Сребро
от Уикипедия, свободната енциклопедия
|
||||||
Химическа серия | преходен метал | |||||
Група, Период, Блок | 1Б, V, d | |||||
Външен вид | бял, със силен метален блясък |
|||||
Свойства на атома | ||||||
Атомна маса | 107,868 u | |||||
Атомен радиус (calc) | 160 (165) pm | |||||
Ковалентен радиус | 153 pm | |||||
Радиус на ван дер Ваалс | 172 pm | |||||
Електронна конфигурация | [Kr] 4d10 5s1 | |||||
e- на енергийно ниво | 2, 8, 18, 18, 1 | |||||
Оксидационни състояния (Оксид) |
±1 (?) | |||||
Кристална структура | кубична | |||||
Физични свойства | ||||||
Агрегатно състояние | твърд | |||||
Плътност | 10 490 kg/m³ | |||||
Температура на топене | 1234,93 K (961,78 °C) | |||||
Температура на кипене | 2 435 K (2 162 °C) | |||||
Моларен обем | 10,27×10-3 m³/mol | |||||
Специфична топлина на топене | 11,3 kJ/mol | |||||
Специфична топлина на изпарение | 250,58 kJ/mol | |||||
Налягане на парата | 0,34 Pa при 1 234 K | |||||
Скорост на звука | 2 600 m/s при 293,15 K | |||||
Други | ||||||
Електроотрицателност | 1,93 (скала на Паулинг) | |||||
Специфичен топлинен капацитет | 232 J/(kg·K) | |||||
Специфична електропроводимост | 63×106 S/m | |||||
Топлопроводимост | 429 W/(m·K) | |||||
Йонизационен потенциал | 731,0 kJ/mol
|
|||||
Периодична система на елементите |
Среброто (на лат. argentum, сребро, химичен знак Ag ) е химичен елемент, преходен метал, с пореден номер 47 в Периодичната система на елементите. То е с бял цвят и красив метален блясък. Спада към групата на благородните метали. Среброто има най-високата електропроводимост сред металите. Лесно се поддава на обработка и се използва в електронните продукти, както и в бижутерията.
Съдържание |
[редактиране] Разпространение
Среброто понякога се среща в самородно състояние, но най-често в свързано, като например Ag2S, аргенит; AgCl, рогово сребро или кераргирит; Ag3[SbS3], прираргирит; Ag3[AsS3], прустит и др. Много често се явява като примес към някои сулфидни руди, но най-вече на галенита – PbS под формата на Ag2S. В този случай се говори за среброносен галенит. Съдържанието му в морската вода възлиза на около 0,001 g/m3.
Среброто е един от металите, които са били известни на човечеството от най-дълбока древност. Египетският фараон Менес с указ е определил отношението между цената на златото и среброто в короната на сиракузкия цар Хиреон посредством относителната плътност. През Средновековието алхимиците са го олицетворявали с Луната, като са му давали и съответния знак. Името на държавата Аржентина идва от латинското име на този метал - argentum (испанските завоеватели смятали, че там има големи залежи от сребро).
[редактиране] Място в Периодичната система и строеж на атома
Среброто се намира в 1 Б група и V период. В електронната си обвивка има 47 електрона, разположени в пет електронни слоя. Във външния си слой има 1 електрон. На електронния слой, разположен под външния, има 18 електрона и той е незавършен. Атомният радиус на среброто е сравнително малък и затова то здраво задържа валентните си електрони. Ето защо елементът има слаба редукционна способност. При химичните взаимодействия участва с единия си електрон от външния електронен слой и проявява първа валентност. В химичните съединения е от +1 степен на окисление.
[редактиране] Получаване
Когато рудата е Ag2S или AgCl, тя се обработва по подходящ начин с NaCN, при което се получава Na[Ag(CN)2]. Тази комплексна сол се подлага на електролиза, при което среброто се отлага на катода. Но най-често то се получава от сребросния галенит, когато неговото количество не е по-малко от 0,02%. Преди всичко става обогатяване на Ag на сплавта олово-сребро, което се използва евтектикумът на системата, който лежи при 304° и 2,5%. Това обогатяване е предположено от Патисон и се често се нарича “патисонизация”. От евтектичната сплав Ag се отделя по следните два начина
- Купелация, при който сплавта се стапя на купели, където Pb се окислява до PbO, което, стопено, се всмуква в порите на купела, а Ag като неокислимо остава свободно.
- Вторият начин ??? практически в двуслойна система Pb-Zn само в цинка. От цинк-сребърната сплав среброто се изолира, като цинкът се отдестилира. Полученото сребро се рафинира по електрохимичен път.
