Серебро

Серебро,  ₄₇ Ag

Серебро
Внешность	блестящий белый металл
Стандартный атомный вес A r, std (Ag)	107,8682 (2) [1]
Серебро в периодической таблице
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титана Ванадий Хром Марганец Утюг Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Банка Сурьма Теллур Йод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (элемент) Таллий Вести Висмут Полоний Астатин Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклиум Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Бориум Калий Мейтнерий Дармштадтиум Рентгений Копернициум Нихоний Флеровий Московиум Ливерморий Tennessine Оганессон Cu ↑ Ag ↓ Au палладий ← серебро → кадмий
Атомный номер ( Z )	47
Группа	группа 11
Период	период 5
Блокировать	d-блок
Электронная конфигурация	[ Kr ] 4д 10 5с 1
Электронов на оболочку	2, 8, 18, 18, 1
Физические свойства
Фаза на  СТП	твердый
Температура плавления	1234,93  К (961,78 ° С, 1763,2 ° F)
Точка кипения	2435 К (2162 ° С, 3924 ° F)
Плотность (около  rt )	10,49 г / см 3
в жидком состоянии (при  т. пл. )	9,320 г / см 3
Теплота плавления	11,28  кДж / моль
Теплота испарения	254 кДж / моль
Молярная теплоемкость	25,350 Дж / (моль · К)
Давление газа P  (Па) 1 10 100 1 к 10 тыс. 100 тыс. при  T  (K) 1283 1413 1575 1782 2055 2433
Атомные свойства
Состояния окисления	−2, −1, +1 , +2, +3 (  амфотерный оксид)
Электроотрицательность	Шкала Полинга: 1,93
Энергии ионизации	1-я: 731,0 кДж / моль 2-я: 2070 кДж / моль 3-я: 3361 кДж / моль
Радиус атома	эмпирический: 144  вечера
Ковалентный радиус	145 ± 5 часов вечера
Радиус Ван-дер-Ваальса	172 вечера
Спектральные линии серебра
Прочие свойства
Естественное явление	изначальный
Кристальная структура	гранецентрированной кубической (ГЦК)
Скорость звука тонкого стержня	2680 м / с (при  комнатной температуре )
Тепловое расширение	18,9 мкм / (м · К) (при 25 ° C)
Теплопроводность	429 Вт / (м · К)
Температуропроводность	174 мм 2 / с (при 300 К)
Удельное электрическое сопротивление	15,87 нОм · м (при 20 ° C)
Магнитный заказ	диамагнитный [2]
Магнитная восприимчивость	-19,5 · 10 -6  см 3 / моль (296 K) [3]
Модуль для младших	83 ГПа
Модуль сдвига	30 ГПа
Объемный модуль	100 ГПа
коэффициент Пуассона	0,37
Твердость по Моосу	2,5
Твердость по Виккерсу	251 МПа
Твердость по Бринеллю	206–250 МПа
Количество CAS	7440-22-4
История
Открытие	до 5000 г. до н.э.
Основные изотопы серебра
Изотоп Избыток Период полураспада ( t 1/2 ) Режим распада Товар 105 Ag син 41,2 г ε 105 Pd γ - 106 м Ag син 8,28 г ε 106 Pd γ - 107 Ag 51,839% стабильный 108 м Ag син 418 лет ε 108 Pd ЭТО 108 Ag γ - 109 Ag 48,161% стабильный 110 м Ag син 249,95 г β - 110 Кд γ - 111 Ag син 7,45 г β - 111 кд γ -
Категория: Серебро Посмотреть разговаривать редактировать | Рекомендации

Серебро является химическим элементом с символом Ag (от латинского серебра , полученный из прото-индо-европейского h₂erǵ : «блестящий» или «белая») и атомный номер 47. Мягкий, белый, блестящий переходный металл , он демонстрирует самая высокая электропроводность , теплопроводность и отражательная способность любого металла . ^{[ необходима цитата ]} Металл находится в земной коре в чистой, свободной элементарной форме («самородное серебро»), в виде сплава с золотом.и другие металлы, а также в минералах, таких как аргентит и хлораргирит . Большая часть серебра производится как побочный продукт аффинажа меди , золота, свинца и цинка .

Серебро издавна ценилось как драгоценный металл . Серебряный металл используется во многих слитках , иногда вместе с золотом : ^[4] хотя его больше, чем золота, его гораздо меньше как самородного металла . ^[5] Его чистота обычно измеряется на основе промилле ; сплав с чистотой 94% описывается как «чистый 0,940». Серебро, как один из семи металлов древности , играло непреходящую роль в большинстве человеческих культур.

Помимо валюты и в качестве средства инвестирования ( монеты и слитки ), серебро используется в солнечных панелях , фильтрации воды , ювелирных изделиях , украшениях, посуде и посуде высокой стоимости (отсюда термин « столовое серебро »), в электрических контактах и проводниках , в специализированных зеркалах, оконных покрытиях, в катализе химических реакций, в качестве красителя в витражах и в специализированных кондитерских изделиях. Его соединения используются в фотографической и рентгеновской пленке. Разбавленные растворынитрат серебра и другие соединения серебра используются в качестве дезинфицирующих средств и микробиоцидов ( олигодинамический эффект ), добавляются в повязки и повязки, катетеры и другие медицинские инструменты .

Характеристики

Серебро подобно по своим физико-химическим свойствам к его двум вертикальным соседям в группе 11 в периодической таблице , медь и золоте . Его 47 электронов расположены в конфигурации [Kr] 4d ¹⁰ 5s ¹ , аналогично меди ([Ar] 3d ¹⁰ 4s ¹ ) и золоту ([Xe] 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6s ¹ ); группа 11 - одна из немногих групп в d-блоке, которая имеет полностью согласованный набор электронных конфигураций. ^[7]Эта отличительная электронная конфигурация, с одним электроном в s-подоболочке с наивысшей занятостью над заполненной d-подоболочкой, объясняет многие особые свойства металлического серебра. ^[8]

Серебро - чрезвычайно мягкий, пластичный и податливый переходный металл , хотя он немного менее податлив, чем золото. Серебро кристаллизуется в гранецентрированной кубической решетке с объемным координационным числом 12, где только один 5s-электрон делокализован, подобно меди и золоту. ^[9] В отличие от металлов с неполными d-оболочками, металлические связи в серебре не имеют ковалентного характера и являются относительно слабыми. Это наблюдение объясняет низкую твердость и высокую пластичность монокристаллов серебра. ^[10]

Серебро имеет блестящий белый металлический блеск , который может взять высокую полировку , ^[11] и которое так характерно , что имя самого металла стало названием цвета . ^[8] В отличие от меди и золота, энергия, необходимая для возбуждения электрона из заполненной d-зоны в sp-зону проводимости в серебре, достаточно велика (около 385 кДж / моль), что больше не соответствует поглощению в видимой области спектр, а точнее в ультрафиолете ; следовательно, серебро не является цветным металлом. ^[8] Защищенное серебро имеет большую оптическую отражательную способность, чем алюминий, на всех длинах волн, превышающих ~ 450 нм. ^[12]На длинах волн короче 450 нм отражательная способность серебра ниже, чем у алюминия, и падает до нуля около 310 нм. ^[13]

