Все о серебре как полезное ископаемое
СЕРЕБРО, Ag (лат. argentum * а. silver; н. Silber; ф. argent; и. plata), — химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 47, атомная масса 107,8682, относится к благородным металлам. Природное серебро состоит из двух стабильных изотопов 107Ag (51,839%) и 109Ag (48,161%); известно также более 35 радиоактивных изотопов и изомеров серебра с массовыми числами от 99 до 123, самый долгоживущий из которых имеет период полураспада 130 лет (108Ag).
История серебра
Серебро, наряду с золотом и медью, относится к первым металлам цивилизации. В 4-м тысячелетии до н.э. серебро в виде кусков и слитков служило торговым эквивалентом в странах Ближнего и Среднего Востока, ювелирные изделия из серебра были известны в Египте, Китае. Самые древние разработки серебра, относящиеся к 3-му тысячелетию до н.э., обнаружены в восточной части Малой Азии, где оно извлекалось из свинцовых руд. В 1-м тысячелетии до н.э. началась крупномасштабная разработка серебра в Греции. В средние века центр добычи серебра перемещается в Испанию, Богемию и Трансильванию, позже (16-18 вв.) — в страны Латинской Америки (Мексика, Боливия, Перу). В России возникновение серебродобывающей промышленности связано с освоением в 18 веке крупных серебряно-полиметаллических месторождений Забайкалья и Алтая.
Характеристика серебра
В свободном состоянии серебро — мягкий белый металл, кристаллическая решётка гранецентрированная кубическая (а = 0,40772 нм). Плотность (при 293,15 К) 10500кг/м3; t плавления=961,9°С; t кипения=2212°С; теплоёмкость 25,3 Дж/(моль•К); температурный коэффициент линейного расширения в среднем 2,061•10-5 К-1 (273,15-723,15 К); теплопроводность Вт/(м•К): 426,24 (при 90,15 К), 418,7 (273,15 К), 410,33 (373,15 К), 355,9 (723,15 К); удельное электрическое сопротивление (Ом•м): 1,59•10-8 (293,15 К), 0,00793•10-8 (15 К). Отражательная способность серебра при длинах волн (нм): 10000, 5000, 1000, 500, 400, 300, 200 составляет соответственно (%) 99; 98,5; 96; 90; 84; 20; 27; при l = 316 нм наблюдается минимум отражательной способности, равный 4,2%. Поверхностное натяжение серебра 1,14 Н/м (1143,15-1218,15 К); модуль упругости 750 МПа; относительное удлинение 60%; твёрдость по Бринеллю 24,52 кПа. По сравнению с другими металлами серебро характеризуется наивысшей электро- и теплопроводностью. Легко поддаётся ковке и легко полируется.
Для серебра характерна степень окисления +1 (чаще всего), +2, +3, редко +4. серебро устойчиво по отношению к кислороду воздуха, при повышении температуры и давления образует оксид Аg2О. Расплавленное серебро поглощает до 22 объёмов кислорода. Не реагирует даже при высоких температурах с азотом и углеродом, при нагревании реагирует с парами серы (образуя Ag2S) и свободными галогенами (давая галогениды). Серебро не взаимодействует с соляной и разбавленной серной кислотами. Реагирует с концентрированной серной кислотой и азотной кислотой.
Растворы щелочей и органические кислоты не действуют на серебро. Соли серебра малорастворимы, за исключением нитрата, фторида и перхлората. Растворимые соли серебра бесцветны и ядовиты (ПДК 0,01 мг/м3). Большинство солей серебра светочувствительны, особенно в присутствии органических примесей.
