![]() |
|
|
СЕРЕБРОСЕРЕБРО (Argentum) Ag, химический элемент I
гр. периодической системы, атомный номер 47, атомная масса 107,8682; относится к благородным
металлам. Природное СЕРЕБРО состоит из двух стабильных изотопов: 107Ag
(51,35%) и 109Ag (48,65%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов
для природные смеси изотопов 6,2•10-27 м2. Конфигурация внешний
электронных оболочек атома 4s24p64d105s1;
степени окисления + 1 (наиболее устойчива), + 2 и +3; энергии ионизации при
переходе Ag0 : : Ag+ : Ag2+
7,57632, 21,487 эВ; сродство к электрону 1,301 эВ; электроотрицательность по
Полингу 1,93; атомный радиус 0,145 нм, ионные радиусы (в скобках даны координац.
числа), нм: Ag+ 0,100 (4) и 0,115 (6), Ag2+ 0,079 (4)
и 0,094 (6). СЕРЕБРО-самый распространенный из благородных металлов, его содержание
в земной коре оценивают в 7•10-6 % по массе, в морской воде -1,5•10-8-2,9•10-7
%, пресной -2,7•10-8 %. Известно более 60 серебросодержащих минералов,
делящихся на 6 групп: самородное СЕРЕБРО и сплавы его с Си и Аu; простые сульфиды
СЕРЕБРО-акантит и аргентит Ag2S; теллуриды и селениды СЕРЕБРО-гессит Ag2Te,
науманит Ag2Se, эвкайрит AgCuSe и др.; антимониды и арсениды СЕРЕБРО-дискра-зит
Ag3Sb и др.; галогениды и сульфаты СЕРЕБРО - кераргирит AgCl, аргентоярозит
AgFe3(SO4)2(ОН)6 и др.; сложные
сульфиды, или тиосоли, типа nAg2S•mM2S3,
где М = As, Sb, Bi, например пираргирит Ag3SbS3, прустит
Ag3AsS3, полибазит (Ag, Cu)16Sb2S11
и т.п. Все минеральных месторождения делятся на собственно серебряные руды, в которых
содержание СЕРЕБРО превышает 50%, и комплексные полиметаллич. руды цветных и тяжелых
металлов с содержанием СЕРЕБРО не выше 10-15%. Комплексные месторождения обеспечивают
примерно 80% добычи СЕРЕБРО (в качестве побочного продукта переработки сульфидных
руд) в зарубежных странах, причем 40-50% из этого количества СЕРЕБРО извлекают из цинковых
руд, по 15-20%-из кобальтовых и медных, а остальное-из сурьмяных и смешанных
рудельная Осн. месторождения таких руд сосредоточены в Мексике, Канаде, Австралии,
Перу, США, Боливии и Японии. На долю указанных стран приходится 70-80% добычи
первичного СЕРЕБРО Общие запасы СЕРЕБРО в развитых и развивающихся странах 505 тысяч т
(1986), в том числе подтвержденные 360 тысяч т. Свойства. СЕРЕБРО-белый блестящий
металл, в тонких пленках и проходящем свете-голубого цвета. Кристаллизуется
в гранецентрир. кубич. решетке, а = 0,4086 нм, z = 4, пространств.
группа Fm3m; температура плавления 961,93 °С, температура кипения 2167°С; плотность
10,491 г/см3; Из благородных металлов
СЕРЕБРО-наиболее реакционноспособно. Тем не менее СЕРЕБРО химически мало активно и легко
вытесняется из своих соединение более активными металлами. Углем, Н2 и
др. восстановителями ионы СЕРЕБРО восстанавливаются до Ag0. Стандартный
электродный потенциал Ag+/Ag0 0,799 В. При комнатной температуре
СЕРЕБРО не взаимодействие с О2 воздуха, но при нагревании до 170°С покрывается
пленкой оксида Ag2O. Озон в присутствии влаги окисляет СЕРЕБРО до высших оксидов-Ag2O2
и Ag2O3. При взаимодействие нагретого СЕРЕБРО с S или Н2S
в присутствии О2 образуется серебра сульфид Ag2 S.
