|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Серебро: характеристика и применение. О серебре рефератРеферат - Серебро: характеристика и применениеГеологический факультет Кафедра общей геологии и геодинамики Реферат по теме Серебро: характеристика и применение Новочеркасск 2011 Оглавление Введение 1. Производство серебра 2. Серебро в ювелирном деле 3. Серебро в науке и технике 4. Серебро в монетном производстве Заключение Литература серебро металл ювелирный производство Введение Первыми металлами, найденными и используемыми человеком, были золото, медь, серебро. В древности эти металлы были более распространёнными и легче обнаруживались. Золото в природе в большинстве случаев находится в металлической форме и легко распознаётся по цвету и массе. Естественно предположить, что золото – первый металл, который узнали люди. Серебро труднее обнаружить, так как в отличие от золота оно редко встречается в самородном виде. Чаще всего оно присутствует в рудах в виде минералов, представляющих собой химические соединения (сульфиды). Если жёлтый цвет золота у древних людей ассоциировался с солнцем, то блестящий белый цвет серебра они связывали с луной. Это отражается в названии lunarcaustic(ляпис) – нитрат серебра, который используется в медицине как прижигающее средство. Появившееся позднее латинское название argentumsпроисходит от латинского корня, означающего белый и блестящий. Красивый внешний вид серебра, высокая коррозионная стойкость, делающая возможным длительное хранение в земле, должны были привлекать людей. С самой глубокой древности в Южной Европе, а также на Ближнем и Среднем Востоке серебряная утварь передавалась по наследству, а серебро в больших количествах в виде кусков металла и слитков служило торговым эквивалентом. 1. Производство серебра Из благородных металлов серебро наиболее широко распространено в природе. Содержание его в земной коре в 20 раз превышает содержание золота и приблизительно равно содержанию металлов платиновой группы. Существенна концентрация серебра в морской воде (3-10 мг/т), однако добыча его из морей и океанов известными методами в настоящее время нецелесообразна. Серебро в отличие от золота редко встречается в самородном виде. Основными минералами серебра, имеющими экономическое значение, являются: аргентит Ag2S; кераргирит AgCl; пираргирит Ag3SbS3; прустит Ag3AsS3; стефанит Ag5SbS4; бромирит AgBr; иодирит AgI. Серебро в небольших количествах содержится в золотых, медных, свинцовых и цинковых рудах, на которые в настоящее время приходится примерно 2/3 мировой добычи первичного серебра. Самые ранние разработки крупных месторождений велись в Каппадосии, в Восточной части Малой Азии, по-видимому, в четвёртом тысячелетии до н.э. Имеются свидетельства о высокоразвитой цивилизации в этом районе в третьем тысячелетии до н. э., где на высоком уровне находилось ювелирное дело и обработка металлов. К 2000 г. до н.э. или несколько позже серебро экспортировалось в Ассирию и существовала постоянная колония месопотамских купцов, задачей которых было развитие этой торговли. Всё это даёт основание заключить, что к четвёртому тысячелетию до н.э. добыча серебра в этих районах с помощью лесных пожаров отошла в прошлое и уступила место серьёзным горнодобывающим операциям сначала в открытых месторождениях, а затем и в шахтах. Со временем горное дело распространилось на восток. Около 500 г. до н.э. началась разработка серебряно-свинцовых руд в Греции на знаменитых Лаурионских рудниках. Процесс обработки руды состоял в следующем: руду измельчали с водой, смешивали с поваренной солью, добавляли обожжённые медные и железные сульфиды, а также некоторое количество ртути. Полученную таким образом массу несколько дней утаптывали мулы на замощённом дворе. В результате серебро восстанавливалось и амальгамировалось. Амальгаму затем собирали и выпаривали, а слитки купелировали (окислительная плавка, при которой окислы неблагородных металлов всасываются пористым подом печи, а металлическое серебро остаётся на поду печи). С ростом количества добываемого серебра совершенствовалась технология его добычи и очистки. В 1752 г. академик У.Х.Сальхов предложил разделять золото и серебро азотной кислотой. Далее были открыто, что золото и серебро хорошо растворяются в слабых водных растворах щелочных цианидов. Доказано ускоряющее действие воздуха на растворение золота и серебра и возможность их осаждения неблагородными металлами. В 1802 г. француз д, Арсе изобрёл аффинаж серебра серной кислотой. В этом процессе неочищенное серебро растворяют в кипящем медном купоросе, золото осаждается на дне, а серебро восстанавливается до металла медью или железом. Этот процесс был весьма распространён в 19 веке, а затем был вытеснен электролизом. Электролизом в ванне с разбавленным раствором нитрата серебра из неочищенного серебряного анода получили кристаллическое серебро чистотой 99,9%. Дальнейшее развитие металлургии серебра связано с открытием двух новых процессов выплавки свинцовых руд. Первый основан на избирательной кристаллизации серебряного сплава, содержащего свинец. Второй, основан на ограниченной растворимости цинка в свинце и способности цинка давать с серебром химические соединения, которые всплывают вместе с избытком цинка на поверхность ванны в виде пены. То есть если расплав охладить до температуры начала кристаллизации, то в первую очередь начнут выделяться кристаллы чистого серебра, свинец же концентрируется в более легкоплавкой, не успевшей затвердеть части сплава. Разделяя эти части, можно получить слиток с большим содержанием серебра. Далее идёт окислительное плавление полученного слитка. Во время этого процесса свинец и другие неблагородные металлы окисляются кислородом, подаваемым в печь, и удаляются в виде расплавленной окиси. При этом содержание серебра в слитке возрастает до 90%. Для получения чистого серебра подобный слиток идёт на аффинаж. 2. Серебро в ювелирном деле Серебро – мягкий и пластичный металл, легко поддающийся обработке, но оно не обладает достаточной твёрдостью. Поэтому в ювелирном деле применяются сплавы серебра с медью, хорошо сочетающие прочность и пластичность, способность изменять структуру в результате термообработки и имеющие красивый внешний вид. Изделия самых простых форм получают плавкой и отливкой в литейные формы. Литьё по выплавляемым моделям было известно ещё в Киевской Руси. Из льняных или шерстяных шнурков, пропитанных воском, выплетали модель. Её обливали жидким раствором глины и после отвердевания формы воск вытапливали, а шнурки выжигали. В зачищенную глиняную форму заливали металл. Более сложные ювелирные изделия стали производить штамповкой, дополняя их чернением. Чернение применяется исключительно при работе с серебром. При этом вырезанный рисунок заполняют порошком из сплава серебра, меди, свинца, перемешанного с серой. Этот порошок затем расплавляют и после остывания полируют. В результате выступают тончайшие темно-серые линии рисунка. Искусство чернения известно с времён Древнего Рима. Близкий к этому эффект даёт избирательное потемнение поверхности серебра при осторожном нанесении сульфидного реактива. Серебряные изделия иногда украшают эмалью. Эмалирование получило широкое распространение в Древней Греции и Риме, где его в основном использовали для украшения золотых и медных изделий. В европейских музеях можно встретить образцы античных изделий из серебра, покрытых эмалью. Их уникальность объясняется плохим сцеплением эмали с поверхностью серебра и её низкой стойкостью. С того момента, как научились получать крупные слитки, серебро стали применять в производстве изделий для приготовления, хранения, сервировки и потребления пищи и напитков. Уже в эпоху Древнего Рима серебряная утварь была распространена в высшем обществе. Церковь также начала использовать этот металл для украшения монастырей и храмов, а серебряные сосуды начали применять при причастии и других церковных обрядах. С появлением гильдий и подобных им союзов серебро стали использовать для изготовления знаков отличия, таких как булава. Появилось огромное количество новых предметов: ложка, вошедшая в обиход в Западной Европе в 8 веке, солонки, кубки и чаши. Веком позже появилась тарелка, сначала в качестве специальной посуды, на которой подавали фрукты. В начале 16 века в Италии получили распространение вилки. К концу 16 века появились высокие пивные кружки с крышкой, чаши и ковши для пунша, канделябры, щипцы для снятия нагара, ножницы для резки фруктов, бирки для вина, судки, наборы для приправ, чайные и кофейные сервизы, чаши для споласкивания пальцев после десерта, ведёрки для охлаждения вина и многое другое. Долгое время серебряные сервизы оставались привилегией богатых и только с середины 19 века, с развитием гальваностегии столовое серебро стало доступно более широким массам населения. Серебряное покрытие, нанесённое на очищенную основу из недрагоценного металла, значительно снизило стоимость столовой посуды. 