Содержание статьи
СЕРЕБРО. Этот красивый металл известен людям с древнейших времен. Изделиям из серебра, найденным в Передней Азии, более 6 тысяч лет. Из сплава золота и серебра (электрума) были изготовлены первые в мире монеты. И в течение нескольких тысячелетий серебро, наряду с золотом и медью, было одним из основных монетных металлов. С цветом серебра связано и его латинское название Argentum, оно происходит от греческого argos – белый, блестящий.
Серебро – редкий элемент; в земной коре его почти в тысячу раз меньше, чем меди – всего лишь около стотысячной доли процента. Известно же оно было так давно, потому что встречается в природе в виде самородков, иногда очень больших. Особенно богаты серебром были расположенные в Центральной Европе Рудные горы, Гарц, горы Богемии и Саксонии. Из серебра, добывавшегося близ города Иоахимсталя (ныне Яхимов в Чехии), были отчеканены миллионы монет. Они вначале так и назывались – «иоахимсталеры»; затем это название укоротилось до «талера» (в России эти монеты называли по первой части слова – «ефимками»). Талеры были в ходу по всей Европе, став самой распространенной большой серебряной монетой в истории. От талера произошло и название доллара. Немецкие серебряные рудники были настолько богаты, что из добывавшегося металла делали огромные вазы, столовые сервизы на сотни персон, на каждый из которых расходовали тонны серебра.
Легенда приписывает открытие серебряных рудников в 968 императору Оттону I Великому (912–973), основателю «Священной Римской империи германской нации». Во время учебы в Германии эту легенду услышал М.В.Ломоносов и изложил ее в одном из своих трудов. Оттон послал своего егеря Раммеля в лес для ловли диких зверей. На опушке леса Раммель спешился, а коня привязал к дереву. Ожидая хозяина, конь разрыл копытами землю и выбил оттуда тяжелые и светлые камни. Когда их показали императору, тот понял, что это богатая серебряная руда и велел учредить на этом месте рудники. А гору назвали Раммельсбергом... По свидетельству немецкого врача и металлурга Георга Агриколы (1494–1555) месторождение продолжало разрабатываться и при его жизни, то есть спустя шесть веков, но почти все серебряные самородки уже были найдены в 14–16 вв. Так, в 1477 в саксонском округе Цвиккау близ города Шнееберга был добыт самородок массой 20 тонн (современные геологи полагают, что он частично включал минерал аргентит). Серебряные рудники продолжали действовать ещё при жизни Ломоносова. Ныне они в значительной степени истощены.
После открытия и завоевания Америки множество самородков серебра было найдено на территории современных Перу, Чили, Мексики, Боливии. Так, в Чили был обнаружен самородок в виде пластины массой 1420 кг. Многие элементы имеют «географические» названия, Аргентина же – единственная страна, названная по уже известному элементу. Последние из самых крупных самородков серебра найдены уже в 20 в. в Канаде (провинция Онтарио). Один из них, названный «серебряный тротуар», имел длину 30 м и уходил вглубь земли на 18 м. Когда из него было выплавлено чистое серебро, его оказалось 20 тонн!
Самородное серебро находят редко; основная часть серебра в природе сосредоточена в минералах, которых известно более 50; в них серебро связано с серой, селеном, теллуром или галогенами. Основной серебряный минерал – аргентит Ag 2 S. Еще больше серебра рассеяно среди различных горных пород, так что основная часть добываемого в мире серебра получается в результате комплексной переработки полиметаллических руд, содержащих свинец, медь и цинк.
Чистое серебро – сравнительно мягкий и пластичный металл: из 1 г серебра можно вытянуть тончайшую проволочку длиной почти 2 км! Серебро – довольно тяжелый металл: по плотности (10,5 г/см 3) оно лишь немного уступает свинцу. По электропроводности же и теплопроводности серебру нет равных (поэтому серебряная ложка в стакане горячего чая быстро нагревается). Плавится серебро при относительно низкой температуре (962° С), что значительно облегчает его обработку. Серебро легко сплавляется со многими металлами; небольшие добавки меди делают его более твердым, годным для изготовления различных изделий.
«Серебро не окисляется на воздухе, – писал Д.И.Менделеев в своем учебнике Основы химии , – а потому причисляется к разряду так называемых благородных металлов. Оно обладает белым цветом, гораздо более чистым, чем для всех других известных металлов, в особенности, когда оно представляет химическую чистоту... Химически чистое серебро столь мягко, что стирается весьма легко...» Но хотя серебро с кислородом непосредственно не реагирует, оно может растворять значительные количества этого газа. Даже твердое серебро при температуре 450° С способно поглотить пятикратный объем кислорода. Значительно больше кислорода (до 20 объемов на 1 объем серебра) растворяется в жидком металле.
Это свойство серебра приводит к красивому (и опасному) явлению – разбрызгиванию серебра, которое известно с древних времен. Если расплавленное серебро поглотило значительные количества кислорода, то затвердевание металла сопровождается высвобождением большого количества газа. Давлением выделяющегося кислорода корка на поверхности застывающего серебра разрывается, часто с большой силой. В результате происходит внезапное взрывное разбрызгивание металла.
При 170° С серебро на воздухе покрывается тонкой пленкой оксида Ag 2 О, а под действием озона образуются высшие оксиды Ag 2 O 2 и Ag 2 O 3 . Но особенно «боится» серебро иода, например, иодной настойки и сероводорода. Во многих домах есть серебряные (или посеребренные) изделия – старые монеты, ложки, вилки, подстаканники, кольца, цепочки, другие украшения. Со временем они часто тускнеют и даже могут почернеть. Причина – действие сероводорода. Его источником могут быть не только тухлые яйца, но и резина, некоторые полимеры. В присутствии влаги серебро легко реагирует с сероводородом с образованием на поверхности тончайшей пленки сульфида: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O; из-за неровностей поверхности и игры света такая пленка иногда кажется радужной. Постепенно пленка утолщается, темнеет, становится коричневой, а потом черной. Сульфид серебра не разрушается при сильном нагреве, не растворяется в кислотах и щелочах. Не очень толстую пленку можно удалить механически, отполировав предмет зубной пастой или порошком с мыльной водой.
