Один из драгоценных металлов – серебро (Ag), оно знакомо человечеству давно, также как золото раньше оно добывалось самородками, его еще не выплавляли из руды. Серебро использовалось в течение тысячелетий в качестве украшений и посуды, для торговли и в качестве основы для многих денежных систем. Из всех металлов чистое серебро имеет самый белый цвет, самую высокую оптическую отражательную способность и самую высокую тепловую и электрическую проводимость. Кроме того, галогениды серебра являются светочувствительными.
Содержание
Благодаря вышеупомянутым свойствам серебро имеет множество промышленных применений, таких как зеркала, электротехнические и электронные изделия и фотография, что является крупнейшим конечным применением серебра. Каталитические свойства серебра делают его идеальным для использования в качестве катализатора в реакциях окисления; например, получение формальдегида из метанола и воздуха с помощью серебряных сит или кристаллитов, содержащих минимум 99,95 мас.% серебра.
Это мягкий металл отличается хорошей пластичностью, легко поддается обработке. Плавится при температуре – 962 градуса, имеет плотность – 10,5 г/куб.см. Из серебра изготавливают ювелирные украшения, посуду, монеты. Значительный вклад серебра в электронную промышленность, из него изготавливают различные детали для точных приборов, проволоку и так далее.
Серебро в чистом виде — тяжелый металл. Обладает высокой теплопроводностью и имеет высокую электропроводимость. Это благородный металл, не растворяется в соляной кислоте и серной. Но при нагретых кислотах и отсутствия кислорода, может вступить в реакцию.
Растворяется в ртути, образуется амальгама. Для травления серебра применяется хлорное железо. Красивый белый цвет металл позволяет изготавливать из него изумительные ювелирные украшения. В связи с тем, что серебро мягкий металл для изделий из него используют смеси, добавками служат цветные металлы, самый применяемый – медь.
Серебро активно вступает в связь с различными молекулами, поэтому вода в серебряной посуде обеззараживается, а малая концентрация металла служит укрепляющим организм средством для человека.
Однако следует помнить, что серебро, это металл и пить воду, которая имеет его ионы, не следует. Драгоценный металл применяется для изготовления некоторых лекарств и зубных паст, используется производстве строительных материалов. Редко можно встретить в природе самородки серебра, сегодня его добывают из руды, затем обогащают, проводя через электрический ток. При такой обработке чистое серебро оседает в виде кристаллов, затем его превращают в сплавы. Для изготовления украшений применяется сплав серебра и меди.
Получается прочный сплав, который прекрасно обрабатывается и полируется, имеет красивый цвет. Проба на сплав устанавливается так же, как и на золото, в зависимости от процентного содержания драгоценного металла. При низкой пробе, серебро быстро темнеет. Постоянный уход за ювелирным украшением позволяет владельцу наслаждаться красотой и изяществом серебра.
Серебро часто играет вторую скрипку с другим драгоценным металлом, золотом, но этот элемент обладает особыми свойствами, которые заслуживают хорошего внешнего вида.
Например, из всех металлов чистое серебро является лучшим проводником тепла и электричества, согласно Национальной лаборатории линейных ускорителей им . Джефферсона . Это также лучший отражатель видимого света, поэтому его обычно используют для изготовления зеркал — хотя серебро тускнеет и становится темно-серым при воздействии воздуха, что требует периодической полировки.
Чистое серебро слишком мягкое для таких продуктов, как ювелирные изделия и посуда, поэтому лучшими вилками и ножами в семье, скорее всего, являются стерлинговое серебро, сплав из 92,5% серебра и 7,5% меди (хотя иногда используются другие металлы). Серебро также используется в некоторых электрониках и батареях. По данным Королевского химического общества (RSC), поскольку металл обладает антимикробными свойствами, наночастицы серебра можно вплетать в одежду, чтобы предотвратить накопление бактерий на отложениях пота и масел.