3. Серебро в науке и технике Гигиеничность серебра и его стойкость к кислотам, содержащимся в пище, привели медиков к выводу, что серебро можно вводить в человеческое тело и оставлять его там без каких-либо болезненных последствий. В течение многих веков хирурги использовали тонкие серебряные пластинки после трепанации черепа, серебряные проволочки для предотвращения смещения переломленных костей и дренажные трубки. Амальгаму серебра применяли в зубоврачебной практике для пломбирования зубов. Одним из первых предметов, появившимся на туалетном столике, было конечно зеркало. Первоначально в этом качестве выступала просто полированная пластина или диск из серебра. Однако в 14 веке в Венеции появилось более совершенное зеркало, получаемое наложением амальгамы олова на стекло. Весь мир пользовался изделиями, изготовленными подобным способом. Но в 1855 году французский учёный Птижан открыл способ получения долговечной плёнки металлического серебра на стекле восстановлением из раствора нитрата серебра с помощью винной кислоты и её солей. Тогда же были разработаны методы нанесения серебра на поверхность неметаллических веществ: испарение в вакууме и разбрызгивание под действием электрической дуги. Несмотря на ценные свойства серебра, обеспечивающие ему широкое промышленное применение, спрос на серебро в конце 19 века значительно отставал от предложения. Медь вполне удовлетворяла требованиям зарождающейся электротехнической промышленности, практически не использовалась пайка, в зачаточном состоянии находилась фотография. В 20 веке потребление серебра также долгое время отставало от производства. В 30-х годах расход на промышленные нужды составил только ¼ мирового производства. Но накануне второй мировой войны были, разработаны новые технические средства, появились новые отрасли техники и виды оружия. Так, развитие ракетной техники, подводного флота, торпед, управляемых снарядов потребовало использование новых малогабаритных источников тока, обладающих высокими разрядными характеристиками. Было освоено промышленное производство серебряно-цинковых аккумуляторов, а позднее серебряно-кадмиевых, а также первичных источников тока. В США на период второй мировой войны ввиду дефицита меди медные токопроводящие шины на электролитных заводах были заменены серебряными. Большое количество серебра идёт на изготовление припоев для пайки различных металлов и сплавов. Серебряные припои образуют прочные и пластичные спаи, стойкие к ударам и вибрациям. Соединения, паянные этими припоями, не теряют прочности при низких температурах; соединения, паянные специальными жаропрочными припоями, могут работать до 500оС… Высокая стойкость к окислению обеспечила серебряным припоям широкое применение в авиационной и космической промышленности, а хорошая электропроводность – в электротехнике. Каталитические свойства серебра нашли применение в химии при получении ряда веществ, а его химические свойства обусловили использование этого металла при производстве сосудов для хранения агрессивных жидкостей. 4. Серебро в монетном производстве До недавнего времени серебро занимало видное место в монетных системах большинства стран. Имеются свидетельства того, что в древнем Египте главными орудиями денежного оборота были медь и золото, а в Аравии серебро было дороже золота в десять раз. С развитием техники серебро стало добываться в больших количествах, чем золото. Поэтому серебро прочно заняло место в торговле в качестве эквивалента обмена, так как развивающийся товарооборот требовал большего количества металла. Впрочем, судьба этих металлов в разных местах весьма различалась. В Ассирии и Вавилоне серебро в виде слитков и колец, принимаемых по массе, было самым распространённым средством товарооборота. В Древней Греции начали чеканить деньги из золота, но вскоре перешли на расчёты серебром. При царе Дарии в Персидском государстве господствовало золото, но уже при Александре Македонском опять начинает преобладать серебро. Сначала в торговле в качестве эквивалента обмена применяли слитки или куски металла неправильной формы, затем для удобства счёта стали использовать плоские куски. На территории Киевской Руси с давних времён имел хождение римский динарий, затем завезённые с Востока дирхемы и драхмы. В 11 веке на смену им пришли западноевропейские монеты. В России не было собственной сырьевой базы, и выпуск собственных монет основывался на перечеканке иностранной монеты. Это обстоятельство отразилось на технологии монетного производства: вместо общепринятой расковки в лист и вырубки кружков, в России монеты делали из тянутой проволоки. Проволоку резали на мерные столбики строго определённой массы, их расплющивали. В результате получались кружки неправильной формы, однако эта технология позволяла избегать большого количества отходов, неизбежных при вырубке кружков из листа. Эти кружки были пущены в обращение под названием рубль. В 18 веке наряду с серебряной полноправное место в обращении заняли медные и золотые монеты. Золото, благодаря большому количеству, поступившему из Америки, приобретает относительно более широкое распространение, но достигает господства только в денежной системе Англии. Во всех остальных странах держится биметаллическая система. Беспримерное возрастание производства серебра в конце 19 века привело к его обесцениванию. В результате европейские страны одна за другой перешли к золотому стандарту. С отменой серебряного стандарта цена на серебро стала стремительно падать. Падение цен на мировом рынке была ненадолго прервано первой мировой войной, но общее снижение цен продолжалось до мирового кризиса 1929-1932 годов, когда цена на серебро была самая низкая (0,78 цента за 1 грамм). В 30-х годах США был принят ряд законопроектов, стабилизирующих цену на серебро и направленных на защиту интересов промышленников, добывающих серебро. Фактически США вновь вернулись к биметаллическому стандарту. Казначейство скупало местное серебро по ценам, далеко превышающим рыночную стоимость. Однако правительству США не удалось поддержать высокую цену на серебро из-за того, что на рынок неожиданно выбрасывались огромные количества серебра из Индии и Китая. После второй мировой войны в результате значительного роста потребления в различных отраслях промышленности и сокращения добычи потребители столкнулись с нехваткой серебра. Рост цен на серебро на мировом рынке привёл к изъятию из обращения серебряных монет и замене их биметаллическими или никелевыми монетами. В последующие годы серебро в производстве монет в мировой практике стало расходоваться только на чеканку юбилейных и памятных монет, продажа которых приносит значительный доход государствам. Заключение Каковы же перспективы дальнейшего использования серебра? Исторически производство серебра всегда значительно опережало потребление. Но в настоящее время расход серебра значительно превышает его производство и разрыв этот с каждым годом возрастает. Серебро потеряло своё значение в производстве монет, но электротехническая и электронная промышленность заинтересована в более широком использовании серебра. Высокие цены будут стимулировать разведку и разработку новых месторождений серебра, а также увеличение производства серебра как побочного продукта при выплавке меди, свинца и цинка. Однако совершенно очевидно, что спрос на серебро не будет удовлетворён первичной продукцией и возрастает роль вторичного сырья. Высокие цены будут стимулировать более полное извлечение серебра из промышленных отходов. Литература 1. Спасский И.Г. Русская монетная система. Л., «Аврора»,1970. 2. Перлин И.Л. Благородные металлы и их заменители. Свердловск. 1971. 3. Уткин П.И. Русские ювелирные украшения. М., «Легкая индустрия»,1970. www.ronl.ru Полезные ископаемые: СереброСеребро – давно разведанный человеком металл благодаря тому, что он бывает в природе в состоянии самородка и значит - его не нужно подвергать выплавке. Серебро- пластичный, ковкий, бело-серебристый металл, режется ножом. Температура расплавления 962оС, плотность его 10,5 грамм/см2, твердость по Бринеллю 25. Показатель коэффициента светового отражения имеет стопроцентный. Характеристики и виды