Чтобы защитить поверхность серебра от потемнения ее пассивируют – покрывают защитной пленкой. Для этого хорошо очищенное изделие погружают на 20 минут в слегка подкисленный 1%-ный раствор дихромата калия K 2 Cr 2 O 7 при комнатной температуре. Образовавшаяся тонкая пленка Ag 2 Cr 2 O 7 защищает поверхность серебра.
Серебро легко растворяется в азотной и горячей концентрированной серной кислоте: 3Ag + 4HNO 3 = 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O; 2Ag + 2H 2 SO 4 = Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O. Серебро растворяется также в концентрированных иодо- и бромоводородной кислотах, а в присутствии кислорода – и в хлороводородной (соляной) кислоте; реакции способствует образование комплексных галогенидов серебра: 2Ag + 4HI = 2H + H 2
Старинное применение серебра – изготовление зеркал (сейчас недорогие зеркала покрывают алюминием). Из серебра делают электроды для мощных цинк-серебряных аккумуляторов. Так, в аккумуляторах затонувшей американской подводной лодки «Трешер» было три тонны серебра. Высокую теплопроводность и химическую инертность серебра используют в электротехнике: из серебра и его сплавов делают электрические контакты, серебром покрывают провода в ответственных приборах. Из серебряно-палладиевого сплава (75% Ag) делают зубные протезы.
Огромные количества серебра раньше шли на изготовление монет. Сейчас из серебра делают в основном юбилейные и памятные монеты. Самая тяжелая современная серебряная монета, выпущенная в России в 1999, весит 3000 граммов, имеет тираж 150 штук. Посвящена она 275-летию Санкт-петербургского монетного двора. При высоком содержании серебра монеты и другие изделия весьма устойчивы на воздухе. Низкопробное серебро часто зеленеет. Зеленый налет содержит основной карбонат меди (CuOH) 2 CO 3 . Он образуется под действием углекислого газа, паров воды и кислорода.
Много серебра расходуется для изготовления ювелирных изделий и столовых приборов. На таких изделиях, как правило, ставят пробу, указывающую массу чистого серебра в граммах в 1000 г сплава (современная проба), либо число золотнитков в одном фунте сплава (дореволюционная проба). В 1 фунте содержится 96 золотников, поэтому, например, старой пробе 84 соответствует современная (84/96)1000 = 875. Так, с 1886 проба монет достоинством 1 рубль, 50 и 25 копеек была 86 2/5 (современная 900), а проба 20-, 15-, 10- и 5-копеечных монет (они чеканились с 1867 года) была 48 (500). Советские рубли и полтинники имели пробу 900, а более мелкие – 500. Современные серебряные изделия могут иметь пробу 960, 925 (так называемое «стерлинговое» серебро), 916, 875, 800 и 750.
Чтобы узнать содержание серебра в сплаве (его пробу), а также отличить серебряные изделия от сплавов, похожих на серебро, используют разные способы. Самый простой – реакция с так называемой пробирной кислотой для серебра, которая представляет собой раствор 3 мл концентрированной серной кислоты и 3 г дихромата калия в 32 мл воды. Каплю раствора наносят на поверхность изделия в незаметном месте. Под действием серной кислоты в присутствии сильного окислителя медь и серебро переходят в сульфаты CuSO 4 и Ag 2 SO4, далее сульфат серебра быстро превращается в нерастворимый рыхлый осадок дихромата серебра Ag 2 Cr 2 O 7 красного цвета. Он особенно хорошо заметен на поверхности, если каплю осторожно смыть водой. Красный осадок легко удалить механически; при этом на поверхности останется чуть заметное светлое пятнышко.
Этот метод не дает положительного результата, если в сплаве меньше 25% серебра (т.е. проба меньше 250). Такие бедные серебром сплавы встречаются довольно редко. В этом случае серебро можно обнаружить, если капнуть на поверхность азотной кислотой, а затем на то же место – раствором поваренной соли. В присутствии серебра в сплаве появится молочное помутнение: кислота растворяет небольшое количество металла, а хлорид-ионы дают с ионами серебра белый осадок нерастворимого хлорида AgCl.
Для более точного определения пробы ювелиры используют пробирный камень – черный камень с отшлифованной матовой поверхностью. Изделием проводят по камню, а оставшийся штрих сравнивают с цветом штрихов от эталонных сплавов известной пробы.
Многие декоративные серебряные изделия покрыты красивой чернью. Для чернения используют так называемую серную печень, содержащую полисульфид калия (в основном K 2 S 4). Под действие этого реагента на поверхности серебра образуется черная пленка сульфида Ag 2 S.
Соединения серебра часто неустойчивы к нагреванию и действию света. Открытие светочувствительности солей серебра привело к появлению фотографии и быстрому увеличению спроса на серебро. Еще в середине 20 во всем мире ежегодно добывалось около 10 000 тонн серебра, а расходовалось значительно больше (дефицит покрывался за счет старых запасов). Причем почти половина всего серебра шла на изготовление кино- и фотоматериалов. Так, обычная черно-белая фотопленка содержит (до проявления) до 5 г/м 2 серебра. Вытеснение черно-белых фотографий и кинофильмов цветными позволило значительно снизить потребление серебра.
Серебро применяется и в химической промышленности для изготовления катализаторов некоторых процессов, а в пищевой промышленности из серебра делают некорродирующие аппараты. Интересное, хотя и ограниченное применение находит иодид серебра; его используют для местного управления погодой путем распыления с самолетов. В присутствии даже ничтожных количеств AgI в облаках образуются крупные водяные капли, которые и выпадают в виде дождя. «Работать» могут уже мельчайшие частицы иодида серебра размером всего 0,01 мкм. Теоретически из кубического кристалла AgI размером всего 1 см можно получить 10 21 таких мельчайших частиц. Как подсчитали американские метеорологи, всего 50 кг иодида серебра вещества достаточно для «затравки» всей атмосферы над поверхностью США (а это 9 млн. квадратных километров!). Поэтому, несмотря на сравнительно высокую стоимость солей серебра, применение AgI с целью вызвать искусственный дождь оказывается практически выгодным.