[редактиране] Свойства
Среброто е блестящ метал с относителна плътност 10,5. Стапя се при 961,78 °C, а кипи при 2162 °C, като парите са му едноатомни и синьо оцветени. То е доста меко и ковко и може да се обработва механически, но все пак е по-твърдо от златото и по-меко от медта. Може да се изчуква на лист с дебелина около 0,002 mm, който пропуска светлина със синьозелен цвят, или от 1 g сребро може да се изтегли жица, дълга около 21 m. Леенето на среброто е невъзможно, тъй като подобно на медта в стопено състояние то разтваря значителни количества въздух, респ. кислород, който при застиването се отделя и разкъсва втвърдената повърхност. Неговите сплави обаче могат да се леят. Среброто е най-добрият проводник на електричеството и топлина. То не се окислява, затова се причислява към “благородните метали”.
Ако се подложи обаче на високо налягане на кислород и при висока температура, опитът показва, че се окисилява съгласно уравнението
4Ag + O2 -> 2Ag2O;
при тези условия Аg2O се явява екзотермично състояние. Сероводородът го атакува дори и в следи, при което повърхността почернява вследствие образуването на Ag2S. На това се дължи потъмняването на сребърни предмети, когато са стояли на въздуха дълго време или пък са били внесени в минерални бани, миришещи на сяра. Когато имаме сплав от 8% Аg и 20% Pd, тогава почерняване не става. Среброто се намира в електроафинитетния??? действаши киселини, като например НCl, разредена сярна киселина и други, но се разтваря в HNO3, както и в гореща концентрирана H2SO4, които действат окислително. Основите не му действат дори и когато са в стопилка. Алканите цианиди в присъствиe на кислорода го атакуват поради образуването на Na[Ag(CN)2]. Почти всички метали го изместват в елементарно състояние от водните разтвори на неговите соли, например
2Ag + Cu -> Cu + 2Ag.
Свободните халогени го атакуват бавно при обикновена температура, като се явяват на повърхността цветовете на тъканите пластинки и в крайна сметка среброто посивява от получения сребърен халогенит.
Тъй като среброто е меко, най-често се среща сплавено с други метали и обикновено с мед. Сребърните сплави се употребяват за приготвяне на укрешения, сребърни монети и др. Съдържанието на среброто в сплавта се изразява в проба или титър. Тя показва колко части Ag се съдържат в 1000 части сплав. Среброто се сплавя с много метали, включително и с живака. Среброто действа антисептично. Ако поставим сребърна пластина в хранителна среда на някоя бактериална култура, опитът показва, че бактериите се унищожават. Казва се, че среброто проявява олигодинамично действие. То е присъщо и на други метали - злато,мед и други. Специално за среброто това негово действие се използва във фармацията за приготвяне на редица препарати, намиращи приложение в медицината. Освен това се употребява за посребяване, направа на огледала, в химическото апаратостроене и др.
[редактиране] Съединения на среброто
Най-вече среброто се явява от първа валентност и много рядко от втора или трета валентност.В голямата си част едновалентните му съединения са малко разтворими във вода. Много разтворими са флуоридът, нитранитритът. Ag-йон, когато е хидриран, е безцветен, обаче с редица безцветни аниони образува цветни съединения, като например AgBr, Ag2CO3, AgJ и други, които са обикновено жълто обагрени. Някои соли на среброто, например сулфатът и нитратът, са изоморфони със съответните, но безводни соли на натрия. Малко разтворимите във вода съединения се разтварят в някои реактиви като например Na2S2O3, амоняка, NaCN и други, като се формират комплексни съединения.
