Содержание
Введение
1 Физическиеи химические свойства
2 Получениесеребра
3 Применениесеребра
4 Серебров искусстве
5 Серебров организме
6 Экономическоезначение серебра
Список использованной литературы
Введение
Серебро, полатыни Argentum, Ag. Самородное серебро было известно в глубокой древности (4-етыс. до н. э.) в Египте, Персии, Китае. Это химический элемент I группыпериодической системы Менделеева, порядковый номер которого 47, а атомный вес107,868, относится к благородным металлам. Серебро — это металл белого цвета,пластичный, хорошо полируется. В природе находится в виде смеси двух стабильныхизотопов с массовыми числами 107 (51,35%) и 109 (48,65%). Из радиоактивныхизотопов серебра, практически важен Ag110 (T1/2 = 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. Серебровстречается в природе в свободном состоянии в виде самородного серебра спримесью других элементов, образуя минералы: кюстелит – с изоморфной примесьюзолота, конгсберит – с примесью ртути, анимикит – с примесью сурьмы, меднистоесеребро и электрум (AuAg) с содержанием серебра от 15 до 50 %. Серебро является основнойчастью многих минералов, таких как аргентит, пираргирит, прустит, стефанит,полибазит и др. Малые количества серебра присутствуют во многих другихминералах. Минимальным промышленным содержанием серебра в рудах считается 0,02%. Главная масса серебра (около 80 %) получается в виде побочного продукта изсодержащих серебро руд – свинцово-цинковых, золотых и медных месторождений.Месторождения серебра находятся в Средней Азии, Сибири, на Дальнем Востоке, атакже в Мексике, США, Австралии, Канаде.
1 Физические и химическиесвойства
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/см3. Температура плавления 960,8 °С; температуракипения 2212 °С; теплота плавления 105 кдж/кг (25,1 кал/г). Удельнаятеплоёмкость 234,46 дж/кг · К (0,056 кал/г · °С), удельное электросопротивление15,9 ном · м (1,59 мком · см) при 20 °С. Серебро диамагнитно с атомноймагнитной восприимчивостью при комнатной температурере — 21,56 · 10-6.Серебро второй после золота металл по ковкости. Модуль упругости 76480 Мн/м2(7648 кГ/мм2), предел прочности 100 Мн/м2 (10 кГ/мм2),твёрдость по Бринеллю 250 Мн/м2 (25кГ/мм2). Конфигурациявнешних электронов атома Ag 4d105s1.
Серебропроявляет химические свойства, характерные для элементов I6 подгруппы периодическойсистемы Менделеева. В соединениях серебро обычно одновалентно, но известнытакже соединения 2- и 3-валентного серебра. Химически серебро малоактивно. Серебронаходится в конце электрохимического ряда напряжений. Его нормальный электродныйпотенциал Ag ↔ Ag+ + ē равен 0,7978 в.
При обычнойтемпературе Ag не взаимодействует с О2, N2 и Н2.При действии свободных галогенов и серы, на поверхности серебра образуетсязащитная плёнка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag2S(кристаллы серо-чёрного цвета). Под влиянием сероводорода H2S,находящегося в атмосфере, на поверхности серебряных изделий образуется Ag2Sв виде тонкой плёнки, чем объясняется потемнение этих изделий.
Сульфид можнополучить действием сероводорода на растворимые соли серебра или на водныесуспензии его солей. Растворимость Ag2S в воде 2,48 · 10-3 моль/л(25 °С). Известны аналогичные соединения — селенид Ag2Se и теллуридAg2Te.
Из окислов серебра,устойчивыми являются закись Ag2O и окись AgO. Закись образуется наповерхности серебра в виде тонкой плёнки в результате адсорбции кислорода, котораяувеличивается с повышением температуры и давления.