Иногда требуется выполнить прямо противоположное задание: «разогнать» тучи, не дать пролиться дождю при проведении какого-либо важного мероприятия (например, Олимпийских игр). В этом случае иодид серебра нужно распылять в облаках заблаговременно, за десятки километров от места проведения торжества. Тогда дождь прольется на леса и поля, а в городе будет солнечная сухая погода.
Серебро не относится к биоэлементам; в живом веществе его содержание в 6 раз меньше, чем в земной коре. Однако присутствие ионов Ag + не безразлично для многих биохимических процессов.Хорошо известно бактерицидное действие малых концентраций серебра на питьевую воду. При содержании 0,05 мг/л ионы серебра обеспечивают высокую антимикробную активность, причем такую воду можно пить без вреда для здоровья. Вкус ее при этом не изменяется. (Для сравнения: для питья космонавтов допускается концентрация Ag + до 0,1 – 0,2 мг/л.). При содержании 0,1 мг/л вода консервируется на целый год, тогда как кипячение воды переводит ионы серебра в физиологически неактивную форму. Препараты серебра все шире используют для стерилизации питьевой воды (некоторые бытовые фильтры содержат «посеребренный» активированный уголь, выделяющий в воду очень малые дозы серебра). Для дезинфекции воды в бассейнах было предложено насыщать ее бромидом серебра. Насыщенный раствор AgBr содержит 7,3·10 –7 моль/л ионов серебра или около 0,08 мг/л, что безвредно для здоровья человека, но губительно для микроорганизмов и водорослей.
Бактерицидное действие ничтожных концентраций ионов серебра объясняется тем, что они вмешиваются в жизнедеятельность микробов, мешая работе биологических катализаторов – ферментов. Соединяясь с аминокислотой цистеином, входящей в состав фермента, ионы серебра препятствуют его нормальной работе. Аналогично действуют и ионы некоторых других тяжелых металлов, например, меди или ртути, но они намного токсичнее серебра. А главное – хлориды меди и ртути прекрасно растворяются в воде и потому представляют большую опасность для человека; любая же хорошо растворимая соль серебра в желудке человека под действием соляной кислоты быстро превращается в хлорид серебра, растворимость которого в воде при комнатной температуре составляет менее 2 мг/л.
Однако, как это часто бывает, то, что полезно в малых дозах, губительно в больших. Не составляет исключения и серебро. Так, введение значительных концентраций ионов серебра вызывает у животных снижение иммунитета, изменения в сосудистой и нервной тканях головного и спинного мозга, а при увеличении дозы – повреждения печени, почек, щитовидной железы. Описаны случаи отравления человека препаратами серебра с тяжелыми нарушениями психики. К счастью, в теле человека через 1–2 недели остается всего 0,02–0,1% введенного серебра, остальное выводится из организма.
При многолетней работе с серебром и его солями, когда они поступают в организм длительно, но малыми дозами, может развиться необычное заболевание – аргирия. Поступающее в организм серебро способно медленно отлагаться в виде металла в соединительной ткани и стенках капилляров разных органов, в том числе в почках, костном мозге, селезенке. Накапливаясь в коже и слизистых оболочках, серебро придает им серо-зеленую или голубоватую окраску, особенно сильную на открытых участках тела, подвергающихся действию света. Изредка окраска может быть настолько интенсивной, что кожа напоминает кожу негров.
Развивается аргирия очень медленно, первые ее признаки появляются через 2–4 года непрерывной работы с серебром, а сильное потемнение кожи наблюдается лишь спустя десятки лет. Раньше всего темнеют губы, виски и конъюнктива глаз, затем веки. Сильно могут быть окрашены слизистые оболочки рта и десны, а также лунки ногтей. Иногда аргирия проявляется в виде мелких сине-черных пятен. Раз появившись, аргирия не исчезает, и вернуть коже ее прежний цвет не удается. Если не считать чисто косметических неудобств, больной аргирией может не испытывать никаких болезненных ощущений или расстройств самочувствия (если не поражены роговица и хрусталик глаза); в этом отношении аргирию можно назвать болезнью лишь условно. Есть у этой болезни и своя «ложка меда» – при аргирии не бывает инфекционных заболеваний: человек настолько «пропитан» серебром, что оно убивает все болезнетворные бактерии, попадающие в организм.
Илья Леенсон
О том, что серебро металл ценный, знают все. Но не всем известно, что этот металл может и исцелять. Если хранить воду в серебряных сосудах или просто в контакте с серебряными изделиями, то мельчайшие частички серебра – ионы Ag + – переходят в раствор и убивают микроорганизмы и бактерии. Такая вода долго не портится и не «зацветает».
Об этом свойстве серебра знали очень давно. Персидский царь Кир II Великий (558–529 до н.э.) пользовался серебряными сосудами для хранения питьевой воды во время своих военных походов. Знатные римские легионеры носили нагрудники и налокотники из серебряных пластинок: при ранении прикосновение такой пластинки предохраняло от инфекции.
Тогда-то и было обнаружено, что прикосновение к кристаллам полученной серебряной соли не проходит бесследно: на коже остаются черные пятна, а при длительном контакте – глубокие ожоги. Нитрат серебра – бесцветный (белый) порошок, хорошо растворимый в воде, на свету он чернеет с выделением металлического серебра.
Медицинский ляпис, строго говоря, не чистый нитрат серебра, а его сплав с нитратом калия , иногда отлитый в виде палочек – ляписного карандаша. Ляпис оказывает прижигающее действие и применяется с давних пор. Однако пользоваться им надо чрезвычайно аккуратно: нитрат серебра может вызвать отравления и сильные ожоги. Хранить ляпис следует в местах, недоступных детям!