Только факты о серебре
- Атомный номер (количество протонов в ядре): 47
- Атомный символ (в периодической таблице элементов): Ag
- Атомный вес (средняя масса атома): 107,8682
- Плотность: 10,501 грамм на кубический сантиметр
- Фаза при комнатной температуре: Твердый
- Температура плавления: 1763,2 градуса по Фаренгейту (961,78 градуса по Цельсию)
- Точка кипения: 3924 F (2 162 C)
- Количество изотопов (атомов одного и того же элемента с разным количеством нейтронов): 66; 2 конюшня
- Наиболее распространенные изотопы: Ag-107 (естественная численность 51,839%) и Ag-109 (естественная численность 48,161%)
История серебра
История серебра долгая. По данным RSC, первые свидетельства добычи серебра датируются 3000 г. до н.э. в Турции и Греции. Древние люди даже придумали, как очищать серебро. Они нагрели серебряную руду и выпустили над ней воздух, процесс, называемый купелированием. Серебро не реагирует на воздух, но основные металлы, такие как свинец и медь, окисляются и отделяются от драгоценного металла.
Серебро образуется в звездных взрывах, называемых сверхновыми, как и золото. Исследование, опубликованное в сентябре 2012 года в журнале Astronomy and Astrophysics, показало, что маленькие звезды, которые взрываются, производят серебро, в то время как большие звезды производят золото.
Серебро действительно взорвалось на Земле, однако, когда европейцы высадились в Новом Свете в 1492 году. Испанские завоеватели обнаружили, что Южная Америка была домом для богатых жил серебра и серебряной руды, и они с энтузиазмом добывали это богатство;Согласно данным Серебряного института , отраслевой торговой группы, 85% серебра, производимого в мире, приходилось на Боливию, Перу и Мексику в период между 1500 и 1800 годами.
Серебро сыграло большую роль в создании возможности ранней фотографии. Нитрат серебра (серебро в сочетании с молекулами азота и кислорода) использовался на фотографических пластинах в первых, неуклюжих камерах, согласно RSC, потому что он реагирует на свет, становясь черным — позволяя фотографам захватывать мгновение света. Даже с появлением цифровых камер серебро остается частью традиционного фотографического процесса.
По состоянию на 2003 год, имеются самые последние данные за год, 1920 метрических тонн серебра ежегодно использовалось для фотографических целей. Электрическое и электронное использование было вторым наиболее распространенным единым промышленным применением серебра: в 2003 году в провода и гаджеты было вложено 1230 метрических тонн. Ювелирные изделия, стерлинговое серебро и гальванические изделия из серебра заняли третье место, использовав всего 486 метрических тонн. Еще 1,
Кто знал эти данные?
- Атомный символ серебра — Ag, который, кажется, имеет мало отношения к названию элемента. На самом деле Ag — сокращение от argentums, латинское слово для серебра. Слово «серебро» происходит от англосаксонского слова seolfor.
- Первым огромным серебряным ударом в Соединенных Штатах был Comstock Lode в Неваде, впервые обнаруженный в 1857 году двумя братьями, которые умерли до того, как смогли воспользоваться преимуществами своего требования. По данным Online Nevada , в период с 1859 по 1992 год с земли было добыто 305 779 612,48 долларов.
- Там нет сомнений по этому поводу; серебро красиво, и люди давно так думали. В феврале 2014 года археологи обнаружили находку из серебра, в том числе пять сережек-обручей , на участке в 3200 лет в Израиле.
- Серебро обладает антимикробными свойствами, но это не делает его хорошим вариантом для домашних средств. Поставщики гомеопатии иногда продают коллоидное серебро для различных жалоб на здоровье, но употребление этого вещества имеет странный побочный эффект: кожа становится синей .
- Оставьте хорошее серебро в ящике между Рождествами, и оно может потускнеть. Так как же серебряные экспонаты музея остаются такими блестящими? Они покрыты прозрачными лаками. Исследователи работают над созданием покрытий нанометровой толщины, которые могут заменить современные лаки с ручной росписью чем-то более тонким, полностью невидимым и долговечным.