Очень высокая электрическая и теплопроводность присуща элементам в группе 11, потому что их единственный s-электрон свободен и не взаимодействует с заполненной d-подоболочкой, поскольку такие взаимодействия (которые происходят в предыдущих переходных металлах) снижают подвижность электронов. ^[14] теплопроводность серебра является одним из самых высоких из всех материалов, хотя теплопроводность углерода (в алмазном аллотропе ) и сверхтекучий гелий-4 еще выше. ^[7] электропроводность серебра является самым высоким из всех металлов, даже больше , чем медь. Серебро также имеет самое низкое контактное сопротивление из всех металлов.^[7] Серебро редко используется из-за его электропроводности из-за его высокой стоимости, хотя исключение составляет радиотехника , особенно на УКВ и более высоких частотах, где серебряное покрытие улучшает электрическую проводимость, потому что эти токи имеют тенденцию течь по поверхности проводников. а не через интерьер. Во время Второй мировой войны в США, 13540 были использованы тонны серебра для электромагнитов в calutrons для обогащения урана ,основном изза нехватки военного времени меди. ^{[15] [16] [17]}

Серебро легко образует сплавы с медью и золотом, а также с цинком . Сплавы цинка и серебра с низкой концентрацией цинка можно рассматривать как гранецентрированные кубические твердые растворы цинка в серебре, поскольку структура серебра в значительной степени не изменяется, а концентрация электронов возрастает по мере добавления цинка. Дальнейшее увеличение концентрации электронов приводит к объемноцентрированной кубической (концентрация электронов 1,5), сложной кубической (1,615) и гексагональной плотноупакованным фазам (1,75). ^[9]

Изотопы

Встречающееся в природе серебро состоит из двух стабильных изотопов : ¹⁰⁷ Ag и ¹⁰⁹ Ag, причем ¹⁰⁷ Ag немного больше (51,839% природного содержания ). Такое почти равное изобилие редко встречается в периодической таблице. Атомный вес составляет 107.8682 (2) U ; ^{[18] [19]} это значение очень важно из-за важности соединений серебра, особенно галогенидов, в гравиметрическом анализе . ^[18] Оба изотопа серебра производятся в звездах посредством s-процесса (медленный захват нейтронов), а также в сверхновых через r-процесс.(быстрый захват нейтронов). ^[20]

Было охарактеризовано 28 радиоизотопов , наиболее стабильными из которых являются ¹⁰⁵ Ag с периодом полураспада 41,29 дня, ¹¹¹ Ag с периодом полураспада 7,45 дней и ¹¹² Ag с периодом полураспада 3,13 часа. Серебро имеет множество ядерных изомеров , наиболее стабильными из которых являются ^108m Ag ( t _1/2 = 418 лет), ¹¹⁰ m Ag ( t _1/2 = 249,79 дней) и ^{106 m} Ag ( t _1/2 = 8,28 дней). Все оставшиеся радиоактивныеизотопы имеют период полураспада менее часа, а у большинства из них период полураспада менее трех минут. ^[21]

Изотопы серебра имеют относительную атомную массу от 92,950 ед. ( ⁹³ Ag) до 129,950 ед. ( ¹³⁰ Ag); ^[22] первичной модой распада перед наиболее распространенным стабильным изотопом ¹⁰⁷ Ag является захват электронов, а после первичной моды - бета-распад . Первичные продукты распада до ¹⁰⁷ Ag - изотопы палладия (элемент 46), а первичные продукты после - изотопы кадмия (элемент 48). ^[21]

Изотоп палладия ¹⁰⁷ Pd распадается бета-излучением до ¹⁰⁷ Ag с периодом полураспада 6,5 миллионов лет. Железные метеориты - единственные объекты с достаточно высоким отношением палладия к серебру, которое дает измеримые вариации содержания ¹⁰⁷ Ag. Радиогенный ¹⁰⁷ Ag был впервые обнаружен в Санта - Клара метеорита в 1978 г. ^{[23] 107} Pd- ¹⁰⁷ Ag корреляций в телах , которые явно расплавленных с аккреции в Солнечной системе должны отражать наличие нестабильных нуклидов в ранней Солнечной системе . ^[24]

Химия

Серебро - довольно инертный металл. Это связано с тем, что его заполненная 4d-оболочка не очень эффективна в защите электростатических сил притяжения от ядра к наиболее удаленному 5s-электрону, и, следовательно, серебро находится в нижней части электрохимического ряда ( E ⁰ (Ag ⁺ / Ag) = +0,799 V). ^[8] В группе 11 серебро имеет самую низкую первую энергию ионизации (демонстрируя нестабильность 5s-орбитали), но имеет более высокие вторую и третью энергии ионизации, чем медь и золото (демонстрируя стабильность 4d-орбиталей), так что химия серебра преимущественно имеет степень окисления +1, что отражает все более ограниченный диапазон степеней окисления вдоль ряда переходов по мере того, как d-орбитали заполняются и стабилизируются.^[26] В отличие от меди, для которой большая энергия гидратации Cu ²⁺ по сравнению с Cu ⁺ является причиной того, что первое является более стабильным в водном растворе и твердых телах, несмотря на отсутствие стабильной заполненной d-подоболочки последнего, с серебром этот эффект подавляется его большей второй энергией ионизации. Следовательно, Ag ⁺ является стабильной разновидностью в водном растворе и твердых веществах, при этом Ag ²⁺ гораздо менее стабилен, поскольку он окисляет воду. ^[26]

Большинство соединений серебра имеют значительный ковалентный характер из-за небольшого размера и высокой энергии первой ионизации (730,8 кДж / моль) серебра. ^[8] Кроме того, электроотрицательность серебра по Полингу 1,93 выше, чем у свинца (1,87), а его сродство к электрону 125,6 кДж / моль намного выше, чем у водорода (72,8 кДж / моль), и не намного меньше, чем у кислорода. (141,0 кДж / моль). ^[27] Из-за своей полной d-подоболочки, серебро в своей основной степени окисления +1 проявляет относительно мало свойств собственно переходных металлов из групп с 4 по 10, образуя довольно нестабильные металлоорганические соединения., образуя линейные комплексы, показывающие очень низкие координационные числа, такие как 2, и образующие амфотерный оксид ^[28], а также фазы Zintl, такие как постпереходные металлы . ^[29] В отличие от предыдущих переходных металлов, степень окисления серебра +1 стабильна даже в отсутствие π-акцепторных лигандов . ^[26]

Серебро не вступает в реакцию с воздухом, даже при красном тепле, и , таким образом , было рассмотрено алхимиками в качестве благородного металла вместе с золотом. Его реакционная способность является промежуточной между реакционной способностью меди (которая образует оксид меди (I) при нагревании на воздухе до красного каления) и золота. Как и медь, серебро реагирует с серой и ее соединениями; в их присутствии серебро тускнеет на воздухе с образованием черного сульфида серебра ( вместо этого медь образует зеленый сульфат , а золото не вступает в реакцию). В отличие от меди, серебро не вступает в реакцию с галогенами, за исключением газообразного фтора , с которым оно образует дифторид.. Хотя серебро не подвергается воздействию неокисляющих кислот, металл легко растворяется в горячей концентрированной серной кислоте , а также в разбавленной или концентрированной азотной кислоте . В присутствии воздуха и особенно в присутствии перекиси водорода серебро легко растворяется в водных растворах цианида . ^[25]

Тремя основными формами порчи исторических серебряных артефактов являются потускнение, образование хлорида серебра из-за длительного погружения в соленую воду, а также реакция с нитрат- ионами или кислородом. Свежий хлорид серебра бледно-желтый, на свету становится багровым; он немного выступает над поверхностью артефакта или монеты. Осаждение меди в древнем серебре можно использовать для датировки артефактов, поскольку медь почти всегда входит в состав сплавов серебра. ^[30]

Металлическое серебро подвергается воздействию сильных окислителей, таких как перманганат калия ( KMnO
₄) и дихромат калия ( K
₂Cr
₂О
₇), так и в присутствии бромида калия ( KBr ). Эти соединения используются в фотографии для обесцвечивания серебряных изображений, превращая их в бромид серебра, который можно закрепить тиосульфатом или повторно проявить, чтобы усилить исходное изображение. Серебро образует цианидные комплексы ( цианид серебра ), растворимые в воде в присутствии избытка цианид-ионов. Растворы цианида серебра используются при гальванике серебра. ^[31]