Халькогены, фосфор, мышьяк и углерод реагируют с нагретым СЕРЕБРО с образованием
соответствующих бинарных соединений. СЕРЕБРО легко растворим в разбавленый и конц. HNO3
с образованием серебра нитрата AgNO3. При нагревании Ag раств.
и в конц. H2SO4, давая сульфат Ag2SO4.
Галогены в присутствии влаги, а также конц. галогеноводород-ные кислоты медленно реагируют
с металлическим СЕРЕБРО, давая серебра галогениды AgX. В присут. О2
СЕРЕБРО легко растворим в растворах цианидов щелочных металлов с образованием комплексных
цианидов M1[Ag(CN)2]. Расплавл. щелочи и органическое кислоты не
действуют на металлическое СЕРЕБРО Известны многочисленные комплексные
соединения СЕРЕБРО, в которых координац. число СЕРЕБРО равно 2, 3 и 4. Большинство соединение Ag(I)
плохо растворим в воде, за исключением AgF, AgNO3, AgClO4
и AgClO3. Соли СЕРЕБРО-бесцв. или слегка желтоватые вещества. На свету почти
все соединение Ag(I) разлагаются до свободного СЕРЕБРО и при этом окрашиваются в серый
или черный цвет, что используется в фотографии. Соединения СЕРЕБРО термодинамически
мало устойчивы, причем углерод- и азотсодержащие соединение Ag(I) способны к разложению
со взрывом. Оксид Ag(I) (гемиоксид)
Ag2O при нагревании выше 100°С разлагается до Ag и О2;
растворимость в воде 1,3•10 3 г в 100 г воды (см. также табл.); водные
растворы Ag2O имеют щелочную реакцию вследствие частичного образования
AgOH; в водной суспензии легко восстанавливается до металлического СЕРЕБРО водородом,
СО, металлами и др. восстановителями; растворим в кислотах, водном NH3,
цианидах и тиосульфатах щелочных металлов с образованием соответствующих простых
и комплексных солей Ag(I); теряет на свету О2; диамагнитен; получают
при обработке раствора AgNO3 щелочами, применяют в гопкалитовых патронах
противогазов, как окислитель в органическое синтезе; водные растворы-антисептич. средство.
Монооксид Ag2O2 (или AgIAgIIIO2)-серые
кристаллы моноклинной сингонии; разлагается выше 100 °С; Гидроксид AgOH, по непроверенным
сведениям, может быть получен в виде неустойчивого белого осадка при обработке раствора
AgNO3 в этаноле спиртовым раствором КОН при — 45 °С; обладает амфотерными
свойствами с преобладанием диссоциации по щелочному типу; для бесконечно разбавленый
растворов Сульфат Ag2SO4
при 427°С переходит из ромбич. a-модификации в гексагон. b-модификацию,
DH перехода 18,64 кДж/моль; выше 1100°С разлагается до Ag, SO2
и О2; растворимость в воде 0,8 г в 100 г при 20°С; в сернокислотных
растворах легко восстанавливается FeSO4, Zn и Mg до Ag0; получают
действием конц. H2SO4 на Ag или Ag2O или обменной
реакцией растворимых солей СЕРЕБРО с сульфатами металлов, в избытке H2SO4
образуются гидросульфат AgHSO4 и ад-дукты Ag2SO4
c H2SO4. Карбонат Ag2СО3
выше 120 °С разлагается до Ag, CO2 и О2; растворимость
в воде 3•10-3 г в 100 г, растворим в водном NH3, цианидах
и тиосульфатах щелочных металлов, с карбонатами др. металлов образует двойные
карбонаты; получают действием растворов карбонатов или гидрокарбонатов металлов
на AgNO3. Цианид AgCN практически
не растворим в воде (2•10-5 г в 100 г), в водном растворе с избытком KCN
образует комплексный цианоаргентат K[Ag(CN)2], при действии кислот на
цианоаргентаты выделяется синильная кислота HCN; получают действием растворов KCN или
NaCN на стехиометрич. количество AgNO3; компонент электролитов при гальванич.