Текущее исследование
Антимикробные свойства серебра положили этот элемент в сумку с приемами врача; По данным Wounds International , серебро использовалось для предотвращения заражения травмами в течение сотен лет. Серебро не убивает микробы в металлической форме, в которой оно не реагирует. Металл действует против бактерий только в ионной форме — он должен потерять электрон, чтобы стать положительно заряженным. Положительно заряженный ион серебра воздействует на стенки бактериальных клеток и нарушает другие микробные процессы.
Пациенты с ожогами могут использовать серебряно-антибиотические кремы при травмах, а в некоторых больницах используют серебряные повязки для лечения кожных язв и других средств для ухода за ранами.
Однако в этой области ведутся дебаты об эффективности этих повязок, особенно после того, как обзор 2010 года, опубликованный в Кокрановской базе данных системных обзоров, показал, что они не ускоряют заживление ран. Однако в 2012 году рабочая группа медицинских работников Wounds International утверждала, что повязки могут быть полезны при локализованных инфекциях.
Некоторые производители использовали антимикробную магию серебра как маркетинговую возможность, создавая наполненный серебром текстиль, призванный помешать вонючим бактериям создать магазин в ткани.
Проблема, по словам Бернда Новака, исследователя из Empa, Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии, заключается в том, что вы не знаете, что получаете в этих тканях, наполненных серебром. На самом деле, производители могут даже не знать, что они делают.
« Они могут добавлять компаунд, но, возможно, во время производства, всего этого умирая и делая ткань, они могут трансформировать некоторые материалы», — сказал Новак в интервью Live Science. В многочисленных исследованиях он и его коллеги обнаружили, что формы серебра, предположительно присутствующие в этих высокотехнологичных текстильных изделиях, редко бывают теми, которые на самом деле внедрены в ткань.
«Все они содержат огромное разнообразие различных серебряных форм, и иногда форма, которая должна была быть там, составляла, возможно, 30 процентов, а остальные 70 процентов были другими серебряными формами», — сказал Новак.
Это важно, потому что некоторые формы серебра взаимодействуют с бактериями не так легко, как другие. Например, погруженное в волокно серебро буквально тускнеет, смешиваясь с серой с образованием сульфида серебра. По словам Новака, сульфид серебра не работает. Это не реагирует, чтобы убить бактерии.
В идеале в ткани, наполненной серебром, вместо обычного серебра будут использоваться наночастицы, поскольку наночастицы высвобождаются с правильной скоростью, чтобы сохранить тонкую серебряную пленку на ткани, предотвращая бактериальную опору. Однако в настоящее время, по словам Новака, нет хорошего способа указать на ткань и точно сказать, что серебро в ней находится в нано-форме.
На самом деле, при прохождении рубашки с обычными серебряными нитями через шайбу будет выделяться больше наночастиц серебра, чем при использовании рубашки, наполненной наносеребром, во время цикла полоскания, сообщил Новак и его коллеги в журнале ACS Nano в июне 2014 года .
По словам Новака, существуют способы улучшить эксплуатационные характеристики тканей, наполненных серебром, в том числе встраивать серебро непосредственно в волокна, а не обрабатывать их поверхности. В конечном счете, однако, серебро может быть слишком реактивным, чтобы быть подходящим для ткани. В конце концов, бесполезно, если ваша одежда тускнеет, как серебро.
Химики классифицируют серебро как переходный металл . Переходные металлы являются элементами между группами 2 и 13 в периодической таблице. Периодическая таблица представляет собой диаграмму, которая показывает, как химические элементы связаны друг с другом. Более 40 элементов, все металлы, попадают в диапазон переходных металлов.
Серебро также классифицируется как драгоценный металл. Драгоценные металлы не очень распространены в земной коре. Они привлекательны и не очень химически активны. Эти свойства делают металл желательным в ювелирных изделиях, монетах и искусстве. Приблизительно полдюжины металлов около серебра в периодической таблице — также драгоценные металлы. К ним относятся золото, платина, палладий, родий и индий.