Серебро в природе
Из благородных металлов серебро наиболее широко распространено в природе. Серебро обогащено сульфидной фазой метеоритов, что согласуется с халькофильной природой элемента. Содержание серебра в земной коре составляет 7•10-6% (по массе). Ультраосновные и кислые горные породы содержат несколько меньше серебра (5•10-6%), чем основные; осадочные (1•10-5%). В горных породах серебро концентрируется в сульфидах, некоторое количество может присутствовать в мусковите и полевых шпатах, вероятно, замещая натрий и калий в этих минералах. Значительная часть серебра в породах находится в самородном состоянии. Следы серебра (около 0,02 мг на 100 г сухого вещества) содержатся в организмах. Содержание серебра в морской и океанской воде варьирует в интервале от 1,5•10-8% до 2,9•10-7% (по массе). Средняя величина для пресных вод около 2,7•10-8% (по массе).
Непрерывный изоморфный ряд серебро образует с золотом, тем не менее, в природе серебро встречается главным образом в виде серебра самородного. Чрезвычайно разнообразны природные халькогениды, достаточно часто в рудах встречаются теллуриды, известны галогениды серебра. В зоне окисления рудных месторождений описан сульфат серебра — аргентоярозит. Об основных генетических типах месторождений серебра см. в ст. Серебряные руды.
Подвижность серебра в природных процессах главным образом связана с гидротермальными растворами. В хлоридных гидротермах преобладают хлоркомплексы серебра состава AgCl и AgCl2. Проявление комплексообразования серебра с карбонатными ионами при 25°С приходится на область высоких pH и лишь при очень высоких концентрациях углекислоты возможно преобладание AgCО3 в слабощелочных растворах (pH = 8). С ростом температуры поле преобладания карбонатных комплексов сокращается. В области высоких концентраций сульфидной серы доминируют гидросульфидные комплексы AgHS и Ag(HS)2-.
Добыча серебра
Большая часть добываемого серебра получается при переработке сульфидных руд Pb, Zn и Cu, содержащих примеси серебра: из черновой меди — в процессе электролитического рафинирования, из чернового свинца (веркблея) — с помощью цинка. При добыче серебра из серебряных руд его извлекают гравитационным обогащением или амальгамацией (редко), пенной сепарацией, флотацией, цианированием.
Применение серебра
Серебро используют, главным образом в виде сплавов для чеканки монет, изготовления ювелирных изделий, лабораторной посуды; для серебрения, например, аппаратов в пищевой промышленности, зеркал, для изготовления деталей электровакуумных приборов, электрических контактов, электродов. Мелкораздробленное серебро применяется в санитарной технике и медицине для обеззараживания воды. Коллоидное серебро, оказывающее антисептическое действие на слизистую оболочку, используют в составе таких препаратов, как аргирол, протаргол, колларгол. Соединения серебра применяют при производстве фотографических материалов.
Источник
Серебро является довольно распространенным металлом. В ювелирном деле оно нередко сочетается с прозрачными искусственными камнями. Гибкость и пластичность серебра позволяет делать из него необычные и замысловатые изделия. Металл довольно разнообразный и применяется во многих жизненных сферах.
Что это такое?
Серебро является драгоценным металлом и химическим элементом. Аргентум – 47 элемент в периодической таблице Менделеева. Выглядит серебряная руда как обычная порода. Металл мягкий, пластичный, имеет самую высокую электропроводимость и теплопроводность. Стоит отметить, что химическая активность при этом слабая.
Благородный металл используется во многих сферах. Так, он пригодится в ювелирной, электронной, фото- и кинопромышленности. Благодаря бактерицидным свойствам минерал используется и в медицине.
Стоит отметить, что самородок содержит множество полезных ископаемых. Серебряная руда встречается редко, поэтому металл добывается из комплексных полиметаллических руд.
История открытия
Серебро имеет ценные свойства, поэтому о нем знали задолго до начала нашей эры. Установить точную дату невозможно. Первые упоминания встречаются у египтян, они делали из серебра посуду. Украшения из этого металла датируются 5000-3400 годами до н. э. Ранее людям было известно лишь о самородном серебре.