Обычные степени окисления серебра (в порядке общности): +1 (наиболее стабильное состояние; например, нитрат серебра , AgNO ₃ ); +2 (сильно окисляющий; например, фторид серебра (II) , AgF ₂ ); и даже очень редко +3 (сильное окисление; например, тетрафтораргентат калия (III), KAgF ₄ ). ^[32] Состояние +3 требует очень сильных окислителей, таких как фтор или пероксодисульфат , а некоторые соединения серебра (III) вступают в реакцию с атмосферной влагой и атакуют стекло. ^[33]Действительно, фторид серебра (III) обычно получают реакцией серебра или монофторида серебра с самым сильным из известных окислителей, дифторидом криптона . ^[34]

Соединения

Оксиды и халькогениды

Серебро и золото имеют довольно низкое химическое сродство к кислороду, более низкое, чем медь, и поэтому ожидается, что оксиды серебра термически весьма нестабильны. Растворимые соли серебра (I) при добавлении щелочи осаждают темно-коричневый оксид серебра (I) Ag ₂ O. (Гидроксид AgOH существует только в растворе; в противном случае он самопроизвольно разлагается до оксида.) Оксид серебра (I) очень легко восстанавливается до металлического серебра и разлагается до серебра и кислорода при температуре выше 160 ° C. ^[35] Это и другие соединения серебра (I) могут быть окислены сильным окислителем пероксодисульфатом до черного AgO, смешанного оксида серебра (I, III) формулы Ag ^I Ag ^III O.₂ . Также известны некоторые другие смешанные оксиды с серебром в неполных степенях окисления, а именно Ag ₂ O ₃ и Ag ₃ O ₄ , а также Ag ₃ O, который ведет себя как металлический проводник. ^[35]

Сульфид серебра (I) , Ag ₂ S, очень легко образуется из составляющих его элементов и является причиной черного потускнения некоторых старых серебряных предметов. Он также может образовываться в результате реакции сероводорода с металлическим серебром или водными ионами Ag ⁺ . Известно много нестехиометрических селенидов и теллуридов ; в частности, AgTe _{~ 3} - низкотемпературный сверхпроводник . ^[35]

Галогениды

Единственным известным дигалогенидом серебра является дифторид AgF ₂ , который можно получить из элементов при нагревании. Сильный, но термически стабильный и, следовательно, безопасный фторирующий агент, фторид серебра (II) часто используется для синтеза гидрофторуглеродов . ^[36]

В отличие от этого, все четыре галогенида серебра (I) известны. Фторид , хлорид и бромид имеют структуру хлорида натрия, но иодид имеет три известных устойчивые формы при различных температурах; что при комнатной температуре представляет собой кубическую структуру цинковой обманки . Все они могут быть получены путем прямой реакции соответствующих элементов. ^[36] По мере того, как галогенная группа передается по наследству, галогенид серебра приобретает все более и более ковалентный характер, растворимость уменьшается, и цвет меняется с белого хлорида на желтый иодид, поскольку энергия, необходимая для переноса заряда лиганд-металл (X ^- Ag ⁺ → XAg) уменьшается.^[36] Фторид является аномальным, поскольку ион фтора настолько мал, что он обладает значительнойэнергией сольватации и, следовательно, хорошо растворим в воде и образует ди- и тетрагидраты. ^[36] Три других галогенида серебра очень нерастворимы в водных растворах и очень часто используются в гравиметрических аналитических методах. ^[18] Все четыре являются светочувствительными (хотя монофторид только к ультрафиолетовому свету), особенно бромид и йодид, которые фоторазлагаются на металлическое серебро, и поэтому использовались в традиционной фотографии. ^[36] Реакция: ^[37]

X ^- + hν → X + e ^- (возбуждение галогенид-иона, которое отдает свой лишний электрон в зону проводимости)

Ag ⁺ + e ^- → Ag (высвобождение иона серебра, который приобретает электрон, чтобы стать атомом серебра)

Этот процесс необратим, потому что высвободившийся атом серебра обычно находится в дефекте кристалла или на примесном участке, так что энергия электрона снижается настолько, что он «захватывается». ^[37]

Другие неорганические соединения

Белый нитрат серебра , AgNO ₃ , является универсальным предшественником многих других соединений серебра, особенно галогенидов, и гораздо менее чувствителен к свету. Он был когда - то называли ляпис , потому что серебро называется Луна древних алхимиков, которые считали , что серебро было связано с Луной. ^[38] Он часто используется для гравиметрического анализа, используя нерастворимость более тяжелых галогенидов серебра, которые являются обычным предшественником. ^[18] Нитрат серебра используется во многих отношениях в органическом синтезе , например, для снятия защиты и окисления. Ag ⁺ связывает алкеныобратимо, и нитрат серебра был использован для разделения смесей алкенов путем селективной абсорбции. Полученный аддукт можно разложить аммиаком с выделением свободного алкена. ^[39]

Желтый карбонат серебра Ag ₂ CO ₃ может быть легко получен путем взаимодействия водных растворов карбоната натрия с дефицитом нитрата серебра. ^[40] Его основное применение - производство серебряного порошка для использования в микроэлектронике. Он восстанавливается формальдегидом , в результате чего получается серебро, не содержащее щелочных металлов: ^[41]

Ag ₂ CO ₃ + CH ₂ O → 2 Ag + 2 CO ₂ + H ₂

Карбонат серебра также используется в качестве реагента в органическом синтезе, таком как реакция Кенигса-Кнорра . При окислении Фетизона карбонат серебра на целите действует как окислитель с образованием лактонов из диолов . Он также используется для преобразования алкильных бромидов в спирты . ^[40]

Фульминат серебра AgCNO, мощное, чувствительное к прикосновению взрывчатое вещество, используемое в ударных капсюлях , образуется в результате реакции металлического серебра с азотной кислотой в присутствии этанола . Другие взрывоопасных соединения серебра являются азид серебра , AGN ₃ , образованный в результате реакции нитрата серебра с азидом натрия , ^[42] и серебра ацетилид , Ag ₂ C ₂ , образуется , когда серебро реагирует с ацетиленом газа в аммиачной растворе. ^[26]В своей наиболее характерной реакции азид серебра разлагается со взрывом, выделяя газообразный азот: учитывая фоточувствительность солей серебра, такое поведение может быть вызвано светом на его кристаллы. ^[26]

2 AgN
₃(с) → 3 Н
₂ (г) + 2 Ag (т)

Координационные соединения

Комплексы серебра имеют тенденцию быть похожими на комплексы его более легкого гомолога меди. Комплексы серебра (III), как правило, встречаются редко и очень легко восстанавливаются до более стабильных более низких степеней окисления, хотя они немного более стабильны, чем комплексы меди (III). Например, квадратные плоские комплексы периодата [Ag (IO ₅ OH) ₂ ] ^5- и теллурата [Ag {TeO ₄ (OH) ₂ } ₂ ] ^5- могут быть получены окислением серебра (I) щелочным пероксодисульфатом . Желтый диамагнетик [AgF ₄ ] ^- гораздо менее устойчив, дымит во влажном воздухе и вступает в реакцию со стеклом. ^[33]