Серебро использовалось людьми на протяжении тысячелетий. Это часто происходит как свободный элемент в природе. Это может также быть извлечено из его руд довольно легко. Эти свойства позволили ранним людям легко узнать о серебре.
Сегодня самое важное использование серебра в фотографии. В фотографии используются три соединения серебра: хлорид серебра (AgCl), бромид серебра (AgBr) и йодид серебра (AgI). Серебро также используется для изготовления электрооборудования, зеркал, медицинского и стоматологического оборудования, а также ювелирных изделий. Это часто используется, чтобы сделать сплавы с золотом для некоторых из этих заявлений. Сплав изготавливается путем плавления и смешивания двух или более металлов. Смесь имеет свойства, отличные от свойств отдельных металлов.
Открытие и присвоение имен
Серебро, вероятно, было впервые обнаружено после золота и меди. Золото и медь часто встречаются в природе как свободные элементы. Они имеют очень характерные цвета, которые позволили ранним людям легко находить эти металлы.
Серебро также встречается в виде свободного металла, но гораздо реже, чем золото или медь. В какой-то момент люди научились добывать серебро из его руд. Но это открытие должно было произойти очень рано в истории человечества. Археологи (ученые, изучающие древние цивилизации) обнаружили в Египте серебряные предметы, датируемые примерно 3400 г. до н.э. Рисунки на некоторых из самых старых пирамид показывают людей, работающих с металлом, вероятно, добывающих серебро из его руд.
Другие ранние культуры также использовали серебро. Письменные записи из Индии описывают металл еще в 900 г. до н.э. Серебро было широко распространено в Америке, когда впервые появились европейцы.
Библия содержит много ссылок на серебро. Металл использовался как способ оплаты за предметы. Он также украшал храмы, дворцы и другие важные здания. Библия также содержит разделы, описывающие изготовление серебра.
Слово «серебро» восходит, по крайней мере, к 12 веку нашей эры. Похоже, оно произошло от старого английского слова, использованного для описания металла seolfor. Символ серебра (Ag), однако, происходит от его латинского названия argentum. Название, возможно, произошло от греческого слова argos, что означает «блестящий» или «белый».
Физические свойства
Серебро — это мягкий белый металл с блестящей поверхностью. Это самый пластичный и ковкий металл. Пластичный означает, что может быть втянут в тонкие провода. Податливость означает, что она может быть забита тонкими листами. Серебро имеет два других уникальных свойства. Он проводит тепло и электричество лучше, чем любой другой элемент. Он также очень хорошо отражает свет.
Температура плавления серебра составляет 961,5 ° C (1762 ° F), а его температура кипения составляет примерно от 2000 до 2200 ° C (от 3600 до 4000 ° F). Его плотность составляет 10,49 грамм на кубический сантиметр.
Рисунки на некоторых из самых старых пирамид показывают людей, работающих с металлом, вероятно, добывающих серебро из его руд.
Химические свойства
Серебро очень неактивный металл. Он не реагирует с кислородом в воздухе при нормальных условиях. Однако он медленно реагирует с соединениями серы в воздухе. Продуктом этой реакции является сульфид серебра (Ag 2 S), соединение черного цвета. На поверхности серебра и других посеребренных предметов со временем образуется тусклость — сульфид серебра.
Серебро плохо реагирует с водой, кислотами или многими другими соединениями. Он не горит, кроме как серебряный порошок.
Появление в природе
Серебро — довольно редкий элемент в земной коре. Его численность оценивается примерно в 0,1 части на миллион. Это также найдено в морской воде. Считается, что его изобилие составляет около 0,01 части на миллион.
Серебро обычно встречается в сочетании с рудами других металлов, особенно свинцовых . Наиболее распространенными серебряными рудами являются аргентит (Ag 2 S); кераргирит или «серебро рога» (AgCl); прустит (3Ag 2 S ○ As 2 S 3 ); и пираргирит (Ag 2 S ○ Sb 2 S 3 ).
