Серебро

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Перенаправление Шаблон:Карточка химического элемента Шаблон:Элемент периодической системы Серебро́ (Ag от лат. Шаблон:Langi) — элемент 11 группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы первой группы), пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 47.

Простое вещество серебро — ковкий, пластичный благородный металл серо-белого цвета. Кристаллическая решётка — гранецентрированная кубическая. Температура плавления — 962 °C, плотность — 10,5 г/см³. Шаблон:-

История

Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в своё время серебро, равно как и золото, часто встречалось в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд. Это предопределило довольно значительную роль серебра в культурных традициях различных народов. Одним из древнейших центров добычи и обработки серебра была доисторическая Сардиния, где оно было известно с раннего энеолита[1].

В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и являлось символом Луны. В Средние века серебро и его соединения были очень популярны среди алхимиков. С середины XIII века серебро становится традиционным материалом для изготовления посуды. Кроме того, серебро и по сей день используется для чеканки памятных и инвестиционных монет (выход из оборота последних серебряных монет в 1960—1970-е годы примерно совпал с кризисом Бреттон-Вудской валютной системы).

Происхождение названия

Славянские названия металла — рус. Шаблон:Langi, польск. Шаблон:Langi, болг. Шаблон:Langi, Шаблон:Lang-cu — восходят к праславянскому *sьrebro, которое имеет соответствия в балтийских (лит. Шаблон:Langi, др.-прусск. sirablan) и германских (Шаблон:Lang-got silubr, нем. Шаблон:Langi, англ. Шаблон:Langi-en2) языках. Дальнейшая этимология за пределами германо-балто-славянского круга языков неясна, предполагают либо общее происхождение от той же основы, что и анатолийское subau-ro «блестящий», либо раннее заимствование из языков Ближнего Востока: ср. Шаблон:Lang-akk «очищенное серебро», от Шаблон:Lang-akk «очищать, выплавлять», или из доиндоевропейских языков древней Европы: ср. Шаблон:Lang-eu[2]Шаблон:Проверить авторитетность.

Греческое название серебра Шаблон:Lang-grc2 árgyros произошло от индоевропейского корня *H₂erǵó-, *H₂erǵí-, означающего «белый, блистающий». Из того же корня происходит и его латинское название — лат. Шаблон:Langi.

Нахождение в природе

Среднее содержание серебра в земной коре (по Виноградову) — 70 мг/т. Максимальные его концентрации устанавливаются в глинистых сланцах, где достигают 1 г/т. Серебро характеризуется относительно низким энергетическим показателем ионов, что обуславливает незначительное проявление изоморфизма этого элемента и сравнительно трудное его вхождение в решётку других минералов. Наблюдается лишь постоянный изоморфизм ионов серебра и свинца. Ионы серебра входят в решётку самородного золота, количество которого иногда достигает в электруме почти 50 % по массе. В небольшом количестве ион серебра входит в решётку сульфидов и сульфосолей меди, а также в состав теллуридов, развитых в некоторых полиметаллических и особенно, в золото-сульфидных и золото-кварцевых месторождениях.

Определённая часть благородных и цветных металлов встречается в природе в самородной форме. Известны и документально подтверждены факты нахождения не просто больших, а огромных самородков серебра. Так, например, в 1477 году на руднике «Святой Георгий» (месторождение Шнееберг в Рудных горах в 40—45 км от города Фрайберг) был обнаружен самородок серебра весом 20 т. Глыбу серебра размером 1×1×2,2 м выволокли из горной выработки, устроили на ней праздничный обед, а затем раскололи и взвесили. В Дании, в музее Копенгагена, находится самородок весом 254 кг, обнаруженный в 1666 году на норвежском руднике Конгсберг. Крупные самородки обнаруживали и на других континентах. В настоящее время в здании парламента Канады хранится одна из добытых на месторождении Кобальт в Канаде самородных пластин серебра, имеющая вес 612 кг. Другая пластина, найденная на том же месторождении и получившая за свои размеры название «серебряный тротуар», имела длину около 30 м и содержала 20 т серебра. Однако, при всей внушительности когда-либо обнаруженных находок, следует отметить, что серебро химически более активно, чем золото, и по этой причине реже встречается в природе в самородном виде. По этой же причине растворимость серебра выше и его концентрация в морской воде на порядок больше, чем у золота (около 0,04 мкг/л и 0,004 мкг/л соответственно[3]).

