в слой цинка с образованием сплава Ag 2 Zn 3 . На поверхность всплывает цинковая пена, содержащая 15-40% Ag, 60-70% Zn и 5% Pb. Из цинковой пены свинец отжимается под давлением через пресс. После отжима свинца цинк отгоняется в графитовой реторте при 1250 о. остаётся свинец с содержанием около 4% серебра и примесью цинка, мышьяка и меди. Свинец окисляют в глёт (купеляция), который удаляют по наклонному жёлобу под давлением воздуха. При достижении 1000 о под глётом виден блестящий слой жидкого серебра. Oставшийся в жидком серебре теллур удаляют добавлением NaNO 3 . Серебро сплавляют в так называемый металл Доре, содержащий 1-10% примесей (As, Sb, Hg, Te, Bi), и отправляют на электролиз, электролитом служит раствор AgNO 3 с содержанием 60 г серебра в литре, анодом – металл Доре. Чистое серебро осаждается на катоде.
При добыче серебра из серебряных руд, руду дробят и измельчают, крупные частицы серебра извлекают гравитационным обогащением или амальгацией. Непосредственно амальгации поддаются самородное серебро и хлориды серебра. Другие минералы серебра амальгируются только после предварительного обжигаю В настоящее время амальгация потеряла самостоятельное значение и служит подсобным процессом при цианированию для извлечения из пиритных огарков и других отходов, а также для подготовки к цианированию, производят хлорирующий обжиг с NaCl. На тонкоизмельчённые минералы серебра действуют раствором NaCN с доступом кислорода воздуха:
2AG + 4NaCN + ½ O 2 + H 2 O → 2Na +2NaOH
AgCl + 2NaCN → Na + NaCl
Ag 2 S + 4 NaCN → Na + Na 2 S
Во всех этих случаях серебро переходит в раствор в виде комплекса. Из цианистого раствора серебро осаждают цинком или алюминием со щелочью:
2Ag(CN) 2 - + Zn → Zn(CN) 4 2- + 2Ag
3Ag(CN) 2 - + Al →Al 3- + 3Ag + 6CN -
Полученный осадок плавят и аффинируют.
Возможно извлечение серебра более новыми методами: ионообменными смолами и жидкостной экстракцией с использованием органических растворителей.
3 Применение серебра
Серебро используют главным образом в виде сплавов: из них чеканят монеты, изготавливают ювелирные и бытовые изделия, лабораторную и столовую посуду. Основное количество серебра используется в радиоэлектронной и электротехнической промышленности. Серебром покрывают радиодетали и печатные платы для придания им лучшей электропроводности и коррозионной стойкости. В электротехнической промышленности применяются серебряные контакты.
Для пайки титана и его сплавов используются серебряные припои. В вакуумной технике серебро служит конструкционным материалом. Также серебро служит для футеровки производственной аппаратуры. Металлическое серебро идёт на изготовление электродов для серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторов. Оно служит катализатором в неорганическом и органическом синтезе (например, в процессах окисления спиртов в альдегиды и кислоты, а также этилена в окись этилена). В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты, в которых приготавливают фруктовые соки.
Ионы серебра уничтожают бактерии и уже в малых концентрациях стерилизуют питьевую воду. С помощью электродов из серебра можно током силы в 10 ма простерилизовать 4000 л воды в час. Огромные количества соединений серебра (AgBr, AgCI, AgI) применяются для производства кино- и фотоматериалов.
В медицине употребляется коллоидальное серебро, стабилизированное производными протеина и оказывающее антисептическое действие на слизистую оболочку (аргирол, протаргол, колларгол).
7 Серебро в искусстве
Серебро, как и золото, встречается в природе в виде самородков и обладает хорошей ковкостью. Благодаря этим свойствам, оно с древних времен играет важнейшую роль в культурной, экономической и даже религиозной жизни общества.
Возраст первых , найденных на территории Ближнего Востока - более 6 тысяч лет. Символом луны этот металл был для жителей Вавилона и Ассирии. Материалом для первых в мире монет послужил сплав двух самых популярных сегодня драгоценных металлов - серебра и золота. А в Средние века «argentum» (лат.) и его соединения будоражили умы алхимиков.
Сегодня этот металл открывает безграничные возможности для фантазии ювелиров, создающих неповторимые украшения.