Чаще встречаются комплексы серебра (II). Как и валентные изоэлектронные комплексы меди (II), они обычно являются плоскими квадратными и парамагнитными, которые усиливаются за счет большего расщепления поля для 4d-электронов, чем для 3d-электронов. Водный Ag ²⁺ , образующийся при окислении Ag ⁺ озоном, является очень сильным окислителем даже в кислых растворах: он стабилизируется в фосфорной кислоте из-за образования комплексов. Окисление пероксодисульфата обычно необходимо для получения более стабильных комплексов с гетероциклическими аминами , такими как [Ag (py) ₄ ] ²⁺ и [Ag (bipy) ₂ ] ^2+.: они стабильны при условии, что противоион не может восстановить серебро до степени окисления +1. [AgF ₄ ] ^2- также известен в виде его фиолетовой бариевой соли, как и некоторые комплексы серебра (II) с N- или O- донорными лигандами, такими как карбоксилаты пиридина. ^[43]

Безусловно, самая важная степень окисления серебра в комплексах - +1. Катион Ag ⁺ является диамагнитным, как и его гомологи Cu ⁺ и Au ⁺ , поскольку все три имеют электронные конфигурации с закрытой оболочкой без неспаренных электронов: его комплексы бесцветны при условии, что лиганды не слишком легко поляризованы, такие как I ^- . Ag ⁺ образует соли с большинством анионов, но он не склонен координироваться с кислородом, и поэтому большинство этих солей нерастворимы в воде: исключение составляют нитрат, перхлорат и фторид. Четырехкоординатный тетраэдрический водный ион [Ag (H ₂ O) ₄ ] ⁺ известен, но характерная геометрия для Ag ⁺катион является двухкоординатным линейным. Например, хлорид серебра легко растворяется в избытке водного аммиака с образованием [Ag (NH ₃ ) ₂ ] ⁺ ; соли серебра растворяются на фотографии за счет образования тиосульфатного комплекса [Ag (S ₂ O ₃ ) ₂ ] ^3– ; а экстракция цианида для серебра (и золота) работает путем образования комплекса [Ag (CN) ₂ ] ^- . Цианид серебра образует линейный полимер {Ag – C≡N → Ag – C≡N →}; Тиоцианат серебра имеет аналогичную структуру, но вместо этого образует зигзаг из-за sp ³ - гибридизированного атома серы.Хелатирующие лиганды не могут образовывать линейные комплексы, и поэтому комплексы серебра (I) с ними имеют тенденцию к образованию полимеров; существует несколько исключений, таких как почти тетраэдрические дифосфиновые и диарсиновые комплексы [Ag (L – L) ₂ ] ⁺ . ^[44]

Металлорганический

В стандартных условиях серебро не образует простых карбонилов из-за слабости связи Ag – C. Некоторые из них известны при очень низких температурах около 6–15 К, например, зеленый плоский парамагнетик Ag (CO) ₃ , который димеризуется при 25–30 К, вероятно, за счет образования связей Ag – Ag. Кроме того, известен карбонил серебра [Ag (CO)] [B (OTeF ₅ ) ₄ ]. Полимерные комплексы AgLX с алкенами и алкинами известны, но их связи термодинамически слабее, чем даже у комплексов платины (хотя они образуются легче, чем у аналогичных комплексов золота): они также довольно несимметричны, показывая слабую π- связь в группе 11. Ag – C σСвязи также могут быть образованы серебром (I), таким как медь (I) и золото (I), но простые алкилы и арилы серебра (I) даже менее стабильны, чем таковые из меди (I) (которые имеют тенденцию взрываться под условия окружающей среды). Например, низкая термическая стабильность отражается в относительных температурах разложения AgMe (-50 ° C) и CuMe (-15 ° C), а также PhAg (74 ° C) и PhCu (100 ° C). ^[45]

Связь C – Ag стабилизируется перфторалкильными лигандами, например, в AgCF (CF ₃ ) ₂ . ^[46] Соединения алкенилсеребра также более стабильны, чем их аналоги алкилсеребра. ^[47] Комплексы серебро- NHC легко приготовить и обычно используются для получения других комплексов NHC путем вытеснения лабильных лигандов. Например, реакция комплекса бис (NHC) серебра (I) с бис (ацетонитрил) дихлоридом палладия или хлоридо (диметилсульфид) золотом (I) : ^[48]

Интерметаллический

Серебро образует сплавы с большинством других элементов периодической таблицы. Элементы 1-3 групп, за исключением водорода , лития и бериллия , хорошо смешиваются с серебром в конденсированной фазе и образуют интерметаллические соединения; продукты из групп 4–9 плохо смешиваются; элементы в группах 10–14 (кроме бора и углерода ) имеют очень сложные фазовые диаграммы Ag – M и образуют наиболее коммерчески важные сплавы; а остальные элементы периодической таблицы не имеют согласованности в фазовых диаграммах Ag – M. Безусловно, наиболее важными из таких сплавов являются сплавы с медью: большая часть серебра, используемого для чеканки монет и ювелирных изделий, на самом деле представляет собой сплав серебра с медью, аэвтектическая смесь используется при вакуумной пайке . Два металла полностью смешиваются как жидкости, но не как твердые тела; их важность в промышленности объясняется тем фактом, что их свойства подходят для широкого диапазона изменений концентрации серебра и меди, хотя наиболее полезные сплавы обычно богаче серебром, чем эвтектическая смесь (71,9% серебра и 28,1% меди по по весу, 60,1% серебра и 28,1% меди по атомам). ^[49]

Большинство других бинарных сплавов мало пригодны: например, сплавы серебро-золото слишком мягкие, а сплавы серебро- кадмий слишком токсичны. Тройные сплавы имеют гораздо большее значение: стоматологические амальгамы обычно представляют собой сплавы серебро-олово-ртуть, сплавы серебро-медь-золото очень важны в ювелирных изделиях (обычно на стороне, богатой золотом) и имеют широкий диапазон твердости и цветов, серебро– Сплавы медь-цинк используются в качестве легкоплавких припоев, а серебро-кадмий- индий (с участием трех соседних элементов в периодической таблице) полезно в ядерных реакторах из-за его высокого поперечного сечения захвата тепловых нейтронов , хорошей теплопроводности, механическая стабильность и устойчивость к коррозии в горячей воде. ^[49]

Этимология

Слово «серебро» встречается в древнеанглийском языке в различных вариантах написания, например, seolfor и siolfor . Это родственно с древневерхненемецким silabar ; Готический силубр ; или древнескандинавский сильфр , все в конечном итоге происходящие от протогерманского * silubra . В Балто-славянские слова на серебро весьма похожи на те , германцев (например , русский серебро [ Serebro ], польский srebro , Литовские Sidabras ), как это Celtiberian формасилабур . Они могут иметь общее индоевропейское происхождение, хотя их морфология скорее предполагает неиндоевропейское странствие . ^{[50] [51]} Некоторые ученые, таким образом, предложили палео-латиноамериканское происхождение, указывая на баскскую форму zilharr в качестве доказательства. ^[52]

Химический символ Ag происходит от латинского слова «серебро», argentum (сравните с древнегреческим ἄργυρος, ágeryros ), от протоиндоевропейского корня * h₂erǵ- (ранее реконструированного как * arǵ- ), означающего «белый» или «белый». сияющий ". Это обычное протоиндоевропейское слово для обозначения металла, рефлексы которого отсутствуют в германском и балто-славянском языках. ^[51]

История

Серебро было одним из семи металлов древности, которые были известны доисторическим людям и открытие которых, таким образом, потеряно для истории. ^[53] В частности, три металла группы 11, медь, серебро и золото, встречаются в природе в элементарной форме и, вероятно, использовались в качестве первых примитивных форм денег в отличие от простого обмена. ^[54] Однако, в отличие от меди, серебро не привело к развитию металлургии из-за своей низкой структурной прочности и чаще использовалось в украшениях или в качестве денег. ^[55] Поскольку серебро более реактивно, чем золото, запасы самородного серебра были гораздо более ограниченными, чем запасы золота. ^[54]Например, серебро было дороже золота в Египте примерно до пятнадцатого века до нашей эры: ^[56] египтяне, как полагают, отделили золото от серебра, нагревая металлы с солью, а затем восстанавливая полученный хлорид серебра до металла. ^[57]

