Срібло в природі.
Цей красивий метал відомий людям з якнайдавніших часів. Виробам з срібла, знайденим в Передній Азії, більше 6 тисяч років. Із сплаву золота і срібла (електрума) були виготовлені перші в світі монети. І протягом декількох тисячоліть срібло, разом із золотом і міддю, було одним з основних монетних металів. З кольором срібло зв’язано і його латинська назва Argentum, воно походить від грецького argos - білий, блискучий.
Срібло - рідкісний елемент; у земній корі його майже в тисячу разів менше, ніж мідь - всього лише біля стотисячної частки відсотка. Відоме ж воно було так давно, тому що зустрічається в природі у вигляді самородків, іноді дуже великих. Особливо багаті сріблом були розташовані в Центральній Європі Рудні гори, Гарц, гори Богемії і Саксонії. З срібла, що здобувалося поблизу міста Іоахимсталя (нині Яхимов в Чехії), карбували мільйони монет. Вони спочатку так і називалися - «іоахимсталери»; потім ця назва коротшала до «талера» (у Росії ці монети називали по першій частині слова - «єфимками»).
Талери були в ході по всій Європі, ставши найпоширенішою великою срібною монетою в історії. Від талера відбулася і назва долара. Німецькі срібні копальні були настільки багаті, що з металу, що здобувався, робили величезні вази, столові сервізи на сотні персон, на кожний з яких витрачали тонни срібла.
Легенда приписує відкриття срібних копалень в 968 імператорові Оттону I Великому (912-973), засновникові «Священної Римської імперії німецької нації». Під час навчання в Германії цю легенду почув М. В. Ломоносов і виклав її в одній з своїх праць. Оттон послав свого єгеря Раммеля в ліс для лову диких звірів. На узліссі Раммель спішився, а коня прив’язав до дерева. Чекаючи господаря, кінь розрив копитами землю і вибив звідти важкі і світлі камені. Коли їх показали імператорові, той зрозумів, що це багата срібна руда і велів заснувати на цьому місці копальні. А гору назвали Раммельсбергом. . .
За свідченням німецького лікаря і металурга Георга Агріколи (1494-1555) родовище продовжувало розроблятися і при його житті, тобто через шість століть, але майже всі срібні самородки вже були знайдені в 14-16 вв. Так, в 1477 в саксонському окрузі Цвіккау поблизу міста Шнєєберга був здобутий самородок масою 20 тонн (сучасні геологи вважають, що він частково включав мінерал аргентит). Срібні копальні продовжували діяти ще за життя Ломоносова. Нині вони в значній мірі виснажені.
Після відкриття і завоювання Америки безліч самородків срібла була знайдена на території сучасних Перу, Чилі, Мексики, Болівії. Так, в Чилі був виявлений самородок у вигляді пластини масою 1420 кг Багато елементів мають «географічні» назви, Аргентина ж - єдина країна, названа по вже відомому елементу. Останнє з найкрупніших самородків срібло знайдене вже в 20 в. у Канаді (провінція Онтаріо). Один з них, названий «срібний тротуар», мав довжину 30 м і йшов углиб землі на 18 м. Коли з нього було виплавлено чисте срібло, його опинилося 20 тонн!
Саморідне срібло знаходять рідко; основна частина срібла в природі зосереджена в мінералах, яких відомо більше 50; у них срібло пов’язане з сіркою, селеном, теллуром або галогенами. Основний срібний мінерал - аргентит Ag2S. Ще більше срібла розсіяно серед різних гірських порід, так що основна частина срібла, що здобувається в світі, виходить в результаті комплексної переробки поліметаллічеськіх рудий, що містять свинець, мідь і цинк.
Властивості срібла. Чисте срібло - порівняно м’який і пластичний метал: з 1 г срібла можна витягнути якнайтонше зволікання завдовжки майже 2 км.! Срібло - досить важкий метал: по щільності (10,5 г/см3) воно лише небагато поступається свинцю. По електропровідності ж і теплопровідності сріблу немає рівних (тому срібна ложка в стакані гарячого чаю швидко нагрівається). Плавиться срібло при щодо низькій температурі (962° З), що значно полегшує його обробку. Срібло легко сплавляється з багатьма металами; невеликі добавки міді роблять його твердішим, придатнішим для виготовлення різних виробів.
