Серебро: свойства и сферы применения (166597)

Посмотреть архив целиком

Содержание


Введение

  1. Физические и химические свойства

  2. Получение серебра

  3. Применение серебра

  4. Серебро в искусстве

  5. Серебро в организме

  6. Экономическое значение серебра

Список использованной литературы



Введение


Серебро, по латыни Argentum, Ag. Самородное серебро было известно в глубокой древности (4-е тыс. до н. э.) в Египте, Персии, Китае. Это химический элемент I группы периодической системы Менделеева, порядковый номер которого 47, а атомный вес 107,868, относится к благородным металлам. Серебро - это металл белого цвета, пластичный, хорошо полируется. В природе находится в виде смеси двух стабильных изотопов с массовыми числами 107 (51,35%) и 109 (48,65%). Из радиоактивных изотопов серебра, практически важен Ag110 (T1/2 = 253 дня). Содержание серебра в земной коре 1·10-5 вес. %, в морской воде 0,3 – 10 мг/т, в тканях млекопитающих – до 0,02 мг на 100 г сухого веса. Серебро встречается в природе в свободном состоянии в виде самородного серебра с примесью других элементов, образуя минералы: кюстелит – с изоморфной примесью золота, конгсберит – с примесью ртути, анимикит – с примесью сурьмы, меднистое серебро и электрум (AuAg) с содержанием серебра от 15 до 50 %. Серебро является основной частью многих минералов, таких как аргентит, пираргирит, прустит, стефанит, полибазит и др. Малые количества серебра присутствуют во многих других минералах. Минимальным промышленным содержанием серебра в рудах считается 0,02 %. Главная масса серебра (около 80 %) получается в виде побочного продукта из содержащих серебро руд – свинцово-цинковых, золотых и медных месторождений. Месторождения серебра находятся в Средней Азии, Сибири, на Дальнем Востоке, а также в Мексике, США, Австралии, Канаде.



1 Физические и химические свойства


Серебро – металл красивого белого цвета, обладает наивысшей среди металлов электро- и теплопроводностью, лучшей отражательной способностью, особенно в инфракрасном и видимом свете. Серебро имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решётку, (а = 4,0772 А (20 °С). Атомный радиус 1,44 А, ионный радиус Ag+ 1,13 А. Плотность при 20 °С 10,5 г/см3. Температура плавления 960,8 °С; температура кипения 2212 °С; теплота плавления 105 кдж/кг (25,1 кал/г). Удельная теплоёмкость 234,46 дж/кг · К (0,056 кал/г · °С), удельное электросопротивление 15,9 ном · м (1,59 мком · см) при 20 °С. Серебро диамагнитно с атомной магнитной восприимчивостью при комнатной температурере - 21,56 · 10-6. Серебро второй после золота металл по ковкости. Модуль упругости 76480 Мн/м2 (7648 кГ/мм2), предел прочности 100 Мн/м2 (10 кГ/мм2), твёрдость по Бринеллю 250 Мн/м2 (25кГ/мм2). Конфигурация внешних электронов атома Ag 4d105s1.

Серебро проявляет химические свойства, характерные для элементов I6 подгруппы периодической системы Менделеева. В соединениях серебро обычно одновалентно, но известны также соединения 2- и 3-валентного серебра. Химически серебро малоактивно. Серебро находится в конце электрохимического ряда напряжений. Его нормальный электродный потенциал Ag ↔ Ag+ + ē равен 0,7978 в.

При обычной температуре Ag не взаимодействует с О2, N2 и Н2. При действии свободных галогенов и серы, на поверхности серебра образуется защитная плёнка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag2S (кристаллы серо-чёрного цвета). Под влиянием сероводорода H2S, находящегося в атмосфере, на поверхности серебряных изделий образуется Ag2S в виде тонкой плёнки, чем объясняется потемнение этих изделий.

Сульфид можно получить действием сероводорода на растворимые соли серебра или на водные суспензии его солей. Растворимость Ag2S в воде 2,48 · 10-3 моль/л (25 °С). Известны аналогичные соединения - селенид Ag2Se и теллурид Ag2Te.

Из окислов серебра, устойчивыми являются закись Ag2O и окись AgO. Закись образуется на поверхности серебра в виде тонкой плёнки в результате адсорбции кислорода, которая увеличивается с повышением температуры и давления.