Ситуация изменилась с открытием купелирования , метода, позволяющего извлекать металлическое серебро из его руд. В то время как шлаковые отвалы , найденные в Малой Азии и на островах Эгейского моря , свидетельствуют о том , что серебро отделяется от свинца уже в 4 - м тысячелетии до н.э. , ^[7] и один из самых ранних центров добычи серебра в Европе Сардиния в начале энеолита период , ^[58] эти методы не получили широкого распространения до тех пор, пока не распространились по всему региону и за его пределами. ^[56] Истоки производства серебра в Индии., Китай и Япония почти наверняка были одинаково древними, но не были хорошо задокументированы из-за их большого возраста. ^[57]

Когда финикийцы впервые пришли на территорию современной Испании , они добыли столько серебра, что не смогли разместить все это на своих кораблях, и в результате использовали серебро для утяжеления своих якорей вместо свинца. ^[56] Ко времени греческой и римской цивилизаций серебряные монеты были основным продуктом экономики: ^[54] греки уже добывали серебро из галенита к 7 веку до нашей эры, ^[56] и возвышение Афин было частично осуществлено возможно благодаря находящимся поблизости серебряным рудникам в Лауриуме , из которых добывали около 30 тонн в год с 600 по 300 год до нашей эры. ^[59] Стабильность римской валюты.в значительной степени полагался на поставку серебряных слитков, в основном из Испании, которые римские горняки добывали в масштабах, не имевших аналогов до открытия Нового Света . Достигнув пика производства в 200 тонн в год, в римской экономике в середине второго века нашей эры находилось примерно 10000 тонн серебра , что в пять-десять раз превышало совокупное количество серебра, доступное средневековой Европе и халифату Аббасидов. около 800 г. ^{[60] [61]}Римляне также зарегистрировали добычу серебра в Центральной и Северной Европе в тот же период времени. Это производство было почти полностью остановлено с падением Римской империи и возобновилось только во времена Карла Великого : к тому времени уже были добыты десятки тысяч тонн серебра. ^[57]

Центральная Европа стала центром производства серебра в средние века , поскольку средиземноморские месторождения, эксплуатируемые древними цивилизациями, были исчерпаны. Серебряные рудники были открыты в Богемии , Саксонии , Эрцгебирге , Эльзасе , регионе Лан , Зигерланде , Силезии , Венгрии , Норвегии , Штайермарке , Зальцбурге и южном Шварцвальде.. Большинство этих руд были довольно богаты серебром, и их можно было просто вручную отделить от оставшейся породы и затем переплавить; Встречались также месторождения самородного серебра. Многие из этих рудников вскоре были исчерпаны, но некоторые из них оставались активными до промышленной революции , до которой мировое производство серебра составляло около 50 тонн в год. ^[57] В Америке технология высокотемпературного купелирования серебром и свинцом была разработана доинкскими цивилизациями еще в 60–120 годах нашей эры; Серебряные месторождения в Индии, Китае, Японии и доколумбовой Америке продолжали разрабатываться в это время. ^{[57] [62]}

С открытием Америки и разграблением серебра испанскими конкистадорами Центральная и Южная Америка стали доминирующими производителями серебра примерно до начала 18 века, особенно Перу , Боливия , Чили и Аргентина : ^[57] последние из позже эти страны получили свое название от металла, который составлял большую часть его минеральных богатств. ^[59] Торговля серебром уступила место глобальной сети обмена. Как выразился один историк, серебро «вращалось вокруг света и заставляло мир вращаться». ^[63]Большая часть этого серебра оказалась в руках китайцев. Один португальский купец в 1621 году заметил, что серебро «блуждает по всему миру ... прежде чем устремиться в Китай, где оно остается как бы в своем естественном центре». ^[64] Тем не менее, большая часть его досталась Испании, что позволило испанским правителям преследовать военные и политические амбиции как в Европе, так и в Америке. «Шахты Нового Света, - заключили несколько историков, - поддерживали Испанскую империю». ^[65]

В 19 веке первичное производство серебра переместилось в Северную Америку, особенно в Канаду , Мексику и Неваду в Соединенных Штатах : некоторая вторичная добыча из свинцовых и цинковых руд также имела место в Европе и месторождениях в Сибири и на Дальнем Востоке России как ну как и в Австралии были добыты. ^[57] Польшастал важным производителем в 1970-х годах после открытия богатых серебром месторождений меди, прежде чем в следующем десятилетии центр производства вернулся в Америку. Сегодня Перу и Мексика по-прежнему входят в число основных производителей серебра, но распределение производства серебра по всему миру достаточно сбалансировано, и около одной пятой предложения серебра приходится на переработку, а не на новое производство. ^[57]

• Протоэламский бык на коленях, держащий сосуд с носиком; 3100–2900 гг. До н. Э .; 16,3 х 6,3 х 10,8 см; Метрополитен-музей (Нью-Йорк)

• Древнеегипетская фигурка Гора в виде бога-сокола с египетской короной; около 500 г. до н.э .; серебро и электрум ; высота: 26,9 см; Staatliche Sammlung für Ägyptische Kunst ( Мюнхен , Германия)

• Древнегреческая тетрадрахма ; 315–308 гг. До н. Э .; диаметр: 2,7 см; Метрополитен-музей

• Древнегреческая позолоченная чаша; II – I вв. До н. Э .; высота: 7,6 см, диаметр: 14,8 см; Метрополитен-музей

• Римская тарелка; 1–2 века нашей эры; высота: 0,1 см, диаметр: 12,7 см; Метрополитен-музей

• Римский бюст Сераписа ; 2 век; 15,6 х 9,5 см; Метрополитен-музей

• Ушная раковина со сценами из рассказа Дианы и Актеона; 1613; длина: 50 см, высота: 6 см, ширина: 40 см; Рейксмузеум ( Амстердам , Нидерланды )

• Супница французского рококо ; 1749; высота: 26,3 см, ширина: 39 см, глубина: 24 см; Метрополитен-музей

• Кофейник французского рококо; 1757; высота: 29,5 см; Метрополитен-музей

• Французский неоклассический кувшин; 1784–1785; высота: 32,9 см; Метрополитен-музей

• Кофейник в стиле нео-рококо ; 1845; габаритные: 32 х 23,8 х 15,4 см; Кливлендский музей искусств ( Кливленд , Огайо , США)

• Ложки десертные во французском стиле модерн ; около 1890 г .; Купер Хьюитт, Смитсоновский музей дизайна (Нью-Йорк)

• Жардиньер в стиле модерн; около 1905–1910 гг .; высота: 22 см, ширина: 47 см, глубина: 22,5 см; Купер Хьюитт, Смитсоновский музей дизайна

• Ручное зеркало; 1906; высота: 20,7 см, вес: 88 г; Рейксмузеум ( Амстердам , Нидерланды )

Символическая роль

Серебро играет определенную роль в мифологии и находит различное использование в качестве метафоры и в фольклоре. Греческий поэт Гесиод «s Труды и дни (строки 109-201) перечисляет различные возрасты человека по имени после того, как металлы , как золото, серебро, бронза и железо на счет для последующих эпох человечества. ^[66] Овидий «s Метаморфоза содержит еще один пересказ истории, содержащую иллюстрации метафорического использования серебра о означающем второй лучшем в серии, лучше , чем бронза , но хуже , чем золото:

Но когда добрый Сатурн ,
изгнанный свыше, был уведен в ад, мир был под властью Юпитера .
Прежние времена серебряный век вот,
Лучшая медь, но больше превосходящая золото.