Лечебное действие нитрата серебра заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов; в небольших концентрациях он действует как противовоспалительное и вяжущее средство, более концентрированные растворы, как и кристаллы AgNO 3 , прижигают живые ткани. Это связано с образованием альбуминатов (белковых соединений) серебра при соприкосновении с кожей. Раньше ляпис применяли для удаления мозолей и бородавок, прижигания угрей. Да и теперь, если нет возможности прибегнуть к криотерапии (прижиганию сухим льдом или жидким азотом), чтобы безболезненно избавиться от ненужных наростов, пользуются ляписом.
Людмила Аликберова
Знаменитый академик Виноградов (именем которого названы разлом на дне океана, гора на Марсе и кратер на Луне), считал: серебра в породах земной коры немало. Особенно много этого металла в глинистых сланцах осадочных пород. До одного грамма на тонну сланца!
Такая концентрация рекордна для благородных металлов – хотя в некоторых метеоритах, прибывающих к нам из пояса астероидов, процентное содержание серебра еще выше.
В рудных месторождениях нередко встречаются массивные серебряные самородки. В ΧV веке в Северных Альпах был добыт самородок серебра весом в 20 тонн! Жильно-самородное серебряное образование, обнаруженное в Канаде, представляло собой плиту длиной в 30 метров. Многосоткилограммовые конкреции металлического серебра (часто с примесями вроде золота и платины) время от времени добываются в разных уголках планеты.
Не добывают, но и не забывают люди о возможности добычи серебра, растворенного в морской воде. Оказывается, в океане серебра вдесятеро больше чем золота! А это – резервы объемом в миллиарды тонн!
Проблема и земных, и океанических запасов серебра состоит в сложности извлечения металла из его природных соединений.
С давних времен добываются электрум, в котором золота несколько больше чем серебра, и кюстелит, в котором серебра немного больше чем золота. Природные соединения серебра и меди, серебра и сурьмы пользуются немалым спросом у человека. Не менее половины добываемых серебряных руд – это аргентит, соединение серебра и серы.
Месторождения серебра – это, как правило, рудные залежи, богатые сразу несколькими полезными ископаемыми. Однако в половине случаев превалируют именно серебряные руды.
Земные сокровищницы распределены по свету относительно равномерно: серебряные копи с хорошей добычей действуют в горных районах обеих Америк, в Австралии, в Европе и Азии. В Африке значительных залежей серебра не разрабатывается.
Европейские серебряные рудники раннего средневековья эксплуатировались с нарастающей интенсивностью. Ежегодная добыча белого металла в XIII веке составляла примерно 30 тонн, но всего через 200 лет выросла вдвое. Норвежское месторождение Конгсберг, дав первые тонны качественной руды в 1623-м году, еще более усилило приток серебра на рынок. По подсчетам историков, в серебродобывающей отрасли в средние века и в новое время работало до ста тысяч человек!
Испанцы, грабительски осваивая недавно открытую Америку, за двести лет вывезли в Европу не менее 200 тысяч тонн благородного металла. Россия довольно долго не имела собственной индустрии выплавки серебра, однако летом 1687-го года Лаврентий Нейдгарт, потомственный рудознатец и литейщик, выплавил первое российское серебро. Заложенные им в Нерчинске «рудокопные места» через полторы сотни лет приняли осужденных на каторгу декабристов...
Сегодня в России ежегодно добывается 550 – 600 тонн серебра. Это немного: в 50 раз больше драгоценного металла добывается в Перу; недалеко от Перу ушли Мексика, Чили и Китай. В масштабе планеты годовая добыча серебра исчисляется двадцатью тысячами тонн. Разведанные запасы серебра не превышают 600 тысяч тонн.
Не менее пятой части серебра, сконцентрированного в месторождениях, находится в самородном виде.
Плотность серебра уступает немного плотности свинца и заметно превосходит плотность меди. Один кубический сантиметр белого металла весит 10,5 г. Серебро весьма пластично: один грамм чистого металла можно вытянуть в два километра проволоки. Будучи раскатанным в тончайшую фольгу (допустимая толщина – 0,25 мкм), серебро становится прозрачным, и на просвет выглядит сине-фиолетовым.
Инертность серебра условна: даже практически лишенный примесей слиток серебра со временем темнеет. Сероводород, в минимальных концентрациях присутствующий в воздухе практически всегда, реагирует с серебром. Тонкая пленка сульфида, покрывающая серебряную отливку, отсвечивает серовато-розовым цветом. Утолщение слоя приводит к появлению выраженной черноты на поверхности изделия.
Давно и заслуженно серебро считается «голосистым» металлом. Серебряные колокольчики бельгийского города Малин (точнее Mechelen) завоевали души приверженцев еще в ΧVΙΙ веке. Комплекты колоколов, нежно и звонко звучащих благодаря включению в сплав серебра, выпускаются во Фламандской Бельгии и теперь.
Струны смычковых инструментов тоже нередко делают из серебра (или с использованием серебра): тогда звук инструмента ярок, чист, «маслянист» - как выражаются музыканты. Серебряные струны гитар давно стали нарицательным образом – в то время как являются вполне реальным объектом потребления.
Плавится серебро при температуре 961,93°C, что относит его к сравнительно тугоплавким цветным металлам. По теплопроводности и электропроводности серебро – чемпион, однако в отличие от большинства металлов электропроводность у серебра не превращается в сверхпроводимость при охлаждении проводника до температур, близких к абсолютному нулю.
Подобная особенность (свойственная, кстати, еще и меди – а больше ни одному из металлов) дала возможность физикам изготавливать из серебра...электроизоляторы. Используемые, конечно же, в криогенной технике и эффективные лишь при сверхнизких температурах.
Энергию электромагнитного поля видимого и теплового спектра хорошо отполированное серебро отражает на 95-97%. Правда, неизбежное в атмосферных условиях потускнение серебра мешает практическому использованию серебряных зеркал.