Крупнейшими производителями серебра в мире являются Мексика, Перу, США, Канада, Польша, Чили и Австралия. В Соединенных Штатах серебро добывается примерно на 76 рудниках в 16 штатах. Крупнейшими государственными производителями являются Невада, Айдахо и Аризона. На эти три штата приходится около двух третей всего серебра, добываемого в Соединенных Штатах.
Изотопы
Существуют два естественных изотопа серебра: серебро-107 и серебро-109. Изотопы — это две или более формы элемента. Изотопы отличаются друг от друга по их массовому числу. Число, написанное справа от имени элемента, является массовым числом. Массовое число представляет количество протонов плюс нейтронов в ядре атома элемента. Количество протонов определяет элемент, но количество нейтронов в атоме любого одного элемента может варьироваться. Каждая вариация является изотопом.
Известно также около 16 радиоактивных изотопов серебра. Радиоактивный изотоп — это тот, который распадается на части и испускает некоторую форму радиации. Радиоактивные изотопы образуются, когда очень маленькие частицы обжигают атомы. Эти частицы прилипают к атомам и делают их радиоактивными.
Ни один из радиоактивных изотопов серебра не имеет коммерческого использования.
Снижение, которое развивается в течение долгого времени на серебряных изделиях и других посеребренных объектах, является сульфидом серебра.
экстракция
Руды, богатые серебром, давно исчезли из-за добычи. Сегодня серебро обычно поступает из руд, которые содержат очень небольшое количество металла. Эти суммы могут варьироваться от нескольких тысячных
Небольшой процент серебра, произведенного в Соединенных Штатах, используется для монет. Старый серебряный доллар «Мир», показанный здесь, чеканился с 1921 по 1935 год.унции за тонну руды до 100 унций за тонну. Металл чаще всего производится как побочный продукт добычи других металлов. После удаления первичного металла отходы часто содержат небольшое количество серебра. Эти отходы обрабатываются химическими веществами, которые реагируют с серебром. Серебро может быть затем извлечено электролизом . Электролиз — это процесс, при котором соединение разрушается при пропускании через него электрического тока.
Использование и соединения
Около 10 процентов серебра, произведенного в Соединенных Штатах, используется в монетах, ювелирных изделиях и произведениях искусства. Одним из способов использования серебра является сплавы с золотом. Золото очень желательно для монет и ювелирных изделий. Но он слишком мягкий, чтобы использовать его в чистом виде.
Однако добавление серебра в золото делает сплав намного прочнее и долговечнее. Большинство «золотых» объектов сегодня — это на самом деле сплавы, часто сплавы серебра и золота.
Однако другие объекты используют гораздо больше серебряного металла. Около половины произведенного в Соединенных Штатах серебра уходит на фотопленку . Чистое серебро сначала превращается в соединение: хлорид серебра, бромид серебра или йодид серебра. Затем этот состав используется для изготовления фотопленки (см. Прилагаемую боковую панель).
Второе по важности использование серебра — это электрическое и электронное оборудование. Около 20 процентов всего произведенного серебра используется для этой цели. Серебро на самом деле является наиболее желательным из всех металлов для электрооборудования. Электричество течет через серебро легче, чем через любой другой металл. Однако в большинстве случаев используются такие металлы, как медь или алюминий , потому что они дешевле.
Важная роль серебра в проявлении
T принимая к фотографии зависит от простой химической идеи: Свет может вызвать электроны двигаться вокруг. Вот что это значит: Серебристый металл будет соединяться с хлором, бромом или йодом с образованием соединений. Как пример: в этой реакции каждый атом серебра теряет один электрон на атом хлора. Атом серебра становится «на один электрон меньше» того, что он обычно имеет. Одноэлектронно-короткий атом серебра называется ионом серебра.
Фотопленка покрыта тонким слоем хлорида серебра, бромида серебра или йодида серебра. Это означает, что пленка покрыта многими ионами серебра. Ионы серебра бесцветны, поэтому у фотопленки нет цвета.
Что происходит, когда фотопленка подвергается воздействию света? Свет дает энергию электронам в фотопленке. Некоторые из этих электронов возвращаются к ионам серебра, превращая их обратно в атомы:
Но атомы серебра не бесцветны. Они черные. Таким образом, фотопленка, подверженная воздействию света, становится черной в каждой точке, где свет попадает на ион серебра.