Особенность серебра – этот красивый металл теряет спустя некоторое время свою яркость и блеск из-за сероводородного влияния, а это вещество содержится в воздушной массе. Высокие электро- и тепло- проводимости также являются особенностями серебра. Он легче меди и тяжелее золота. Серебро устойчиво к действию щелочей, органических и минеральных кислот. Металл относят к разряду благородных, а некоторые люди считают, что он имеет даже мистическую силу (ассоциации с луной, чистотой, светом, также говорят, что серебра боится всякая нечисть). Этому металлу присвоен номер 47 в таблице Менделеева (периодическая таблица химических элементов). Кристаллическая решетка серебра - гранецентрированная, кубическая. Условное химическое обозначение металла - Ag.
Существует около 50 известных человеку серебросодержащих природных минералов, но для промышленности важность имеют всего около 15-20 подвидов: самородное серебро, электрумы (золото и серебро), аргентиты (серебро и сера), кюстелиты (серебро и золото), пруститы (серебро и мышьяк-сера), бромаргериты (серебро и бром), стефаниты (серебро и сурьма-сера), дискразиты (серебро и сурьма), фрейбергиты (медь-сера и серебро), полибазиты (серебро и медь-сурьма-сера), аргентоярозиты (серебро и железо-сера), кераргириты (серебро и хлор), пираргириты (серебро и сурьма-сера), агвилариты (серебро и селен-сера) и т.д. Месторождение и добыча серебра
Серебряные месторождения бывают двух разных видов: серебряные и комплексные, содержащие серебро. Историкам известно, что в Сирии первой имелся собственный источник добычи серебра (в диапазоне 5 тысяч – 3,4 тысячи гг. до н.е.). В России выплавили впервые же этот металл в 1687 году, а в 1701 году построено российский сереброплавильный завод в Забайкалье. Среди стран, которые славятся наличием серебряных месторождений, можно отметить такие, как: Германию, Перу, Чехию, Испанию, Китай, Канаду, США, Мексику, Австралию, Россию, Польшу, Казахстан, Швецию, Норвегию, Венгрию, Австрию, Румынию, Словакию, Армению, Кипр, Сардинию. Лидер по серебряной добыче – Перу (3,6 тысяч тонн). Мировые запасы данного металла становят 570 тысяч тонн. Рекордсмен-самородок серебра по величине называется «Серебряный тротуар» и его нашли в интересном виде (поэтому и название такое) – тридцатиметровая пластина двацатитонного веса. Нашли такое чудо в Канаде (в Коболтском месторождении). Серебро содержится в земляном шаре, море, живых организмах, метеоритах. Применение серебра
Серебро действительно пользуется симпатией человеческих масс и поэтому оно используется в разных отраслях их жизни. Этот металл используют в чистом виде, в структуре сплавов, в разнообразных соединениях химических элементов. Металл с высокой долей серебра очень часто используют в ювелирном производстве, а со средней долей – в широчайшего спектра технике (диапазон начинается сильноточными выключателями и заканчивается жидкостными ракетными двигателями). Серебро – красивое, благородное, яркое, поэтому оно идет на чеканку наград, монет, ювелирных товаров. Благодаря хорошей электропроводности – его применяют в электротехническом, электронном и СВЧ производстве. Йодистое серебро применяют для климатической корректировки (для уничтожения туч). Благодаря светочувствительности этот металл применяют в фото- и киноиндустрии. Серебро ускоряет в реакции окисления, также может быть использовано в роли дезинфицирующего вещества. Имея высокую отражающую способность – серебро покрывает зеркала. Кроме этого, этот благородный металл еще и зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е174. Серебро – тяжелый металл, поэтому его используют с большой осторожностью в медицине (коллоидное серебро). xn----8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai Реферат по химии на тему «Серебро»План
Историческая справка О давнем знакомстве человека с серебром свидетельствует само название. Русское “серебро”, немецкое “зильбер”, английское “сильвер” восходят к древнеиндийскому слову “сарпа”, которым обозначали Луну и по аналогии с Луной серп – древнейшее орудие земледельца. Латинское название серебра “аргентум”, так же как древнегреческое “аргитос”, шумерское “ку-баббар”, древнеегипетское “хад”, означает “белое”. В виде самородков серебро встречается гораздо реже. Это, а также менее заметный цвет (самородки серебра обычно покрыты черным налетом сульфида) обусловило более позднее открытие его человеком. А отсюда поначалу большую редкость и большую ценность серебра. Но потом произошло второе открытие серебра… Проводя очистку золота расплавленным свинцом, в некоторых случаях вместо более яркого, чем природное золото, получали металл более тусклый. Но зато его было больше, чем исходного металла, который хотели очистить. Это бледное золото вошло в обиход с третьего тысячелетия до новой эры. Греки называли его электроном, римляне – электрумом, а египтяне – асем. Эти сплавы золота с серебром долгое время считали особым металлом. В древнем Египте, куда серебро привозили из Сирии, оно служило для изготовления украшений и чеканки монет. В Европу этот металл попал позже (приблизительно за 1000 лет до н. э.) и применялся для тех же целей. Светлый блеск серебра несколько напоминает свет Луны – серебро в алхимический период развития химии часто связывали с Луной и обозначали знаком Луны. Предполагалось, что серебро представляет собой продукт превращения металлов на пути их “трансмутации” в золото. Природное состояние и получение Финикяне открыли месторождения серебряных руд в Испании, Армении, на Кипре и в Сардинии. Серебро в рудах находилось в соединении с мышьяком, серой, хлором, а также и в виде самородного серебра. Самородный металл, конечно, стал известен раньше, чем научились извлекать его из соединений. Самородное серебро иногда встречается в виде очень больших масс; самый крупный самородок серебра весил 13,5 т. Самородное серебро образует минералы костелит, конгсебирит, анимикит. В виде соединений серебро находиться в минералах: аргентине (сульфид серебра Ag2S), прустите (Ag3AsS3), кераргите (AgCl), бромаргерите (AgBr) и др. Основная масса серебра получается при переработке свинцово-цинковых, золотых и медных руд в качестве побочного продукта. В зависимости от того, что из себя представляет исходный продукт - соответствующий минерал – серебряную руду или свинцовый и медный концентрат, пользуются различными приемами. Если сырьем является серебряная руда (самородное серебро или хлориды серебра), то применяют метод цианирования, основанный на склонности серебра образовывать сложные комплексные соединения с цианидами – солями цианисто-водородной кислоты HCN. К иону серебра легко присоединяются два отрицательно заряженных иона CNЇ, и получается комплексный ион [Ag(CN)2] Ї, несущий один избыточный отрицательный заряд. Поэтому при взаимодействии, например, хлорида серебра с цианидом натрия происходит реакция: AgCl + 2NaCN = [Ag(CN)2] Ї + 2Na+ + Cl- Аналогичная реакция протекает и при взаимодействии цианида натрия с сульфидом серебра Ag2S. В рудах, содержащих самородное серебро, имеются примеси как пустой породы, так и других минералов, от которых серебро желательно отделить. Метод цианирования применим и в этом случае. На минерал действуют цианидом и кислородом воздуха. Соединенные усилия этих двух факторов приносят успех – серебро растворяется в цианиде, образуя тоже комплекс. Дело в том, что само по себе серебро с кислородом практически не реагирует. Оно лишь медленно покрывается тонкой устойчивой пленкой оксида темного цвета (цвет “старого” серебра). Если же в водной среде присутствует цианид, то оксид немедленно растворяется. Образуется комплексный ион, отличающийся тем, что исключительно плохо диссоциирует; в растворе практически не остается ионов серебра, и процесс растворения продолжается. Реакция выражается следующим общим (балансовым) уравнением: 4Ag + 8NaCN + O2 + 2h3O = + 4NaOH Выделение серебра из раствора комплексной соли производят, действием на раствор цинком или алюминием. Эти металлы, будучи погружены в водные растворы цианидов, приобретают отрицательный заряд: их ионы покидают металл, а электроны, оставаясь на металле, заряжают его отрицательно. Потенцил пластинок цинка или алюминия настолько велик, что ионы Ag+ разряжаются на поверхности Zn или Al и серебро выделяется в чистом виде: Zn = Zn2+ + 2? Zn++[Ag(CN)2]-=Zn(CN)2 + Ag+ Ag+ + ? = Ag После этой операции осадок серебра сплавляют и, если надо, подвергают дополнительной очистке электрохимическими методами. В тех случаях, когда сырьем являются свинцовый и медный концентраты, применяют пирометаллургический метод. Производство серебра этим