Серебро в природе
Являясь перед восхищенным взором человека в самородном виде, серебро достигало поистине огромных размеров. Так, германское месторождение Шнеберг (Рудные горы) еще в 1477 году подарило миру серебряный самородок весом в 20 тонн. Пожалуй, за всю историю разработки этого благородного металла перекрыть рекорд удалось лишь канадцам, которые уже в ХХ веке нашли в провинции Онтарио самородок, получивший название «серебряный тротуар». Гигант, имевший 30 м длины и погруженный в землю на 18 м, при переплавке также дал 20 т - но уже чистого серебра.
К сожалению, большая, чем у золота, химическая активность, позволяет человеку сталкиваться с серебром чаще в виде разнообразных соединений. Оно сосредоточено в составе более 50 известных минералов, содержащих селен, серу, теллур или галогены. А 75% известных на сегодняшний день запасов серебра приходятся на долю комплексных серебросодержащих месторождений, где серебро - лишь попутный компонент в составе иных руд.
На сегодняшний день запасы серебра в мире оцениваются в 570 000 тонн. Безусловными лидерами по добыче этого металла является Перу, за которым с небольшим отрывом следуют Мексика, Китай, Чили и Австралия.
Свойства «лунного металла»
Серебро в чистом виде - металл серебристо-белой окраски, обладающий среди всех известных металлов самой высокой тепло- и (при комнатной температуре) электропроводностью. Этот металл относительно тугоплавок (плавится при 962 °C), но невероятно пластичен. Тончайшую проволоку в 2 км длиной можно получить всего из 1 г серебра. Важным критерием серебра является его свойство не окисляться под воздействием кислорода, что и позволяет отнести его к разряду благородных металлов. Однако воздействие йода и сероводорода во влажной среде приводят к потемнению серебряных изделий или образованию на их поверхности «радужной» пленки сульфида.
Серебро великолепно поддается обработке: полировке, резке, скручиванию, вытягиванию и раскатке в тончайшие пластинки. Эти свойства делают его незаменимым для изготовления ювелирных шедевров, но при этом и ограничивают срок годности мягких и нежных изделий из чистого металла. Поэтому в ювелирном деле для достижения прочности серебро используется в виде сплава с добавлением меди.
Стерлинговое серебро
Наиболее надежным, безукоризненно-белым и прочным материалом для изготовления ювелирных изделий является серебро 925 пробы, называемое также стерлинговым. Это чистое серебро с небольшим количеством меди издавна считается идеальным для изготовления посуды и большей части ювелирной продукции. Несмотря на все попытки улучшить характеристики этого сплава при помощи цинка, кремния, германия и даже платины, серебро 925 пробы не сдает лидерских позиций.
Новый век - новый стиль
Неповторимую стильность серебру 925 пробы придают особые методы обработки изделий. Например, блистательную яркость, несвойственную чистому серебру, создает тонкое покрытие из драгоценного белого родия. Родированное серебро не только привлекательно выглядит, но и обладает особой устойчивостью к коррозии и механическим повреждениям. Платиновое сияние родия и его прочность оценили такие законодатели моды, как Gucci, Tiffany и Christian Dior, избрав его для покрытия своих изделий из серебра.
Также особые декоративные и защитные свойства серебряным украшениям 925 пробы придает тонкий слой оксидированного серебра. Пройдя специальную обработку серой, серебро приобретает особое очарование и «состаренный», винтажный шарм. Благодаря специальной полировке, выпуклые части изделия сохраняют естественный серебристый цвет, рельефно выделяясь на фоне более темных вогнутых элементов.
Еще один способ придания серебру оригинальной расцветки - не выходящий из моды старинный секрет чернения серебра. Имея определенное внешнее сходство с оксидированным металлом, черненое серебро представляет собой результат совершенно особого искусства. В процессе обработки изделия покрытие из сернистого окисла серебра, свинца и меди (чернь) сплавляется при высокой температуре с гравированной поверхностью серебра, создавая изысканные узоры.
И особым благородством и изысканностью обладают изделия из так называемого матового серебра, на поверхности которого появляются микрошероховатости благодаря применению особой эмульсии.
Говоря об обработке серебра нельзя не упомянуть о золочении. Золочение (позолота) - гальваническое покрытие серебра слоем золота толщиной от долей до десятков микрон. Такое покрытие обладает большой химической стойкостью, то есть это хорошее средство защиты металла от коррозии. Гальваническое покрытие повышает твёрдость поверхности и улучшает эстетический вид, придавая украшениям благородный и дорогой вид. Также золочение придаёт большую тепло- и электропроводность, что используется в часовом производстве и в тонкой электронике.