Множественные опыты позволили алхимикам открыть наличие металла в разных соединениях. Тогда появился смысл определить серебро как химический элемент. Потом ученые заинтересовались заживляющими и бактерицидными свойствами материала. В России металл впервые выплавил Лаврентий Нейгарт в 1687 году.
Состав и свойства
Серебро имеет белый металлический блеск. Твердость металла составляет 25 кгс/мм². Благодаря этому свойству материал столь прочный и износостойкий. Плотность аргентума составляет 10,5 грамма на 1 см3. Температура плавления довольно высока, достигает 962°С.
Металл способен выдерживать большие нагрузки. Это позволяет использовать его в качестве материала для многих агрегатов, даже космических ракет и подводных лодок. Серебро хорошо отражает свет, что расширяет сферу использования. А также металл отлично проводит тепло.
Если оставить серебряную ложку в чашке с горячим чаем, то можно обжечься.
Не менее интересны химические свойства вещества. Например, металл может раствориться в ртути и превратиться в амальгаму. Химический элемент не реагирует с кислородом, углеродом, водородом, кремнием и азотом. Однако серебро взаимодействует с другими веществами, которые имеют значение в быту.
- Чувствительность к сероводороду. Даже малое количество приводит к образованию сульфида серебра. Визуально на изделии виден черный налет. Соединения серы окружают людей повсеместно. Вещество есть в продуктах питания, строительных материалах и даже в человеческом поте.
- Реакция с галогенами, особенно с йодом. Стоит избегать контакта серебра с этим веществом.
- При нагревании аргентум адсорбирует газы. Речь идет о кислороде, аргоне, водороде и подобном. Жидкий металл поглощает в разы больше О2, чем твердый. При застывании можно заметить, как через верхнюю корочку пробивается кислород. Это похоже на небольшой серебряный вулкан.
Добыча
Любой металл первоначально нужно откуда-то взять. Нахождение в природе, в рудниках, является основным источником добычи серебра. При этом 2/3 от всего количества является побочным продуктом при производстве никеля, меди, свинца и цинка. А также серебро добывается при вторичной переработке. Однако эффективность процесса низкая из-за его сложности.
Каким бывает?
Всем известно, что золото может быть розовым и белым, а не только рыжим. Вот и ювелирное серебро бывает цветное. Благодаря этому металл выглядит по-разному в изделиях. Правда, экзотические цвета не сильно востребованы среди покупателей. Самородное серебро довольно благородное и привлекательное.
Металл делится на виды в зависимости от дополнительных материалов в составе сплава. Добавки напрямую сказываются на важных свойствах.
Так, некоторые виды серебра подходят для плетения цепочек и браслетов. Иногда специальные напыления играют сугубо декоративную роль и даже усложняют уход за изделием.
Стерлинговое
Такой вид аргентума определен в качестве эталона. В составе 92,5% этого металла и всего 7,5% меди. Добавка нужна для повышения прочности готового изделия. Сплав имеет натуральный белый оттенок.
Матовое
Удалить блеск можно при термической обработке в серной или соляной кислоте. Матовое серебро используется для создания ювелирных изделий.
Такой вид без блеска выглядит стильно и довольно дорого. Декоративные свойства вызывают особый интерес к матовому серебру.
Филигранное
Такой металл отличается пробой 960. В ювелирном деле серебро используется для тонких плетеных узоров.
Интересно, что всего 1 грамм металла нужно взять, чтобы сделать 2 км проволоки. Такие украшения требуют аккуратного использования.
Родированное
Такое серебро считается одним из дорогостоящих. Тонкий слой металла платиновой группы позволяет увеличить износостойкость и эластичность. Такое покрытие защищает украшение от окисления.
Ювелирные изделия из такого серебра можно чистить намного реже, чем другие.
Черненое
Такой интересный вид придумали в России еще в XVII веке. Углубления в изделии заполняются сплавом сульфидов меди, свинца и серебра. В итоге обработанные участки становятся черными, а все выступы остаются белыми.