методом выгодно, потому что дорогостоящий металл является примесью к свинцу и меди и выделению его, конечно, удешевляют производство, в значительной мере окупает затраты по добыче менее дорогих металлов. Из меди примесь серебра выделяется в процессе электрохимической очистки. Аноды из “сырой” меди погружаютя в электролитические ванны и проводят электролиз. Медь растворяется на аноде и оседает на тонком медном катоде, а серебро оседает на дно ванны, образуя так назывемый “шлам”, из которого его и выделяют. Сырой свинец (“верблей”) для извлечения из него примесей серебра обрабатывают цинком. Окончательный продукт требует еще дополнительной очистки электрохимическим методом, аналогично применяемый при получении меди, после этого перед нами будет действительно чистое серебро. Характеристика элемента Атом серебра имеет один электрон на уровне 5 s, а ниже лежит уровень 4 d10 - в нем 10 электронов. Этот уровень, как и в атоме меди, имеет максимальное число электронов, электроны в нем прочно связаны и поэтому серебро в своих соединениях почти всегда выступает как однозарядный положительный ион Почти всегда одновалентно). Лишь в очень редких случаях оно проявляет себя как двух- или трех- зарядный катион. В этих соединениях атому серебра приходится отдавать электроны не только из внешней оболочки, но и из следующей оболочки, так что в ней остается уже не десять, а девять, или восемь электронов. Так, в соединениях AgCl, AgF, Ag2O, [Ag(CN)2] серебро одновалентно – его ион несет один положительный заряд, а вот в комплексном соединении серебра с ионами фтора [AgF4]- ион серебра несет тройной положительный заряд. Однако устойчивым катионом серебра в водных растворах все – таки неизменно является однозарядный катион Ag+. Химические свойства серебра Чистое серебро – блестящий металл, поверхность которого кажется иногда почти белой. Он очень красив и легко поддается обработке, так как сравнительно мягок и его можно без большого труда ковать, резать и вытягивать. Плавиться серебро при 961оС и обладает исключительно высокой теплопроводностью и электрической проводимостью. Серебро стоит в электрохимическом ряду после водорода и не может вытеснять его из кислот. Однако металлическое серебро растворимо в тех кислотах, которые проявляют свойства окислителей. Поэтому серебро хорошо реагирует с азотной кислотой, так же в растворах цианистых солей в присутствии кислорода. Несмотря на видимую пассивность, серебро медленно темнеет на воздухе. Если в воздухе есть примесь сероводорода или озона, то образуется слой сульфида или оксида соответственно. Отношение серебра к кислороду своеобразно. В обычных условиях (невысокая температура, нормальное давление) взаимодействие между этими элементами практически незаметно. Но расплавленное серебро хорошо растворяет кислород. При охлаждении газ выделяется из металла и иногда происходит разбрызгивание. Тем не менее металлическое серебро все же не безразлично к кислороду. На поверхности металла удалось обнаружить тончайшую пленку оксида – ее толщина всего 1,2 нм, т.е. 0,00000012 см. Нагревание до 400оС при повышенном давлении кислорода ведет к развитию реакции окисления и в конце концов серебро все-таки превращается в оксид. Серебро способно замещать атомы водорода и в углеводородах. При пропускании газа ацетилена С2Н2 получается взрывчатый ацетиленид серебра С2Ag2. Ни органические кислоты, ни растворы щелочей или солей щелочных металлов на серебро не действуют. В концентрированной h3SO4 оно растворяется при нагревании: 2Ag+2h3SO4=Ag2SO4+SO2+2h3O. Важнейшие соединения серебра Соединения этого элемента разнообразны и многочисленны. Некоторые из них неустойчивы к действию света, что сыграло исключительно важную роль в развитии материальной культуры человечества. Оксиды переходных металлов проявляют слабо основные свойства и непосредственно с водой не реагируют. Оксиды серебра не составляют исключение, нопрочность гидроксида серебра настолько мала, что в обычных условиях AgOH вообще не существует. Удается обнаружить только следы его присутствия в воде, при взбалтывании порошка оксида Ag2O. Лишь при температуре – 500С при смешивании спиртовых растворов щелочи (КОН) и нитрата серебра получают белый осадок AgOH. Серебро дает прочные соединения с галогенами:AgF, AgCl, AgBr, AgI. Цвет их углубляется при преходе слева направо в этом ряду. Фторид и хлорид – белые, бромид – желтоватый, а иодид отчетливо окрашен в желтый цвет. Это обстоятельство указывает на менее прочную связь электронов в бромиде и иодиде, чем в фториде и хлориде. Окраска указывает на поглощение света (видимой части спектра), т.е. на возможность перехода электронов соли на более высокие уровни. Из галогенидов можно упомянуть о иодиде AgI. Его кристаллическая структура очень похожа на структуру кристаллов льда. Поэтому на частицах иодида серебра легко образуется кристаллы льда из переохлажденного пара. На этой особенности основано использование иодида для ускорения выпадения дождя. Хлорид серебра можно получить обменной реакцией соли серебра и какого-либо хлорида другого металла: AgNO3+KCl=AgCl? +KNO3 Аналогично получаются и другие галогены этого металла. Из других солей серебра следует назвать нитрат – соль, которая хорошо растворима в воде и является обычным исходным веществом при изучении разлиичных реакций ионов серебра. Нитрат серебра получается при взаимодействии азотной кислоты с металлическим серебром: 3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2h3O Эта реакция характерна для взаимодействия азотной кислоты с металлами переходного типа. Аналитическое определение серебра Для открытия присутствия серебра в растворе удобна реакция с хлоридами натрия или калия. Ионы серебра образуют с ионами хлора белый осадок (медленно темнеющий под влиянием света). Осадок состоит из хлорида серебра Его характерной особенностью является легкая растворимость в растворе аммиака – при этом получается комплексное соединение [Ag(Nh4)2]Cl. В азотной кислоте осадок хлорида серебра не растворяется. Поэтому обычно реакцию на серебро (ион серебра) проводят так. Сначала добавляют к исследуемому раствору азотную кислоту, а затем несколько капель раствора хлорида натрия или калия. Появление белого осадка в этих условиях указывают на серебро. Для проверки к осадку приливают водный аммиак - избыток кислоты нейтрализуется аммиаком, а избыток аммиака растворяет хлорид серебра. При подкислении раствора комплекса осадок хлорида вновь выпадает. С раствором хромата калия K2CrO4 растворы солей серебра дают осадок кирпично-красного цвета Ag2Cr2O4. Биологическая активность серебра Точные анализы позволяют определить присутствие этого элемента даже в тех случаях, когда его концентрация очень мала. Это привело к неожиданным открытиям: серебро было найдено и в живых организмах! Большие концентрации ионов серебра оказывают на организмы ядовитое действие. Малые концентрации полезны, так как серебро уничтожает многие болезнетворные бактерии. В медицине это свойство серебра хорошо известно. Лекарственные препараты – протаргол, колларгол и др. представляют собой коллоидные формы серебра. Коллоидный раствор серебра содержит мельчайшие частицы металла, окруженные слоем молекул (например, белка), препятствующих слипанию частиц, и способствует излечению гнойных поражений глаз. Вода, настоенная на порошке серебра (применяют посеребренный песок) или профильтрованная через такой песок, почти полностью обеззараживается. Фильтры такого типа иногда применяют путешественники и туристы, вынужденные пользоваться некипяченой водой. Еще более эффективно действует слабый раствор комплексного соединения серебра с аммиаком [Ag(Nh4)2]OH, предложенный проф. П. Н. Ермолаевым и применявшийся в медицине под названием аммарген (соединение слов “аргентум”, “аммиак”), им промывали раны или слизистую оболочку при различных воспалительных состояниях. Было установлено, что ионы серебра в малых концентрациях способствуют повышению общей сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям. Исследования клеток организма на содержание серебра привело к заключению, что содержание серебра повышено в клетках мозга (0,008% в золе). Пищевые продукты так же, как правило, содержат этот металл – им богаты, в частности, желтки куриных яиц. Все эти факты в совокупности свидетельствуют о том, что серебро относится к биологически активным элементам и в будущем, вероятно, удастся выяснить его действительную роль. Области применения В 1737 г. немецкий ученый И. Шульце впервые обнаружил светочувствительность нитрата серебра. Однако лишь через 100 лет после