Конечно, при съемке не все фильмы получают одинаковое количество света. Например, изображение человека будет иметь области, которые становятся намного ярче, чем другие. Так что некоторые места в фильме становятся очень темными, а другие — менее темными.
Необходимы дополнительные шаги, чтобы «разработать» фотопленку или сделать из нее картинку. Но первый шаг в фотографировании — это замена ионов серебра обратно на атомы серебра с помощью света.
Но иногда электрическое устройство настолько важно, что его стоимость не учитывается. Например, электрические устройства на космических кораблях, спутниках и самолетах должны работать надежно и эффективно. Стоимость использования серебра не так важна, как в бытовых приборах. Таким образом, серебро используется для электропроводки и соединений в этих устройствах.
В некоторых случаях, серебро покрытие решает практическую задачу , где дороже серебро будет работать лучше. Посеребрение — это процесс, с помощью которого очень тонкий слой серебра наносится поверх другого металла. Серебро настолько податливо, что его можно забивать тоньше, чем лист бумаги. Серебро это тонкое можно наносить на другой металл.
Затем другой металл приобретает некоторые свойства серебряного покрытия. Например, он может очень хорошо работать в качестве отражателя, потому что серебро является таким хорошим отражателем. Не имеет значения, является ли второй металл хорошим отражателем или нет. Серебряное покрытие служит отражающей поверхностью в комбинации.
Около пятой части всего произведенного серебра используется во многих других продуктах. Например, это часто используется в зубных амальгамах. Амальгама — это сплав, в котором ртуть является одним из используемых металлов. Серебряные амальгамы хорошо подходят для пломбирования разрушенных зубов. Они нетоксичны и не разрушаются и не вступают в реакцию с другими материалами очень легко. Серебро также используется в специализированных батареях, в том числе серебряно- цинковых и серебро- кадмиевых .
Электричество течет через серебро легче, чем через любой другой металл.
Влияние на здоровье
Серебро является умеренно токсичным элементом. Когда металл или его соединения попадают на кожу, они могут вызвать голубоватый внешний вид , известный как аргирии или argyrosis. Вдыхание серебряной пыли может иметь серьезные долгосрочные последствия для здоровья. Максимальная рекомендуемая выдержка для серебряной пыли составляет 0,1 миллиграмма на кубический метр воздуха.
риблизительно при температуре 961 градус Цельсия и имеет очень низкую твердость, что делает его уязвимым к царапинам и деформациям. Однако, для повышения прочности и стойкости к истиранию, серебро может быть сплавлено с другими металлами, такими как медь или никель. Серебро также обладает антибактериальными свойствами и используется в медицине для изготовления перевязочных материалов, инструментов и имплантатов.
ри температуре 961,8 °C и имеет плотность 10,5 г/см³. Однако, серебро подвержено окислению и потемнению на воздухе, поэтому часто используется в виде сплавов с другими металлами, чтобы улучшить его прочность и устойчивость к коррозии.
ри температуре 961,8 °C и имеет плотность 10,49 г/см³. Он не имеет отрицательного влияния на человека и является антимикробным, поэтому применяется в медицине, в производстве бактерицидных материалов и антисептиков. Существует ли возможность использования серебра в других областях промышленности, кроме украшений, фотографии и электротехники?
ри температуре 961,93 градуса Цельсия и имеет плотность 10,50 г/см3. Серебро имеет высокую степень отличия от других металлов на основе свойств, таких как теплопроводность и проводимость электрического тока. Серебро также является стабильным в воздухе, не окисляется и не проявляет реакции с кислородом. Оно может образовывать сплавы с другими металлами, например, серебро может использоваться для покрытия других металлических поверхностей, чтобы предотвратить коррозию и улучшить эстетический вид. Кроме того, серебро также используется в медицине, включая антисептические свойства серебра, которые помогают в борьбе с инфекциями.