ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

СЕРЕБРО


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


СЕРЕБРО (Argentum) Ag, хим. элемент I гр. периодич. системы, ат. н. 47, ат. м. 107,8682; относится к благородным металлам. Природное С. состоит из двух стабильных изотопов: 107Ag (51,35%) и 109Ag (48,65%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для прир. смеси изотопов 6,2·10-27 м2. Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 4s24p64d105s1; степени окисления + 1 (наиб. устойчива), + 2 и +3; энергии ионизации при переходе Ag0 : : Ag+ : Ag2+ 7,57632, 21,487 эВ; сродство к электрону 1,301 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,93; атомный радиус 0,145 нм, ионные радиусы (в скобках даны координац. числа), нм: Ag+ 0,100 (4) и 0,115 (6), Ag2+ 0,079 (4) и 0,094 (6). С.-самый распространенный из благородных металлов, его содержание в земной коре оценивают в 7·10-6 % по массе, в морской воде -1,5·10-8-2,9·10-7 %, пресной -2,7·10-8 %. Известно более 60 серебросодержащих минералов, делящихся на 6 групп: самородное С. и сплавы его с Си и Аu; простые сульфиды С.-акантит и аргентит Ag2S; теллуриды и селениды С.-гессит Ag2Te, науманит Ag2Se, эвкайрит AgCuSe и др.; антимониды и арсениды С.-дискра-зит Ag3Sb и др.; галогениды и сульфаты С. - кераргирит AgCl, аргентоярозит AgFe3(SO4)2(ОН)6 и др.; сложные сульфиды, или тиосоли, типа nAg2S·mM2S3, где М = As, Sb, Bi, напр. пираргирит Ag3SbS3, прустит Ag3AsS3, полибазит (Ag, Cu)16Sb2S11 и т.п. Все минер. месторождения делятся на собственно серебряные руды, в к-рых содержание С. превышает 50%, и комплексные полиметаллич. руды цветных и тяжелых металлов с содержанием С. не выше 10-15%. Комплексные месторождения обеспечивают примерно 80% добычи С. (в качестве побочного продукта переработки сульфидных руд) в зарубежных странах, причем 40-50% из этого кол-ва С. извлекают из цинковых руд, по 15-20%-из кобальтовых и медных, а остальное-из сурьмяных и смешанных руд. Осн. месторождения таких руд сосредоточены в Мексике, Канаде, Австралии, Перу, США, Боливии и Японии. На долю указанных стран приходится 70-80% добычи первичного С. Общие запасы С. в развитых и развивающихся странах 505 тыс. т (1986), в т. ч. подтвержденные 360 тыс. т.

Свойства. С.-белый блестящий металл, в тонких пленках и проходящем свете-голубого цвета. Кристаллизуется в гранецентрир. кубич. решетке, а = 0,4086 нм, z = 4, пространств. группа Fm3m; т. пл. 961,93 °С, т. кип. 2167°С; плотн. 10,491 г/см3; 4064-23.jpg 25,36 Дж/(моль·К); DHпл 11,30 кДж/моль, DHисп 251,5 кДж/моль; 4064-24.jpg 42,55 Дж/(моль·К); ур-ния температурной зависимости давления пара над жидким С. lgp(aтм) = -1,368·104/Т+ 5.615, плотн. жидкого С. d = = 10,465 - 9,67·10-4 Т г/см3; tкрит 4395°С, pкрит 33,6 МПа и uкрит 339 см3/моль. С. обладает наиб. теплопроводностью и электрич. проводимостью: r 1,59 (0°С) и 8,4 мкОм·см (960 °С), теплопроводность 419 (293 К) и 377 Вт/(м·К) при 773 К. Примеси в С. уменьшают его · теплопроводность и электрич. проводимость. С. диамагнитно, его магн. восприимчивость (—0,181·10-9) не зависит от т-ры; коэф. Холла —0,9·1010. С. обладает высокой отражат. способностью: в ИК диапазоне степень отражения лучей составляет 98%, в видимой области спектра-95% и снижается до 10% при длине волны 320 нм. С.-мягкий и пластичный металл; предел текучести составляет 10-50 МПа; твердость по Бринеллю 245-250 МПа, по Виккерсу 148-154 МПа; модуль упругости 82,7 ГПа, модуль сдвига 30,3 ГПа.