этого открытия появилась первая фотография (19 августа 1839 г.) В этот день в Парижской академии наук было сделано сообщение о способе получения изображения. Такой метод фотографии впоследствии был назван дагеротипом. Изображение получали обработкой парами ртути экспонированного слоя AgI, нанесенного на отполированную серебряную пластину. На пластине в местах действия света образуется серебряная амальгама, рассеивающая свет. После удаления избытка AgI и обнажения зеркальной поверхности изображение можно наблюдать, держа пластину под определенным углом. С тех пор коренным образом изменилась технология получения фотографического изображения. Однако и сейчас основным светочувствительным материалом для фотографии являются кристаллы галогенидов серебра. Удивительно удачное сочетание в них различных физико-химических свойств позволило в относительно короткий срок разработать оптимальный способ получения фотографического изображения. Причем практическая фотография значительно определила теоретическое объяснение достигнутых результатов. Правда, в настоящее время этот разрыв довольно быстро сокращается. Но широкое применение фотографии ведет к истощению мировых запасов серебра и его удорожанию. Кроме кинофотопромышленности, серебро употребляется в приборостроении и электромашиностроении, где используются его свойства отличного малоокисляющегося проводника тока. Химическая промышленность использует серебро для производства предметов лабораторного оборудования, стойких к действию щелочных растворов. Серебро так же идет на изготовление медицинских препаратов (колларгол, протаргол). Значительная доля серебра употребляется ювелирной промышленностью для изготовления драгоценных украшений, серебряной посуды и т.п. Список литературы 1. В. Рич "Охота за элементами" 2. А.Л. Николаев "Первые в рядах элементов" mendelei.ru Реферат: "Серебро: характеристика и применение"Выдержка из работыhttp: //www. . ru/ Геологический факультет Кафедра общей геологии и геодинамики Реферат по теме Серебро: характеристика и применение Новочеркасск 2011 Оглавление Введение 1. Производство серебра 2. Серебро в ювелирном деле 3. Серебро в науке и технике 4. Серебро в монетном производстве Заключение Литература серебро металл ювелирный производство Введение Первыми металлами, найденными и используемыми человеком, были золото, медь, серебро. В древности эти металлы были более распространёнными и легче обнаруживались. Золото в природе в большинстве случаев находится в металлической форме и легко распознаётся по цвету и массе. Естественно предположить, что золото — первый металл, который узнали люди. Серебро труднее обнаружить, так как в отличие от золота оно редко встречается в самородном виде. Чаще всего оно присутствует в рудах в виде минералов, представляющих собой химические соединения (сульфиды). Если жёлтый цвет золота у древних людей ассоциировался с солнцем, то блестящий белый цвет серебра они связывали с луной. Это отражается в названии lunar caustic (ляпис) — нитрат серебра, который используется в медицине как прижигающее средство. Появившееся позднее латинское название argentums происходит от латинского корня, означающего белый и блестящий. Красивый внешний вид серебра, высокая коррозионная стойкость, делающая возможным длительное хранение в земле, должны были привлекать людей. С самой глубокой древности в Южной Европе, а также на Ближнем и Среднем Востоке серебряная утварь передавалась по наследству, а серебро в больших количествах в виде кусков металла и слитков служило торговым эквивалентом. 1. Производство серебра Из благородных металлов серебро наиболее широко распространено в природе. Содержание его в земной коре в 20 раз превышает содержание золота и приблизительно равно содержанию металлов платиновой группы. Существенна концентрация серебра в морской воде (3−10 мг/т), однако добыча его из морей и океанов известными методами в настоящее время нецелесообразна. Серебро в отличие от золота редко встречается в самородном виде. Основными минералами серебра, имеющими экономическое значение, являются: аргентит Ag2S; кераргирит AgCl; пираргирит Ag3SbS3; прустит Ag3AsS3; стефанит Ag5SbS4; бромирит AgBr; иодирит AgI. Серебро в небольших количествах содержится в золотых, медных, свинцовых и цинковых рудах, на которые в настоящее время приходится примерно 2/3 мировой добычи первичного серебра. Самые ранние разработки крупных месторождений велись в Каппадосии, в Восточной части Малой Азии, по-видимому, в четвёртом тысячелетии до н.э. Имеются свидетельства о высокоразвитой цивилизации в этом районе в третьем тысячелетии до н. э., где на высоком уровне находилось ювелирное дело и обработка металлов. К 2000 г. до н.э. или несколько позже серебро экспортировалось в Ассирию и существовала постоянная колония месопотамских купцов, задачей которых было развитие этой торговли. Всё это даёт основание заключить, что к четвёртому тысячелетию до н.э. добыча серебра в этих районах с помощью лесных пожаров отошла в прошлое и уступила место серьёзным горнодобывающим операциям сначала в открытых месторождениях, а затем и в шахтах. Со временем горное дело распространилось на восток. Около 500 г. до н.э. началась разработка серебряно-свинцовых руд в Греции на знаменитых Лаурионских рудниках. Процесс обработки руды состоял в следующем: руду измельчали с водой, смешивали с поваренной солью, добавляли обожжённые медные и железные сульфиды, а также некоторое количество ртути. Полученную таким образом массу несколько дней утаптывали мулы на замощённом дворе. В результате серебро восстанавливалось и амальгамировалось. Амальгаму затем собирали и выпаривали, а слитки купелировали (окислительная плавка, при которой окислы неблагородных металлов всасываются пористым подом печи, а металлическое серебро остаётся на поду печи). С ростом количества добываемого серебра совершенствовалась технология его добычи и очистки. В 1752 г. академик У. Х. Сальхов предложил разделять золото и серебро азотной кислотой. Далее были открыто, что золото и серебро хорошо растворяются в слабых водных растворах щелочных цианидов. Доказано ускоряющее действие воздуха на растворение золота и серебра и возможность их осаждения неблагородными металлами. В 1802 г. француз д, Арсе изобрёл аффинаж серебра серной кислотой. В этом процессе неочищенное серебро растворяют в кипящем медном купоросе, золото осаждается на дне, а серебро восстанавливается до металла медью или железом. Этот процесс был весьма распространён в 19 веке, а затем был вытеснен электролизом. Электролизом в ванне с разбавленным раствором нитрата серебра из неочищенного серебряного анода получили кристаллическое серебро чистотой 99,9%. Дальнейшее развитие металлургии серебра связано с открытием двух новых процессов выплавки свинцовых руд. Первый основан на избирательной кристаллизации серебряного сплава, содержащего свинец. Второй, основан на ограниченной растворимости цинка в свинце и способности цинка давать с серебром химические соединения, которые всплывают вместе с избытком цинка на поверхность ванны в виде пены. То есть если расплав охладить до температуры начала кристаллизации, то в первую очередь начнут выделяться кристаллы чистого серебра, свинец же концентрируется в более легкоплавкой, не успевшей затвердеть части сплава. Разделяя эти части, можно получить слиток с большим содержанием серебра. Далее идёт окислительное плавление полученного слитка. Во время этого процесса свинец и другие неблагородные металлы окисляются кислородом, подаваемым в печь, и удаляются в виде расплавленной окиси. При этом содержание серебра в слитке возрастает до 90%. Для получения чистого серебра подобный слиток идёт на аффинаж. 