серебрении, применяют также в производстве нитрилов и изо-нитрилов; ПДК 0,3 мг/м3
(в пересчете на HCN). Специфич. химический свойство СЕРЕБРО-способность
легко образовывать коллоидное СЕРЕБРО в растворе при восстановлении соединений СЕРЕБРО или
при диспергировании компактного металла. Золи СЕРЕБРО окрашены в различные цвета-от фиолетового
до оранжевого—в зависимости от размера частиц металла и способа получения золя.
СЕРЕБРО в коллоидном состоянии-энергичный восстановитель, катализатор окисления,
бактерицидный препарат (колларгол, протаргол). Бактерицидные свойства присущи и
металлическому СЕРЕБРО: при концентрации СЕРЕБРО в растворе 40-200 мкг/л погибают неспоровые
бактерии, а при более высоких концентрациях - споровые. СЕРЕБРО хорошо адсорбирует газы,
такие, как Н2, О2, Аr и др. Так, при 500 °С Ag может
поглощать до 5 объемов О2. При охлаждении жидкого СЕРЕБРО, содержащего
растворенный в нем О2, выделение газа может происходить со взрывом. СЕРЕБРО образует множество интерметаллидов
и сплавов с другими металлами. Так, с Pd и Аu СЕРЕБРО дает непрерывный ряд твердых растворов,
с Сu, Ni и Pb-эвтектич. сплавы, а с остальными металлами - интерметаллиды различные
состава. Введение металлов в СЕРЕБРО часто улучшает его механические и химический свойства. Получение. Первая стадия
переработки всех серебросо-держащих руд-флотац. и гравитац. обогащение. Дальнейшие
методы выделения СЕРЕБРО зависят от типа руды и содержания СЕРЕБРО и делятся на пирометаллургич.
и гидрометаллургические. Полиметаллич. сульфидные руды не поддаются прямой гидрометаллургич.
переработке и их вначале подвергают обжигу-окислительному, восстановительному
(или хлорирующему). При обжиге свинцовых руд Ag2S концентрируется
в оксиде Рb и затем в металлич. Рb. Для выделения СЕРЕБРО из Рb применяют методы
Паркеса и Паттинсо-на. По методу Паркеса серебросодержащий Рb плавят вместе
с Zn и СЕРЕБРО концентрируется в Zn в виде интерметаллидов. После отгонки Zn остаток
купелируют (нагревают в печи в потоке воздуха) и отделяют сырое металлическое
СЕРЕБРО от оксидов остальных металлов. По методу Паттинсона серебросодержащий
Рb медленно охлаждают и при этом вначале кристаллизуется чистый Рb, который отделяют
от расплава; остается сплав Рb с Ag с содержанием СЕРЕБРО 2-3%, который перерабатывают
далее купелированием. При переработке медных
руд после окислит. и восстановит. плавок получают сплавы Сu с Ag, из которых СЕРЕБРО
выделяют электролизом. Из сплава отливают аноды и при их растворении Си осаждается
на катоде, а СЕРЕБРО концентрируется в шламе. Собственно серебряные руды
перерабатывают после обогащения методом цианирования, для чего руду обрабатывают
в водном растворе NaCN или KCN в присутствии О2 и затем СЕРЕБРО извлекают из комплексных
цианидов восстановлением металлами или с использованием анионитов. В основные история,
интерес представляет сейчас амальгамный метод извлечения СЕРЕБРО, по которому руда
смешивается в растворе с Hg и хлоридами, при этом образуется амальгама СЕРЕБРО; из нее
после отгонки Hg получают сырое СЕРЕБРО Для получения СЕРЕБРО высокой
чистоты (99,999%) сырой металл подвергают электролитич. аффинажу в растворе AgNO3
с осаждением СЕРЕБРО на катоде (примеси переходят в шлам). Все серебросодержащие отходы
промышленности (отработанные фотоматериалы, контакты, источники питания и т. п.) также
подвергаются переработке с целью извлечения вторичного СЕРЕБРО, которое вновь расходуется
в промышленности в кол-ве 60-70% от общего потребления СЕРЕБРО Определение. Качественно
СЕРЕБРО обнаруживают по цветным реакциям образования комплексов СЕРЕБРО с использованием
органическое N- и S-содержащих реагентов (производные роданина, фе-нилтиомочевины, дитизона
и т.п.). Применяют также восстановление СЕРЕБРО из раствора до металла и микрокристаллич.
