Серебро и способы его получения. Аффинаж серебра

Курсовая работа

Серебро — второй по значению драгоценный металл после золота. В природе серебро встречается как в самородном состоянии, так и в сплаве с золотом (электрум) и в соединении с серой.

За последние несколько лет были открыты новые области применения серебра в ювелирных изделиях, промышленных и медицинских товарах. Серебро обладает невероятными свойствами, которые делают его возможным для использования во многих отраслях.

Ювелиры тоже продолжают создавать новые ювелирные изделия с применением серебра вместо дорогого золота. Сплав платины и серебра, известный как Platinaire, становится всё популярнее в производстве ювелирных изделий. Такой сплав состоит из 92,5% серебра и 5% платины. Он устойчив к окислению, твёрже, чем серебро, а также дешевле золота.

Специально приготовленные наночастицы серебра используются в качестве сенсоров, чтобы определить болезнетворные бактерии. Учёные нашли способ использовать оптические свойства серебра в этом процессе.

Антибактериальные свойства серебра имеют, по-видимому, неограниченное количество сфер применения. Исследователи из университета штата Северная Каролина нашли способ нанесения покрытия из серебра на хирургические имплантаты для защиты от попадания инфекций. Свойства серебра могут быть также полезны для нефтяных компаний, чтобы ликвидировать разливы нефти с помощью растворов на основе серебра. Такие растворы серебра имеют большой диапазон использования в химической промышленности. Со временем будут открываться новые области применения серебра, так как оно имеет большой потенциал применения в различных сферах человеческой жизни. Таким образом, целью курсовой работы является изучение серебра и способов его получения, а так же рассмотреть аффинаж серебра.

1.1 Историческая справка

Серебро является одним из тех металлов, которые привлекали внимание человека ещё в древние времена. Оно входит в число семи металлов древности: золото, серебро, медь, ртуть. За 2500 лет до н. э. в Древнем Египте носили украшения и чеканили монеты из серебра, считая, что оно дороже золота. Позже из серебра стали изготавливать и посуду. Кстати, существует интересный исторический факт по этому поводу. Во время поход армии Александра Македонского на Восток среди солдат распространилась эпидемия заболевания кишечника, но мучила она только простых воинов. Офицеры и высший командный состав не заболели. Почему так? Причиной заболевания были бактерии, живущие в речной воде. Рядовые солдаты пили воду из обычной посуды, а командование из серебряной. Вода, находящаяся в ней, обеззараживалась благодаря активным ионам серебра. Серебро хоть и не растворимо, но в воде, налитой в такую посуду, содержится достаточное для дезинфекции количество невидимых ионов серебра . История серебра также тесно связана и с алхимией. В десятом веке было доказано, что между серебром и медью существует аналогия, и медь рассматривалась как серебро, окрашенное в красный цвет. В 1250г. Винсент Бове высказал предположение, что серебро образуется из ртути при действии серы. Шееле, Бойль и многие другие тоже занимались его изучением. Позже серебро и его соединения получат более широкое использование, но об этом речь пойдёт далее

5 стр., 2183 слов

Медь. Серебро. Золото

... меди ядовиты, поэтому медную посуду лудят --- покpывают внутpи слоем олова, чтобы пpедотвpатить возможность обpазования медных солей. Хаpактеpное свойство двухзаpядных ионов меди ... меди - томпак - благодаpя своему внешнему сходству с золотом ... медь, способствуют pосту pастений на некотоpых малоплодоpод-ных почвах, повышают их устойчивость пpотив засухи, холода и некотоpых заболеваний. СЕРЕБРО. ...

1.2 Распространение в природе

Серебро является редким металлом, его содержание в земной коре равно 110 -5 %. В природе серебро встречается как самородное, так и в вид соединений — сульфидов, селенатов, теллуратов или галагенидов в различных минералах. Также встречается в метеоритах и содержится в морской воде .Самородное серебро встречается в природе реже, чем самородное золото или медь. Образование самородного серебра связано с действием воды или водорода на сульфид серебра (соответственно на аргентит).

Металлическое серебро представляет собой гранецентрированные кубические кристаллы серебристо-белого цвета, часто покрытые чёрным налётом. Залежи самородного серебра находятся в РФ, Норвегии, Канаде, Чили, Германии и других странах, но они практически выработаны.

1.3 Природные серебросодержащие минералы

Наиболее важными минералами серебра являются следующие:

  • Акантит, Ag 2 S, — серые ромбические кристаллы, устойчивые при температуре ниже 1790 . Обе модификации природного сульфида серебра содержат 87,1% Ag.
  • Аргентит, Ag 2 S, — серые кубические кристаллы, устойчивые при температуре выше 1790 . Аргентит — основной источник серебра. В природе он сопутствует самородному серебру, AgCl, PbCO3 ;
  • его залежи часто находятся рядом с сульфидами свинца, цинка и меди. Такие руды находятся в Норвегии, Мексике, Перу, РФ, Чили, Румынии.
  • Прустит, Ag 3 AsS3 или 3Ag2 SAs2 S3 , содержит 65,4% серебра;
  • он имеет вид красных гексагональных призматических кристаллов. Залежи прустита имеются в РФ, Мексике, Чили, Перу, Боливии.
  • Пирагирит, Ag 3 SbS3 или 3Ag2 SSb2 S3 , содержит 68,4% серебра, сопутствует пруститу в виде тёмно-красных кристаллов.
  • Стефанит, Ag 5 SbS4 или Ag2 SSb2 S3 , содержит 68,5% серебра и представляет собой серовато-чёрные призматические кристаллы. Залежи находятся в Мексике.
  • Полибазит, 8(Ag,Cu) 2 SSb2 S3, содержит 62,1-74,9% серебра;
  • он представляет собой серовато-чёрные призматические или пластинчатые кристаллы. Залежи имеются в Венгрии, Мексике.