2. Серебро в ювелирном деле Серебро — мягкий и пластичный металл, легко поддающийся обработке, но оно не обладает достаточной твёрдостью. Поэтому в ювелирном деле применяются сплавы серебра с медью, хорошо сочетающие прочность и пластичность, способность изменять структуру в результате термообработки и имеющие красивый внешний вид. Изделия самых простых форм получают плавкой и отливкой в литейные формы. Литьё по выплавляемым моделям было известно ещё в Киевской Руси. Из льняных или шерстяных шнурков, пропитанных воском, выплетали модель. Её обливали жидким раствором глины и после отвердевания формы воск вытапливали, а шнурки выжигали. В зачищенную глиняную форму заливали металл. Более сложные ювелирные изделия стали производить штамповкой, дополняя их чернением. Чернение применяется исключительно при работе с серебром. При этом вырезанный рисунок заполняют порошком из сплава серебра, меди, свинца, перемешанного с серой. Этот порошок затем расплавляют и после остывания полируют. В результате выступают тончайшие темно-серые линии рисунка. Искусство чернения известно с времён Древнего Рима. Близкий к этому эффект даёт избирательное потемнение поверхности серебра при осторожном нанесении сульфидного реактива. Серебряные изделия иногда украшают эмалью. Эмалирование получило широкое распространение в Древней Греции и Риме, где его в основном использовали для украшения золотых и медных изделий. В европейских музеях можно встретить образцы античных изделий из серебра, покрытых эмалью. Их уникальность объясняется плохим сцеплением эмали с поверхностью серебра и её низкой стойкостью. С того момента, как научились получать крупные слитки, серебро стали применять в производстве изделий для приготовления, хранения, сервировки и потребления пищи и напитков. Уже в эпоху Древнего Рима серебряная утварь была распространена в высшем обществе. Церковь также начала использовать этот металл для украшения монастырей и храмов, а серебряные сосуды начали применять при причастии и других церковных обрядах. С появлением гильдий и подобных им союзов серебро стали использовать для изготовления знаков отличия, таких как булава. Появилось огромное количество новых предметов: ложка, вошедшая в обиход в Западной Европе в 8 веке, солонки, кубки и чаши. Веком позже появилась тарелка, сначала в качестве специальной посуды, на которой подавали фрукты. В начале 16 века в Италии получили распространение вилки. К концу 16 века появились высокие пивные кружки с крышкой, чаши и ковши для пунша, канделябры, щипцы для снятия нагара, ножницы для резки фруктов, бирки для вина, судки, наборы для приправ, чайные и кофейные сервизы, чаши для споласкивания пальцев после десерта, ведёрки для охлаждения вина и многое другое. Долгое время серебряные сервизы оставались привилегией богатых и только с середины 19 века, с развитием гальваностегии столовое серебро стало доступно более широким массам населения. Серебряное покрытие, нанесённое на очищенную основу из недрагоценного металла, значительно снизило стоимость столовой посуды. 3. Серебро в науке и технике Гигиеничность серебра и его стойкость к кислотам, содержащимся в пище, привели медиков к выводу, что серебро можно вводить в человеческое тело и оставлять его там без каких-либо болезненных последствий. В течение многих веков хирурги использовали тонкие серебряные пластинки после трепанации черепа, серебряные проволочки для предотвращения смещения переломленных костей и дренажные трубки. Амальгаму серебра применяли в зубоврачебной практике для пломбирования зубов. Одним из первых предметов, появившимся на туалетном столике, было конечно зеркало. Первоначально в этом качестве выступала просто полированная пластина или диск из серебра. Однако в 14 веке в Венеции появилось более совершенное зеркало, получаемое наложением амальгамы олова на стекло. Весь мир пользовался изделиями, изготовленными подобным способом. Но в 1855 году французский учёный Птижан открыл способ получения долговечной плёнки металлического серебра на стекле восстановлением из раствора нитрата серебра с помощью винной кислоты и её солей. Тогда же были разработаны методы нанесения серебра на поверхность неметаллических веществ: испарение в вакууме и разбрызгивание под действием электрической дуги. Несмотря на ценные свойства серебра, обеспечивающие ему широкое промышленное применение, спрос на серебро в конце 19 века значительно отставал от предложения. Медь вполне удовлетворяла требованиям зарождающейся электротехнической промышленности, практически не использовалась пайка, в зачаточном состоянии находилась фотография. В 20 веке потребление серебра также долгое время отставало от производства. В 30-х годах расход на промышленные нужды составил только? мирового производства. Но накануне второй мировой войны были, разработаны новые технические средства, появились новые отрасли техники и виды оружия. Так, развитие ракетной техники, подводного флота, торпед, управляемых снарядов потребовало использование новых малогабаритных источников тока, обладающих высокими разрядными характеристиками. Было освоено промышленное производство серебряно-цинковых аккумуляторов, а позднее серебряно-кадмиевых, а также первичных источников тока. В США на период второй мировой войны ввиду дефицита меди медные токопроводящие шины на электролитных заводах были заменены серебряными. Большое количество серебра идёт на изготовление припоев для пайки различных металлов и сплавов. Серебряные припои образуют прочные и пластичные спаи, стойкие к ударам и вибрациям. Соединения, паянные этими припоями, не теряют прочности при низких температурах; соединения, паянные специальными жаропрочными припоями, могут работать до 500оС. Высокая стойкость к окислению обеспечила серебряным припоям широкое применение в авиационной и космической промышленности, а хорошая электропроводность — в электротехнике. Каталитические свойства серебра нашли применение в химии при получении ряда веществ, а его химические свойства обусловили использование этого металла при производстве сосудов для хранения агрессивных жидкостей. 4. Серебро в монетном производстве До недавнего времени серебро занимало видное место в монетных системах большинства стран. Имеются свидетельства того, что в древнем Египте главными орудиями денежного оборота были медь и золото, а в Аравии серебро было дороже золота в десять раз. С развитием техники серебро стало добываться в больших количествах, чем золото. Поэтому серебро прочно заняло место в торговле в качестве эквивалента обмена, так как развивающийся товарооборот требовал большего количества металла. Впрочем, судьба этих металлов в разных местах весьма различалась. В Ассирии и Вавилоне серебро в виде слитков и колец, принимаемых по массе, было самым распространённым средством товарооборота. В Древней Греции начали чеканить деньги из золота, но вскоре перешли на расчёты серебром. При царе Дарии в Персидском государстве господствовало золото, но уже при Александре Македонском опять начинает преобладать серебро. Сначала в торговле в качестве эквивалента обмена применяли слитки или куски металла неправильной формы, затем для удобства счёта стали использовать плоские куски. На территории Киевской Руси с давних времён имел хождение римский динарий, затем завезённые с Востока дирхемы и драхмы. В 11 веке на смену им пришли западноевропейские монеты. В России не было собственной сырьевой базы, и выпуск собственных монет основывался на перечеканке иностранной монеты. Это обстоятельство отразилось на технологии монетного производства: вместо общепринятой расковки в лист и вырубки кружков, в России монеты делали из тянутой проволоки. Проволоку резали на мерные столбики строго определённой массы, их расплющивали. В результате получались кружки неправильной формы, однако эта технология позволяла избегать большого количества отходов, неизбежных при вырубке кружков из листа. Эти кружки были пущены в обращение под названием рубль. В 18 веке наряду с серебряной полноправное место в обращении заняли медные и золотые монеты. Золото, благодаря большому количеству, поступившему из Америки, приобретает относительно более широкое распространение, но достигает господства только в денежной системе Англии. Во всех остальных странах держится биметаллическая система. Беспримерное возрастание производства серебра в конце 19 века привело к его обесцениванию. В результате европейские страны одна за другой перешли к золотому стандарту. С отменой серебряного стандарта цена на серебро стала стремительно падать. Падение цен на мировом рынке была ненадолго прервано первой мировой войной, но общее снижение цен продолжалось до мирового кризиса 1929−1932 годов, когда цена на серебро была самая низкая (0,78 цента за 1 грамм). В 30-х годах США был принят ряд законопроектов, стабилизирующих цену на серебро и направленных на защиту интересов промышленников, добывающих серебро. Фактически США вновь вернулись к биметаллическому стандарту. Казначейство скупало местное серебро по ценам, далеко превышающим рыночную стоимость. Однако правительству США не удалось поддержать высокую цену на серебро из-за того, что на рынок неожиданно выбрасывались огромные количества серебра из Индии и Китая. После второй мировой войны в результате значительного роста потребления в различных отраслях промышленности и сокращения добычи потребители столкнулись с нехваткой серебра. Рост цен на серебро на мировом рынке привёл к изъятию из обращения серебряных монет и замене их биметаллическими или никелевыми монетами. В последующие годы серебро в производстве монет в мировой практике стало расходоваться только на чеканку юбилейных и памятных монет, продажа которых приносит значительный доход государствам. Заключение Каковы же перспективы дальнейшего использования серебра? Исторически производство серебра всегда значительно опережало потребление. Но в настоящее время расход серебра значительно превышает его производство и разрыв этот с каждым годом возрастает. Серебро потеряло своё значение в производстве монет, но электротехническая и электронная промышленность заинтересована в более широком использовании серебра. Высокие цены будут стимулировать разведку и разработку новых месторождений серебра, а также увеличение производства серебра как побочного продукта при выплавке меди, свинца и цинка. Однако совершенно очевидно, что спрос на серебро не будет удовлетворён первичной продукцией и возрастает роль вторичного сырья. Высокие цены будут стимулировать более полное извлечение серебра из промышленных отходов. Литература 1. Спасский И. Г. Русская монетная система. Л., «Аврора», 1970. 