реакции образования AgCl, Ag2Cr2O7 и комплекса
СЕРЕБРО с уротропином. Количественно СЕРЕБРО определяют
гравиметрически (осаждение СЕРЕБРО в виде AgCl или комплекса СЕРЕБРО с бензотриазолом),
титриметрически по Фольгарду с использованием растворов KCNS или NH4CNS
в присутствии железо-аммониевых квасцов. Применяют колориметрич. методы с использованием
производных роданина и дитизона, каталиметрич. (основанные на измерении скорости
реакции в присутствии микрокол-в СЕРЕБРО), а также эмиссионно-спектральный и атомно-абсорбционный
методы анализа. Применение. Примерно
30-40% производимого СЕРЕБРО расходуют на изготовление кино- и фотоматериалов. Ок.
20% СЕРЕБРО в виде сплавов с Pd, Аu, Сu, Zn и др. металлами идет на изготовление
контактов, припоев, проводящих слоев, элементов реле и др. устройств в электротехнике
и электронике. Сплавы СЕРЕБРО с Аu и Сu, а также с Hg, Sn, Zn и Си используют в стоматологии
для пломбирования и протезирования. 20-25% СЕРЕБРО расходуют на изготовление элементов
питания-серебряно-цинковых аккумуляторов, обладающих высокой энергоемкостью
(космич. и оборонная техника), оксидно-серебряных элементов питания часов и
т.п. Из СЕРЕБРО изготовляют монеты, ювелирные изделия, украшения, столовую посуду.
СЕРЕБРО используют для серебрения зеркал, аппаратов в пищевая промышленности, как катализатор
процессов дожигания СО, восстановления NO и реакций окисления в органическое синтезе. Объем производства первичного
СЕРЕБРО в мире колеблется в зависимости от цен на рынке. В связи с тем, что СЕРЕБРО-второй
валютный металл, сведения о масштабах его производства и потребления являются оценочными.
В сер. 80-х гг. производство первичного СЕРЕБРО в развитых и развивающихся странах оценивалось
в 10-15 тысяч т/год. ПДК СЕРЕБРО в воздухе 0,1-0,5
мг/м3. При попадании растворимых соединений СЕРЕБРО на кожу и слизистые оболочки
происходит восстановление СЕРЕБРО до серо-черного коллоидного металла. Это окрашивание
поверхности тканей (аргирия) исчезает в результате растворения и истирания коллоидного
СЕРЕБРО вместе с кожей. СЕРЕБРО известно человеку с
древнейших времен, еще в 4-м тысяч до н.э. оно использовалось для изготовления
украшений, служило торговым эквивалентом в странах Востока. Литература: Пятницкий
И. В., Сухан В. В., Аналитическая химия серебра, М., 1975; Малышев В.М., Румянцев
Д. В., Серебро, 2 изд., М., 1987; Silver. Economics, metallurgy and use, Princeton
(N.Y.), 1967; Thompson N. R., в кн.: Masscy A. G., The chemistry of cooper,
Oxf., 1975. П.М. Чукуров. Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|