Файл:Silver ore.JPG
Руда серебра, Приморье

Известно более 50 природных минералов серебра, из которых важное промышленное значение имеют лишь 15—20, в том числе: Шаблон:Кол

Шаблон:Конец кол

Как и другим благородным металлам, серебру свойственны два типа проявлений:

  • собственно серебряные месторождения, где оно составляет более 50 % стоимости всех полезных компонентов;
  • комплексные серебросодержащие месторождения (в которых серебро входит в состав руд цветных, легирующих и благородных металлов в качестве попутного компонента).

Собственно серебряные месторождения играют достаточно существенную роль в мировой добыче серебра, однако следует отметить, что основные разведанные запасы серебра (75 %) приходятся на долю комплексных месторождений.

Содержание серебра в рудах цветных металлов 10-100 г/т, в золото-серебряных рудах 200—1000 г/т, а в рудах серебряных месторождений 900—2000 г/т, иногда десятки килограммов на тонну.

Серебро встречается и в каустоболитах: торфах, нефти, угле, битуминозных сланцах.

Месторождения

Файл:World Silver Production 2011.svg
Производство серебра по странам (2011 год)

Значительные месторождения серебра расположены на территориях следующих стран: Шаблон:Кол

Шаблон:Конец кол

Также месторождения серебра есть на Кипре и на Сардинии[5].

Физические свойства

Файл:SilverUSGOV.jpg
Самородок серебра

Чистое серебро — довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди, плотность — 10,5 г/см³), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %). Тонкая серебряная фольга в проходящем свете имеет фиолетовый цвет. С течением времени металл тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида, чья тонкая плёнка придаёт тогда металлу характерную розоватую окраску. Обладает самой высокой теплопроводностью среди металлов. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов (удельное электрическое сопротивление 1,59Шаблон:E Ом·м при температуре 20 °C). Относительно тугоплавкий металл, температура плавления 962 °C.

Химические свойства

Серебро, будучи благородным металлом, отличается относительно низкой реакционной способностью, оно не растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах. Однако в окислительной среде (в азотной, горячей концентрированной серной кислоте, а также в соляной кислоте в присутствии свободного кислорода) серебро растворяется:

<math>\mathsf{Ag + 2HNO_{3(conc)} = AgNO_{3} + NO_{2} {\uparrow} + H_{2}O}</math>

Растворяется оно и в хлорном железе, что применяется для травления:

<math>\mathsf{Ag + FeCl_{3} = AgCl + FeCl_{2}}</math>

Серебро также легко растворяется в ртути, образуя амальгаму (жидкий сплав ртути и серебра).

Серебро не окисляется кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонких плёнок может быть окислено кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом. Во влажном воздухе в присутствии даже малейших следов двухвалентной серы (сероводород, тиосульфаты, резина) образуется налёт малорастворимого сульфида серебра, обуславливающего потемнение серебряных изделий:

<math>\mathsf{4Ag + 2H_{2}S + O_{2} = 2Ag_{2}S + 2H_{2}O}</math>

В отсутствие кислорода:

<math>\mathsf{2Ag + H_{2}S = Ag_{2}S + H_{2} {\uparrow}}</math>

Свободные галогены легко окисляют серебро до галогенидов:

<math>\mathsf{2Ag + I_{2} = 2AgI}</math>

Однако на свету эта реакция обращается, и галогениды серебра (кроме фторида) постепенно разлагаются. На этом явлении основан принцип чёрно-белой фотографии.

При нагревании с серой серебро даёт сульфид:

<math>\mathsf{2Ag + S = Ag_{2}S}</math>.