Серебро в ювелирной моде
Благодаря своей доступности, серебро сегодня является одним из самых популярных материалов для изготовления украшений. Оно же ценится ювелирами как и металл для изготовления предметов декора, которые создают в доме утонченную аристократическую атмосферу.
Серебряные украшения удивляют своих любителей многообразием декоративных решений и дизайнерских находок. Элегантные и лаконичные классические модели на витринах ювелирных магазинов соседствуют с яркими, объемными украшениями, вдохновленными ведущими модными трендами. Универсальность серебра проявляется и в его «дружбе» с самыми разными вставками. В его обрамлении одинаково хорошо смотрятся как бесцветные фианиты, так и цветные полудрагоценные камни. Серебро раскрывает всю полноту игры света на гранях вставок.
Одна из популярных техник декорирования украшений из этого драгоценного металла - ювелирная эмаль. С ее помощью создаются разнообразные украшения, которые имеют свою индивидуальность - ведь каждое изделие расписывается исключительно вручную опытным мастером. Они несут на себе отпечаток души эмальеров, которые вкладывают в украшения все свое творчество.
Будучи универсальным материалом, серебро подходит мужчинам и женщинам любого возраста и социального статуса. Оно сочетается с золотом, эмалью, любыми полудрагоценными и драгоценными камнями, жемчугом и эмалью, кораллами и слоновой костью. Серебряные украшения подходят к любому случаю и среди многообразия серебряных ювелирных изделий можно подобрать подходящее для самых разных поводов. Кроме того, согласно древним верованиям, серебро успокаивает и исцеляет, поэтому в безумный век скоростей не стоит отказывать себе в небольшой серебряной радости.
Серебро это простой химический элемент 1-ой группы периодической системы с атомным номером 47 и атомной массой равной 107,8682. Серебро относится к группе драгоценных металлов и имеет серебристо - белый цвет. По своим физическим свойствам серебро металл мягкий, ковкий, пластичный и легко прокатывается. В сравнении с другими металлами имеет наивысшую электропроводность, теплопроводность, отражательную способность и имеет слабую химическую активность. При взаимодействии с серой начинает чернеть. Добывается в основном из комплексных полиметаллических руд и в меньшей степени из серебряных руд. Применяется главным образом в ювелирной, электротехнической, электронной, кинопромышленности и фото промышленности. Бактерицидные свойства серебра находят широкое применение в медицине.
По мере развития товарного производства серебро в силу своих естественных свойств выступало в роли всеобщего эквивалента. Серебро, как и золото, было денежным товаром и выполняло функцию денег. С 16 по 19 век в европейских странах существовал серебряный монометаллизм или биметаллизм. С конца 19 века большинство стран перешло от серебряного к золотому монометаллизму, а серебряная валюта сохранялась до 30-х годов 20 века в Иране, Афганистане и Китае.
Серебро как металл был известен еще очень давно. Находить в природе серебро было нелегко, а добыча его всегда была связана с большими опасностями. Изначально серебро было дороже золота. Иметь серебро было очень престижно. Далеко не каждый богатый человек имел серебро. О состоянии короля в Европе часто судили по количеству имеющегося у него серебра. Когда в Испании запасы серебра были истощены, король был обрадован сообщением об открытии новой земли с богатейшими залежами серебряной руды в Перу и Мексике.
Во времена золотой лихорадки в Калифорнии, старатели, часто добывая золото, ругали черную землю. И только случай помог разобраться, что это земля была серебряной рудой.
Серебро это металл, который хорошо распространен в природе. Иногда он встречается в самородном состоянии. В Норвегии был обнаружен самородок серебра, весивший три четверти тонны. Но обычно серебро чаще всего можно встретить в виде серебряной руды, из которой этот металл нужно извлечь.
Серебряная руда представляет собой сульфид серебра или входит в состав других сульфидов, таких как сульфид меди, сульфид свинца и сульфид мышьяка. Любому составу серебряной руды соответствует определенный способ отделения серебра от побочных продуктов.
Самыми передовыми странами по добычи серебра являются Мексика, США и Канада.
Серебро это мягкий металл, поэтому его, как правило, не используют в чистом виде. Для того чтобы придать ему твердые свойства его смешивают с другими металлами и получают различные сплавы. Сплавы серебра применяются для изготовления ювелирных изделий и столовой посуды. Например, серебряный сплав 925-ой пробы состоит из 92,5 % серебра и 7,5 % меди.