-  Овидий, Метаморфозы , Книга I, пер. Джон Драйден

В фольклоре обычно считалось, что серебро обладает мистической силой: например, пуля, отлитая из серебра , часто считается в таком фольклоре единственным оружием, которое эффективно против оборотня , ведьмы или других монстров . ^{[67] [68] [69]} Отсюда идиома серебряной пули превратилась в образное обозначение любого простого решения с очень высокой эффективностью или почти чудесными результатами, как в широко обсуждаемой статье по разработке программного обеспечения No Silver Bullet . ^[70] Другие способности, приписываемые серебру, включают обнаружение яда и облегчение прохода вмифическое царство фей . ^[69]

Производство серебра также вдохновило образный язык. Четкие ссылки на купелирование произойдут на протяжении Ветхого Завета в Библии , например, в Иеремия упрека «s Иуда:«Мех сжигается, свинец потребляются из огня, плавильщик плавил напрасно , ибо злые не отделились «Нечестивым серебром назовут их люди, потому что Господь отверг их». (Иеремия 6: 19–20) Иеремия также знал о листовом серебре, демонстрирующем пластичность и пластичность металла: «Серебро, разложенное на пластины, привозится из Фарсиса, а золото - из Уфаза, работа рабочего и рук. основателя: их одежда синяя и пурпурная; все они - дело рук хитрых ". (Иеремия 10: 9) ^[56]

Серебро также имеет более негативное культурное значение: идиома тридцать сребренников , относящаяся к награде за предательство, отсылает к взятке, которую Иуда Искариот, как говорится в Новом Завете , взял у иудейских лидеров в Иерусалиме, чтобы передать Иисуса из Назарета воинам первосвященник Каиафа. ^{[71] С} этической точки зрения серебро также символизирует жадность и деградацию сознания; это отрицательный аспект, искажение его ценности. ^[72]

Возникновение и производство

Содержание серебра в земной коре составляет 0,08  частей на миллион , что почти такое же, как у ртути . В основном он встречается в сульфидных рудах, особенно в акантите и аргентите , Ag ₂ S. Месторождения аргентита иногда также содержат самородное серебро, когда они встречаются в восстановительной среде, а при контакте с соленой водой они превращаются в хлораргирит (включая роговое серебро ), AgCl, который распространен в Чили и Новом Южном Уэльсе . ^[73] Большинство других минералов серебра - это пниктиды серебра илихалькогениды ; они обычно являются блестящими полупроводниками. Большинство месторождений настоящего серебра, в отличие от железистых месторождений других металлов, возникло в результате вулканизма третичного периода . ^[74]

Основными источниками серебра являются медные, медно-никелевые, свинцовые и свинцово-цинковые руды, добываемые в Перу , Боливии , Мексике , Китае , Австралии , Чили , Польше и Сербии . ^[7] Перу, Боливия и Мексика добывают серебро с 1546 года и по-прежнему являются основными мировыми производителями. Ведущие месторождения серебра - это Каннингтон (Австралия), Фреснилло (Мексика), Сан-Кристобаль (Боливия), Антамина (Перу), Рудна (Польша) и Пенаскито (Мексика). ^[75]Основными проектами разработки месторождений на ближайшую перспективу до 2015 года являются Паскуа-Лама (Чили), Навидад (Аргентина), Джаунтио (Мексика), Малку-Хота (Боливия) ^[76] и Хакет-Ривер (Канада). ^[75] В Центральной Азии , Таджикистан , как известно, некоторые из крупнейших месторождений серебра в мире. ^[77]

Серебро обычно встречается в природе в сочетании с другими металлами или в минералах, содержащих соединения серебра, обычно в форме сульфидов, таких как галенит (сульфид свинца) или церуссит (карбонат свинца). Таким образом, первичное производство серебра требует плавки, а затем купелирования железистых свинцовых руд, что является исторически важным процессом. ^[78] Свинец плавится при 327 ° C, оксид свинца при 888 ° C и серебро плавится при 960 ° C. Для отделения серебра сплав снова плавят при высокой температуре от 960 ° C до 1000 ° C в окислительной среде. Свинец окисляется до монооксида свинца , известного как глет., который захватывает кислород из других присутствующих металлов. Жидкий оксид свинца удаляется или абсорбируется капиллярным действием в футеровке пода. ^{[79] [80] [81]}

Ag (тв) + 2 Pb (тв) + O
₂(г) → 2 PbO (абсорбировано) + Ag (л)

Сегодня металлическое серебро в основном производится в качестве вторичного побочного продукта электролитического рафинирования меди, свинца и цинка, а также путем применения процесса Паркса для свинцовых слитков из руды, которая также содержит серебро. ^[82] В таких процессах серебро следует за цветным металлом, о котором идет речь, через его концентрацию и плавку, а затем очищается. Например, при производстве меди очищенная медь электролитически осаждается на катоде, в то время как менее химически активные драгоценные металлы, такие как серебро и золото, собираются под анодом в виде так называемого «анодного шлама». Затем он отделяется и очищается от неблагородных металлов обработкой горячим аэрированным разбавленным серным раствором.кислоты и нагревания с известью или кремнеземным флюсом перед очисткой серебра до чистоты более 99,9% путем электролиза в растворе нитрата . ^[73]

Чистое серебро товарного сорта имеет чистоту не менее 99,9%, и доступны чистоты более 99,999%. В 2014 году Мексика была крупнейшим производителем серебра (5 000 тонн или 18,7% от общемирового объема 26 800 тонн), за ней следовали Китай (4 060 тонн) и Перу (3780 тонн). ^[82]

В морской среде

Концентрация серебра в морской воде низкая (пмоль / л). Уровни различаются по глубине и между водоемами. Концентрация растворенного серебра колеблется от 0,3 пмоль / л в прибрежных поверхностных водах до 22,8 пмоль / л в пелагических глубоководных водах. ^[83] Анализ наличия и динамики серебра в морской среде затруднен из-за этих особенно низких концентраций и сложных взаимодействий в окружающей среде. ^[84] Несмотря на то, что металл является редким следом, на его концентрацию в значительной степени влияют речные, эоловые, атмосферные и апвеллинговые поступления, а также антропогенные поступления через сбросы, удаление отходов и выбросы промышленных компаний. ^{[85] [86]}Другие внутренние процессы, такие как разложение органического вещества, могут быть источником растворенного серебра в более глубоких водах, которое попадает в некоторые поверхностные воды через апвеллинг и вертикальное перемешивание. ^[86]

В Атлантическом и Тихом океане концентрации серебра минимальны на поверхности, но возрастают в более глубоких водах. ^[87] Серебро поглощается планктоном в фотической зоне, ремобилизуется с глубиной и обогащается в глубинных водах. Серебро переносится из Атлантики в другие водные массы океана. ^[85] В водах северной части Тихого океана серебро восстанавливается медленнее и становится все более обогащенным по сравнению с глубоководными водами Атлантики. Серебро имеет возрастающие концентрации, которые следуют за основной океанической конвейерной лентой, по которой циркулирует вода и питательные вещества из Северной Атлантики в Южную Атлантику и Северную часть Тихого океана. ^[88]

Не существует большого количества данных о том, как серебро влияет на морскую жизнь, несмотря на вероятные пагубные последствия, которые оно может оказывать на организмы в результате биоаккумуляции , ассоциации с твердыми частицами и сорбции . ^[83] Только в 1984 году ученые начали понимать химические характеристики серебра и его потенциальную токсичность. Фактически, ртуть - единственный другой следовый металл, который превосходит токсичное действие серебра; однако полная токсичность серебра не ожидается в условиях океана из-за его способности переходить в нереактивные биологические соединения. ^[89]