— Керагирит, AgCl, содержит 75,3% серебра и имеет вид плотных бесцветных (или желтоватых, серовато-фиолетовых, даже чёрных в случае длительного воздействия прямого света) пластов (редко в виде кубических кристаллов).

6 стр., 2916 слов

История открытия серебра

... сей день используется для чеканки монет. 1.1. Происхождение названия серебро 2. Нахождение в природе Среднее содержание серебра в земной коре (по Виноградову) — 70 мг/т. Максимальные ... долю комплексных месторождений. 2.1. Месторождения Значительные месторождения серебра расположены на территориях следующих стран: Германия, Испания, Перу, Чили, Мексика, Китай, Канада, США, Австралия, Польша, Россия, ...

Залежи встречаются в РФ, Чили, Боливии, Мексике, Перу, Австралии.

К другим минералам серебра относят бромаргирит AgBr, иодагирит AgI, дискразит Ag 3 Sb, штромейерит Cu2 SAg2 S, ялпаит 3Ag2 SCu2 S, науманит Ag2 Se, гессит Ag2 Te и другие.

1.4 Общая характеристика серебра

Серебро принадлежит к главной подгруппе первой группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева и располагается в пятом периоде между палладием и кадмием. Номер группы, как правило, указывает число электронов, которые могут участвовать в образовании химических связей (валентных электронов).

У атома серебра это электроны внешнего электронного уровня. Номер периода равен общему числу энергетических уровней, заполняемых электронами, у атомов элемента — в нашем случае серебра. Порядковый номер серебра 47. Порядковый номер показывает заряд ядра атома, у серебра, следовательно, он будет +47. По своим химическим свойствам и условиям нахождения в природе серебро является благородным металлом. У серебра возможен эффект провала электрона, т.к. один электрон с 5s 2 подуровня переходит на 4d9 подуровень. Атомная масса серебра равна 107,868. Элемент представляет естественную смесь двух устойчивых изотопов с массовыми числами 107 и 109.

Валентным подуровнем у серебра будет являться 5s 1 подуровень, так как только он в данном случае может участвовать в образовании химических связей (подуровень 5s1 является незаполненным ему не хватает одного электрона).

Серебро относится к типу d — элементов.

Степени окисления серебра: 0, +1, +2, +3. Серебро в своих соединениях проявляет преимущественно степень окисления +1. Окисление до двухвалентного состояния может быть произведено действием озона или персульфата на соли серебра (I).

Для серебра известна также степень окисления +3. Серебро в степени окисления +3 известно в виде соединений Ag 2 03 и KAgF4 ..

Электронная формула серебра: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s1

1.5 Физические свойства серебра

Серебро — металл красивого белого цвета, обладает наивысшей среди металлов электро- и теплопроводностью, лучшей отражательной способностью, особенно в инфракрасном и видимом свете. Атомный радиус 1,44 А, ионный радиус Ag + 1,13 А. Серебро диамагнитно с атомной магнитной восприимчивостью при комнатной температуре — 21,5610-6 . Серебро второй после золота металл по ковкости. Модуль упругости 76480 Мн/м2 (7648 кГ/мм2 ), предел прочности 100 Мн/м2 (10 кГ/мм2 ), твёрдость по Бринеллю 250 Мн/м2 (25кГ/мм2 ).

Твердость 2,5—3 балла по шкале Мооса. Конфигурация внешних электронов атома Ag 4d10 5s1 .

По большинству физических свойств серебро приближается к меди и золоту. Оно по сравнению с ними обладает наиболее низкими температурами плавления и кипения.

5 стр., 2410 слов

Отравление животных соединениями тяжелых металлов: ртути, меди, свинца, цинка

... в молоке 0,005 мг/кг, в зерновых 0,03 мг/кг. Профилактика. 2. Отравления животных соединениями меди Медь относится к биогенным микроэлементам. Она нормализует активность ферментов, течение физиологических ... рыбе 0,01 г/кг. Профилактика. 3. Отравления животных соединениями свинца В сельском хозяйстве соединения свинца в качестве ядохимикатов не применяются, но угроза отравлений животных и птиц из-за ...

Серебро в виде тонких листочков обладает электрическими и оптическими свойствами, отличными от свойств металлического серебра в слитках.

Металлическое серебро имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую решётку с плотностью 10,5г/см 3 при 20°С, т. пл. 960,5°С, т. кип. 2177°С (пары желтовато-синие); оно диамагнитно, является лучшим проводником тепла и электричества (удельное сопротивление при 20°С равно 1,59 мком/см).

В числе физико-механических свойств следует отметить пластичность, относительную мягкость, ковкость, тягучесть (легко протягивается и прокатывается), малую прочность. Серебро образует сплавы и интерметаллические соединения со многими веществами, например с: Au, Pd, Li, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg, Al, In, Sn, Zr, P, S, Se, а также сплавы типа эвтектик с элементами Bi, Ge, Ni, Pb, Si, Na, Tl.

1.6 Химические свойства серебра

С химической точки зрения серебро достаточно инертно, оно не проявляет способности к ионизации и легко вытесняется из соединений более активными металлами или водородом. Слабый восстановитель, реагирует с кислотами-окислителями. Под действием влаги и света галогены легко взаимодействуют с металлическим серебром, образуя соответствующие галогениды.

Соляная и бромистоводородная кислоты в концентрированных растворах медленно реагируют с серебром:

2Ag + 4НСl = 2H[AgCl 2 ] + Н2

2Ag + 4НВr = 2H[AgBr 2 ] + Н2

С ртутью образует амальгаму.

Ag + Hg = Ag 4 Hg3 , Ag5 Hg8

Кислород взаимодействует с нагретым до 168 °С металлическим серебром при разных давлениях с образованием Ag 2 O.

4Ag + O2 = 2Ag2O

Озон при +225°С в присутствии влаги (или перекиси водорода) действует на металлическое серебро, образуя высшие окислы серебра.

Сера, реагируя с нагретым до 179 °С металлическим серебром, образует чёрный сульфид серебра Ag 2 S.

2Ag + S = Ag 2 S

Сероводород в присутствии кислорода воздуха и воды взаимодействует с металлическим серебром при комнатной температуре по уравнению:

2Ag + H 2 S +1/2O2 = Ag2 S + H2 O

Металлическое серебро растворяется в H 2 SO4 при нагревании, в разбавленной HNO3 на холоду и в растворах цианидов щелочных металлов в присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя):

2Ag + 2H 2 SO4 = Ag2 SO4 + SO2 + H2 O

3Ag + 4HNO 3 = 3AgNO3 + NO + 2H2 O

2Ag + 4NaCN + H 2 O + 1/2O2 = 2Na[Ag(CN)2 ] + 2NaOH

Селен, теллур, фосфор, мышьяк и углерод реагируют с металлическим серебром при нагревании с образованием Ag 2 Se, Ag2 Te, Ag3 P, Ag3 As, Ag4 C.

Органические кислоты и расплавленные щёлочи или соли щелочных металлов не реагируют с металлическим серебром. Хлорид натрия в концентрированных растворах и в присутствии кислорода воздуха медленно взаимодействует с серебром с образованием хлорида серебра.

5 стр., 2345 слов

Синтез комплексного соединения серебра

... I.2.3. Комплексные соединения серебра. Серебро обладает склонностью к образованию комплексных соединений. Многие нерастворимые в воде соединения серебра (например: оксид серебра(I) — Ag 2 O и хлорид серебра — AgCl), легко растворяются в водном растворе аммиака. Комплексные цианистые соединения серебра ...

В солянокислом растворе серебро восстанавливает некоторые соли металлов, такие, как CuCl 2 , HgCl2 , FeI2 , VOCl2 .

Растворимость кислорода в серебре максимальна при +400…450°C (когда 1 объем серебра поглощает до 5 объемов кислорода).

Рекомендуется избегать охлаждения серебра, насыщенного кислородом, поскольку выделение этого газа из охлаждаемого серебра может сопровождаться взрывом. При поглощении кислорода или водорода серебро становится хрупким. Азот и инертные газы с трудом растворяются в серебре при температуре выше -78°C.

1.7 Получение серебра

Примерно 80% от общего мирового количества добываемого серебра получается как побочный продукт переработки комплексных сульфидов тяжелых цветных металлов, содержащих сульфид серебра. При пирометаллической переработке полиметалличеких сульфидов свинца. Меди, цинка, серебра последнее извлекается вместе с основным металлом в виде серебросодержащих свинца, меди или цинка.

Для обогащения серебросодержащих свинца серебром применяют процесс Паркеса или Патинсона.

По процессу Паркеса серебросодержащий свинец плавится вместе с металличеким цинком. При охлаждении тройного сплава свинец-серебро-цинк ниже 400 0 отделяется нижний слой, состоящий из жидкого свинца, который содержит небольшое количество цинка серебра, и верхний твердый слой, состоящий из смешанных кристаллов цинк-серебро с небольшим количеством свинца. Образование смешанных кристаллов цинк — серебро основывается на более высокой растворимости серебра в цинке, чем в свинце, и на разделении при охлаждении серебросодержащего цинка и свинца на два слоя. При отгонке цинка (точка кипения которого 907°) из сплава свинец — цинк — серебро остается свинец. который содержит 8—12% серебра и служит для получения сырого серебра путем купелирования. Из тройного сплава свинец- цинк — серебро цинк может быть удален в виде Na2 Zn02 плавлением с Na2 C03 .

По процессу Паттинсона расплавленный серебросодержащий свинец медленно охлаждается. Свинец, который кристаллизуй первым, отделяется до тех пор, пока расплав не достигнет состава эвтектики с содержанием 2,25% серебра. Эвтектика затвердевает при 304° и служит затем для получения сырого серебра методом купелирования.

При купелировании свинец, содержащий 2,25—12% серебра, плавится в купелях в печи, куда подают воздух или кислород и поверхность расплавленного металла. Окись свинца (свинцовый глет) РЬО вместе с окислами мышьяка, сурьмы, цинка и меди, образовавшимися при полном окислении серебросодержащего свинца (с большим содержанием серебра), удаляют с поверхности сырого серебра ,который содержит примерно 95% Ag.

Отделение серебра от серебросодержащего свинца возможно также электролитическим путем, применяя аноды из серебросодержащего свинца, а в качестве электролита — гексафторокремневую кислоту H 2 [SiF6 ] с гексафторосиликатом свинца Pb[SiF6 ]. При электролизе свинец осаждается на катоде, а серебро вместе с золотом, платиной и платиновыми металлами переходят в анодный шлам. Аналогично при электролитическом рафинировании серебросодержащей меди, которую используют в качестве анодов (применяя при этом разбавленную серную кислоту как электролит), на катоде электролитически осаждают медь, а серебро и золото месте с платиновыми металлами также переводят в анодный шлам.

5 стр., 2209 слов

Серебро: характеристика и применение

... дуги. Несмотря на ценные свойства серебра, обеспечивающие ему широкое промышленное применение, спрос на серебро в ... серебра, свинец же концентрируется в более легкоплавкой, не успевшей затвердеть части сплава. Разделяя эти части, можно получить слиток с большим содержанием серебра. ... Основными минералами серебра, имеющими экономическое значение, являются: аргентит Ag2S; кераргирит AgCl; пираргирит ...

Извлечение серебра, золота и платиновых металлов из анодного шлама легко осуществляется химическим путем. В отличие от золота и платиновых металлов серебро легко растворяется азотной кислоте.

Из нитрата серебра AgNO 3 металлическое серебро можно осадить сульфатом железа(II), металлическим цинком, формальдегидом в аммиачной среде или нитратом марганца(II) в щелочной:

3AgNO 3 + 3FeSO4 = 3Ag + Fe(NO3 )3 + Fe2 (SO4)3

2AgNO 3 + Zn = 2Ag + Zn(NO3 )2

2[Ag(NH 3 )2 ]OH + HCHO = 2Ag + 3NH3 + HCOONH4 + H2 O

2AgNO 3 + Mn(NO3 )2 + 4NaОН = 2Ag + MnO2 + 4NaNO3 + 2H2 O

Примерно 20% мирового количества серебра получают переработкой собственно серебряных руд и рекуперацией серебреных изделий или серебряного лома.

Измельченную, размолотую и обогащенную (в случае низкого содержания серебра) серебряную руду перерабатывают методами цианирования, амальгамирования, хлорирования и др.

В случае переработки методом цианирования тонко измельченную руду (природное серебро, аргентит или кераргирит) смешивают с 0,4%-ным раствором NaCN и перемешивают струей воздуха водном растворе цианида натрия в присутствии кислорода воздуха серебро и аргентит растворяются медленнее, чем керарпирит

2Ag + 4NaCN + H 2 0 + 1/202 = 2Na[Ag(CN)2 ] + 2NaOH

Ag 2 S + 5NaCN + H2 0 + 1/202 = 2Na[Ag(CN)2 ] + 2NaOH + NaSСN

AgCl + 2NaCN = Na[Ag(CN) 2 ] + NaCl

Сульфид серебра Ag 2 S растворяется в тетрацианоцинкате(II) натрия по реакции

Ag 2 S + Na2 [Zn(CN)4 ] = 2Na[Ag(CN)2 ] + ZnS

Количество взятого для переработки серебряных руд цианида натрия больше теоретически необходимого, поскольку серебренные руды часто содержат соединения меди, железа и цинка, которые также реагируют с цианидом натрия.

Цианирование осуществляется в деревянных чанах диаметром 10-12 м.

Из растворов комплексных цианидов серебра серебро может быть осаждено в виде металла тонко измельченным металлическим цинком или алюминием. Осаждение металлического серебра из растворов комплексных цианидов серебра металлическим цинком или алюминием осуществляется по уравнениям

2Na[Ag(CN) 2 ] + Zn = 2Ag + Na2 [Zn(CN)4 ]

3Na[Ag(CN) 2 ] +Al + 4NaOH + 2H2 O = 3Ag + Nа[А1(ОН)42 O)2 ]+6NaCN

Сырое серебро плавится, отливается в виде брусков и затем рафинируется электролитическим или химическим методом.

Можно также извлечь комплексный анион [Ag(CN) 2 ] с помощью анионообменных смол. Применяют анионообменные сульфинированные смолы R2 S04 (предварительно обработанные 5%-ным водным раствором серной кислоты).

9 стр., 4316 слов

Благородные металлы

... S, роговое серебро, или кераргирит AgCl, и др.). История благородных металлов-одна из самых интересных глав истории материальной культуры. По мнению многих ученых, золото было первым металлом, который человечество ... конце XIX в. спрос на платину сильно возрос, в частности, вследствие ее применения как катализатора в производстве серной кислоты. Однако владельцы уральских платиновых приисков, которые ...

Реакцию ионного обмена в процессе извлечения анионов [Ag(CN)2 ] с помощью анионообменных смол (предпочтительно в виде пористых анионитов) можно представить следующим образом:

R 2 S04 + 2[Ag(CN)2 ]- -> 2R[Ag(CN)2 ] + SO2-

Чтобы реакция обмена протекала, создают кислую среду (рН — 3,5).

Комплексные цианиды вымывают из анионообменной смолы селективным элюентом, например 2 н. раствором цианида калия или натрия.

Процесс амальгамирования применяют к рудам, содержащим самородное серебро, аргентит или кераргирит, он основывается на образовании амальгамы серебра.

Для амальгамирования тонко измельченные серебряные руды обрабатывают небольшим количеством воды и ртутью (1 вес. ч ртути на 6 вес. ч. серебра).

Сульфид серебра Ag 2 S под действием хлорида меди(1) (который образуется при восстановлении хлорида меди(II) ртутью) превращается в хлорид серебра:

Ag 2 S + 2CuCl = 2AgCl + Cu2 S 2CuCl2 + 2Hg = 2CuCl + Hg2 Cl2

Последний под действием ртути и хлорида меди(1) восстанавливается до металлического серебра, которое образует амальгаму с ртутью:

2AgCl + 2Hg = 2Ag+ Hg 2 Cl2

AgCl + CuCl = Ag + CuCl 2

Амальгаму серебра фильтруют под давлением. При отгонке ртути остается сырое серебро, которое очищают химическим или электрохимическим способом.

При прокаливании смеси сульфида серебра и хлорида натрия (+500…600°С) в окислительной атмосфере образуется хлорид серебра:

Ag 2 S + 2NaСl + 2O2 = 2AgCl + Na2 SO4

Для извлечения серебра из AgCl пли из Na[AgCl 2 ] применяют амальгамирование, осаждение металлического серебра медью и осаждение сульфида серебра из соединения Na2 [Ag2 (S2 03 )2 ]

AgCl + NaCl = Na[AgCl 2 ]

Na[AgCl 2 ] + Cu = Ag + Na[CuCl2 ]

2AgCl + 2Na 2 S2 O3 = Na2 [Ag2 (S2 O3 )2 ] + 2NaCl

Na 2 [Ag2(S2 O3 ) ]+Na2 S = Ag2 S + 2Na2 S2 O3

Сульфид серебра Ag 2 S затем перерабатывают с целью получения элементарного серебра.

1.8 Применение Серебра

Серебро ранее служило главным образом для выделки разменной монеты, домашней утвари и украшений. В настоящее время большой спрос на него предъявляют некоторые отрасли промышленности (электротехническая и др.).

Его применяют также для изготовления частей заводской аппаратуры некоторых химических производств. В лабораториях серебряными тиглями пользуются для плавления щелочей, при высоких температурах действующих разъедающее почти на все другие материалы. Соединения Аg находят применение преимущественно в фотографической промышленности и медицине. Мировая выработка серебра составляла в 1800 г. 800 т, а в 1900 г. 5500 т. В настоящее время его ежегодно добывается около 10 тыс. т (без СССР).

12 стр., 5562 слов

По химии : «Металлы в ювелирном искусстве»

... в оправе из золота или серебра. Однако ценнейшие технические свойства платины сделали ее применение в ювелирном деле нерациональным. Сегодня платина не только драгоценный металл, ... произведения культа и искусства. В России первым золотодобытчиком считается Ерофей Марков, памятник ... в получении и употребляется только в химии. Золото еще с незапамятных времен считалось «королем» драгоценных металлов. ...

Приблизительно 2/3 всего серебра получено при комплексной переработке полиметаллических сернистых руд.

Серебро — элемент, известный еще с древних времен,— всегда играло большую роль в жизни человека. Высокая химическая устойчивость, ценные физические свойства и красивый внешний вид сделали серебро незаменимым материалом для изготовления разменной монеты, посуды и украшений. Сплавы серебра применяются в различных областях техники: в качестве катализаторов, для электрических контактов, как припои. Интересное применение находит получаемое восстановлением мелко раздробленное серебро в санитарной технике и медицине. Как показывает опыт, ион Аg* обладает исключительно сильно выраженными бактерицидными (убивающим бактерии} свойствами, Например, выдержанная некоторое время в серебряных сосудах вода может затем вне контакта с воздухом сохраняться без загнивания неограниченно долго, так как она оказывается достаточно стерилизованной уже той ничтожной концентрации иона Аg, которая в ней создается при соприкосновении с металлическим серебром. Это было известно еще в древности. Так, около 2500 лет тому назад персидский царь Кир пользовался серебряными сосудами для хранения питьевой воды во время своих военных походов.

Рассмотрим применение серебра по подробней:

1.8.1 Серебро в искусстве

Благодаря красивому белому цвету и податливости в обработке серебро с глубокой древности (4-е тыс. до н. э.) широко используется в искусстве. Оно было известно в Египте, Персии, Китае. 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, литьё, филигрань, тиснение, применение эмалей, черни, гравировки, золочения. Высокая культура художественной обработки серебра характерна для искусства Древней Греции, Древнего Рима, Древнего Ирана (сосуды эпохи Сасанидов, 3-7 вв.), 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 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 др.).

В искусстве 19-20 вв. преобладает мода на незолочёное серебро.

Среди технических приёмов доминирующее положение занимает литьё, распространяются машинные приёмы обработки. В русском искусстве 19 — начала 20 вв. выделяются изделия фирм Грачёвых, 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 современных изделий из серебра, среди которых видное место занимают произведения народных мастеров.

1.8.2 Серебро в медицине

Благодаря своим бактерицидным свойствам серебро активно применяется в медицине. Еще древние Египтяне заметили лечебные свойства этого благородного металла. Они прикладывали серебряные пластинки к открытым ранам, чтобы те быстрее заживали. Лекари Индии лечили заболевания желудочно-кишечного тракта с помощью небольшие комочков сусального серебра, которые глотали их пациенты.

27 стр., 13321 слов

По химии Металлы читать бесплатно. Сообщение о металле

... металл – серебро. Интересных фактов о нём ещё много, но это – основные. Легкие металлы Данная категория является особо токсичной и трудно выявляемой. Полоний, чрезвычайно ядовитый металл, неоднократно использовался при покушениях на ... Перечисляя интересные факты о металлах по химии, стоит упомянуть и данные элементы. Медь является объектом особого интереса вандалов и охотников за цветными металлами. ...

Что же касается нашего времени, то после открытия швейцарским ученым Карл Нигели того факта, что ионы серебра при взаимодействии с клетками микроорганизмов вызывает их гибель, этот драгоценный металл стал неотъемлемой частью медицины. В частности на его основе выпускается ряд лекарств, изготавливаются специальные пластыри с серебром для обеззараживания ран, производятся очистители для воздуха и воды, а так же изготавливают одежду и обувь с вшитыми в нее серебряными нитями, устраняющими запах пота и препятствующими развитию грибковых заболеваний.

1.8.3 Применение серебра для изготовления ювелирных изделий и столовой посуды

Еще одной традиционной формой применения серебра является изготовление украшений и столовых приборов. Начинающие ювелиры часто используют его в своих работах, так как зачастую не могу себе позволить использование более дорогого золота. Плюс к этому из этого драгоценного металла можно сделать изящные и стильные украшения.

Одним из символов роскоши и изобилия является серебряная посуда, которую люди используют очень давно (самые старые находки серебряной посуды датируются 4 тысячелетием до нашей эры).

Еще в древние времена люди заметили, что вода, хранящаяся в серебряных сосудах, дольше не протухает, а если налить в серебряный кувшин молоко, то оно долго не скисает. Это свойство серебряной посуды некогда использовал великий полководец Александр Македонский. Его войска при длительных походах использовали серебряные сосуды для хранения в них воды.

Все вышеперечисленные области применение серебра это только малая часть того где оно в действительности используется. И с каждым годом сферы, где применяется этот драгоценный металл, будут только увеличиваться. А соответственно и потребление серебра так же будет расти.

1.8.4 Инвестиции в серебро

Один из традиционных способов применения серебра — использование его в качестве инвестиций. Серебро еще с древних времен осуществляло роль денег. Во многих странах долгое время существовала так называемая биметаллическая денежная система, при которой наряду с золотыми монетами в обороте были еще и серебряные. Если же брать чистое серебро, то оно так же ценилось, как и золото. Ситуация изменилась в начале XX века, когда были открыты значительные запасы этого металла, наряду с этим были усовершенствованы и способы добычи. В результате цена на серебро резко снизилась. И этот драгоценный металл потерял инвестиционную привлекательность.

В наше время цена на этот металл стала опять расти. Связано это в первую очередь с научным прогрессом, который привел к увеличивающемуся спросу на этот металл (с 2001 по 2010 год спрос увеличился с 877 до 1056 млн. унций).

Как следствие роста цены, этот металл стал опять привлекательным для инвесторов. Сейчас для таких людей есть ряд инструментов: покупка серебряных слитков или монет, инструменты фондового рынка, серебряные сертификаты и счета в банке.

1.8.5 Применение серебра в промышленности

Серебро применяется в промышленности настолько широко, что перечислить все технологические процессы, где может быть задействован этот драгоценный металл просто затруднительно. Основными свойствами, благодаря которым серебро так широко используется промышленностью, являются: высокая электро- и теплопроводность, устойчивость к окислению в обычной среде, большая пластичность и высокий коэффициент отражения света.

Из-за отличной электропроводности серебро широко применяется в электронике, например для создания печатных плат переключателей, таких как кнопки телевизора, клавиатура компьютера или сотового телефона, для покрытия компакт дисков (CD или DVD), а так же в плазменных панелях мониторов телевизоров. Из-за этого же свойства серебро широко применяется и в электротехнике, например в качестве припоя или для создания высокочувствительных контактов.

Для создания катодов используемых в батарейках и аккумуляторах все чаще используют серебро. Причем сейчас наметилась заметная тенденция замены литиоионных аккумуляторов на их аналоги с применением серебра. И это не смотря на то, что этот драгоценный металл дороже своих конкурентов. Но в отличие от них, он дольше служит и является экологически безопасным.

В химической промышленности серебро незаменимо в качестве катализатора (катализатор — вещество, которое позволяет или способствует протеканию химического процесса) в процессе создания двух соединений: оксида этилена и формальдегида. Эти соединения имеют большое значение при производстве пластмасс. В год химическая промышленность потребляет больше 150 млн. унций серебра, это составляет третью часть от промышленного применения этого драгоценного металла.

1.8.6 Применение серебра в фотографии

В 1737 г. немецкий ученый И. Шульце впервые обнаружил светочувствительность нитрата серебра. Однако лишь через 100 лет после этого открытия появилась первая фотография (19 августа 1839 г.) В этот день в Парижской академии наук было сделано сообщение о способе получения изображения. Такой метод фотографии впоследствии был назван дагеротипом. Изображение получали обработкой парами ртути экспонированного слоя AgI, нанесенного на отполированную серебряную пластину. На пластине в местах действия света образуется серебряная амальгама, рассеивающая свет. После удаления избытка AgI и обнажения зеркальной поверхности изображение можно наблюдать, держа пластину под определенным углом.

С тех пор коренным образом изменилась технология получения фотографического изображения. Однако и сейчас основным светочувствительным материалом для фотографии являются кристаллы галогенидов серебра. Удивительно удачное сочетание в них различных физико-химических свойств позволило в относительно короткий срок разработать оптимальный способ получения фотографического изображения. Причем практическая фотография значительно определила теоретическое объяснение достигнутых результатов. Правда, в настоящее время этот разрыв довольно быстро сокращается. Но широкое применение фотографии ведет к истощению мировых запасов серебра и его удорожанию. Хотя за последние десять лет потребление серебра в это отрасли неуклонно уменьшается, с 2001 по 2010 год применение серебра в производстве фотопленки сократилось почти в 3 раза — с 213 до 72,7 млн. унций. Связано это с тем, что в последние годы произошла революция в цифровой технике, сделавшая ее доступной для большинства людей. Следствием этого стало сокращение применения серебра для создания фотографий.

Аффинаж серебра — комплекс технологических мер, направленных на получение серебра высокой чистоты. Как и аффинаж золота, делится на химический, электролитический и купелированный.

Путь выбирается в зависимости от количества аффинируемого серебра, непрерывности производства и состояния обрабатываемого материала. Электролитический аффинаж выполняется, когда серебро имеет высокую пробу, выпуск продукции производится ежедневно.

Если серебро растворено и находится в состоянии хлорида или сульфата, наиболее экономичной является химическая или электрохимическая обработка.

Метод купелирования — этот метод используется в том случае, когда сплав серебра очень низкий по качеству (с низкой пробой).

Этот метод основан на свойстве свинца, расплавленного с серебром, окисляться на воздухе, отделяясь от металла вместе с посторонними примесями. Не отделяется только золото, платина и другие металлы семейства платины, которые остаются в сплаве с серебром. Используется печь с тиглем в виде чашки, называемый пробирным тиглем. Печь покрыта мергелью — пористой известняковой глиной, которая поглощает окись свинца. После завершения окисления и перехода свинца в окись, поверхность сплава принимает характерную радужную окраску.

Метод электролитического аффинажа проводят в формах из песчаника, которые содержат раствор нитрата серебра (с содержанием не более 50 г/л) и азотную кислоту 1,5 г/л, а плотность тока должна составить 2 А/дм 2 , при этом аноды должны быть сделаны из загрязненного серебра, катод же — из полосок нержавеющей стали. Аноды помещают в холщовые мешочки, в них собираются не растворяемые примеси. На катоде будет выделятся серебро в виде кристаллов, которые регулярно счищают. Электролит накапливает медь и его надо регулярно менять.

Химический способ аффинажа редко используется в промышленности и применяется, в основном, в лабораторной практике.

Для извлечения серебра из соли или растворов используется химический способ. Как и фотографическом процессе, металл выделяется из раствора в виде сульфита серебра, такой метод серебра предусматривает добавление сульфита натрия. Операция продолжается до прекращения выделения сульфита серебра. Металл извлекается в виде хлорида после добавления хлорида аммония или поваренной соли, жидкость отстаивается до ее разделение на прозрачную и мутную фракцию. Если добавление соли не вызывает помутнения, все серебро уже находится в осадке.

Серебро из хлорида можно добыть двумя способами: сухим — литьем в присутствии карбонатов щелочных металлов или из раствора, доводя пробу до 100%.

Метод соды

Сухой хлорид перемешивается с равным весом карбоната натрия, смесь нагревается в тигле, наполненном не более, чем на половину, так как масса выделяет газ и увеличивается в объеме. После окончания выделения газа температура поднимается до температуры спокойного плавления. Смесь охлаждается, металл вынимается, плавится еще раз и отливается. Преимущество этого метода заключается в быстром получении металла, однако сода разрушающее действует на тигель.

Метод химического восстановления

Используется серная кислота и металлический цинк или железо, либо соляная кислота с железом, цинком или алюминием.

Хлорид серебра смешивается с одним из упомянутых металлов и к шламу добавляется 20% соляная или серная кислота. Реакцию можно провести более спокойно, если осуществить постепенную добавку кислоты, доливая ее при окончании реакции.

Газ перестает выделяться, когда металл (железо, цинк или алюминий) растворен или, когда израсходована кислота, что можно констатировать индикаторной бумагой.

Трансформация хлорида в серебро заканчивается, когда окраска приобретет однообразный свинцовый цвет. После этого добавляется кислота до растворения присутствующего цинка, крупные куски предварительно удаляется. Получившийся порошок промывается водой для удаления кислоты, затем сушится и плавится. Серебряный порошок имеет название серебряный цемент.

Если небольшое количество серебра перемешано с медью, то есть речь идет не о сплаве, а о смеси, какой могут быть, например, опилки серебра и меди, в такой смеси можно растворить только серебро при помощи смеси азотной и серной кислоты, которая реагирует в холодном и быстрее в горячем виде.

  • концентрированная серная кислота при 66°С, 900 г или 500 см 3 ,
  • концентрированная азотная кислота при 42°С, 100 г или 70 см 3 .

Если температура не превышает 50°C, используется емкость из стекла, фарфора или випласта.

Нагрев, если не может быть выполнен непосредственно, производится в водяной бане. Этот метод используется при снятии серебра с посеребренных изделий. Другой проблемой, разрешимой при помощи этого метода является растворение никеля, меди, свинца, или сплавов свинца и олова для пайки, не растворяя одновременно с этим и серебро.

Если серебро находится в виде гальванического раствора, наилучшим методом является электролитический. Используются аноды из нержавеющей стали или графита и катоды из нержавеющей стали, на которой собирается серебро. Напряжение между электродами 1-2 В, процесс продолжается до выделения всего серебра, то есть до момента, когда серебро перестает откладываться, выделяется только газ.

Каковы же перспективы дальнейшего использования серебра? Исторически производство серебра всегда значительно опережало потребление. Но в настоящее время расход серебра значительно превышает его производство и разрыв этот с каждым годом возрастает. Серебро потеряло своё значение в производстве монет, но электротехническая и электронная промышленность заинтересована в более широком использовании серебра. Высокие цены будут стимулировать разведку и разработку новых месторождений серебра, а также увеличение производства серебра как побочного продукта при выплавке меди, свинца и цинка. Однако совершенно очевидно, что спрос на серебро не будет удовлетворён первичной продукцией и возрастает роль вторичного сырья. Высокие цены будут стимулировать более полное извлечение серебра из промышленных отходов. При пирометаллургической переработке полиметаллических сульфидов свинца, меди, цинка, серебра последнее извлекается вместе с основным металлом в виде серебросодержащих свинца, меди или цинка.

Для получения серебра очень высокой чистоты (99,999 %) его подвергают электрохимическому рафинированию в азотной кислоте или растворению в концентрированной серной кислоте.

Со временем будут открываться новые области применения серебра, так как оно имеет большой потенциал применения в различных сферах человеческой жизни.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/serebro/

1. Ахметов Н.С Общая и неорганическая химия. Учеб. для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1998.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. — М. Интеграл-Пресс., 2005.

3. Румянцев Д.В. Серебро 2е изд. М.:- 1987

4. Третьяков Ю.Д. и др. Неорганическая химия элементов. Учебник в 2 томах. Т. 2/ Ю.Д. Третьяков, Л.Т. Мартыненко, А.Н. Григорьев, А.Ю. Цивадзе.- 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Изд. МГУ; ИКЦ «Академкнига», 2007.

5. Коровин Н.В. Курс общей химии; Москва: Высшая школа, 1990

6. Бандман А.Л., Гудзовский Г.А. Вредные химические вещества; Ленинград: Химия, 1983

7. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. Том 2; Москва: Лаборатория знаний, 2011

8. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия; Москва: Мир, 1971

9. Карапетьянс М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия; Москва: Химия, 1981

10. Дорофеев А.И.,Федотова М.И. Практикум по неорганической химии; Ленинград: Химия, 1990

11. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия; Москва: Высшая школа, 2000

12. Сурин Ю.В. Проблемные опыты по химии; Москва: Школа-Пресс, 1998

13. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас; Москва: Высшая школа, 1992

14. Плаксин И.Н. Металлургия благородных металлов. Москва 1958

15. Справочник химика. T 1-5 Москва: Химия, 1966

16. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия; Mосква: Химия, 1981

17. Химическая энциклопедия под ред. Зефирова Н.С.-М.: Большая российская энциклопедия, 1995Спицын В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия; Mосква: Изд-во МГУ, 1994

18. Некрасов Б.В. Основы общей химии; Mосква: Химия, 1965

19. Патлах В.В. Энциклопедия Технологий и Методик; 2005

20. Звягинцев О.Е. Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы; Москва: 1945

21. Лидин Р.А., Молоченко В.А. Справочник Неорганическая химия в реакциях; Москва: Дрофа; 2007