Разогретое до половины температуры плавления, серебро поглощает кислород в соотношении один к пяти. То есть один кубический сантиметр драгоценного металла может связать пять кубических сантиметров кислорода! Жидкое серебро впитывает кислорода уже в 20 раз больше своего объема!
Подобное свойство делает работу с серебром опасной. Застывая, расплавленное серебро расстается с избытком растворенного газа. Выделение кислорода носит взрывной характер: брызги раскаленного металла разлетаются во множестве и с силой.
Разогретое серебро может соединяться с трехатомным кислородом. Химическая активность озона приводит к появлению небольших количеств оксидов Ag2О, Ag2O2 и Ag2O3.
Удивительна способность серебра растворяться в ртути – и при этом сопротивляться воздействию многих кислот. Во всяком случае, царская водка – смесь азотной и соляной кислот, - растворяющая даже золото, никак не влияет на серебро. Секрет – в образовании химически стойкого слоя хлорида серебра на поверхности металла, погруженного в царскую водку.
Устойчиво серебро и к воздействию щелочей. Из-за этого соли серебра не растворяются в воде (имеющей, как известно, щелочную реакцию). Тем не менее, в организме человека – особенно в его мозге – серебра не так уж и мало. Однако с пищей мы получаем серебра впятеро больше, чем «оставляем» на балансе собственного тела. Удивляться нечему: для живой природы серебро – яд!
Издавна замечено: животный мир в районах нахождения серебряных залежей бедноват. Пить воду из ручьев, протекающих по черным землям серебряных руд, охотников находится немного. В избыточном количестве серебро, поступая в организм вместе с водой, делается токсичным.
О способности серебра губить микрофлору человек догадался задолго до изобретения микроскопа и открытия мира одноклеточных. Серебряные сосуды для воды использовались в войсках древних персов. Ранозаживляющие пластыри из серебряных пластин применялись в Древнем Египте.
Постоянный прием воды, переобогащенной серебром, меняет окраску кожных покровов человека. Серо-синий и даже фиолетовый оттенок кожи слизистых оболочек превращает человека в неземное существо. Однако инфекционным заболеваниям люди с выраженной аргирией (таково имя болезни, вызываемой избытком серебра в организме) не подвержены. Да и функциональные расстройства у них наблюдаются далеко не всегда...
На этой странице всё про Аргентум!
Сначала написано самое интересное - история металла Аргентум
(Ag), а потом вы можете прочитать также про значение слова Argentum
, открытие элемента Ag
и о добыче этого благородного металла
.
Аргентум (Ag) как металл привлек внимание человека уже в древние времена. Argentum относится к благородным металлам и не менее популярен, чем ещё один благородный металл Аурум (Aurum), который гораздо дороже первого, но 2500 лет назад до нашей эры в Древнем Египте носили украшения и чеканили монеты из благородного металла Argentum и даже считали его дороже золота.
В десятом веке нашей эры был сделан вывод, что между металлами Аргентум (серебро) и Купрум (медь) существует аналогия, и медь рассматривалась как серебро, окрашенное в красный цвет. В 1250 году Винсент Бове предполагал, что Аргентум образуется из ртути при действии серы...
Свое название, Аргентум , этот металл получил от слова "Argenta" на санскрите, что имеет значение "светлый". Латинское слово "Argentum" также произошло от санскритского названия "Argenta" (Аргента). Название "Argentum" на латинском схоже с древнегреческим "Argitos" (Аргитос) и по своему значению, "белый", совпадает с шумерским "Ку-баббар" и древнеегипетским "Хад". Последние также имеют значение "Белое".
История металла Аргентум тесно связана с алхимией: в давние времена уже использовался метод купелирования серебра .
Блеск светлого серебра напоминает свет Луны и Аргентум в алхимический период развития химии не редко связывали с Луной и часто обозначали символами Луны.
Русское "Серебро", а на немецком "Зильбер", на английском "Silver" - все эти слова похожи на древнеиндийское слово "Sarpa". Словом "Сарпа" обозначали Луну и Серп (из-за схожести серпа с серпом Луны), что являлось древнейшим орудием земледельца.
В середине двадцатого века Аргентум (серебро) перестал быть металлом, который предназначался для чеканки монет. Возникли и развились таких отрасли промышленности, как электротехника, фотография, радиоэлектроника и это привело к резкому увеличению спроса на Аргентум , а также к изъятию его из денежного оборота.
На Руси мерой стоимости разных предметов являлись бруски из Ag . Когда какой-нибудь предмет торговли стоил меньше всего серебряного бруска, от этого бруска отрубали некоторую часть , которую примерно считали соответствующей стоимости данного предмета. Поэтому такие отрубленные части называли "рублями" . От этих отрубленных частей и пошло название принятой на нашей земле денежной единицы - РУБЛЬ .
Кроме рубля ещё много некоторых названий произошло от слова Аргентум или Серебро. От Argentum произошло название одной известной страны Южной Америки - Argentina (Аргентина)...
На счёт этого названия есть легенда согласно которой исторические факты переплетаются с вымыслом поэтическим. Эта легенда рассказывает о том как в 1515 году испанский лоцман De Solis открыл в Южной Америке устье большой реки, названной после его именем - Solis. А в 1527 году Себастьян Кабот поднимался вверх по течению реки Де Солис и был поражен количеством серебра, которое награбили его матросы у местного населения. Всё это дало Каботу повод для названия реки Де Солис рекой Ла Платой (на испанском "Plata" - серебро, "De Plata" - серебряный), от этого слова и произошло впоследствии название страны, но после освобождения её от испанских войск в 1811-1826 годах, дабы не вспоминать испанцев, название страны латинизировали! Вот так название страны Аргентина и сохранилось до наших дней, так как серебро на латинском - Аргентум .
Про первые места добычи металла Argentum
можно упомянуть следующее.
Финикяне открыли месторождения металла Аргентум
(серебряных руд) на Кипре, в Испании, Сардинии и Армении.