В одном исследовании присутствие избыточного ионного серебра и наночастиц серебра вызвало эффекты биоаккумуляции на органах рыбок данио и изменило химические пути в их жабрах. ^[90] Кроме того, очень ранние экспериментальные исследования продемонстрировали, как токсические эффекты серебра колеблются в зависимости от солености и других параметров, а также между стадиями жизни и различными видами, такими как рыбы, моллюски и ракообразные. ^[91] Другое исследование обнаружило повышенную концентрацию серебра в мышцах и печени дельфинов и китов, что указывает на загрязнение этим металлом в последние десятилетия. Серебро - нелегкий металл для организма, и его повышенные концентрации могут привести к смерти. ^[92]

Денежное использование

Самые ранние известные монеты чеканились в царстве Лидия в Малой Азии около 600 г. до н.э. ^[93] Монеты Лидии были сделаны из электрума , который представляет собой естественный сплав золота и серебра, который был доступен на территории Лидии. ^[93] С того времени серебряные стандарты , в которых стандартной экономической единицей расчета является фиксированный вес серебра, были широко распространены во всем мире до 20 века. Известные серебряные монеты на протяжении веков включают греческую драхму , ^[94] римский денарий , ^[95]Исламские Дирхи , ^[96] karshapana из древней Индии и рупия от времени империи Моголов (сгруппированного с медными и золотыми монетами , чтобы создать триметаллический стандарт), ^[97] и испанский доллар . ^{[98] [99]}

Соотношение между количеством серебра, используемого для чеканки монет, и количества серебра, используемого для других целей, со временем сильно колебалось; например, в военное время больше серебра, как правило, использовалось для чеканки монет для финансирования войны. ^[100]

Сегодня серебряные слитки имеют код валюты XAG по стандарту ISO 4217 , это один из четырех драгоценных металлов, у которых он есть (остальные - палладий , платина и золото). ^[101] Серебряные монеты производятся из литых прутков или слитков, прокатываются до нужной толщины, подвергаются термообработке, а затем используются для вырезания заготовок . Эти заготовки затем фрезеруются и чеканятся на чеканке; современные чеканочные прессы могут производить 8000 серебряных монет в час. ^[100]

Цена

Цены на серебро обычно указываются в тройских унциях . Одна тройская унция равна 31,1034768 грамма. Лондонский серебряный фикс публикуется каждый рабочий день в полдень по лондонскому времени. ^[102] Эта цена определяется несколькими крупными международными банками и используется участниками лондонского рынка драгоценных металлов для торговли в этот день. Чаще всего цены указаны в долларах США (USD), фунтах стерлингов (GBP) и евро (EUR).

Приложения

Ювелирные изделия и столовое серебро

Основное использование серебра помимо монет на протяжении большей части истории было в производстве ювелирных изделий и других предметов общего пользования, и это продолжает оставаться основным применением сегодня. Примеры включают столовое серебро для столовых приборов, для которого серебро очень подходит из-за его антибактериальных свойств. Западные концертные флейты обычно покрыты серебром или сделаны из него ; ^[104] на самом деле, большинство изделий из серебра покрыто серебром, а не сделано из чистого серебра; серебро обычно наносится гальваническим способом . Посеребренное стекло (в отличие от металла) используется для изготовления зеркал, термосов и елочных украшений. ^[105]

Поскольку чистое серебро очень мягкое, большая часть серебра, используемого для этих целей, легируется медью, обычно пробы 925/1000, 835/1000 и 800/1000. Одним из недостатков является легкое потускнение серебра в присутствии сероводорода и его производных. Включение драгоценных металлов, таких как палладий, платина и золото, дает устойчивость к потускнению, но стоит довольно дорого; неблагородные металлы, такие как цинк , кадмий , кремний и германийне предотвращают полностью коррозию и имеют тенденцию влиять на блеск и цвет сплава. Электролитически очищенное чистое серебряное покрытие эффективно повышает устойчивость к потускнению. Обычные решения для восстановления блеска потускневшего серебра - это ванны для погружения, которые восстанавливают поверхность сульфида серебра до металлического серебра, и счищают слой потускнения пастой; Последний подход также имеет положительный побочный эффект одновременной полировки серебра. ^[104] Простой химический подход к удалению сульфидного налета - это привести серебряные предметы в контакт с алюминиевой фольгой при погружении в воду, содержащую проводящую соль, такую ​​как хлорид натрия. ^{[ необходима цитата ]}

Лекарство

В медицине серебро включается в повязки для ран и используется в качестве антибиотического покрытия в медицинских устройствах. Повязки на раны, содержащие сульфадиазин серебра или серебряные наноматериалы , используются для лечения внешних инфекций. Серебро также используется в некоторых медицинских целях, таких как мочевые катетеры (где предварительные данные указывают на то, что оно снижает инфекцию мочевыводящих путей, связанных с катетеризацией ) и в эндотрахеальных дыхательных трубках (где данные свидетельствуют о том, что оно снижает вызванную вентилятором пневмонию ). ^{[106] [107]} серебро ион является биологически активным , и в достаточной концентрациилегко убивает бактерии in vitro . Ионы серебра мешают ферментам бактерий, которые переносят питательные вещества, формируют структуры и синтезируют клеточные стенки; эти ионы также связываются с генетическим материалом бактерий. Серебро и наночастицы серебра используются в качестве противомикробного средства в различных промышленных, медицинских и бытовых целях: например, наполнение одежды частицами наносеребра позволяет им дольше оставаться без запаха. ^{[108] [109] Однако} бактерии могут развить устойчивость к антимикробному действию серебра. ^[110] Соединения серебра поглощаются организмом, как ртуть.соединений, но не обладают токсичностью последних. Серебро и его сплавы используются в черепной хирургии для замены костей, а амальгамы серебро-олово-ртуть используются в стоматологии. ^[105] Диамминфторид серебра , фторидная соль координационного комплекса с формулой [Ag (NH ₃ ) ₂ ] F, является лекарственным средством (лекарством) для местного применения, используемым для лечения и профилактики кариеса ( кариеса ) и снятия гиперчувствительности дентина. ^[111]

Электроника

Серебро очень важно в электронике для проводников и электродов из-за его высокой электропроводности, даже если оно потускнело. Объемное серебро и серебряная фольга использовались для изготовления электронных ламп и продолжают использоваться сегодня при производстве полупроводниковых устройств, схем и их компонентов. Например, серебро используется в высококачественных разъемах для RF , VHF и более высоких частот, особенно в настроенных схемах, таких как фильтры резонатора, где проводники не могут быть масштабированы более чем на 6%. Печатные схемы и антенны RFID выполнены с использованием серебряных красок, ^{[7] [112]}Порошковое серебро и его сплавы используются для приготовления паст для проводящих слоев и электродов, керамических конденсаторов и других керамических компонентов. ^[113]

Припои

Содержащее серебро пайки твердого припоя сплавов используется для пайки металлических материалов, в основном кобальта , никеля и сплавов на основе меди, инструментальные сталей и драгоценные металлы. Основными компонентами являются серебро и медь, а другие элементы выбираются в соответствии с желаемым конкретным применением: примеры включают цинк, олово, кадмий, палладий, марганец и фосфор . Серебро обеспечивает повышенную обрабатываемость и устойчивость к коррозии во время использования. ^[114]

Химическое оборудование

Серебро используется в производстве химического оборудования из-за его низкой химической активности, высокой теплопроводности и простоты обработки. Серебряные тигли (легированные 0,15% никеля, чтобы избежать перекристаллизации металла при красном нагреве) используются для проведения щелочной плавки. Медь и серебро также используются при химии с фтором . Оборудование, предназначенное для работы при высоких температурах, часто покрывают серебром. Серебро и его сплавы с золотом используются в качестве проволочных или кольцевых уплотнений для кислородных компрессоров и вакуумного оборудования. ^[115]

