Серебро

СЕРЕБРО, Ag (лат. argentum * а. silver; н. Silber; ф. argent; и. plata), — химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 47, атомная масса 107,8682, относится к благородным металлам. Природное серебро состоит из двух стабильных изотопов ¹⁰⁷Ag (51,839%) и ¹⁰⁹Ag (48,161%); известно также более 35 радиоактивных изотопов и изомеров серебра с массовыми числами от 99 до 123, самый долгоживущий из которых имеет период полураспада 130 лет (¹⁰⁸Ag).

История серебра

Серебро, наряду с золотом и медью, относится к первым металлам цивилизации. В 4-м тысячелетии до н.э. серебро в виде кусков и слитков служило торговым эквивалентом в странах Ближнего и Среднего Востока, ювелирные изделия из серебра были известны в Египте, Китае. Самые древние разработки серебра, относящиеся к 3-му тысячелетию до н.э., обнаружены в восточной части Малой Азии, где оно извлекалось из свинцовых руд. В 1-м тысячелетии до н.э. началась крупномасштабная разработка серебра в Греции. В средние века центр добычи серебра перемещается в Испанию, Богемию и Трансильванию, позже (16-18 вв.) — в страны Латинской Америки (Мексика, Боливия, Перу). В России возникновение серебродобывающей промышленности связано с освоением в 18 веке крупных серебряно-полиметаллических месторождений Забайкалья и Алтая.

Характеристика серебра

В свободном состоянии серебро — мягкий белый металл, кристаллическая решётка гранецентрированная кубическая (а = 0,40772 нм). Плотность (при 293,15 К) 10500кг/м³; t плавления=961,9°С; t кипения=2212°С; теплоёмкость 25,3 Дж/(моль•К); температурный коэффициент линейного расширения в среднем 2,061•10^-5 К^-1 (273,15-723,15 К); теплопроводность Вт/(м•К): 426,24 (при 90,15 К), 418,7 (273,15 К), 410,33 (373,15 К), 355,9 (723,15 К); удельное электрическое сопротивление (Ом•м): 1,59•10^-8 (293,15 К), 0,00793•10^-8 (15 К). Отражательная способность серебра при длинах волн (нм): 10000, 5000, 1000, 500, 400, 300, 200 составляет соответственно (%) 99; 98,5; 96; 90; 84; 20; 27; при l = 316 нм наблюдается минимум отражательной способности, равный 4,2%. Поверхностное натяжение серебра 1,14 Н/м (1143,15-1218,15 К); модуль упругости 750 МПа; относительное удлинение 60%; твёрдость по Бринеллю 24,52 кПа. По сравнению с другими металлами серебро характеризуется наивысшей электро- и теплопроводностью. Легко поддаётся ковке и легко полируется.

Для серебра характерна степень окисления +1 (чаще всего), +2, +3, редко +4. серебро устойчиво по отношению к кислороду воздуха, при повышении температуры и давления образует оксид Аg2О. Расплавленное серебро поглощает до 22 объёмов кислорода. Не реагирует даже при высоких температурах с азотом и углеродом, при нагревании реагирует с парами серы (образуя Ag₂S) и свободными галогенами (давая галогениды). Серебро не взаимодействует с соляной и разбавленной серной кислотами. Реагирует с концентрированной серной кислотой и азотной кислотой.

Растворы щелочей и органические кислоты не действуют на серебро. Соли серебра малорастворимы, за исключением нитрата, фторида и перхлората. Растворимые соли серебра бесцветны и ядовиты (ПДК 0,01 мг/м³). Большинство солей серебра светочувствительны, особенно в присутствии органических примесей.

Серебро в природе

Из благородных металлов серебро наиболее широко распространено в природе. Серебро обогащено сульфидной фазой метеоритов, что согласуется с халькофильной природой элемента. Содержание серебра в земной коре составляет 7•10^-6% (по массе). Ультраосновные и кислые горные породы содержат несколько меньше серебра (5•10^-6%), чем основные; осадочные (1•10^-5%). В горных породах серебро концентрируется в сульфидах, некоторое количество может присутствовать в мусковите и полевых шпатах, вероятно, замещая натрий и калий в этих минералах. Значительная часть серебра в породах находится в самородном состоянии. Следы серебра (около 0,02 мг на 100 г сухого вещества) содержатся в организмах. Содержание серебра в морской и океанской воде варьирует в интервале от 1,5•10^-8% до 2,9•10^-7% (по массе). Средняя величина для пресных вод около 2,7•10^-8% (по массе).

Непрерывный изоморфный ряд серебро образует с золотом, тем не менее, в природе серебро встречается главным образом в виде серебра самородного. Чрезвычайно разнообразны природные халькогениды, достаточно часто в рудах встречаются теллуриды, известны галогениды серебра. В зоне окисления рудных месторождений описан сульфат серебра — аргентоярозит. Об основных генетических типах месторождений серебра см. в ст. Серебряные руды.

Подвижность серебра в природных процессах главным образом связана с гидротермальными растворами. В хлоридных гидротермах преобладают хлоркомплексы серебра состава AgCl и AgCl2. Проявление комплексообразования серебра с карбонатными ионами при 25°С приходится на область высоких pH и лишь при очень высоких концентрациях углекислоты возможно преобладание AgCО₃ в слабощелочных растворах (pH = 8). С ростом температуры поле преобладания карбонатных комплексов сокращается. В области высоких концентраций сульфидной серы доминируют гидросульфидные комплексы AgHS и Ag(HS)₂^-.

Добыча серебра

Большая часть добываемого серебра получается при переработке сульфидных руд Pb, Zn и Cu, содержащих примеси серебра: из черновой меди — в процессе электролитического рафинирования, из чернового свинца (веркблея) — с помощью цинка. При добыче серебра из серебряных руд его извлекают гравитационным обогащением или амальгамацией (редко), пенной сепарацией, флотацией, цианированием.

Применение серебра

Серебро используют, главным образом в виде сплавов для чеканки монет, изготовления ювелирных изделий, лабораторной посуды; для серебрения, например, аппаратов в пищевой промышленности, зеркал, для изготовления деталей электровакуумных приборов, электрических контактов, электродов. Мелкораздробленное серебро применяется в санитарной технике и медицине для обеззараживания воды. Коллоидное серебро, оказывающее антисептическое действие на слизистую оболочку, используют в составе таких препаратов, как аргирол, протаргол, колларгол. Соединения серебра применяют при производстве фотографических материалов.