Из благородных металлов С.-наиб. реакционноспособно. Тем не менее С. химически мало активно и легко вытесняется из своих соед. более активными металлами. Углем, Н2 и др. восстановителями ионы С. восстанавливаются до Ag0. Стандартный электродный потенциал Ag+/Ag0 0,799 В. При комнатной т-ре С. не взаимод. с О2 воздуха, но при нагр. до 170°С покрывается пленкой оксида Ag2O. Озон в присут. влаги окисляет С. до высших оксидов-Ag2O2 и Ag2O3. При взаимод. нагретого С. с S или Н2S в присут. О2 образуется серебра сульфид Ag2 S. Халькогены, фосфор, мышьяк и углерод реагируют с нагретым С. с образованием соответствующих бинарных соединений. С. легко раств. в разб. и конц. HNO3 с образованием серебра нитрата AgNO3. При нагр. Ag раств. и в конц. H2SO4, давая сульфат Ag2SO4. Галогены в присут. влаги, а также конц. галогеноводород-ные к-ты медленно реагируют с металлическим С., давая серебра галогениды AgX. В присут. О2 С. легко раств. в р-рах цианидов щелочных металлов с образованием комплексных цианидов M1[Ag(CN)2]. Расплавл. щелочи и орг. к-ты не действуют на металлическое С.

Известны многочисл. комплексные соединения С., в к-рых координац. число С. равно 2, 3 и 4.

Большинство соед. Ag(I) плохо раств. в воде, за исключением AgF, AgNO3, AgClO4 и AgClO3. Соли С.-бесцв. или слегка желтоватые в-ва. На свету почти все соед. Ag(I) разлагаются до свободного С. и при этом окрашиваются в серый или черный цвет, что используется в фотографии. Соединения С. термодинамически мало устойчивы, причем углерод- и азотсодержащие соед. Ag(I) способны к разложению со взрывом.

Оксид Ag(I) (гемиоксид) Ag2O при нагр. выше 100°С разлагается до Ag и О2; р-римость в воде 1,3·10 3 г в 100 г воды (см. также табл.); водные р-ры Ag2O имеют щелочную р-цию вследствие частичного образования AgOH; в водной суспензии легко восстанавливается до металлического С. водородом, СО, металлами и др. восстановителями; раств. в к-тах, водном NH3, цианидах и тиосульфатах щелочных металлов с образованием соответствующих простых и комплексных солей Ag(I); теряет на свету О2; диамагнитен; получают при обработке р-ра AgNO3 щелочами, применяют в гопкалитовых патронах противогазов, как окислитель в орг. синтезе; водные р-ры-антисептич. ср-во. Монооксид Ag2O2 (или AgIAgIIIO2)-серые кристаллы моноклинной сингонии; разлагается выше 100 °С;4064-25.jpg —24,7 кДж/моль; получают окислением С. или Ag2 О озоном, анодным окислением С., используют для изготовления электродов в серебряно-цинковых элементах и аккумуляторах.

Гидроксид AgOH, по непроверенным сведениям, м.б. получен в виде неустойчивого белого осадка при обработке р-ра AgNO3 в этаноле спиртовым р-ром КОН при — 45 °С; обладает амфотерными св-вами с преобладанием диссоциации по щелочному типу; для бесконечно разб. р-ров 4064-26.jpg -124,36 кДж/моль, 4064-27.jpg61,70 Дж/(моль · К).