Катализ

Металлическое серебро - хороший катализатор реакций окисления ; на самом деле он слишком хорош для большинства целей, так как мелкодисперсное серебро имеет тенденцию приводить к полному окислению органических веществ до диоксида углерода и воды, и, следовательно, вместо него обычно используется более крупнозернистое серебро. Например, 15% серебра, нанесенного на α-Al ₂ O ₃ или силикаты, является катализатором окисления этилена до оксида этилена при 230–270 ° C. Дегидрирование метанола до формальдегида проводят при 600–720 ° C над серебряной сеткой или кристаллами в качестве катализатора, как и дегидрирование изопропанола до ацетона.. В газовой фазе, гликолевые дает глиоксаля и этанол дает ацетальдегид , в то время как органические амины , дегидратируют до нитрилов . ^[115]

Фотография

Светочувствительность галогенидов серебра позволяет использовать их в традиционной фотографии, хотя в настоящее время преобладает цифровая фотография, в которой не используется серебро. Светочувствительная эмульсия, используемая в черно-белой фотографии, представляет собой суспензию кристаллов галогенида серебра в желатине, возможно, смешанную с некоторыми соединениями благородных металлов для улучшения светочувствительности, проявления и настройки. Цветная фотография требует добавления специальных компонентов красителя и сенсибилизаторов, чтобы исходное черно-белое серебряное изображение сочеталось с другим компонентом красителя. Оригинальные серебряные изображения обесцвечиваются, а затем серебро восстанавливается и перерабатывается. Нитрат серебра является исходным материалом во всех случаях. ^[116]

Использование нитрата серебра и галогенидов серебра в фотографии быстро сократилось с появлением цифровых технологий. По сравнению с пиковым мировым спросом на фотографическое серебро в 1999 году (267 000 000 тройских унций или 8304,6 метрических тонн ) к 2013 году рынок сократился почти на 70% ^[117].

Наночастицы

Частицы наносеребра размером от 10 до 100 нанометров используются во многих областях. Они используются в проводящих чернилах для печатной электроники и имеют гораздо более низкую температуру плавления, чем более крупные частицы серебра микрометрового размера. Они также используются в медицине в антибактериальных и противогрибковых средствах, так же как и более крупные частицы серебра. ^[109] Кроме того, по данным Обсерватории Европейского Союза по наноматериалам (EUON) , наночастицы серебра используются как в пигментах, так и в косметике. ^{[118] [119]}

Разное

Чистое серебро используется в качестве пищевого красителя. Он имеет обозначение E174 и одобрен в Европейском Союзе . ^[120] Традиционные пакистанские и индийские блюда иногда включают в себя декоративную серебряную фольгу, известную как варк , ^[121] а в различных других культурах серебряное драже используется для украшения тортов, печенья и других десертов. ^[122]

Фотохромные линзы содержат галогениды серебра, поэтому ультрафиолетовый свет при естественном дневном свете выделяет металлическое серебро, затемняя линзы. Галогениды серебра реформируются при более низкой интенсивности света. Бесцветные пленки хлорида серебра используются в детекторах излучения. Цеолитные сита, содержащие ионы Ag ⁺ , используются для опреснения морской воды во время спасательных операций, используя ионы серебра для осаждения хлорида в виде хлорида серебра. Серебро также используется из-за его антибактериальных свойств для очистки воды, но его применение ограничено ограничениями на потребление серебра. Коллоидное серебро также используется для дезинфекции закрытых бассейнов; в то время как он имеет то преимущество, что не испускает запах гипохлоритаколлоидное серебро недостаточно эффективно для более загрязненных открытых бассейнов. Маленькие кристаллы йодида серебра используются при засеивании облаков, чтобы вызвать дождь. ^[109]

Меры предосторожности

Серебро

Опасности
Пиктограммы GHS
Сигнальное слово GHS	Предупреждение
Положения об опасности GHS	H410
Меры предосторожности GHS	P273 , P391 , P501 [123]
NFPA 704 (огненный алмаз)	0 0 0

Соединения серебра обладают низкой токсичностью по сравнению с соединениями большинства других тяжелых металлов , поскольку они плохо усваиваются организмом человека при переваривании, а то, что действительно всасывается, быстро превращается в нерастворимые соединения серебра или образует комплекс с металлотионеином . Однако фторид серебра и нитрат серебра являются едкими веществами и могут вызывать повреждение тканей, что приводит к гастроэнтериту , диарее , падению артериального давления , судорогам, параличу и остановке дыхания . Наблюдалось, что животные, которым неоднократно вводили соли серебра, страдали анемией., замедленный рост, некроз печени и жировая дегенерация печени и почек; у крыс, которым имплантировали серебряную фольгу или вводили коллоидное серебро , наблюдались локализованные опухоли. Коллоидное серебро, введенное парентерально, вызывает острое отравление серебром. ^[124] Некоторые виды, переносимые водой, особенно чувствительны к солям серебра и других драгоценных металлов; Однако в большинстве случаев серебро не представляет серьезной опасности для окружающей среды. ^[124]

В больших дозах серебро и содержащие его соединения могут всасываться в систему кровообращения и откладываться в различных тканях организма, что приводит к аргирии , которая приводит к сине-сероватой пигментации кожи, глаз и слизистых оболочек . Аргирия встречается редко и, насколько известно, в остальном не вредит здоровью человека, хотя и уродливает и обычно необратима. Легкие формы аргирии иногда принимают за цианоз . ^{[124] [7]}

Металлическое серебро, как медь, является антибактериальным средством, которое было известно древними и впервые научно исследованы и назвал oligodynamic эффекта по Негелям . Ионы серебра нарушают метаболизм бактерий даже при таких низких концентрациях, как 0,01–0,1 миллиграмма на литр; металлическое серебро имеет аналогичный эффект из-за образования оксида серебра. Этот эффект теряется в присутствии серы из-за крайней нерастворимости сульфида серебра. ^[124]

Некоторые соединения серебра очень взрывчатое вещество, такие как азид серебра соединений азота, серебра амид и фульминат серебра, а также серебра ацетилид , оксалат серебра и оксид серебра (II). Они могут взорваться при нагревании, силе, сушке, освещении, а иногда и самопроизвольно. Чтобы избежать образования таких соединений, аммиак и ацетилен следует хранить вдали от серебряного оборудования. Соли серебра с сильно окисляющими кислотами, такими как хлорат серебра и нитрат серебра, могут взорваться при контакте с легко окисляемыми материалами, такими как органические соединения, сера и сажа. ^[124]

Смотрите также

• Серебряная монета
• Серебряная медаль
• Бесплатное серебро
• Список стран по производству серебра
• Список соединений серебра
• Серебро как вложение
• Чертеж Silverpoint

Рекомендации

Источники, использованные выше

дальнейшее чтение

• Уильям Л. Силбер, История серебра: как белый металл сформировал Америку и современный мир. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета, 2019.

внешняя ссылка

Послушайте эту статью ( 12 минут )

Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 1 сентября 2005 г. и не отражает последующих правок. (2005-09-01)

( Аудио справка  · Больше устных статей )

• Серебро в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
• Общество американских серебряных дел мастеров
• Институт серебра Веб-сайт серебряной промышленности
• Коллекция серебряных изделий Образцы серебра
• Транспорт, судьба и влияние серебра в окружающей среде
• CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям - серебро
• Картина из коллекции Element от Генриха Пниока
• Bloomberg - Рынки драгоценных и промышленных металлов - Серебро