Ag2Oполучают действием КОН на раствор AgNO3. Растворимость Ag2Oв воде — 0,0174 г/л. Суспензия Ag2O обладает антисептическимисвойствами. При 200 °С закись серебра разлагается. Водород, окись углерода, многиеметаллы восстанавливают Ag2O до металлического Ag. Озон окисляет Ag2Oс образованием AgO. При 100 °С AgO разлагается на элементы со взрывом. Сереброрастворяется в азотной кислоте при комнатной температуре с образованием AgNO3.Горячая концентрированная серная кислота растворяет серебро с образованиемсульфата Ag2SO4 (растворимость сульфата в воде 0,79% помассе при 20 °С). В царской водке серебро не растворяется из-за образованиязащитной плёнки AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре НС1,HBr, HI не взаимодействуют с серебром благодаря образованию на поверхностиметалла защитной плёнки малорастворимых галогенидов. Большинство солей серебра,кроме AgNO3, AgF, AgClO4, обладают малой растворимостью.Серебро образует большое число комплексных соединений, большей частью растворимыхв воде. Многие из них имеют большое практическое значение в химическойтехнологии и аналитической химии, например комплексные ионы [Ag(CN)2]-,[Ag(NH3)2]+, [Ag(SCN)2]-.
Изорганических соединений серебра наибольший интерес представляют: ацетат,оксалат и другие.
Аналитическоеопределение серебра производится методами как пробирного анализа, так ианалитической химии.
2 Получение серебра
Серебродобывают главным образом пирометаллургическим путём при плавке свинцовых имедных концентратов. Серебро концентрируется в слитках основных металлов. Изчерновой меди его извлекают в процессе электролитического рафинирования. Изчернового свинца (так называемого веркблея) серебро извлекают с помощью цинка.К расплавленному серебросодержащему свинцу добавляют цинк, который образует прирасплавлении отдельный слой (температура плавления чернового свинца 450ои несколько выше, чем цинка 419о). Серебро лучше растворимо в цинке,чем в свинце, насыщенном цинком, поэтому основная масса его переходит в слойцинка с образованием сплава Ag2Zn3. На поверхность всплывает цинковая пена,содержащая 15-40% Ag, 60-70% Zn и 5% Pb. Из цинковой пены свинец отжимается поддавлением через пресс. После отжима свинца цинк отгоняется в графитовой ретортепри 1250о. остаётся свинец с содержанием около 4% серебра и примесьюцинка, мышьяка и меди. Свинец окисляют в глёт (купеляция), который удаляют понаклонному жёлобу под давлением воздуха. При достижении 1000о подглётом виден блестящий слой жидкого серебра. Oставшийся в жидкомсеребре теллур удаляют добавлением NaNO3. Серебро сплавляют в так называемый металл Доре,содержащий 1-10% примесей (As, Sb, Hg, Te, Bi), и отправляют на электролиз, электролитомслужит раствор AgNO3 с содержанием 60 г серебра в литре, анодом – металл Доре. Чистоесеребро осаждается на катоде.
При добычесеребра из серебряных руд, руду дробят и измельчают, крупные частицы серебраизвлекают гравитационным обогащением или амальгацией. Непосредственноамальгации поддаются самородное серебро и хлориды серебра. Другие минералысеребра амальгируются только после предварительного обжигаю В настоящее времяамальгация потеряла самостоятельное значение и служит подсобным процессом прицианированию для извлечения из пиритных огарков и других отходов, а также дляподготовки к цианированию, производят хлорирующий обжиг с NaCl. На тонкоизмельчённыеминералы серебра действуют раствором NaCN с доступом кислорода воздуха:
2AG + 4NaCN + ½O2 + H2O → 2Na[Ag(CN)2] +2NaOH
AgCl + 2NaCN →Na[Ag(CN)2] + NaCl
Ag2S+ 4 NaCN → Na[Ag(CN)2] + Na2S
Во всех этихслучаях серебро переходит в раствор в виде комплекса. Из цианистого растворасеребро осаждают цинком или алюминием со щелочью:
2Ag(CN)2-+ Zn → Zn(CN)42-+ 2Ag
3Ag(CN)2-+ Al →Al3- + 3Ag + 6CN-
Полученныйосадок плавят и аффинируют.
Возможноизвлечение серебра более новыми методами: ионообменными смолами и жидкостнойэкстракцией с использованием органических растворителей.
3 Применение серебра
Сереброиспользуют главным образом в виде сплавов: из них чеканят монеты, изготавливаютювелирные и бытовые изделия, лабораторную и столовую посуду. Основноеколичество серебра используется в радиоэлектронной и электротехническойпромышленности. Серебром покрывают радиодетали и печатные платы для придания имлучшей электропроводности и коррозионной стойкости. В электротехнической промышленностиприменяются серебряные контакты.