Сульфат Ag2SO4 при 427°С переходит из ромбич. a-модификации в гексагон. b-модификацию, DH перехода 18,64 кДж/моль; выше 1100°С разлагается до Ag, SO2 и О2; р-римость в воде 0,8 г в 100 г при 20°С; в сернокислотных р-рах легко восстанавливается FeSO4, Zn и Mg до Ag0; получают действием конц. H2SO4 на Ag или Ag2O или обменной р-цией р-римых солей С. с сульфатами металлов, в избытке H2SO4 образуются гидросульфат AgHSO4 и ад-дукты Ag2SO4 c H2SO4.

Карбонат Ag2СО3 выше 120 °С разлагается до Ag, CO2 и О2; р-римость в воде 3·10-3 г в 100 г, раств. в водном NH3, цианидах и тиосульфатах щелочных металлов, с карбонатами др. металлов образует двойные карбонаты; получают действием р-ров карбонатов или гидрокарбонатов металлов на AgNO3.

Цианид AgCN практически не раств. в воде (2·10-5 г в 100 г), в водном р-ре с избытком KCN образует комплексный цианоаргентат K[Ag(CN)2], при действии к-т на цианоаргентаты выделяется синильная к-та HCN; получают действием р-ров KCN или NaCN на стехиометрич. кол-во AgNO3; компонент электролитов при гальванич. серебрении, применяют также в произ-ве нитрилов и изо-нитрилов; ПДК 0,3 мг/м3 (в пересчете на HCN).

4064-28.jpg

Специфич. хим. св-во С.-способность легко образовывать коллоидное С. в р-ре при восстановлении соединений С. или при диспергировании компактного металла. Золи С. окрашены в разл. цвета-от фиолетового до оранжевого—в зависимости от размера частиц металла и способа получения золя. С. в коллоидном состоянии-энергичный восстановитель, катализатор окисления, бактерицидный препарат (колларгол, протаргол). Бактерицидные св-ва присущи и металлическому С.: при концентрации С. в р-ре 40-200 мкг/л погибают неспоровые бактерии, а при более высоких концентрациях - споровые.

С. хорошо адсорбирует газы, такие, как Н2, О2, Аr и др. Так, при 500 °С Ag может поглощать до 5 объемов О2. При охлаждении жидкого С., содержащего растворенный в нем О2, выделение газа может происходить со взрывом.

С. образует множество интерметаллидов и сплавов с др. металлами. Так, с Pd и Аu С. дает непрерывный ряд твердых р-ров, с Сu, Ni и Pb-эвтектич. сплавы, а с остальными металлами - интерметаллиды разл. состава. Введение металлов в С. часто улучшает его мех. и хим. св-ва.

Получение. Первая стадия переработки всех серебросо-держащих руд-флотац. и гравитац. обогащение. Дальнейшие методы выделения С. зависят от типа руды и содержания С. и делятся на пирометаллургич. и гидрометаллургические. Полиметаллич. сульфидные руды не поддаются прямой гидрометаллургич. переработке и их вначале подвергают обжигу-окислительному, восстановительному (или хлорирующему). При обжиге свинцовых руд Ag2S концентрируется в оксиде Рb и затем в металлич. Рb. Для выделения С. из Рb применяют методы Паркеса и Паттинсо-на. По методу Паркеса серебросодержащий Рb плавят вместе с Zn и С. концентрируется в Zn в виде интерметаллидов. После отгонки Zn остаток купелируют (нагревают в печи в потоке воздуха) и отделяют сырое металлическое С. от оксидов остальных металлов.

По методу Паттинсона серебросодержащий Рb медленно охлаждают и при этом вначале кристаллизуется чистый Рb, к-рый отделяют от расплава; остается сплав Рb с Ag с содержанием С. 2-3%, к-рый перерабатывают далее купелированием.

При переработке медных руд после окислит. и восстановит. плавок получают сплавы Сu с Ag, из к-рых С. выделяют электролизом. Из сплава отливают аноды и при их растворении Си осаждается на катоде, а С. концентрируется в шламе.