- Сребърен оксид – Аg2O:
Получава се като черна утайка при реакцията между сребърна сол и алкален хидроокис. В същност би трябвало да се получи AgOH, обаче хидроокисът бързо се обезводнява при условията на утаителния процес 2Ag + 2OH ⇒ 2AgOH ⇔ Ag2O + H2O. Малко се разтваря във вода, но тази част, която е разтворена, определя ясно алкалната реакция на разтвора. Поради това, чесребърните соли, производни на силни киселини, не се хидролицират, показва, че AgOH е силна основа. При сгряването на отворена система Ag2O се разлага равновесно: Ag2O ⇔ 2Ag + 1/2O2 – 6,95 kcal.Налягането на газовата фаза при около 190°С е 1 at, а при 302°C – около 20,5 at. Kато се има предвид, че парциалното налягане на кислорода във въздуха съставлява 152мм Hg, става очевидно, че среброто не може да се окисли на въздуха при сгряване. Ето защо Ag2O се явява като ендотермно съединение при обикновена температура, което при сгряване се разлага, обаче сгряването не предизвиква реакция, а само променя скоростта на разложителния процес. Водородът и въглеродът го редуцират към 100°С до метал.С него взаимодейства и H2O2.Разтваря се в киселини, амоняк, както и в разтвори на цианиди: Ag2O + 4NH2 + H2O ⇔ 2[Ag(NH3)2]OH, Ag2O + 2HNO3 -> 2AgNO3+H2O. Комплексният сребърно-амонячен хидроокис е силна основа. Ако към неговия разтвор се добави някой подходящ редуктор, като формалдехид и др. И стъклненият съд е чист, среброто се отделя под формата на огледало или т. Хар. Сребърно огледало. При стоене из разтвора му се отделя черна кристална маса със състав от сребърн нитрид Ag3N, която е много чувствителна към експлозия. Донякъде се разтваря в концентрирани алкални основи, при което се получават аргенити, в които участва йонът AgO. Това доказва, че при Ag2O и AgOH не е чужда атмосферността.
- Сребърен хидроокис - AgOH:
Може да се получи в разредени разтвори на AgNO3 и алкална основа. Бледа утайка, която се обезводнява до Ag2O. Данните в миналото за съществуването на по-низши окиси от Ag2O, като например Аg4O и други, понастоящем са отречени. Сребърният окис намира приложение в медицината, в препаративната неорганчина химия и др.
- Сребърен хлорид – AgCl:
Получава се като бяла утайка при процеса Ag + Cl -> AgCl. Среща се и като минерал. Много малко разтворими във вода: 1 литър вода разтваря при 18°С около 1,2.10-5 мола AgCl. Но се разтваря в разтвори на цианиди, амоняк, тиосулфати поради образуването на комплексни съединения, респ. йоните [Ag(NH3)2], [Ag(CN)2], [Ag(S2O3)2]. Не се разтваря в киселини, обаче концентрираната HCl го разтваря доста поради образуването на комплексните йони [AgCl2]. Отн. плътност 5,5-5,6. Стапя се при 450°С в оранжева течност която затвърдява в рогоподобна маса. Тъй като AgCl има термично разширение почти както стъклото и добра прилепност към него, понякога се използва от AgCl като спойка между стъклени плочи.
Над 1000˚С се изпарява като в пари частично се асоциира.Кипи при 1554˚С. Сухият AgCl може да присъединява амонячни молекули, като се образува типът съединения: AgCl.xNH3 където х = 1-3. Сребърният хлорид взет в суспензия, се редуцира от цинков прах, като се получава т.нар. молекулно сребро : 2AgCl + Zn -> Ag + Zn + 2Cl.Редуцира се и от атомен водород.
- Сребърен Флуорид – AgF:
Той представлява бяла кристална маса, разтворима във вода. Познат е в няколко кристалхидрата. Безводен, поглъща до 850 обема NH3. С HF формира съединенията AgF.HF и AgF.3HF. Сребърният бромид AgBr е бледожълта утайка; той е по-малко разтворим от AgCl. Използва се във фотографията.
- Сребърен йодид – AgJ:
Tой представлява жълта утайка, която е най-малко разтворима от халогенидите: 1 литър вода при 18˚С съдържа около 1,2,10-8 мола AgJ. Известен е в три полиморфни форми: a-AgJ, която е устойчива до 137˚С, следва b-AgJ, устойчива до 146˚С, и y-AgJ, устойчива до температурата на стапяне 552˚С.В отнясянията си към амоняка, циянидите, тиосулфатите и др. Е близък до хлорида.С HJ и алкалните йодиди образува доста стабилни и при това с голямо разнообразие комплексни съединения: K2[AgJ3], K[AgJ2] и др.Интересно е,че полиморфната форма над 146˚С е около 4000 пъти по-електропроводима, отколкото a-AgJ. Изучаванията са показали че този факт се дължи на йонна проводимост. Гама-AgJ кристилизира куба, а Аg нямат определени места; те са блуждаещи в кристалната решетка и определят проводимоста.Всички сребърни халогениди и сребърни съединения въобще са светлочувствителни; те се разлагат под влияние на светлината така че независимо от межанизма на фотохимичния процес, който е доста сложен и не изцяло изучен, дават елементарно фино диспергирано сребро, което багри масата в тъмен цвят. Особено светлочувствителен се явява AgBr.