Очищать изделия следует особо бережно, чтобы не разрушить напыление.
Оксидированное
Подвид черненого серебра. Для создания визуальных эффектов используется пленка из оксида серебра. В этом случае все впадинки могут иметь синий, серый, фиолетовый или черный оттенок.
Украшения требуют особой аккуратности при чистке.
Позолоченное
Внешне напоминает золото, однако стоит дешевле. Изделия следует использовать бережно, чтобы не стереть желтое напыление.
Нельзя допускать контакта позолоченного серебра с химическими веществами и даже водой. Запрещены любые агрессивные механические воздействия.
Применение
Область использования серебра так велика, что сложно перечислить все и сразу. При этом часто металл используется в малом количестве. Физические и химические свойства делают аргентум привлекательным для ювелирного дела. Эти же особенности позволяют использовать серебро при изготовлении технических приспособлений в медицине.
Для украшений и столовых приборов не применяют чистый металл. Пластичность и гибкость его просто не позволяют поступать таким образом. В сплав добавляют медь и подобные вещества для улучшения стойкости к деформации. Чем больше дополнительного материала, тем меньше гибкость.
Стоит отметить, что в любой сфере используется сплав серебра, а не чистый материал. В качестве меры используется проба. Трехзначное число показывает, сколько серебра в 1 кг конкретного сплава.
В России официально признаны несколько официальных вариантов пробы.
- 720. Желтоватый сплав используется для изготовления пружин, иголок и деталей, что подвергаются большим нагрузкам.
- 800. Металл с желтоватым оттенком применяется при создании украшений и столовых приборов.
- 830. Сфера применения такая же, как и у предыдущего варианта.
- 875. Используется в ювелирной промышленности. Украшения часто покрываются позолотой.
- 916. Ранее использовался для создания столовых приборов. Теперь же в ювелирном деле не применяется вовсе.
- 925. Стандартное стерлинговое серебро. Особо ценится при создании украшений благодаря тому, что практически не окисляется. Может использоваться при изготовлении столовых приборов.
- 960. Применяется сплав при создании изделий с рельефными композициями. Украшения легко деформируются.
- 999. Сырье для изготовления монет и слитков. А также применяется для электрооборудования, в ионизаторах и очистителях воздуха. Такой металл используют при изготовлении зеркал с максимальной точностью. Чистый аргентум можно найти в составе медицинских препаратов.
Сфера применения не ограничивается этим перечнем. Серебро может использоваться в пищевой промышленности. Из него делают аппараты для выжимания сока и изготовления других напитков. Бруски и порошок можно встретить в аккумуляторах.
Вообще, именно в промышленности используется наибольшее количество серебра. Особенно в электротехнике. Хлорид серебра применяется в качестве покрытия радарных поверхностей. Так, металл можно встретить при производстве:
- радиоэлектронных компонентов;
- свинцовых аккумуляторов;
- инфракрасной оптики;
- фильтров противогазов;
- некоторых детонаторов.
Интересные факты
- Последние годы принесли много интересных открытий. Все они позволили обнаружить новые возможности использования серебра в ювелирном деле, промышленности и медицине. В мире существует Институт серебра. Именно эта инстанция сообщает о перспективах использования металла.
- Ученые из Калифорнии вывели новый метод использования серебра для изготовления твердого металла. Вещество будет объединять лучшие качества этой группы элементов со стеклом. Итоговый материал можно применять для изготовления медицинских имплантатов. Ученые уверены, что новинка существенно лучше, чем имеющиеся аналоги.
- Наличие серебра уменьшает риск заражения инфекцией. Это обусловлено уникальными антибактериальными свойствами. Конечно, металл-стекло еще недостаточно исследован. Но сам факт создания такого материала весьма любопытный.
- Из серебра изготавливают необычные наночастицы. Они используются в качестве сенсоров, которые позволяют обнаружить болезнетворные бактерии. Респираторная маска с серебром позволяет уничтожить множество микроорганизмов. Этим общество также обязано науке.
Еще больше интересных фактов о серебре смотрите в следующем видео.
Источник
Сегодня
серебро в природе является самым распространенным драгоценным металлом, среди
все существующих. Несмотря на то, что цена 1 грамма золота в 65 раз больше, чем
цена одного грамма серебра. Цена платины приблизительно в 75 раз превышает цену
серебра. Не беря в учет, цену на драгоценные металлы, именно серебро с давних
лет и сейчас используется для изготовления денежных монет. Из истории известно,
что серебро является единственным металлом, в честь которого было дано имя
целой стране. Ведь именно она было главным его источником на тот момент. Аргентина – это именно та страна, которая
получила свое название в честь самого распространенного металла.
Нахождение
серебра в природе
Драгоценный
сплав находится на 65 месте в списке самых встречаемых веществ в мире (64 место
занимает ртуть, а 66 – селен). Если смотреть среди драгоценных металлов, то
серебро самый часто встречаемый металл.
В основном драгоценный металл находят в виде: небольших зерен неправильной формы, листков, пластин, тонкой проволоки.
0,075
гр / т – среднее значение концентрации серебра в коре Земли. Это почти в 20 раз
превышает содержание золота и платины. Серебро содержится в коре не равномерно,
содержание его колеблется от 0,05 до 1 г/т.
Умеренное
содержание серебра в морской воде равно 0,00004 гр / т. Это в десятки раз
больше, чем содержание золота и платины в данном растворе. Высокие значения серебра в такой среде
объясняется высокой активностью данного металла.
Известно,
что более 50 минералов имеют в своем составе серебро. Например, серебро
содержится в сульфидных рудах меди, свинцовых и цинковых. Реже можно встретить
серебро в сплавах висмута или сурьмы. Его всегда можно найти в золотых рудах.
Мировые
серебряные запасы
До
начала 19 века главным поставщиком всего серебра выступала Америка. 85 % всего
запаса поставлялись с Мексики, Перу, Боливии. Ближе к 20 веку начали активно
развиваться технологии добычи металла. Тогда его добывание было налажено по
всей планете, что дало толчок к глобальному развитию данной промышленности.
Месторождения в Южной Америке и сегодня считаются самыми богатыми на
драгоценное серебро.
Российская
Федерация размещается на почетном месте в пятерке стран, которые добывают на
своей территории больше всего драгоценного сплава. Сибирь и Дальний Восток –
главные эпицентры добычи серебра.
В какой форме в природе распространено серебро?
Серебро в природе встречается в виде: самородного сплава, примеси ко многим рудам. Все зависит от того, какое химическое сцепление с другим веществом образует серебро. Чаще всего можно встретить серебро как примесь, так 85% его находится в сернистой руде. Чистый сплав серебра можно встретить еще чаще, нежели самородное золото. Что объяснимо, ведь серебро легко образует прочные соединения с множеством химических элементов (золото, медь, ртуть, платина, висмут, железо и прочее).
В
основном драгоценный металл находят в виде: небольших зерен неправильной формы,
листков, пластин, тонкой проволоки. Большие самородные сплавы найти очень
сложно, но иногда такие куски могут весить пару сотен килограмм. Проще всего
найти серебро в местах добычи руды из цветных металлов. Кроме серебряной части
из таких руд добывают золото, медь, уран, никель и другие элементы.
Драгоценный металл, который входит в состав руды, подергают извлечению такими же методами, как и извлекают золото. Самыми эффективными методами являются амальгамация и цианирование. После извлечения серебро идет на выпуск, его формируют в слитки, порошок и гранулы. При правильном извлечении, возможно, получить чистый сплав серебра с 99,9999 % его содержанием.
Добыча серебра в природе
Источник