Собственно серебряные руды перерабатывают после обогащения методом цианирования, для чего руду обрабатывают в водном р-ре NaCN или KCN в присут. О2 и затем С. извлекают из комплексных цианидов восстановлением металлами или с использованием анионитов. В осн. история, интерес представляет сейчас амальгамный метод извлечения С., по к-рому руда смешивается в р-ре с Hg и хлоридами, при этом образуется амальгама С.; из нее после отгонки Hg получают сырое С.

Для получения С. высокой чистоты (99,999%) сырой металл подвергают электролитич. аффинажу в р-ре AgNO3 с осаждением С. на катоде (примеси переходят в шлам).

Все серебросодержащие отходы пром-сти (отработанные фотоматериалы, контакты, источники питания и т. п.) также подвергаются переработке с целью извлечения вторичного С., к-рое вновь расходуется в пром-сти в кол-ве 60-70% от общего потребления С.

Определение. Качественно С. обнаруживают по цветным р-циям образования комплексов С. с использованием орг. N- и S-содержащих реагентов (производные роданина, фе-нилтиомочевины, дитизона и т.п.). Применяют также восстановление С. из р-ра до металла и микрокристаллич. р-ции образования AgCl, Ag2Cr2O7 и комплекса С. с уротропином.

Количественно С. определяют гравиметрически (осаждение С. в виде AgCl или комплекса С. с бензотриазолом), титриметрически по Фольгарду с использованием р-ров KCNS или NH4CNS в присут. железо-аммониевых квасцов. Применяют колориметрич. методы с использованием производных роданина и дитизона, каталиметрич. (основанные на измерении скорости р-ции в присут. микрокол-в С.), а также эмиссионно-спектральный и атомно-абсорбционный методы анализа.

Применение. Примерно 30-40% производимого С. расходуют на изготовление кино- и фотоматериалов. Ок. 20% С. в виде сплавов с Pd, Аu, Сu, Zn и др. металлами идет на изготовление контактов, припоев, проводящих слоев, элементов реле и др. устройств в электротехнике и электронике. Сплавы С. с Аu и Сu, а также с Hg, Sn, Zn и Си используют в стоматологии для пломбирования и протезирования. 20-25% С. расходуют на изготовление элементов питания-серебряно-цинковых аккумуляторов, обладающих высокой энергоемкостью (космич. и оборонная техника), оксидно-серебряных элементов питания часов и т.п. Из С. изготовляют монеты, ювелирные изделия, украшения, столовую посуду. С. используют для серебрения зеркал, аппаратов в пищ. пром-сти, как катализатор процессов дожигания СО, восстановления NO и р-ций окисления в орг. синтезе.

Объем произ-ва первичного С. в мире колеблется в зависимости от цен на рынке. В связи с тем, что С.-второй валютный металл, сведения о масштабах его произ-ва и потребления являются оценочными. В сер. 80-х гг. произ-во первичного С. в развитых и развивающихся странах оценивалось в 10-15 тыс. т/год.

ПДК С. в воздухе 0,1-0,5 мг/м3. При попадании р-римых соединений С. на кожу и слизистые оболочки происходит восстановление С. до серо-черного коллоидного металла. Это окрашивание пов-сти тканей (аргирия) исчезает в результате растворения и истирания коллоидного С. вместе с кожей.

С. известно человеку с древнейших времен, еще в 4-м тыс. до н.э. оно использовалось для изготовления украшений, служило торговым эквивалентом в странах Востока.


===
Исп. литература для статьи «СЕРЕБРО»:
Пятницкий И. В., Сухан В. В., Аналитическая химия серебра, М., 1975; Малышев В.М., Румянцев Д. В., Серебро, 2 изд., М., 1987; Silver. Economics, metallurgy and use, Princeton (N.Y.), 1967; Thompson N. R., в кн.: Masscy A. G., The chemistry of cooper, Oxf., 1975. П.М. Чукуров.

Страница «СЕРЕБРО» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков