Серебро. Сединения серебра.


СереброРаспространение серебра в природе.
Серебро встречается в самородном виде, но редко, чаще — в виде сульфида как спутник свинцового блеска и медного колчедана. В природе, серебро встречается, в основном в виде таких минералов:

Ag2S — аргентит, серебрянный блеск;
Ag3[SbS3] — пираргирит, сурьмяносеребряная обманка;
Ag3[AsS3] — прустит, мышьяковосеребряная обманка.

Получение серебра.
1. Извлечение из сульфидной руды цианидным способом. Аргентит обрабатывают раствором цианида натрия и из растворов образовавшейся комплексной соли осаждают серебро с помощью цинковой пыли:

Ag2S + 4NaCN = 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
2Na[Ag(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Ag

Очистку серебра проводят методом электролитического рафинирования; электролитом служит нитрат серебра AgNO3.
2. Извлечение из серебросодержащего чернового свинца («веркблея») жидким цинком с последующей отгонкой в окислительной атмосфере пламенной печи цинка и остаточного свинца; отгонку проводят до тех пор, пока не произойдет разрыв поверхностной пленки свинцового глета и появления металлического блеска чистого серебра.
3. Плавление из анодных шламов электролитического рафинирования меди, никеля, свинца, с последующей гальванической очисткой выделенного серебра; электролит AgNO3.

Физические свойства серебра.
Серебро — серебристо-белый металл.
Плотность металлического серебра при 20°C составляет 10,54 г/см3. Температура плавления: 961°C.
Кристаллическая решётка серебра — гранецентрированная кубическая, Z = 4,086 Å
Коэффициент отражения света 99%.
Серебро обладаетй наилучшей тепло- и электропроводностью. Теплопроводность серебра равна (300 K) 429 Вт/(м·К). Электропроводность серебра — удельное электрическое сопротивление 1,59·10-8Ом·м при температуре 20°C.
При хранении, серебро покрывается сульфидной пленкой «патиной». Для предотвращения потемнения, поверхность серебрянного изделия гальваническим способом покрывают родием (родируют).

Химические свойства серебра.
Серебро благородный малоактивный металл. В расплавленном состоянии активно поглощает кислород из воздуха (поэтому плавление серебра проводят в среде углекислого газа или над известняком), при резком охлаждении расплавленного серебра с растворенным кислородом возможен взрыв. Серебро не окисляется кислородом воздуха при стандартных условиях, однако, можно получить окись серебра, окисляя его в кислородной плазме или озоне под действием УФ-света.

Серебро легко растворяется в азотной кислоте (а также в горячей серной кислоте и реагирует с соляной кислотой в присутствии окислителей — порекись водорода, растворенный кислород и др.):

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O

Серебро растворяется в хлориде железа (III) (эту химическую реакцию применяют для травления серебра):

Ag + FeCl3 = AgCl + FeCl2

Серебро легко растворяется в ртути, образуется амальгама серебра — жидкий сплав ртути и серебра.

В присутствии кислорода воздуха (влажного) и следов серы в степени окисления (-II) (сероводород, тиосульфаты, резина, и др.) образуется сульфид серебра:

4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O

Свободные галогены окисляют серебро с образованием галогенидов серебра:

2Ag + I2 = 2AgI

Под действием света, галогениды серебра (кроме фторида) разлагаются на металлическое серебро и свободный галоген. Это свойство галогенидов серебра применяется в фотографии.

При нагревании с серой, образуется сульфид серебра.

В присутствии аммиака соединения серебра (I) дают легко растворимый в воде комплекс [Ag(NH3)2]+. Серебро образует комплексы так же с цианидами, тиосульфатами.

Применение серебра.
Благодаря своим «благородным» свойствам, серебро применяют в ювелирном деле. Проба серебра (количественное выражение содержания его в сплаве) равная 1000 соответствует абсолютно чистому серебру, проба 900 — сплаву состава 90% серебра и 10% меди. Серебрянные припои, содержат серебро, медь, цинк. Амальгама серебра, использовалась в зубном протезировании.
Большое значение серебро имеет в электротехнике, применяется для изготовления контактов реле и переключателей высокого напряжения (благодаря иннертности к кислороду контакты не обгорают и сохраняют отличную проводимость).
Благодаря высокому коэффициенту отражения, серебро используют для изготовления зеркал. В последнее время, популярность получила технология декоративного покрытия различных изделий (корпуса автомобилей, скульптуры, элементы дизайна) зеркальным слоем серебра, с защиным лаковым покрытием. В результате, получается красивый эффект «Хромированной поверхности».
Серебро используется в качестве катализатора в пртивогазах. Ацетиленид серебра — как детонатор.
Серебро применяют для изготовления цинк-серебрянных аккумуляторов.
Ионы серебра обладают уникальными антибактерицидными свойствами, благодяря которым соединения серебра нашло применение в медицине в качестве обеззараживающего средства. Серебро тяжелый металл, и является токсичным для организма (ПДК 0,05 мг/л). При длительном поступлении в организм избыточных доз серебра развивается аргирия.

Серебрение. Серебрение гальфаническим способом основано на применении электролитов в состав которых входит дицианоаргентат(I) натрия Na[Ag(CN)2], цианид натрия и карбонат натрия, а также органические соединения серы и селенит натрия в качестве полирующих добавок. «Покрытие 90» (тяжелое серебрение) отвечает наличию на двенадцати столовых ложках и вилках 90 г серебра, что соответствует толщине покрытия 36,7 мкм.

Зеркальные покрытия серебра. Зеркальные покрытия наносятся в виде тонкого слоя серебра на поверхность изделий из стекла, пластмассы, керамики и других материалов. При изготовлении зеркальных покрытий, поверхность предварительно обезжиривают, раствор смеси глюкозы, формальдегида и аммиачный раствор нитрата серебра (I) нагревают и одновременно распыляют на подготовленную поверхность; образуется серебрянное зеркало. Уравнение химической реакции с участием формальдегида:

HCHO + 2[Ag(NH3)2]NO3 + H2O = 2Ag + HCOOH + 2NH4NO3 + 2NH3

такие химические реакции в химии называют реакциями «серебрянного зеркала».

Соединения серебра.
Большинство соединений серебра не имеют окраски; чувствительны к свету, поэтому их хранят в темных склянках. Менее благородные металлы, а также ртуть осаждают серебро из растворов его солей в виде черного порошка или в форме вытянутых кристаллов. На коже соли серебра оставляют черные, трудно удаляемые следы — это свойство, часто используют мастера туту и создают временные татуировки на коже.

Нитрат серебра(I) AgNO3 бесцветные ромбические кристаллы, хорошо растворимые в воде. Образуются при взаимодействии серебра с азотной кислотой. Применяют для получения других соединений серебра и как медицинский препарат «ляпис». При нагревании около 300°C, нитрат серебра (I) разлагается с образованием металлического серебра, диоксида азота, и других оксидов азота.

Хлорид серебра (I), бромид серебра (I), йодид серебра (I) образуются в виде творожистых осадков (белого, желтовато-белого, желтого цвета соответственно) при смешивании раствора нитрата серебра (I) и раствора соли соответствующего галогенида. Нерастворимы в воде (незначительная растворимость понижается от хлорида к йодиду). Хлорид серебра (I) растворяется в концентрированном растворе хлорида натрия с образованием комплекса [Ag(Cl)2]. Галогениды светочувтсвительны.

Оксид серебра (I) Ag2O выпадает из растворов солей серебра в виде коричневого осадка. Аммиак переводит Ag2O в катион диамминсеребра(I) — [Ag(NH3)2]+; подобный катион образуют все растворимые и некоторые малорастворимые соли серебра (последние за счет комплексообразования переходят в раствор). Раствор, содержащий [Ag(NH3)2]NO3 «аммиачный раствор нитрата серебра» ,используется для получения серебрянных зеркальных покрытий с помощью глюкозы и других альдегидов. При длительном стоянии из раствора [Ag(NH3)2]NO3 выпадают черные хлопья сильно взрывчатого нитрида серебра (I) Ag3N (приблизительная формула), поэтому аммиачные растворы солей не подлежат длительному хранению.

Сульфид серебра (I) Ag2S выпадает из растворов солей серебра при действии S2- в виде черного осадка. С помощью раствора полисульфида калия, новые серебрянные изделия темнят под старину. Если необходимо очистить поверхность серебрянного изделия от сульфидносеребрянной пленки (например, чистка серебрянных монет и предметов старины) осуществляется погружением их в сернокислый раствор тиокарбамида(тиомочевина, диамид тиоугольной кислоты, CS(NH2)2) при этом выделяется сероводород H2S, а серебро переходит в раствор в виде тиокарбамидного комплекса.

Черно-белая фотография. Светочувствительный слой представляет собой галогениды серебра (бромид или хлорид), равномерно распределенные в желатине; специально вводимые органические сенсибилизаторы делают этот слой чувствительным не только к синей и фиолетовой областям спектра, но также к зеленой, желтой и красной спектральным областям.
Экспонирование объекта при его достаточной освещенности способствует разложению солей серебра до металла, в результате в светочувствительном слое создается скрытое (невидимое) изображение. Для проявления изображения, т.е. перевода его в видимое состояние, светочувствительный слой обрабатывают в специальном растворе — проявителе (щелочной раствор гидрохинона, 4-аминофенола и т.п.). При этом на участках слоя, на которые попал при экспонировании свет в результате каталитического действия серебра, протекает реакция восстановления галогенида серебра до черного серебра, например:

фотохимическая реакция восстановления галогенида серебра до металлического серебра

Для удаления оставшегося галогенида серебра светочувствительный слой после промывания закрепляют раствором тиосульфата натрия, содержащего гидросульфит- и некоторые другие анионы (фиксажный раствор). При этом соли серебра переходят в раствор:

AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

Из отработанных фиксажных растворов выделяют серебро осаждением цинковой пылью. После фиксирования изображения фотоматериал хорошо промывают для предотвращения пожелтения. Полученное изображение представляет собой негатив оригинала (пленка фотоаппарата), который используют для изготовления позитивных копий с помощью подобного процесса проявления.

Цветная фотография. Три светочувствительных слоя фотоматериала содержат, наряду с бромидом серебра (I), цветообразователь и сенсибилизаторы. Верхний (без сенсибилизаторов) слой чувствителен только к синей области спектра, а средний и нижний слои — к зеленой и красной спектральным областям. Между верхним и средним слоями располагают слой с коллоидным серебром в качестве цветоразделительного фильтра, тем самым обеспечивается защита нижних слоев от воздействия голубого света. При проявлении изображения с помощью, например, n-диэтиламиноанилина, на засвеченных местах образуется черное серебрянное изображение и одновременно осаждается продукт окисления проявителя. Они соединяются в проявленных участках с одним из цветообразователей и дают в верхнем слое желтый, в среднем — темно-синий, и в нижнем — сине-зеленый органический краситель. Затем изображение вносят в раствор отбеливателя, основной составной частью которого является гексацианоферрат (III) калия, при этом черное серебро переходит в белый гексацианоферрат(II) серебра(I):

4Ag + 4K3[Fe(CN)6] = 3K4[Fe(CN)6] + Ag4[Fe(CN)6]

Эту комплексную соль, а также оставшийся незасвеченым бромид серебра(I) удаляют с изображения при его последующем фиксировании в тиосульфатном растворе. Таким образом, цветной негатив состоит из дополнительных цветов, например сине-зеленая окраска оригинала на негативе в верхнем слое будет желтой и в среднем слое — темно-красной; обе окраски при копировании дают чистый красный цвет. С цветных негативов, используя цветокорректирующие фильтры, изготавливают позитивные копии с естественной окраской оригинала.
При работе с обращаемой пленкой можно сразу получить позитив, обрабатывая материал в черно-белом проявителе (на засвеченных местах образуется черное серебрянное изображение без красителя). Затем после промывки пленку засвечивают дозированным белым светом, проявляют в цветном проявителе, отбеливают, фиксируют по цветному способу и тщательно промывают. Цветопередача окраски оригинала в этом случае будет естественной, поскольку она определяется только экспонированием при съемке. В обращаемых пленках используются красители со специальными спектральными свойствами, так что обычный негативный материал не подлежит процессам обработки обратимого проявления.


Комментарии запрещены.