«Срібло не окислюється на повітрі, - писав Д.И.Менделеев в своєму підручнику Основи хімії, - а тому зараховується до розряду так званих благородних металів. Воно володіє білим кольором, набагато чистішим, ніж для всіх інших відомих металів, особливо, коли воно представляє хімічну чистоту… Хімічно чисте срібло так м’яко, що стирається вельми легко…» Але хоча срібло з киснем безпосередньо не реагує, воно може розчиняти значні кількості цього газу. Навіть тверде срібло при температурі 450° Із здатне поглинути п’ятикратний об’єм кисню. Значно більше кисню (до 20 об’ємів на 1 об’єм срібла) розчиняється в рідкому металі.
Це властивість срібла приводить до красивого (і небезпечному) явища - розбризкування срібла, яке відоме з давніх часів. Якщо розплавлене срібло поглинуло значні кількості кисню, то твердіння металу супроводжується вивільненням великої кількості газу. Тиском кисню, що виділяється, кірка на поверхні застигаючого срібла розривається, часто з великою силою. В результаті відбувається раптове вибухове розбризкування металу.
При 170° З срібло на повітрі покривається тонкою плівкою оксиду Ag2О, а під дією озону утворюються вищі оксиди Ag2O2 і Ag2O3. Але особливо «боїться» срібло йоду, наприклад, іодной настоянки і сірководня. У багатьох будинках є срібні (або посріблені) вироби - старі монети, ложки, вилки, підстаканники, кільця, ланцюжки, інші прикраси. З часом вони часто блякнуть і навіть можуть почорніти. Причина - дія сірководня. Його джерелом можуть бути не тільки тухлі яйця, але і гума, деякі полімери.
У присутності вологи срібло легко реагує з сірководнем з освітою на поверхні якнайтоншої плівки сульфіду: 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O; із-за нерівностей поверхні і гри світла така плівка іноді здається веселковою. Поступово плівка товщає, темніє, стає коричневою, а потім чорною. Сульфід срібла не руйнується при сильному нагріві, не розчиняється в кислотах і лугах. Не дуже товсту плівку можна видалити механічно, відполірував предмет зубною пастою або порошком з мильною водою.
Щоб захистити поверхню срібла від потемніння її пасивують - покривають захисною плівкою. Для цього добре очищений виріб занурюють на 20 хвилин в 1%-ный розчину діхромата калія K2Cr2O7, що злегка підкисляє, при кімнатній температурі. Тонка плівка Ag2Cr2O7, що утворилася, захищає поверхню срібла.
Срібло легко розчиняється в азотній і гарячій концентрірованной сірчаній кислоті: 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O; 2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O. Срібло розчиняється також в концентрірованних іодо- і бромоводородной кислотах, а у присутності кисню - і в хлороводородной (соляною) кислоті; реакції сприяє утворення комплексних галогенідов срібло: 2Ag + 4HI = 2H[AgI2]+ H2
Застосування срібла.
Старовинне застосування срібла - виготовлення дзеркал (зараз недорогі дзеркала покривають алюмінієм). З срібла роблять електроди для могутніх цинк-серебряних акумуляторів. Так, в акумуляторах затонулого американського підводного човна «Трешер» були три тонни срібла. Високу теплопровідність і хімічну інертність срібла використовують в електротехніці: з срібла і його сплавів роблять електричні контакти, сріблом покривають дроти у відповідальних приладах. З срібно-паладієвого сплаву (75% Ag) роблять зубні протези.
Величезні кількості срібла раніше йшли на виготовлення монет. Зараз з срібла роблять в основному ювілейні і пам’ятні монети. Найважча сучасна срібна монета, випущена в Росії в 1999, важить 3000 грамів, має тираж 150 штук. Присвячена вона 275-летию Санкт-петербурзького монетного двору. При високому вмісті срібла монети і інші вироби вельми стійкі на повітрі. Низькопробне срібло часто зеленіє. Зелений наліт містить основний карбонат міді (CUOH) 2CO3. Він утворюється під дією вуглекислого газу, пари води і кисню.
Багато срібла витрачається для виготовлення ювелірних виробів і столових приладів. На таких виробах, як правило, ставлять пробу, вказуючу масу чистого срібла в грамах в 1000 г сплаву (сучасна проба), або число золотнітков в одному фунті сплаву (дореволюційна проба). У 1 фунті міститься 96 золотників, тому, наприклад, старій пробі 84 відповідає сучасна (84/96) 1000 = 875. Так, з 1886 проба монет гідністю 1 рубель, 50 і 25 копійок була 86 2/5 (сучасна 900), а проба 20-, 15-, 10- і 5-копійчаних монет (вони чеканилися з 1867 року) була 48 (500). Радянські рублі і полтиники мали пробу 900, а дрібніші - 500.