Наиболее устойчивой степенью окисления серебра в соединениях является +1. В присутствии аммиака соединения серебра (I) дают легко растворимый в воде комплекс [Ag(NH3)2]+. Серебро образует комплексы также с цианидами, тиосульфатами. Комплексообразование используют для растворения малорастворимых соединений серебра, для извлечения серебра из руд. Более высокие степени окисления (+2, +3) серебро проявляет только в соединении с кислородом (AgO, Ag2O3) и фтором (AgF2, AgF3), такие соединения гораздо менее устойчивы, чем соединения серебра (I).

Соли серебра (I), за редким исключением (нитрат, перхлорат, фторид), нерастворимы в воде, что часто используется для определения ионов галогенов (хлора, брома, йода) в водном растворе.

Применение

Файл:TomskCoin.jpg
Серебряная монета

Шаблон:Нет источников в разделе

  • Так как обладает наибольшей электропроводностью, теплопроводностью и стойкостью к окислению кислородом при обычных условиях, применяется для контактов электротехнических изделий (например, контакты реле, ламели), а также многослойных керамических конденсаторов.
  • В составе припоев: медносеребряные припои ПСр-72, ПСр-45 и другие, используется для пайки разнообразных ответственных соединений, в том числе разнородных металлов, припои с высоким содержанием серебра используются в ювелирных изделиях, а со средним — в разнообразной технике, от сильноточных выключателей до жидкостных ракетных двигателей, иногда также как добавка к свинцу в количестве 3 % (ПСр-3), им заменяют оловянный припой.
  • В составе сплавов: для изготовления катодов гальванических элементов.
  • Применяется как драгоценный металл в ювелирном деле (обычно в сплаве с медью, иногда с никелем и другими металлами).
  • Используется при чеканке монет (оборотных — до начала 1970-х годов, сейчас — только юбилейных), а также наград — орденов и медалей.
  • Галогениды серебра и нитрат серебра используются в фотографии, так как обладают высокой светочувствительностью.
  • Иодистое серебро применяется для смены погоды («разгон облаков»).
  • Из-за высочайшей электропроводности и стойкости к окислению применяется:
    • в электротехнике и электронике как покрытие ответственных контактов и проводников в высокочастотных цепях;
    • в СВЧ-технике как покрытие внутренней поверхности волноводов.
  • Используется как покрытие для зеркал с высокой отражающей способностью (в обычных зеркалах используется алюминий).
  • Часто используется как катализатор в реакциях окисления, например, при производстве формальдегида из метанола, а также эпоксида из этилена.
  • Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Ограниченно применяется в виде солей (нитрат серебра) и коллоидных растворов (протаргол и колларгол) как вяжущее средство. В прошлом применение препаратов серебра было значительно шире.

Области применения серебра постоянно расширяются, и его применение — это не только сплавы, но и химические соединения. Определённое количество серебра постоянно расходуется для производства серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей, обладающих очень высокой энергоплотностью и массовой энергоёмкостью и способных при малом внутреннем сопротивлении выдавать в нагрузку очень большие токи.

Серебро используется в качестве добавки (0,1—0,4 %) к свинцу для отливки токоотводов положительных пластин специальных свинцовых аккумуляторов, имеющих очень большой срок службы (до 10—12 лет) и малое внутреннее сопротивление.

Хлорид серебра используется в хлор-серебряно-цинковых батареях, а также для покрытий некоторых радарных поверхностей. Кроме того, хлорид серебра, прозрачный в инфракрасной области спектра, используется в инфракрасной оптике.

Шаблон:Прояснить2

Серебро используется в качестве катализатора в фильтрах противогазов.

Ацетиленид серебра (карбид) изредка применяется как мощное инициирующее взрывчатое вещество (детонаторы).

Фосфат серебра используется для варки специального стекла, используемого для дозиметрии излучений. Примерный состав такого стекла: фосфат алюминия — 42 %, фосфат бария — 25 %, фосфат калия — 25 %, фосфат серебра — 8 %.

Перманганат серебра, кристаллический тёмно-фиолетовый порошок, растворимый в воде; используется в противогазах. В некоторых специальных случаях серебро также используется в сухих гальванических элементах следующих систем: хлор-серебряный элемент, бром-серебряный элемент, йод-серебряный элемент.

Серебро зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е174.