2. Перлин И. Л. Благородные металлы и их заменители. Свердловск. 1971. 3. Уткин П. И. Русские ювелирные украшения. М., «Легкая индустрия», 1970. Показать Свернутьgugn.ru Серебро - (реферат)Уже сейчас на сайте вы можете воспользоваться более чем 20 000 рефератами, докладами, шпаргалками, курсовыми и дипломными работами.Присылайте нам свои новые работы и мы их обязательно опубликуем. Давайте продолжим создавать нашу коллекцию рефератов вместе!!! Вы согласны передать свой реферат (диплом, курсовую работу и т.п.), а также дальнейшие права на хранение, и распространение данного документа администрации сервера "mcvouo.ru"? Дата добавления: март 2006г. Исторические сведения. О давнем знакомстве человека с серебром свидетельствует само название. Русское “серебро”, немецкое “зильбер”, английское “сильвер” восходят к древнеиндийскому слову “сарпа”, которым обозначали Луну и по аналогии с Луной серп–древнейшее орудие земледельца. Латинское название серебра “аргентум”, так же как древнегреческое “аргитос”, шумерское “ку-баббар”, древнеегипетское “хад”, означает “белое”. В виде самородков серебро встречается гораздо реже. Это, а также менее заметный цвет (самородки серебра обычно покрыты черным налетом сульфида) обусловило более позднее открытие его человеком. А отсюда поначалу большую редкость и большую ценность серебра. Но потом произошло второе открытие серебра… Проводя очистку золота расплавленным свинцом, в некоторых случаях вместо более яркого, чем природное золото, получали металл более тусклый. Но зато его было больше, чем исходного металла, который хотели очистить. Это бледное золото вошло в обиход с третьего тысячелетия до новой эры. Греки называли его электроном, римляне– электрумом, а египтяне – асем. Эти сплавы золота с серебром долгое время считали особым металлом. В древнем Египте, куда серебро привозили из Сирии, оно служило для изготовления украшений и чеканки монет. В Европу этот металл попал позже (приблизительно за 1000 лет до н. э. ) и применялся для тех же целей. Светлый блеск серебра несколько напоминает свет Луны–серебро в алхимический период развития химии часто связывали с Луной и обозначали знаком Луны. Предполагалось, что серебро представляет собой продукт превращения металлов на пути их “трансмутации” в золото. Природное состояние и получение. Финикяне открыли месторождения серебряных руд в Испании, Армении, на Кипре и в Сардинии. Серебро в рудах находилось в соединении с мышьяком, серой, хлором, а также и в виде самородного серебра. Самородный металл, конечно, стал известен раньше, чем научились извлекать его из соединений. Самородное серебро иногда встречается в виде очень больших масс; самый крупный самородок серебра весил 13, 5 т. Самородное серебро образует минералы костелит, конгсебирит, анимикит. В виде соединений серебро находиться в минералах: аргентине (сульфид серебра Ag2S), прустите (Ag3AsS3), кераргите (AgCl), бромаргерите (AgBr) и др. Основная масса серебра получается при переработке свинцово-цинковых, золотых и медных руд в качестве побочного продукта. В зависимости от того, что из себя представляет исходный продукт соответствующий минерал–серебряную руду или свинцовый и медный концентрат, пользуются различными приемами. Если сырьем является серебряная руда (самородное серебро или хлориды серебра), то применяют метод цианирования, основанный на склонности серебра образовывать сложные комплексные соединения с цианидами–солями цианисто-водородной кислоты HCN. К иону серебра легко присоединяются два отрицательно заряженных иона CNЇ, и получается комплексный ион [Ag(CN)2] Ї, несущий один избыточный отрицательный заряд. Поэтому при взаимодействии, например, хлорида серебра с цианидом натрия происходит реакция: AgCl + 2NaCN = [Ag(CN)2] Ї + 2Na+ + Cl Аналогичная реакция протекает и при взаимодействии цианида натрия с сульфидом серебра Ag2S. В рудах, содержащих самородное серебро, имеются примеси как пустой породы, так и других минералов, от которых серебро желательно отделить. Метод цианирования применим и в этом случае. На минерал действуют цианидом и кислородом воздуха. Соединенные усилия этих двух факторов приносят успех– серебро растворяется в цианиде, образуя тоже комплекс. Дело в том, что само по себе серебро с кислородом практически не реагирует. Оно лишь медленно покрывается тонкой устойчивой пленкой оксида темного цвета (цвет “старого” серебра). Если же в водной среде присутствует цианид, то оксид немедленно растворяется. Образуется комплексный ион, отличающийся тем, что исключительно плохо диссоциирует; в растворе практически не остается ионов серебра, и процесс растворения продолжается. Реакция выражается следующим общим (балансовым) уравнением: 4Ag + 8NaCN + O2 + 2h3O = + 4NaOH Выделение серебра из раствора комплексной соли производят, действием на раствор цинком или алюминием. Эти металлы, будучи погружены в водные растворы цианидов, приобретают отрицательный заряд: их ионы покидают металл, а электроны, оставаясь на металле, заряжают его отрицательно. Потенцил пластинок цинка или алюминия настолько велик, что ионы Ag+ разряжаются на поверхности Zn или Al и серебро выделяется в чистом виде: Zn = Zn2+ + 2з Zn++[Ag(CN)2]-=Zn(CN)2 + Ag+ Ag+ + з = Ag После этой операции осадок серебра сплавляют и, если надо, подвергают дополнительной очистке электрохимическими методами. В тех случаях, когда сырьем являются свинцовый и медный концентраты, применяют пирометаллургический метод. Производство серебра этим методом выгодно, потому что дорогостоящий металл является примесью к свинцу и меди и выделению его, конечно, удешевляют производство, в значительной мере окупает затраты по добыче менее дорогих металлов. Из меди примесь серебра выделяется в процессе электрохимической очистки. Аноды из “сырой” меди погружаютя в электролитические ванны и проводят электролиз. Медь растворяется на аноде и оседает на тонком медном катоде, а серебро оседает на дно ванны, образуя так назывемый “шлам”, из которого его и выделяют. Сырой свинец (“верблей”) для извлечения из него примесей серебра обрабатывают цинком. Окончательный продукт требует еще дополнительной очистки электрохимическим методом, аналогично применяемый при получении меди, после этого перед нами будет действительно чистое серебро. Свойства серебра. Характеристика элемента. Атом серебра имеет один электрон на уровне 5 s, а ниже лежит уровень 4 d10 - в нем 10 электронов. Этот уровень, как и в атоме меди, имеет максимальное число электронов, электроны в нем прочно связаны и поэтому серебро в своих соединениях почти всегда выступает как однозарядный положительный ион Почти всегда одновалентно). Лишь в очень редких случаях оно проявляет себя как двух или трех- зарядный катион. В этих соединениях атому серебра приходится отдавать электроны не только из внешней оболочки, но и из следующей оболочки, так что в ней остается уже не десять, а девять, или восемь электронов. Так, в соединениях AgCl, AgF, Ag2O, [Ag(CN)2] серебро одновалентно –его ион несет один положительный заряд, а вот в комплексном соединении серебра с ионами фтора [AgF4]-ион серебра несет тройной положительный заряд. Однако устойчивым катионом серебра в водных растворах все– таки неизменно является однозарядный катион Ag+. Химические свойства серебра. Чистое серебро –блестящий металл, поверхность которого кажется иногда почти белой. Он очень красив и легко поддается обработке, так как