925-ая проба серебра является самой распространенной пробой. Серебро этой пробы называется еще стерлинговым серебром. Раньше из серебра этой пробы изготавливались монеты. История происхождения стерлингового серебра очень любопытна и происходила она из семьи Стерлингов, живших когда-то в Северной Германии. Семья стерлингов отличалась большой честностью. Поэтому полагаясь на порядочность этой семьи, король Англии Джон в 1215 году поручил семье изготовить для Англии серебряные монеты. Задание короля было выполнено настолько хорошо, что за фамилией этой семьи четко укрепилось и название стерлингового серебра, которое гарантирует высокую степень надежности.
Чистое серебро, обладая малой химической активностью, не чернеет на воздух. Потемнение серебра может быть вызвано содержанием в атмосферном воздухе серы, особенно если поблизости есть нефтедобывающий промысел. Серебро так же может потемнеть при соприкосновении с продуктами питания содержащими серу.
Серебро, как и золото в сравнение с другими металлами является легко обрабатываемым металлом. Из 30 граммов серебра можно вытянуть проволоку длиной более 50 километров.
Прошедшая неделя оказалась богатой на новости и события на рынках, главным из которых стало эпохальное решение ФРС, которое мы прогнозировали в предыдущих обзорах. Золото будет получать от него поддержку для роста.
В российском правительстве широко обсуждается возможность отмены НДС при покупке драгметаллов частными лицами. Подобный шаг должен помочь создать новый класс активов для частных инвесторов в России.
Центральный банк США на минувшей неделе сделал заявление о том, что процентные ставки в этом году повышаться не будут. В этих условиях курс золота к концу недели остановился на отметке 1313 долларов за одну тройскую унцию.
В ночь со среды на четверг состоялось заседание комитета по открытым рынкам ФРС США. Федеральный Резерв капитулировал перед угрозой падения американского фондового рынка. Это значит, что золото может возобновить рост.
В РФ есть два способа инвестирования в физические драгметаллы: покупка их в виде слитков или монет. О вложении средств в физическое золото в форме монет и о доходности такого способа инвестирования пойдёт речь далее.
Вот уже не первый год в России обсуждается возможность отмены НДС при покупке золотых слитков. Вот и на этот раз Минфин сообщил газете "Известия" о том, что в ближайшее время отмена НДС может всё же состояться.
Немецкая компания Heraeus, которая занимается продажей драгоценных металлов в Европе, опубликовала оптимистичный прогноз для серебра и палладия. Но и золото будет играть важную роль в течение 2019 года.
Компания «Золотой Запас» запустила сервис дистанционных торгов для купли-продажи монет из драгметаллов. Это первый в России веб-сервис, позволяющий участникам рынка торговать монетами между собой за небольшую комиссию.
В гостях у "ЗМД" в Москве (фоторепортаж)
Информационно-аналитический сайт сайт побывал в гостях у компании "Золотой Монетный Дом", офис которой расположен в Москве в здании бизнес-центра "Лефортово". У "ЗМД" имеется большой выбор инвеcтмонет.
В список самых дорогих золотых монет мира попали только те монеты, которые хотя бы один раз были проданы и сменили своего хозяина. Однако самой дорогой монетой в мире является не золотая, а серебряная монета.
Содержание статьи
СЕРЕБРО. Этот красивый металл известен людям с древнейших времен. Изделиям из серебра, найденным в Передней Азии, более 6 тысяч лет. Из сплава золота и серебра (электрума) были изготовлены первые в мире монеты. И в течение нескольких тысячелетий серебро, наряду с золотом и медью, было одним из основных монетных металлов. С цветом серебра связано и его латинское название Argentum, оно происходит от греческого argos – белый, блестящий.
Серебро в природе.
Серебро – редкий элемент; в земной коре его почти в тысячу раз меньше, чем меди – всего лишь около стотысячной доли процента. Известно же оно было так давно, потому что встречается в природе в виде самородков, иногда очень больших. Особенно богаты серебром были расположенные в Центральной Европе Рудные горы, Гарц, горы Богемии и Саксонии. Из серебра, добывавшегося близ города Иоахимсталя (ныне Яхимов в Чехии), были отчеканены миллионы монет. Они вначале так и назывались – «иоахимсталеры»; затем это название укоротилось до «талера» (в России эти монеты называли по первой части слова – «ефимками»). Талеры были в ходу по всей Европе, став самой распространенной большой серебряной монетой в истории. От талера произошло и название доллара. Немецкие серебряные рудники были настолько богаты, что из добывавшегося металла делали огромные вазы, столовые сервизы на сотни персон, на каждый из которых расходовали тонны серебра.