- Сребърен Нитрат – AgNO3:
Това е най-често срещаната в практиката сребърна сол. Получава се от сребро и NHO3: 3Аg+4HNO3+NO+2H2O.Представлява безцветни, ромбични нехигроскопични, много разтворими във вода и до нядаке спирт, ацетон и пиридин, кристали.Водният му разтвор има неутрална реакция.Отн. плътност 4,35. Стапя се при 208,5˚С. Познат е в две полиморфни форми с температура на превръщане 159,6˚С. Разтворимоста му във вода силно се увеличава с повишаване на температурата. При 100˚С в 100см3 вода се съдържат 925 г АgNO3. При сгряване се разлага до нитрит, който при по-висока температура преминава в сребро: AgNO3 ⇔ AgNO2 + 1/2O2. Редукционно действашите вещества го превръщат в елемнтарно сребро. По тези причини, попаднал върху кожата, я багри в черно. Полученото сребро при процеса 2Аg + Hg ⇔ Hg + 2Ag се разтваря в живака, като се образуват съединенията Ag3Hg4, Ag3Hg2, Ag3Hg, които като твърди образуват дървото на Диана. С KNO3 образува двойна сол, докато с NaNO3 – смесен метал. Сребърният нитрат е известен сред народа под названието “джендемташ” или адски камък. Намира приложение в галванотехниката, фотографията, при производство на огледала,в медицината за изгарянена мъртви места, в козметиката за изкуствени “луни” и др.
- Сребърен сулфат – Ag2SO4:
Представлява ромбични кристали, средно разтворим във вода. Отн. плътност 5,45. Стапя се при 645˚С.Със H2SO4 дава кисел сулфат – AgNSO4. Разлага се към 920˚С: Аg2SO4 ⇔ 2Ag + SO2 + 1/2O2
- Сребърен сулфид – Аg2S:
Получава се при прекарване на H2S през разтвор на сребърна сол. Той е черна утайка, която не се разтваря в киселини , в амоняк и натриев тиссулфат , но се разтваря в алкални цианиди. Дава две полиморфни форми. Стапя се при 654˚С. Той е най-малко разтворимото сребърно съединение. Освен това съществува AgNO2 – жълтеникав, средно разтворим във вода, Аg3PO4 – жълт, Ag2P2O7 – бял, Ag2CO3 – жълт и др. Освен това наблюдаване са двувалентни и тривалентни сребърни съединения. От двувалентните съединения е получен АgO, означаван понякога неправилно като сребърен прекис. Представлява черна до виолетова маса, която се получава при взаимодействието на сребърна сол с алкален преоксидисулфат или при действието на озон върху среброто. Действа сило окислително.Няма прекисна природа.Получен е AgF2.При сгряване той се разлага, като отделя флуор; по такъв начин се явява много добър флуориращ агент.Известни са и органичните производни на среброто, в които е от втора валентност.От тривалентните съединения са получени Ag2O3 при анодно окисление на разтвор от AgO в HNO3, освен това К[AgF4], както и съединенията с комплексен характер и относително сложен състав.
[редактиране] Употреба
Главната употреба на среброто е като скъпоценен метал. В чисто състояние среброто е 92,5%, примесено обикновено с мед. Бижутата и сребърните изделия обикновено се правят от тази смес. От среброто и сплавите му се праявят още сервизи, полилеи, монети и медали, акумулатори, огледала, свещници, чаши и др. Посребряват се медни, месингови и други предмети. Сребърните йони унищожават болестотворните бактерии, които се съдържат във водата. За лекуване на рани се използва „сребърен памук“ и „сребърна марля“, предварително напоени със сребърен нитрат и изсушени (Ag+ имат дезинфекционно действие).
[редактиране] Фотография
Основното положение, на което е изградена фотографията, е светлочуствителността на сребърните соли по-точно на AgBr и АgCl.Светлочуствителният пласт на фотографските плочи и филми представлява емулсия от AgBr в желатин, която за да повиши светлочувствителността си се остава да узрее при подходящи условия.
При излагането на фотографската плоча на светлината AgBr се разлага до елементарно сребро, и то пропорциянално на силата на светлината.В общи черти механизма на фитихимичния процес е следният: при облъчване на сребърния халогенид се емитрират електрони и при това в реда AgJ-AgCl-AgBr в нарастваща степен. По всяка вероятност протича двуетапния процес. При това обаразът, очертан от отделилото се сребро, не се вижда и затова се нарича латентен или скрит образ. За да стане латентния образ видим той се проявява.Проявяването става в тъмна стая с вещества, които по начало действат редукционно. При това редукционния процес по скорост е пропорционален на действието на светлината. Тъй като плочата е още светлочувствителна в нея се намира още непроменен от проявилия се AgBr, тя се фиксира като се промива с фиксаж.