Аргентум из серебряных руд был в соединении с мышьяком, хлором, серой, а также Аргентум встречался и в виде самородного серебра .
Самородный металл Ag был известен раньше, чем его научились извлекать из соединений. Самородный Аргентум порой встречался в виде очень больших масс. А самым крупным самородком Аргентума считается самородок, который весил тринадцать с половиной тонны.
Аргентум встречается в метеоритах и в морской воде. В виде самородков Аргентум встречается всё-таки редко. Всё это, а также не заметный цвет самородков Аргентума (самородки серебра часто покрыты чёрным налетом сульфида) послужило позднему открытию самородного серебра человеком.
Эти факты объясняют редкость и большую ценность металла Аргентум в самом начале. Потом же произошло второе открытие металла Argentum …
Очищая Аурум (золото) расплавленным свинцом, иногда вместо более яркого, чем природное золото, получался металл более тусклый, но его было больше, чем исходного металла, который подвергался очистке... Этот бледный металл вошёл в обиход с третьего тысячелетия до нашей эры. В Греции такой металл называли Электроном , а римляне – Электрумом , в Египте – Асем . В настоящее время можно применить термин "электрум" для обозначения сплава металлов Аурум и Аргентум. Сплавы золота и серебра долгое время считали особым металлом.
В Египте, куда Аргентум привозили из Сирии, он служил для чеканки монет и изготовления украшений. В Европу металл Ag попал позже: приблизительно за 1000 лет до нашей эры и применялся для чеканки монет, а также изготовления ювелирных изделий. Одно время в древности считали, что Аргентум представляет собой продукт превращения металлов на пути их «трансмутации» в Аурум (золото).
В своё время Шееле изучал действие света на хлорид аргентума . А открытие фотографии привлекло внимание и к другим галогенидам из Ag . В 1663 году Глазер предложил нитрат Ag в качестве прижигающего средства. С конца девятнадцатого века комплексные цианиды Ag начали использовать в гальванопластике.
Из истории Ag также известно, что Аргентум обладает очень сильными антибактериальными свойствами ...
Есть очень интересные события из истории обладания антибактериальными свойствами металла Аргентум...
Войска известного в истории Александра Македонского двигалось с боями по странам Азии (примерно четвёртый век до нашей эры). После того как войска Александра Македонского вошли на территорию Индии, среди воинов начались страшные желудочно-кишечные заболевания...
После ряда сражений и отпразднованных побед весной 326 года А. Македонский вышел к берегам Инда, но победить главного врага - желудочно-кишечную болезнь - войска Александра Македонского не могли. Воины отказывались идти вперед к берегам Ганга, куда влекла А. Македонского жажда завоеваний. Осенью 326 года его войска начали отступление...
Описания истории походов Александра Македонского доносят до нас сведения, что рядовые воины болели чаще, чем военачальники, хотя военачальники находились в походе в одинаковых условиях с рядовыми воинами и одинаково делили с ними все удобства, лишения и неудобства их походной жизни... И вот, через 2250 лет, причина различной заболеваемости у воинов А. Македонского была найдена. Она заключалась в разности снаряжения войск А. Македонского: рядовому воину полагался бокал из олова, а военачальнику полагался бокал из серебра.
Ещё за 2500 лет до нашей эры египетские воины применяли Аргентум для лечения ран, накладывая на раны тонкие серебряные пластины и раны у них быстро заживали. Существуют много историй о том как сосуды из металла Аргентум спасали жизни, хранившим в них воду. Существует также мнение, что Аргентум придает силу тому кто его носит ...
http://argentum.name/istorija-ag
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Серебро расположено в пятом периоде I группе побочной (В) подгруппе Периодической таблицы.
Относится к элементам d -семейства. Металл. Обозначение - Ag. Порядковый номер - 47. Относительная атомная масса - 107,868 а.е.м.
Атом серебра состоит из положительно заряженного ядра (+47), внутри которого есть 47 протонов и 61 нейтрон, а вокруг, по пяти орбитам движутся 42\7 электронов.
Рис.1. Схематическое строение атома серебра.
Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:
47Ag) 2) 8) 18) 17) 2 ;
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 9 5s 2 .
Валентными электронами атома серебра считаются электроны, расположенные на 4d — и 5s -орбиталях. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:
Валентные электроны атома серебра можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), m l (магнитное) и s (спиновое):
|
Подуровень |
||||
ПРИМЕР 1
ПРИМЕР 2
| Задание | Почему марганец проявляет металлические свойства, а хлор - неметаллические? Ответ мотивируйте строением атомов этих элементов. Запишите их электронные формулы. |
| Ответ | Запишем электронные конфигурации атомов хлора и марганца в основном состоянии:
17 Cl1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ; 25 Mn1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 . Атому хлора до завершения внешнего энергетического уровня не хватает всего 1-го электрона, поэтому он обладает сильно выраженными неметаллическими свойствами. Марганцу для этих же целей потребуется гораздо больше электронов, поэтому, ему проще отдать свои валентные электроны при химическом взаимодействии, чем принять их - явный признак металлических свойств. |
Среднее содержание Серебра в земной коре (кларк) 7·10 -6 % по массе. Встречается преимущественно в средне- и низкотемпературных гидротермальных месторождениях, в зоне обогащения сульфидных месторождений, изредка - в осадочных породах (среди песчаников, содержащих углистое вещество) и россыпях. Известно свыше 50 минералов Серебра. В биосфере Серебро в основном рассеивается, в морской воде его содержание 3·10 -8 %. Серебро - один из наиболее дефицитных элементов.