Для пайкититана и его сплавов используются серебряные припои. В вакуумной техникесеребро служит конструкционным материалом. Также серебро служит для футеровкипроизводственной аппаратуры. Металлическое серебро идёт на изготовлениеэлектродов для серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторов. Оно служиткатализатором в неорганическом и органическом синтезе (например, в процессах окисленияспиртов в альдегиды и кислоты, а также этилена в окись этилена). В пищевойпромышленности применяются серебряные аппараты, в которых приготавливаютфруктовые соки.
Ионы серебрауничтожают бактерии и уже в малых концентрациях стерилизуют питьевую воду. Спомощью электродов из серебра можно током силы в 10 ма простерилизовать 4000 лводы в час. Огромные количества соединений серебра (AgBr, AgCI, AgI)применяются для производства кино- и фотоматериалов.
В медицинеупотребляется коллоидальное серебро, стабилизированное производными протеина иоказывающее антисептическое действие на слизистую оболочку (аргирол, протаргол,колларгол).
7 Серебро в искусстве
Благодарякрасивому белому цвету и податливости в обработке серебро с глубокой древности(4-е тыс. до н. э.) широко используется в искусстве. Оно было известно вЕгипте, Персии, Китае. Однако чистое серебро слишком мягко, поэтому приизготовлении монет и различных художественных произведений в него добавляютцветные металлы, чаще всего медь. Средствами обработки серебра и украшенияизделий из него служат чеканка, литьё, филигрань, тиснение, применение эмалей,черни, гравировки, золочения. Высокая культура художественной обработки серебрахарактерна для искусства Древней Греции, Древнего Рима, Древнего Ирана (сосудыэпохи Сасанидов, 3-7 вв.), средневековой Европы. Разнообразием форм,выразительностью силуэтов, мастерством фигурной и орнаментальной чеканки илитья отличаются изделия из серебра, созданные мастерами Возрождения и барокко(Б. Челлини в Италии, ювелиры из семейств Ямницеров, Ленкеров, Ламбрехтов вГермании). В 18 — начале 19 вв. ведущая роль в производстве изделий из серебрапереходит к Франции (К. Баллен, Т. Жермен, Р. Ж. Огюст и др.). В искусстве19-20 вв. преобладает мода на незолочёное серебро. Среди технических приёмовдоминирующее положение занимает литьё, распространяются машинные приёмы обработки.В русском искусстве 19 — начала 20 вв. выделяются изделия фирм Грачёвых, П. А.Овчинникова, П. Ф. Сазикова, П. К. Фаберже, И. П. Хлебникова. Творческое развитиетрадиций ювелирного искусства прошлого, стремление наиболее полно выявитьдекоративные качества серебра характерны для современных изделий из серебра,среди которых видное место занимают произведения народных мастеров.
8 Серебро в организме
Серебро — постояннаясоставная часть растений и животных. Его содержание составляет, в среднем, вморских растениях 0,025 мг на 100 г сухого вещества, в наземных -0,006 мг, вморских животных — 0,3-1,1 мг, в наземных — следовые количества (10-2 -10-4мг).
У животных серебронакапливается в некоторых эндокринных железах, пигментной оболочке глаза, вэритроцитах. Выводится главным образом с фекалиями. Серебро в организмеобразует комплексы с белками (глобулинами крови, гемоглобином и др.). Блокируясульфгидрильные группы, участвующие в формировании активного центра ферментов,вызывает ингибирование последних, в частности инактивируетаденозинтрифосфатазную активность миозина. Биологическая роль серебра изученанедостаточно. При парентеральном введении, серебро фиксируется в зонахвоспаления. В крови серебро связывается преимущественно глобулинами сыворотки.
Препаратысеребра обладают антибактериальным, вяжущим и прижигающим действием, чтосвязано с их способностью нарушать ферментные системы микроорганизмов иосаждать белки. В медицинской практике, как указывалось выше, наиболее частоприменяют серебра нитрат, колларгол, протаргол (в тех же случаях, что иколларгол); бактерицидную бумагу (пористая бумага, пропитанная нитратом ихлоридом серебра) применяют при небольших ранах, ссадинах, ожогах и т. п.
9 Экономическое значениесеребра
Серебро вусловиях товарного производства выполняло функцию всеобщего эквивалента нарядус золотом и приобрело, как и последнее, особую потребительную стоимость — сталоденьгами. Товарный мир выделил серебро в качестве денег потому, что онообладает важными для денежных товаров свойствами: однородностью, делимостью, сохраняемостью,портативностью (высокой стоимостью при небольших объёме и массе), легкоподдаётся обработке. Первоначально серебро обращалось в форме слитков. В странахДревнего Востока (Ассирия, Вавилон, Египет), а также в Греции и Риме серебробыло широко распространённым денежным металлом наряду с золотом и медью. ВДревнем Риме чеканка монет из серебра начата в 4-3 вв. до н. э. Чеканка первыхдревнерусских монет из серебра началась в 9-10 вв.
В периодраннего средневековья преобладала чеканка золотой монеты. С 16 в. в связи снедостатком золота, расширением добычи серебра в Европе и притоком его изАмерики (Перу и Мексики) серебро стало основным денежным металлом в странахЕвропы. В эпоху первоначального накопления капитала почти во всех странахсуществовал серебряный монометаллизм или биметаллизм. Золотые и серебряныемонеты обращались по действительной стоимости содержавшегося в них благородногометалла, причём ценностное соотношение между этими металлами складывалосьстихийно, под влиянием рыночных факторов. В конце 18 — начале 19 вв. на сменусистеме параллельной валюты пришла система двойной валюты, при которойгocударство в законодательном порядке устанавливало обязательное соотношениемежду золотом и серебром. Однако эта система оказалась чрезвычайнонеустойчивой, т. к. в условиях стихийного действия закона стоимости неизбежновозникало несоответствие между рыночными и фиксированными стоимостями золота и серебра.
В конце 19 в.стоимость серебра резко снизилась вследствие совершенствования способов егодобычи из полиметаллических руд (в 70-80-е гг. 19 в. отношение стоимости золотак серебру составляло 1: 15 — 1: 16, в начале 20 в. уже 1: 38 — 1: 39). Ростмировой добычи золота ускорил процесс вытеснения обесценившегося серебра из обращения.В последней четверти 19 века широкое распространение получил золотоймонометаллизм. В большинстве стран мира вытеснение серебряной валюты золотойзакончилось в начале 20 века. Серебряная валюта сохранилась примерно досередины 30-х гг. 20 века в ряде стран Востока (Китай, Иран, Афганистан и др.).С отходом этих стран от серебряного монометаллизма серебро окончательноутратило значение валютного металла. В промышленно развитых странах сереброиспользуется только для чеканки разменной монеты.
Ростиспользования серебра в технических целях, в зубоврачебном деле, в медицине, атакже в производстве ювелирных изделий после Второй Мировой войны 1939-45 вусловиях отставания добычи серебра от потребностей рынка вызвал его нехватку.До войны около 75% добываемого серебра ежегодно использовалось для монетарныхцелей. В 1950-65 гг. этот показатель снизился в среднем до 50%, а в последующиегоды продолжал снижаться, составив в 1971 всего 5%. Многие страны перешли киспользованию в качестве монетарного материала медно-никелевых сплавов. Хотясеребряные монеты всё ещё находятся в обращении, чеканка новых монет из серебраво многих странах запрещена, а в некоторых значительно уменьшено его содержаниев монетах. В США, например, согласно закону о чеканке монет, принятому в 1965году, около 90% серебра, которое шло раньше для чеканки монет, выделено для другихцелей. Содержание серебра в 50-центовой монете снижено с 90 до 40%, а монетыдостоинством в 10 и 25 центов, содержавшие ранее 90% серебра, чеканятся безпримесей серебра. Новые монеты из серебра чеканятся в связи с различнымипамятными событиями (Олимпийскими играми, юбилеями, мемориалами и т. д.). Сначала 70-х гг. основными потребителями серебра стали следующие отрасли:производство ювелирных изделий (столового серебра и анодированных изделий),электротехническая и электронная промышленность, кинофотопромышленность.
Для рынкасеребра характерен рост цен на серебро и систематическое превышение потреблениясеребра над производством первичного металла. Дефицит восполнялся взначительной мере за счёт вторичного металла, в частности полученного врезультате переплавки монет.
Список использованнойлитературы
1. Большая советскаяэнциклопедия. Москва 1978.
2. Краткая химическаяэнциклопедия. Изд. «Советская энциклопедия», Москва 1965
3. Плаксин И.Н. Металлургияблагородных металлов. Москва 1958 г.