Сучасні срібні вироби можуть мати пробу 960, 925 (так зване «стерлінгове» срібло), 916, 875, 800 і 750.
Щоб дізнатися вміст срібла в сплаві (його пробу), а також відрізнити срібні вироби від сплавів, схожих на срібло, використовують різні способи. Найпростіший - реакція з так званою пробірною кислотою для срібла, яка є розчином 3 мл концентрірованной сірчаної кислоти і 3 г діхромата калія в 32 мл води. Краплю розчину наносять на поверхню вироби в непомітному місці. Під дією сірчаної кислоти у присутності сильного окислювача мідь і срібло переходять в сульфати CuSO4 і Ag2SO4, далі сульфат срібла швидко перетворюється на нерозчинний рихлий осад діхромата срібла Ag2Cr2O7 червоного кольору.
Він особливо добре помітний на поверхні, якщо краплю обережно змити водою. Червоний осад легко видалити механічно; при цьому на поверхні залишиться трохи помітна світла плямочка.
Цей метод не дає позитивного результату, якщо в сплаві менше 25% срібла (т.е. проба менше 250). Такі бідні сріблом сплави зустрічаються досить рідко. В цьому випадку срібло можна виявити, якщо крапнути на поверхню азотною кислотою, а потім на те ж місце - розчином куховарської солі. У присутності срібла в сплаві з’явиться молочне помутніння: кислота розчиняє невелику кількість металу, а хлорід-іони дають з іонами срібла білий осад нерозчинного хлориду AgCl.
Для точнішого визначення проби ювеліри використовують пробірний камінь - чорний камінь з відшліфованою матовою поверхнею. Виробом проводять по каменю, а штрих, що залишився, порівнюють з кольором штрихів від еталонних сплавів відомої проби.
Багато декоративних срібних виробів покрито красивою черню. Для черненія використовують так звану сірчану печінку, що містить полісульфід калія (в основному K2S4). Під дію цього реагенту на поверхні срібла утворюється чорна плівка сульфіду Ag2S.
З’єднання срібла часто нестійкі до нагрівання і дії світла. Відкриття світлочутливості солей срібла привело до появи фотографії і швидкого збільшення попиту на срібло. Ще в середині 20 у всьому світі щорічно здобувалося близько 10 000 тонн срібла, а витрачалося значно більше (дефіцит покривався за рахунок старих запасів). Причому майже половина всього срібла йшла на виготовлення кино- і фотоматеріалів. Так, звичайна чорно-біла фотоплівка містить (до прояву) до 5 г/м2 срібло. Витіснення чорно-білих фотографій і кінофільмів кольоровими дозволило значно понизити споживання срібла.
Срібло застосовується і в хімічній промисловості для виготовлення каталізаторів деяких процесів, а в харчовій промисловості з срібла роблять некорродирующие апарати. Цікаве, хоч і обмежене застосування знаходить іодід срібло; його використовують для місцевого управління погодою шляхом розпилювання з літаків. У присутності навіть нікчемних кількостей AGI в хмарах утворюються крупні водяні краплі, які і випадають у вигляді дощу. «Працювати» можуть вже найдрібніші частинки іодіда срібла розміром всього 0,01 мкм. Теоретично з кубічного кристала AGI розміром всього 1 см можна отримати 1021 таких найдрібніших частинок.
Як підрахували американські метеорологи, всього 50 кг іодіда срібла речовини достатні для «приманки» всієї атмосфери над поверхнею США (а це 9 млн. квадратних кілометрів!). Тому, не дивлячись на порівняно високу вартість солей срібла, застосування AGI з метою викликати штучний дощ виявляється практично вигідним.
Іноді потрібно виконати прямо протилежне завдання: «розігнати» хмари, не дати пролитися дощу при проведенні якого-небудь важливого заходу (наприклад, Олімпійських ігор). В цьому випадку іодід срібло потрібно розпилювати в хмарах завчасно, за десятки кілометрів від місця проведення торжества. Тоді дощ проллється на ліси і поля, а в місті буде сонячна суха погода.