Физические свойства Серебра. Серебро имеет гране-центрированную кубич. решетку (а = 4,0772 Å при 20 °С). Атомный радиус 1,44 Å, ионный радиус Ag + 1,13 Å. Плотность при 20 °С 10,5 г/см 3 ; t пл 960,8 °С; T кип 2212 °С; теплота плавления 105 кДж/кг (25,1 кал/г). Серебро обладает наивысшими среди металлов удельной электропроводностью 6297 сим/м (62,97 ом -1 ·см -1) при 25 °С, теплопроводностью 407,79 Вт/(м·К.) при 18 °С и отражательной способностью 90-99% (при длинах волн 100000-5000 Å). Удельная теплоемкость 234,46 дж/(кг·К) , удельное электросопротивление 15,9 ном·м (1,59 мком·см) при 20 °С. Серебро диамагнитно с атомной магнитной восприимчивостью при комнатной температуре -21,56·10 -6 , модуль упругости 76480 Мн/м 2 (7648 кгс/мм 2), предел прочности 100 Мн/м 2 (10 кгс/мм 2), твердость по Бринеллю 250 Мн/м 2 (25 кгс/мм 2). Конфигурация внешних электронов атома Ag 4d 10 5s 1 .
Химические свойства Серебра. Серебро проявляет химические свойства, характерные для элементов Iб подгруппы периодической системы Менделеева. В соединениях обычно одновалентно.
Серебро находится в конце электрохимического ряда напряжений, его нормальный электродный потенциал Ag = Ag + + e - равен 0,7978 в.
При обычной температуре Ag не взаимодействует с О 2 , N 2 и Н 2 . При действии свободных галогенов и серы на поверхности Серебра образуется защитная пленка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag 2 S (кристаллы серо-черного цвета). Под влиянием сероводорода H 2 S, находящегося в атмосфере, на поверхности серебряных изделий образуется Ag 2 S в виде тонкой пленки, чем объясняется потемнение этих изделий. Сульфид можно получить действием сероводорода на растворимые соли Серебра или на водные суспензии его солей. Растворимость Ag 2 S в воде 2,48·10 -3 моль/л (25 °С). Известны аналогичные соединения - селенид Ag 2 Se и теллурид Ag 2 Te.
Из оксидов Серебра устойчивыми являются оксид (I) Ag 2 O и оксид (II) AgO. Оксид (I) образуется на поверхности Серебра в виде тонкой пленки в результате адсорбции кислорода, которая увеличивается с повышением температуры и давления.
Ag 2 O получают действием КОН на раствор AgNO 3 . Растворимость Ag 2 O в воде - 0,0174 г/л. Суспензия Ag 2 O обладает антисептическими свойствами. При 200 °С оксид Серебра (I) разлагается. Водород, оксид углерода (II), многие металлы восстанавливают Ag 2 O до металлического Ag. Озон окисляет Ag 2 O с образованием AgO. При 100 °С AgO разлагается на элементы со взрывом. Серебро растворяется в азотной кислоте при комнатной температуре с образованием AgNO 3 . Горячая концентрированная серная кислота растворяет Серебро с образованием сульфата Ag 2 SO 4 (растворимость сульфата в воде 0,79% по массе при 20 °С). В царской водке Серебро не растворяется из-за образования защитной пленки AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре НCl, HBr, HI не взаимодействуют с Серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной пленки малорастворимых галогенидов. Большинство солей Серебра, кроме AgNO 3 , AgF, AgClO 4 , обладают малой растворимостью. Серебро образует комплексные соединения, большей частью растворимые в воде. Многие из них имеют практическое значение в химические технологии и аналитической химии, например комплексные ионы - , + , - .
Получение Серебра. Большая часть Серебра (около 80%) извлекается попутно из полиметаллических руд, а также из руд золота и меди. При извлечении Серебра из серебряных и золотых руд применяют метод цианирования - растворения Серебра в щелочном растворе цианида натрия при доступе воздуха:
2Ag + 4NaCN + ½O 2 + H 2 O = 2Na + 2NaOH.
Из полученных растворов комплексных цианидов Серебро выделяют восстановлением цинком или алюминием:
2 - + Zn = 2- + 2Ag.
Из медных руд Серебро выплавляют вместе с черновой медью и затем выделяют его из анодного шлама, образующегося при электролитической очистке меди. При переработке свинцово-цинковых руд Серебро концентрируется в сплавах свинца - черновом свинце, из которого его извлекают добавлением металлического цинка, образующего с Серебром нерастворимое в свинце тугоплавкое соединение Ag 2 Zn 3 , всплывающее на поверхность свинца в виде легко снимающейся пены.
Применение Серебра. Серебро используют преимущественно в виде сплавов: из них чеканят монеты, изготовляют бытовые изделия, лабораторную и столовую посуду. Серебро покрывают радиодетали для придания им лучшей электропроводности и коррозионной стойкости; в электротехнической промышленности применяются серебряные контакты. Для пайки титана и его сплавов используются серебряные припои; в вакуумной технике Серебро служит конструкционным материалом. Металлическое Серебро идет на изготовление электродов для серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторов. Оно служит катализатором в неорганических и органических синтезе (например, в процессах окисления спиртов в альдегиды и кислоты, а также этилена в окись этилена). В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты, в которых приготовляют фруктовые соки. Ионы Серебра в малых концентрациях стерилизуют воду. Соединения Серебра (AgBr, AgCl, AgI) применяются для производства кино- и фотоматериалов.
Серебро в искусстве. Благодаря красивому белому цвету и податливости в обработке Серебро с глубокой древности широко используется в искусстве. Однако чистое Серебро слишком мягко, поэтому при изготовлении монет и различных художественных произведений в него добавляют цветные металлы, чаще всего медь. Средствами обработки Серебра и украшения изделий из него служат чеканка, литье, филигрань, тиснение, применение эмалей, черни, гравировки, золочения.