Легенда приписывает открытие серебряных рудников в 968 императору Оттону I Великому (912–973), основателю «Священной Римской империи германской нации». Во время учебы в Германии эту легенду услышал М.В.Ломоносов и изложил ее в одном из своих трудов. Оттон послал своего егеря Раммеля в лес для ловли диких зверей. На опушке леса Раммель спешился, а коня привязал к дереву. Ожидая хозяина, конь разрыл копытами землю и выбил оттуда тяжелые и светлые камни. Когда их показали императору, тот понял, что это богатая серебряная руда и велел учредить на этом месте рудники. А гору назвали Раммельсбергом... По свидетельству немецкого врача и металлурга Георга Агриколы (1494–1555) месторождение продолжало разрабатываться и при его жизни, то есть спустя шесть веков, но почти все серебряные самородки уже были найдены в 14–16 вв. Так, в 1477 в саксонском округе Цвиккау близ города Шнееберга был добыт самородок массой 20 тонн (современные геологи полагают, что он частично включал минерал аргентит). Серебряные рудники продолжали действовать ещё при жизни Ломоносова. Ныне они в значительной степени истощены.
После открытия и завоевания Америки множество самородков серебра было найдено на территории современных Перу, Чили, Мексики, Боливии. Так, в Чили был обнаружен самородок в виде пластины массой 1420 кг. Многие элементы имеют «географические» названия, Аргентина же – единственная страна, названная по уже известному элементу. Последние из самых крупных самородков серебра найдены уже в 20 в. в Канаде (провинция Онтарио). Один из них, названный «серебряный тротуар», имел длину 30 м и уходил вглубь земли на 18 м. Когда из него было выплавлено чистое серебро, его оказалось 20 тонн!
Самородное серебро находят редко; основная часть серебра в природе сосредоточена в минералах, которых известно более 50; в них серебро связано с серой, селеном, теллуром или галогенами. Основной серебряный минерал – аргентит Ag 2 S. Еще больше серебра рассеяно среди различных горных пород, так что основная часть добываемого в мире серебра получается в результате комплексной переработки полиметаллических руд, содержащих свинец, медь и цинк.
Свойства серебра.
Чистое серебро – сравнительно мягкий и пластичный металл: из 1 г серебра можно вытянуть тончайшую проволочку длиной почти 2 км! Серебро – довольно тяжелый металл: по плотности (10,5 г/см 3) оно лишь немного уступает свинцу. По электропроводности же и теплопроводности серебру нет равных (поэтому серебряная ложка в стакане горячего чая быстро нагревается). Плавится серебро при относительно низкой температуре (962° С), что значительно облегчает его обработку. Серебро легко сплавляется со многими металлами; небольшие добавки меди делают его более твердым, годным для изготовления различных изделий.
«Серебро не окисляется на воздухе, – писал Д.И.Менделеев в своем учебнике Основы химии , – а потому причисляется к разряду так называемых благородных металлов. Оно обладает белым цветом, гораздо более чистым, чем для всех других известных металлов, в особенности, когда оно представляет химическую чистоту... Химически чистое серебро столь мягко, что стирается весьма легко...» Но хотя серебро с кислородом непосредственно не реагирует, оно может растворять значительные количества этого газа. Даже твердое серебро при температуре 450° С способно поглотить пятикратный объем кислорода. Значительно больше кислорода (до 20 объемов на 1 объем серебра) растворяется в жидком металле.
Это свойство серебра приводит к красивому (и опасному) явлению – разбрызгиванию серебра, которое известно с древних времен. Если расплавленное серебро поглотило значительные количества кислорода, то затвердевание металла сопровождается высвобождением большого количества газа. Давлением выделяющегося кислорода корка на поверхности застывающего серебра разрывается, часто с большой силой. В результате происходит внезапное взрывное разбрызгивание металла.