Біохімія срібла. Срібло не відноситься до біоелементів; у живій речовині його зміст в 6 разів менший, ніж в земній корі. Проте присутність іонів Ag+ не байдуже для багатьох біохімічних процесів. Добре відома бактерицидна дія малих концентрацій срібла на питну воду. При змісті 0,05 міліграм/л іони срібла забезпечують високу антимікробну активність, причому таку воду можна пити без шкоди для здоров’я. Смак її при цьому не змінюється. (Для порівняння: для пиття космонавтів допускається концентрація Ag+ до 0,1 - 0,2 міліграма/л. ). При змісті 0,1 міліграм/л вода консервується на цілий рік, тоді як кип’ячення води переводить іони срібла у фізіологічно неактивну форму.
Препарати срібла все ширше використовують для стерилізації питної води (деякі побутові фільтри містять «посріблене» активоване вугілля, що виділяє у воду дуже малі дози срібла). Для дезинфекції води в басейнах було запропоновано насищати її бромідом срібла. Насичений розчин AgBr містить 7,3·10-7 моль/л іонів срібла або близько 0,08 міліграма/л, що нешкідливо для здоров’я людини, але згубно для мікроорганізмів і водоростей.
Бактерицидна дія нікчемних концентрацій іонів срібла пояснюється тим, що вони втручаються в життєдіяльність мікробів, заважаючи роботі біологічних каталізаторів - ферментів. З’єднуючись з амінокислотою цистєїном, що входить до складу ферменту, іони срібла перешкоджають його нормальній роботі. Аналогічно діють і іони деяких інших важких металів, наприклад, міді або ртуті, але вони набагато токсичнєє срібло.
А головне - хлориди міді і ртуті чудово розчиняються у воді і тому представляють велику небезпеку для людини; будь-яка ж добре розчинна сіль срібла в шлунку людини під дією соляної кислоти швидко перетворюється на хлорид срібла, розчинність якого у воді при кімнатній температурі складає менше 2 міліграма/л.
Проте, як це часто буває, те, що корисно в малих дозах, згубно у великих. Не становить винятки і срібло. Так, введення значних концентрацій іонів срібла викликає у тварин зниження імунітету, зміни в судинній і нервовій тканинах головного і спинного мозку, а при збільшенні дози - пошкодження печінки, нирок, щитовидної залози. Описані випадки отруєння людини препаратами срібла з важкими порушеннями психіки. На щастя, в тілі людини через 1-2 тижні залишається всього 0,02-0,1% введеного срібла, інше виводиться з організму.
При багаторічній роботі з сріблом і його солями, коли вони поступають в організм тривало, але малими дозами, може розвинутися незвичайне захворювання - аргирія. Срібло, що поступає в організм, здатне поволі відкладатися у вигляді металу в сполучній тканині і стінках капілярів різних органів, зокрема в нирках, кістковому мозку, селезінці. Накопичуючись в шкірі і слизистих оболонках, срібло додає їм сіро-зелене або голубувате забарвлення, особливо сильне на відкритих ділянках тіла, що піддаються дії світла. Зрідка забарвлення може бути настільки інтенсивним, що шкіра нагадує шкіру негрів.
Розвивається аргирія дуже поволі, перші її ознаки з’являються через 2-4 роки безперервної роботи з сріблом, а сильне потемніння шкіри спостерігається лише через десятки років. Раніше всього темніють губи, віскі і кон’юнктива очей, потім віка. Сильно можуть бути забарвлені слизисті оболонки рота і ясен, а також лунки нігтів. Іноді аргирія виявляється у вигляді дрібних синій-чорних плям. Раз з’явившись, аргирія не зникає, і повернути шкірі її колишній колір не вдається.
Якщо не рахувати чисто косметичних незручностей, хворий аргирієй може не переживати ніяких хворобливих відчуттів або розладів самопочуття (якщо не уражені рогівка і кришталик ока); в цьому відношенні аргирію можна назвати хворобою лише умовно. Є у цієї хвороби і своя «ложка меду» - при аргирії не буває інфекційних захворювань: людина настільки «просочена» сріблом, що воно вбиває всі хвороботворні бактерії, що потрапляють в організм.
Статті по темі
Лицензирование и сертификация iso 9000 исо 9001 нии технопрогресс
0 Відгуків на “Срібло”
Залишити відгук