Высокая культура художественной обработки Серебра характерна для искусства эллинистического мира, Древнего Рима, Древнего Ирана (сосуды эпохи Сасанидов, 3-7 века), средневековой Европы. Разнообразием форм, выразительностью силуэтов, мастерством фигурной и орнаментальной чеканки и литья отличаются изделия из Серебра, созданные мастерами Возрождения и барокко (Б. Челлини в Италии, ювелиры из семейств Ямницеров, Ленкеров, Ламбрехтов и других в Германии). В 18 - начале 19 вв. ведущая роль в производстве изделий из серебра переходит к Франции (К. Баллен, Т.Жермен, Р. Ж. Огюст и других). В искусстве 19-20 веков преобладает мода на незолоченое серебро; среди технических приемов доминирующее положение занимает литье, распространяются машинные приемы обработки. В русском искусстве 19 - начала 20 вв. выделяются изделия фирм Грачевых, П. А. Овчинникова, П. Ф. Сазикова, П. К. Фаберже, И. П. Хлебникова. Творческое развитие традиций ювелирного искусства прошлого, стремление наиболее полно выявить декоративные качества Серебра характерны для советских изделий из Серебра, среди которых видное место занимают произведения народных мастеров.
Серебро в организме. Серебро - постоянная составная часть растений и животных. Его содержание составляет в среднем в морских растениях 0,025 мг на 100 г сухого вещества, в наземных - 0,006 мг;, в морских животных - 0,3-1,1 мг, в наземных - следовые количества (10 -2 -10 -4 мг).
У животных накапливается в некоторых эндокринных железах, пигментной оболочке глаза, в эритроцитах; выводится главным образом с фекалиями. Серебро в организме образует комплексы с белками (глобулинами крови, гемоглобином и других). Блокируя сульфгидрилъные группы, участвующие в формировании активного центра ферментов, Серебро вызывает ингибирование последних, в частности инактивирует аденозинтрифосфатазную активность миозина. При парентеральном введении Серебро фиксируется в зонах воспаления; в крови связывается преимущественно глобулинами сыворотки.
Препараты Серебра обладают антибактериальным, вяжущим и прижигающим действием, что связано с их способностью нарушать ферментные системы микроорганизмов и осаждать белки. В медицинской практике наиболее часто применяют нитрат серебра, колларгол, протаргол (в тех же случаях, что и колларгол); бактерицидную бумагу (пористая бумага, пропитанная нитратом и хлоридом Серебра) применяют при небольших ранах, ссадинах, ожогах и т. п.
Экономическое значение Серебра. Серебро в условиях товарного производства выполняло функцию всеобщего эквивалента наряду с золотом и приобрело, как и последнее, особую потребительную стоимость - стало деньгами. Товарный мир выделил Серебро в качестве денег потому, что оно обладает важными для денежных товаров свойствами: однородностью, делимостью, сохраняемостью, портативностью (высокой стоимостью при небольших объеме и массе), легко поддается обработке.
Первоначально Серебро обращалось в форме слитков. В странах Древнего Востока (Ассирия, Вавилон, Египет), а также в Греции и Риме Серебро было широко распространенным денежным металлом наряду с золотом и медью. В Древнем Риме чеканка монет из Серебра начата в 4-3 веках до нашей эры. Чеканка первых древнерусских монет из Серебра началась в 9-10 веках.
В период раннего средневековья преобладала чеканка золотой монеты. С 16 века в связи с недостатком золота, расширением добычи Серебра в Европе и притоком его из Америки (Перу и Мексики) Серебро стало основным денежным металлом в странах Европы. В эпоху первоначального накопления капитала почти во всех странах существовал серебряный монометаллизм или биметаллизм. Золотые и серебряные монеты обращались по действительной стоимости содержавшегося в них благородного металла, причем ценностное соотношение между этими металлами складывалось стихийно, под влиянием рыночных факторов. В конце 18 - начале 19 вв. на смену системе параллельной валюты пришла система двойной валюты, при которой государство в законодательном порядке устанавливало обязательное соотношение между золотом и Серебром. Однако эта система оказалась чрезвычайно неустойчивой, так как в условиях стихийного действия закона стоимости неизбежно возникало несоответствие между рыночными и фиксированными стоимостями золота и Серебра. В конце 19 века стоимость Серебра резко снизилась вследствие совершенствования способов его добычи из полиметаллических руд (в 70-80-е годы 19 века отношение стоимости золота к Серебру составляло 1:15 - 1:16, в начале 20 века уже 1:38 - 1:39). Рост мировой добычи золота ускорил процесс вытеснения обесценившегося Серебра из обращения. В последней четверти 19 века широкое распространение в мире получил золотой монометаллизм. В большинстве стран мира вытеснение серебряной валюты золотой закончилось в начале 20 века. Серебряная валюта сохранилась примерно до середины 30-х годов 20 века в ряде стран Востока (Китай, Иран, Афганистан и других). С отходом этих стран от серебряного монометаллизма Серебро окончательно утратило значение валютного металла. В промышленно развитых странах Серебро используется только для чеканки разменной монеты.
Рост использования Серебра в технических целях, в зубоврачебном деле, в медицине, а также в производстве ювелирных изделий после 2-й мировой войны 1939-45 годов в условиях отставания добычи Серебра от потребностей рынка вызвал его нехватку. До войны около 75% добываемого Серебра ежегодно использовалось для монетарных целей. В 1950-65 годах этот показатель снизился в среднем до 50%, а в последующие годы продолжал снижаться, составив в 1971 году всего 5% . Многие страны перешли к использованию в качестве монетарного материала медно-никелевых сплавов. Хотя серебряные монеты все еще находятся в обращении, чеканка новых монет из Серебра во многих странах запрещена, а в некоторых значительно уменьшено его содержание в монетах. В США, например, согласно закону о чеканке монет, принятому в 1965, около 90% Серебра, которое шло раньше для чеканки монет, выделено для других целей. Содержание Серебра в 50-центовой монете снижено с 90 до 40%, а монеты достоинством в 10 и 25 центов, содержавшие ранее 90% Серебра, чеканятся без примесей Серебра. Новые монеты из Серебра чеканятся в связи с различными памятными событиями (Олимпийскими играми, юбилеями, мемориалами и т. д.).
Основными потребителями Серебра являются следующие отрасли: производство ювелирных изделий (столового Серебро и анодированных изделий), электротехническая и электронная промышленность, а также кинофотопромышленность.