При 170° С серебро на воздухе покрывается тонкой пленкой оксида Ag 2 О, а под действием озона образуются высшие оксиды Ag 2 O 2 и Ag 2 O 3 . Но особенно «боится» серебро иода, например, иодной настойки и сероводорода. Во многих домах есть серебряные (или посеребренные) изделия – старые монеты, ложки, вилки, подстаканники, кольца, цепочки, другие украшения. Со временем они часто тускнеют и даже могут почернеть. Причина – действие сероводорода. Его источником могут быть не только тухлые яйца, но и резина, некоторые полимеры. В присутствии влаги серебро легко реагирует с сероводородом с образованием на поверхности тончайшей пленки сульфида: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O; из-за неровностей поверхности и игры света такая пленка иногда кажется радужной. Постепенно пленка утолщается, темнеет, становится коричневой, а потом черной. Сульфид серебра не разрушается при сильном нагреве, не растворяется в кислотах и щелочах. Не очень толстую пленку можно удалить механически, отполировав предмет зубной пастой или порошком с мыльной водой.
Чтобы защитить поверхность серебра от потемнения ее пассивируют – покрывают защитной пленкой. Для этого хорошо очищенное изделие погружают на 20 минут в слегка подкисленный 1%-ный раствор дихромата калия K 2 Cr 2 O 7 при комнатной температуре. Образовавшаяся тонкая пленка Ag 2 Cr 2 O 7 защищает поверхность серебра.
Серебро легко растворяется в азотной и горячей концентрированной серной кислоте: 3Ag + 4HNO 3 = 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O; 2Ag + 2H 2 SO 4 = Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O. Серебро растворяется также в концентрированных иодо- и бромоводородной кислотах, а в присутствии кислорода – и в хлороводородной (соляной) кислоте; реакции способствует образование комплексных галогенидов серебра: 2Ag + 4HI = 2H + H 2
Применение серебра.
Старинное применение серебра – изготовление зеркал (сейчас недорогие зеркала покрывают алюминием). Из серебра делают электроды для мощных цинк-серебряных аккумуляторов. Так, в аккумуляторах затонувшей американской подводной лодки «Трешер» было три тонны серебра. Высокую теплопроводность и химическую инертность серебра используют в электротехнике: из серебра и его сплавов делают электрические контакты, серебром покрывают провода в ответственных приборах. Из серебряно-палладиевого сплава (75% Ag) делают зубные протезы.
Огромные количества серебра раньше шли на изготовление монет. Сейчас из серебра делают в основном юбилейные и памятные монеты. Самая тяжелая современная серебряная монета, выпущенная в России в 1999, весит 3000 граммов, имеет тираж 150 штук. Посвящена она 275-летию Санкт-петербургского монетного двора. При высоком содержании серебра монеты и другие изделия весьма устойчивы на воздухе. Низкопробное серебро часто зеленеет. Зеленый налет содержит основной карбонат меди (CuOH) 2 CO 3 . Он образуется под действием углекислого газа, паров воды и кислорода.
Много серебра расходуется для изготовления ювелирных изделий и столовых приборов. На таких изделиях, как правило, ставят пробу, указывающую массу чистого серебра в граммах в 1000 г сплава (современная проба), либо число золотнитков в одном фунте сплава (дореволюционная проба). В 1 фунте содержится 96 золотников, поэтому, например, старой пробе 84 соответствует современная (84/96)1000 = 875. Так, с 1886 проба монет достоинством 1 рубль, 50 и 25 копеек была 86 2/5 (современная 900), а проба 20-, 15-, 10- и 5-копеечных монет (они чеканились с 1867 года) была 48 (500). Советские рубли и полтинники имели пробу 900, а более мелкие – 500. Современные серебряные изделия могут иметь пробу 960, 925 (так называемое «стерлинговое» серебро), 916, 875, 800 и 750.
Чтобы узнать содержание серебра в сплаве (его пробу), а также отличить серебряные изделия от сплавов, похожих на серебро, используют разные способы. Самый простой – реакция с так называемой пробирной кислотой для серебра, которая представляет собой раствор 3 мл концентрированной серной кислоты и 3 г дихромата калия в 32 мл воды. Каплю раствора наносят на поверхность изделия в незаметном месте. Под действием серной кислоты в присутствии сильного окислителя медь и серебро переходят в сульфаты CuSO 4 и Ag 2 SO4, далее сульфат серебра быстро превращается в нерастворимый рыхлый осадок дихромата серебра Ag 2 Cr 2 O 7 красного цвета. Он особенно хорошо заметен на поверхности, если каплю осторожно смыть водой. Красный осадок легко удалить механически; при этом на поверхности останется чуть заметное светлое пятнышко.