Ag2O получают действием КОН на раствор AgNO3. Растворимость Ag2O в воде - 0,0174 г/л. Суспензия Ag2O обладает антисептическими свойствами. При 200 °С закись серебра разлагается. Водород, окись углерода, многие металлы восстанавливают Ag2O до металлического Ag. Озон окисляет Ag2O с образованием AgO. При 100 °С AgO разлагается на элементы со взрывом. Серебро растворяется в азотной кислоте при комнатной температуре с образованием AgNO3. Горячая концентрированная серная кислота растворяет серебро с образованием сульфата Ag2SO4 (растворимость сульфата в воде 0,79% по массе при 20 °С). В царской водке серебро не растворяется из-за образования защитной плёнки AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре НС1, HBr, HI не взаимодействуют с серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной плёнки малорастворимых галогенидов. Большинство солей серебра, кроме AgNO3, AgF, AgClO4, обладают малой растворимостью. Серебро образует большое число комплексных соединений, большей частью растворимых в воде. Многие из них имеют большое практическое значение в химической технологии и аналитической химии, например комплексные ионы [Ag(CN)2]-, [Ag(NH3)2]+, [Ag(SCN)2]-.

Из органических соединений серебра наибольший интерес представляют: ацетат, оксалат и другие.

Аналитическое определение серебра производится методами как пробирного анализа, так и аналитической химии.



2 Получение серебра


Серебро добывают главным образом пирометаллургическим путём при плавке свинцовых и медных концентратов. Серебро концентрируется в слитках основных металлов. Из черновой меди его извлекают в процессе электролитического рафинирования. Из чернового свинца (так называемого веркблея) серебро извлекают с помощью цинка. К расплавленному серебросодержащему свинцу добавляют цинк, который образует при расплавлении отдельный слой (температура плавления чернового свинца 450о и несколько выше, чем цинка 419о). Серебро лучше растворимо в цинке, чем в свинце, насыщенном цинком, поэтому основная масса его переходит в слой цинка с образованием сплава Ag2Zn3. На поверхность всплывает цинковая пена, содержащая 15-40% Ag, 60-70% Zn и 5% Pb. Из цинковой пены свинец отжимается под давлением через пресс. После отжима свинца цинк отгоняется в графитовой реторте при 1250о. остаётся свинец с содержанием около 4% серебра и примесью цинка, мышьяка и меди. Свинец окисляют в глёт (купеляция), который удаляют по наклонному жёлобу под давлением воздуха. При достижении 1000о под глётом виден блестящий слой жидкого серебра. Oставшийся в жидком серебре теллур удаляют добавлением NaNO3. Серебро сплавляют в так называемый металл Доре, содержащий 1-10% примесей (As, Sb, Hg, Te, Bi), и отправляют на электролиз, электролитом служит раствор AgNO3 с содержанием 60 г серебра в литре, анодом – металл Доре. Чистое серебро осаждается на катоде.

При добыче серебра из серебряных руд, руду дробят и измельчают, крупные частицы серебра извлекают гравитационным обогащением или амальгацией. Непосредственно амальгации поддаются самородное серебро и хлориды серебра. Другие минералы серебра амальгируются только после предварительного обжигаю В настоящее время амальгация потеряла самостоятельное значение и служит подсобным процессом при цианированию для извлечения из пиритных огарков и других отходов, а также для подготовки к цианированию, производят хлорирующий обжиг с NaCl. На тонкоизмельчённые минералы серебра действуют раствором NaCN с доступом кислорода воздуха:


2AG + 4NaCN + ½ O2 + H2O → 2Na[Ag(CN)2] +2NaOH

AgCl + 2NaCN → Na[Ag(CN)2] + NaCl

Ag2S + 4 NaCN → Na[Ag(CN)2] + Na2S


Во всех этих случаях серебро переходит в раствор в виде комплекса. Из цианистого раствора серебро осаждают цинком или алюминием со щелочью:


2Ag(CN)2- + ZnZn(CN)42- + 2Ag

3Ag(CN)2- + Al →Al3- + 3Ag + 6CN-


Полученный осадок плавят и аффинируют.

Возможно извлечение серебра более новыми методами: ионообменными смолами и жидкостной экстракцией с использованием органических растворителей.


3 Применение серебра


Серебро используют главным образом в виде сплавов: из них чеканят монеты, изготавливают ювелирные и бытовые изделия, лабораторную и столовую посуду. Основное количество серебра используется в радиоэлектронной и электротехнической промышленности. Серебром покрывают радиодетали и печатные платы для придания им лучшей электропроводности и коррозионной стойкости. В электротехнической промышленности применяются серебряные контакты.

Для пайки титана и его сплавов используются серебряные припои. В вакуумной технике серебро служит конструкционным материалом. Также серебро служит для футеровки производственной аппаратуры. Металлическое серебро идёт на изготовление электродов для серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторов. Оно служит катализатором в неорганическом и органическом синтезе (например, в процессах окисления спиртов в альдегиды и кислоты, а также этилена в окись этилена). В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты, в которых приготавливают фруктовые соки.

Ионы серебра уничтожают бактерии и уже в малых концентрациях стерилизуют питьевую воду. С помощью электродов из серебра можно током силы в 10 ма простерилизовать 4000 л воды в час. Огромные количества соединений серебра (AgBr, AgCI, AgI) применяются для производства кино- и фотоматериалов.


Случайные файлы

Файл
74436.rtf
129238.rtf
92308.rtf
65899.doc
686.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.