сравнительно мягок и его можно без большого труда ковать, резать и вытягивать. Плавиться серебро при 961оС и обладает исключительно высокой теплопроводностью и электрической проводимостью. Серебро стоит в электрохимическом ряду после водорода и не может вытеснять его из кислот. Однако металлическое серебро растворимо в тех кислотах, которые проявляют свойства окислителей. Поэтому серебро хорошо реагирует с азотной кислотой, так же в растворах цианистых солей в присутствии кислорода. Несмотря на видимую пассивность, серебро медленно темнеет на воздухе. Если в воздухе есть примесь сероводорода или озона, то образуется слой сульфида или оксида соответственно. Отношение серебра к кислороду своеобразно. В обычных условиях (невысокая температура, нормальное давление) взаимодействие между этими элементами практически незаметно. Но расплавленное серебро хорошо растворяет кислород. При охлаждении газ выделяется из металла и иногда происходит разбрызгивание. Тем не менее металлическое серебро все же не безразлично к кислороду. На поверхности металла удалось обнаружить тончайшую пленку оксида– ее толщина всего 1, 2 нм, т. е. 0, 00000012 см. Нагревание до 400оС при повышенном давлении кислорода ведет к развитию реакции окисления и в конце концов серебро все-таки превращается в оксид. Серебро способно замещать атомы водорода и в углеводородах. При пропускании газа ацетилена С2Н2 получается взрывчатый ацетиленид серебра С2Ag2. Ни органические кислоты, ни растворы щелочей или солей щелочных металлов на серебро не действуют. В концентрированной h3SO4 оно растворяется при нагревании: 2Ag+2h3SO4=Ag2SO4+SO2+2h3O. Важнейшие соединения серебра. Соединения этого элемента разнообразны и многочисленны. Некоторые из них неустойчивы к действию света, что сыграло исключительно важную роль в развитии материальной культуры человечества. Оксиды переходных металлов проявляют слабо основные свойства и непосредственно с водой не реагируют. Оксиды серебра не составляют исключение, нопрочность гидроксида серебра настолько мала, что в обычных условиях AgOH вообще не существует. Удается обнаружить только следы его присутствия в воде, при взбалтывании порошка оксида Ag2O. Лишь при температуре – 500С при смешивании спиртовых растворов щелочи (КОН) и нитрата серебра получают белый осадок AgOH. Серебро дает прочные соединения с галогенами: AgF, AgCl, AgBr, AgI. Цвет их углубляется при преходе слева направо в этом ряду. Фторид и хлорид – белые, бромид –желтоватый, а иодид отчетливо окрашен в желтый цвет. Это обстоятельство указывает на менее прочную связь электронов в бромиде и иодиде, чем в фториде и хлориде. Окраска указывает на поглощение света (видимой части спектра), т. е. на возможность перехода электронов соли на более высокие уровни. Из галогенидов можно упомянуть о иодиде AgI. Его кристаллическая структура очень похожа на структуру кристаллов льда. Поэтому на частицах иодида серебра легко образуется кристаллы льда из переохлажденного пара. На этой особенности основано использование иодида для ускорения выпадения дождя. Хлорид серебра можно получить обменной реакцией соли серебра и какого-либо хлорида другого металла: AgNO3+KCl=AgClЇЇ +KNO3 Аналогично получаются и другие галогены этого металла. Из других солей серебра следует назвать нитрат –соль, которая хорошо растворима в воде и является обычным исходным веществом при изучении разлиичных реакций ионов серебра. Нитрат серебра получается при взаимодействии азотной кислоты с металлическим серебром: 3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2h3O Эта реакция характерна для взаимодействия азотной кислоты с металлами переходного типа . Аналитическое определение серебра. Для открытия присутствия серебра в растворе удобна реакция с хлоридами натрия или калия. Ионы серебра образуют с ионами хлора белый осадок (медленно темнеющий под влиянием света). Осадок состоит из хлорида серебра Его характерной особенностью является легкая растворимость в растворе аммиака– при этом получается комплексное соединение [Ag(Nh4)2]Cl. В азотной кислоте осадок хлорида серебра не растворяется. Поэтому обычно реакцию на серебро (ион серебра) проводят так. Сначала добавляют к исследуемому раствору азотную кислоту, а затем несколько капель раствора хлорида натрия или калия. Появление белого осадка в этих условиях указывают на серебро. Для проверки к осадку приливают водный аммиак - избыток кислоты нейтрализуется аммиаком, а избыток аммиака растворяет хлорид серебра. При подкислении раствора комплекса осадок хлорида вновь выпадает. С раствором хромата калия K2CrO4 растворы солей серебра дают осадок кирпично-красного цвета Ag2Cr2O4. Биологическая активность серебра. Точные анализы позволяют определить присутствие этого элемента даже в тех случаях, когда его концентрация очень мала. Это привело к неожиданным открытиям: серебро было найдено и в живых организмах! Большие концентрации ионов серебра оказывают на организмы ядовитое действие. Малые концентрации полезны, так как серебро уничтожает многие болезнетворные бактерии. В медицине это свойство серебра хорошо известно. Лекарственные препараты –протаргол, колларгол и др. представляют собой коллоидные формы серебра. Коллоидный раствор серебра содержит мельчайшие частицы металла, окруженные слоем молекул (например, белка), препятствующих слипанию частиц, и способствует излечению гнойных поражений глаз. Вода, настоенная на порошке серебра (применяют посеребренный песок) или профильтрованная через такой песок, почти полностью обеззараживается. Фильтры такого типа иногда применяют путешественники и туристы, вынужденные пользоваться некипяченой водой. Еще более эффективно действует слабый раствор комплексного соединения серебра с аммиаком [Ag(Nh4)2]OH, предложенный проф. П. Н. Ермолаевым и применявшийся в медицине под названием аммарген (соединение слов “аргентум”, “аммиак”), им промывали раны или слизистую оболочку при различных воспалительных состояниях. Было установлено, что ионы серебра в малых концентрациях способствуют повышению общей сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям. Исследования клеток организма на содержание серебра привело к заключению, что содержание серебра повышено в клетках мозга (0, 008% в золе). Пищевые продукты так же, как правило, содержат этот металл–им богаты, в частности, желтки куриных яиц. Все эти факты в совокупности свидетельствуют о том, что серебро относится к биологически активным элементам и в будущем, вероятно, удастся выяснить его действительную роль. Области применения. В 1737 г. немецкий ученый И. Шульце впервые обнаружил светочувствительность нитрата серебра. Однако лишь через 100 лет после этого открытия появилась первая фотография (19 августа 1839 г. ) В этот день в Парижской академии наук было сделано сообщение о способе получения изображения. Такой метод фотографии впоследствии был назван дагеротипом. Изображение получали обработкой парами ртути экспонированного слоя AgI, нанесенного на отполированную серебряную пластину. На пластине в местах действия света образуется серебряная амальгама, рассеивающая свет. После удаления избытка AgI и обнажения зеркальной поверхности изображение можно наблюдать, держа пластину под определенным углом. С тех пор коренным образом изменилась технология получения фотографического изображения. Однако и сейчас основным светочувствительным материалом для фотографии являются кристаллы галогенидов серебра. Удивительно удачное сочетание в них различных физико-химических свойств позволило в относительно короткий срок разработать оптимальный способ получения фотографического изображения. Причем практическая фотография значительно определила теоретическое объяснение достигнутых результатов. Правда, в настоящее время этот разрыв довольно быстро сокращается. Но широкое применение фотографии ведет к истощению мировых запасов серебра и его удорожанию. Кроме кинофотопромышленности, серебро употребляется в приборостроении и электромашиностроении, где используются его свойства отличного малоокисляющегося проводника тока. Химическая промышленность использует серебро для производства предметов лабораторного оборудования, стойких к действию щелочных растворов. Серебро так же идет на изготовление медицинских препаратов (колларгол, протаргол). Значительная доля серебра употребляется ювелирной промышленностью для изготовления драгоценных украшений, серебряной посуды и т. п. Список литературы: В. Рич “Охота за элементами”; А. Л. Николаев “Первые в рядах элементов” Скачен 1514 раз. mcvouo.ru |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|