Этот метод не дает положительного результата, если в сплаве меньше 25% серебра (т.е. проба меньше 250). Такие бедные серебром сплавы встречаются довольно редко. В этом случае серебро можно обнаружить, если капнуть на поверхность азотной кислотой, а затем на то же место – раствором поваренной соли. В присутствии серебра в сплаве появится молочное помутнение: кислота растворяет небольшое количество металла, а хлорид-ионы дают с ионами серебра белый осадок нерастворимого хлорида AgCl.
Для более точного определения пробы ювелиры используют пробирный камень – черный камень с отшлифованной матовой поверхностью. Изделием проводят по камню, а оставшийся штрих сравнивают с цветом штрихов от эталонных сплавов известной пробы.
Многие декоративные серебряные изделия покрыты красивой чернью. Для чернения используют так называемую серную печень, содержащую полисульфид калия (в основном K 2 S 4). Под действие этого реагента на поверхности серебра образуется черная пленка сульфида Ag 2 S.
Соединения серебра часто неустойчивы к нагреванию и действию света. Открытие светочувствительности солей серебра привело к появлению фотографии и быстрому увеличению спроса на серебро. Еще в середине 20 во всем мире ежегодно добывалось около 10 000 тонн серебра, а расходовалось значительно больше (дефицит покрывался за счет старых запасов). Причем почти половина всего серебра шла на изготовление кино- и фотоматериалов. Так, обычная черно-белая фотопленка содержит (до проявления) до 5 г/м 2 серебра. Вытеснение черно-белых фотографий и кинофильмов цветными позволило значительно снизить потребление серебра.
Серебро применяется и в химической промышленности для изготовления катализаторов некоторых процессов, а в пищевой промышленности из серебра делают некорродирующие аппараты. Интересное, хотя и ограниченное применение находит иодид серебра; его используют для местного управления погодой путем распыления с самолетов. В присутствии даже ничтожных количеств AgI в облаках образуются крупные водяные капли, которые и выпадают в виде дождя. «Работать» могут уже мельчайшие частицы иодида серебра размером всего 0,01 мкм. Теоретически из кубического кристалла AgI размером всего 1 см можно получить 10 21 таких мельчайших частиц. Как подсчитали американские метеорологи, всего 50 кг иодида серебра вещества достаточно для «затравки» всей атмосферы над поверхностью США (а это 9 млн. квадратных километров!). Поэтому, несмотря на сравнительно высокую стоимость солей серебра, применение AgI с целью вызвать искусственный дождь оказывается практически выгодным.
Иногда требуется выполнить прямо противоположное задание: «разогнать» тучи, не дать пролиться дождю при проведении какого-либо важного мероприятия (например, Олимпийских игр). В этом случае иодид серебра нужно распылять в облаках заблаговременно, за десятки километров от места проведения торжества. Тогда дождь прольется на леса и поля, а в городе будет солнечная сухая погода.
Биохимия серебра.
Серебро не относится к биоэлементам; в живом веществе его содержание в 6 раз меньше, чем в земной коре. Однако присутствие ионов Ag + не безразлично для многих биохимических процессов.Хорошо известно бактерицидное действие малых концентраций серебра на питьевую воду. При содержании 0,05 мг/л ионы серебра обеспечивают высокую антимикробную активность, причем такую воду можно пить без вреда для здоровья. Вкус ее при этом не изменяется. (Для сравнения: для питья космонавтов допускается концентрация Ag + до 0,1 – 0,2 мг/л.). При содержании 0,1 мг/л вода консервируется на целый год, тогда как кипячение воды переводит ионы серебра в физиологически неактивную форму. Препараты серебра все шире используют для стерилизации питьевой воды (некоторые бытовые фильтры содержат «посеребренный» активированный уголь, выделяющий в воду очень малые дозы серебра). Для дезинфекции воды в бассейнах было предложено насыщать ее бромидом серебра. Насыщенный раствор AgBr содержит 7,3·10 –7 моль/л ионов серебра или около 0,08 мг/л, что безвредно для здоровья человека, но губительно для микроорганизмов и водорослей.
Бактерицидное действие ничтожных концентраций ионов серебра объясняется тем, что они вмешиваются в жизнедеятельность микробов, мешая работе биологических катализаторов – ферментов. Соединяясь с аминокислотой цистеином, входящей в состав фермента, ионы серебра препятствуют его нормальной работе. Аналогично действуют и ионы некоторых других тяжелых металлов, например, меди или ртути, но они намного токсичнее серебра. А главное – хлориды меди и ртути прекрасно растворяются в воде и потому представляют большую опасность для человека; любая же хорошо растворимая соль серебра в желудке человека под действием соляной кислоты быстро превращается в хлорид серебра, 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 составляет исключения и серебро. Так, введение значительных концентраций ионов серебра вызывает у животных снижение иммунитета, изменения в сосудистой и нервной тканях головного и спинного мозга, а при увеличении дозы – повреждения печени, почек, щитовидной железы. Описаны случаи отравления человека препаратами серебра с тяжелыми нарушениями психики. К счастью, в теле человека через 1–2 недели остается всего 0,02–0,1% введенного серебра, остальное выводится из организма.
При многолетней работе с серебром и его солями, когда они поступают в организм длительно, но малыми дозами, может развиться необычное заболевание – аргирия. Поступающее в организм серебро способно медленно отлагаться в виде металла в соединительной ткани и стенках капилляров разных органов, в том числе в почках, костном мозге, селезенке. Накапливаясь в коже и слизистых оболочках, серебро придает им серо-зеленую или голубоватую окраску, особенно сильную на открытых участках тела, подвергающихся действию света. Изредка окраска может быть настолько интенсивной, что кожа напоминает кожу негров.
Развивается аргирия очень медленно, первые ее признаки появляются через 2–4 года непрерывной работы с серебром, а сильное потемнение кожи наблюдается лишь спустя десятки лет. Раньше всего темнеют губы, виски и конъюнктива глаз, затем веки. Сильно могут быть окрашены слизистые оболочки рта и десны, а также лунки ногтей. Иногда аргирия проявляется в виде мелких сине-черных пятен. Раз появившись, аргирия не исчезает, и вернуть коже ее прежний цвет не удается. Если не считать чисто косметических неудобств, больной аргирией может не испытывать никаких болезненных ощущений или расстройств самочувствия (если не поражены роговица и хрусталик глаза); в этом отношении аргирию можно назвать болезнью лишь условно. Есть у этой болезни и своя «ложка меда» – при аргирии не бывает инфекционных заболеваний: человек настолько «пропитан» серебром, что оно убивает все болезнетворные бактерии, попадающие в организм.
Илья Леенсон
Серебро в медицине.
О том, что серебро металл ценный, знают все. Но не всем известно, что этот металл может и исцелять. Если хранить воду в серебряных сосудах или просто в контакте с серебряными изделиями, то мельчайшие частички серебра – ионы Ag + – переходят в раствор и убивают микроорганизмы и бактерии. Такая вода долго не портится и не «зацветает».
Об этом свойстве серебра знали очень давно. Персидский царь Кир II Великий (558–529 до н.э.) пользовался серебряными сосудами для хранения питьевой воды во время своих военных походов. Знатные римские легионеры носили нагрудники и налокотники из серебряных пластинок: при ранении прикосновение такой пластинки предохраняло от инфекции.
Тогда-то и было обнаружено, что прикосновение к кристаллам полученной серебряной соли не проходит бесследно: на коже остаются черные пятна, а при длительном контакте – глубокие ожоги. Нитрат серебра – бесцветный (белый) порошок, хорошо растворимый в воде, на свету он чернеет с выделением металлического серебра.
Медицинский ляпис, строго говоря, не чистый нитрат серебра, а его сплав с нитратом калия , иногда отлитый в виде палочек – ляписного карандаша. Ляпис оказывает прижигающее действие и применяется с давних пор. Однако пользоваться им надо чрезвычайно аккуратно: нитрат серебра может вызвать отравления и сильные ожоги. Хранить ляпис следует в местах, недоступных детям!
Лечебное действие нитрата серебра заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов; в небольших концентрациях он действует как противовоспалительное и вяжущее средство, более концентрированные растворы, как и кристаллы AgNO 3 , прижигают живые ткани. Это связано с образованием альбуминатов (белковых соединений) серебра при соприкосновении с кожей. Раньше ляпис применяли для удаления мозолей и бородавок, прижигания угрей. Да и теперь, если нет возможности прибегнуть к криотерапии (прижиганию сухим льдом или жидким азотом), чтобы безболезненно избавиться от ненужных наростов, пользуются ляписом.
Людмила Аликберова