В медицине

Шаблон:Main До середины ХХ века нитрат серебра использовался в качестве наружного антисептика под названием ляпис. На свету он разлагается на свободное серебро, диоксид азота и молекулярный кислород. Однако в настоящее время во всех сферах применяется множество значительно более эффективных антисептиков.

Начиная с 1990 года, в нетрадиционной медицине наблюдается возрождение использования коллоидного серебра в качестве средства для лечения многочисленных болезней. В лабораторных исследованиях получены разные результаты: в одних исследований показано, что антимикробное воздействие серебра весьма незначительно, в то время как другие показали, что раствор 5—30 ppm является эффективным против стафилококка и кишечной палочки. Данное противоречие связано с размерами коллоидных наночастиц серебра — чем меньше их размер, тем более выражен антимикробный эффект[6]. Следует отметить, что подобные свойства наночастиц характерны для большинства переходных металлов и связаны с разрушением клеточной мембраны бактерий при сорбции наночастицы. Это, однако, проявляется только в очень чистых растворах.

Серебро — это тяжёлый металл, содержание которого в питьевой воде регламентировано СанПиН 2.1.4.1074-01 «Вода питьевая» — серебру присвоен класс опасности 2, «высоко-опасное и потенциально-токсичное химическое вещество». Госсанэпидемнадзор официально утвердил гигиенические нормативы содержания вредных веществ в питьевой воде, в этих нормативах содержание серебра в питьевой воде ограничено концентрацией 0,05 мг/л[7].

В США и Австралии препараты на основе коллоидного серебра не признаны лекарствами и предлагаются в продовольственных магазинах. Также в изобилии их можно встретить в Интернет-магазинах по всему миру в качестве БАД (биологически активных добавок), более простое название — пищевые добавки. Законом США и Австралии было запрещено маркетологам приписывать медицинскую эффективность коллоидному серебру. Но некоторые сайты, в том числе на их территории, по-прежнему указывают на благотворное воздействие препарата при профилактике простуды и гриппа, а также на лечебное воздействие при более серьёзных заболеваниях, таких, как диабет, рак, синдром хронической усталости, ВИЧ/СПИД, туберкулёз, и другие заболевания. Нет никаких медицинских исследований, свидетельствующих о том, что коллоидное серебро эффективно для какого-либо из этих заявленных симптомов.

До эпохи доказательной медицины растворы солей серебра широко применяли в качестве антисептических и вяжущих средств. На этом свойстве серебра основано действие таких лекарственных препаратов, как протаргол, колларгол и др., представляющих собой коллоидные формы серебра. В настоящее время препараты серебра применяются всё реже в связи с низкой эффективностью.

Физиологическое значение

Следы серебра (порядка 0,02 мг/кг) содержатся в организмах всех млекопитающих, но его биологическая роль недостаточно изучена. Головной мозг человека характеризуется повышенным содержанием серебра (0,03 мг на 1000 г свежей ткани, или 0,002 % по массе в золе). Интересно, что в изолированных ядрах нервных клеток — нейронов — серебра гораздо больше (0,08 % по массе в золе)[8]Шаблон:Проверить авторитетность.

С пищевым рационом человек получает в среднем около 0,1 мг Ag в сутки. Относительно много его содержит яичный желток (0,2 мг в 100 г). Выводится серебро из организма главным образом с калом[8].

Ионы серебра обладают бактериостатическими свойствами. Однако для достижения бактериостатического эффекта концентрацию ионов серебра в воде необходимо повысить настолько, что она становится непригодной для питья. Бактериостатические свойства серебра известны с древности. В VI веке до н. э. персидский царь Кир II Великий в своих военных походах использовал серебряные сосуды для хранения воды. Покрытие поверхностных ран серебряными пластинами практиковалось ещё в древнем Египте. Очистку больших количеств воды, основанную на бактерицидном действии серебра, особенно удобно производить электрохимическим путём[8].

В начале 1970-х годов нижний предел бактериостатического действия серебра оценивался содержанием его в воде порядка 1 мкг/л[8]. По данным 2009 года — нижний предел действия находится на уровне 50—300 мкг/л[6], что уже опасно для человека.

Как и некоторые другие тяжёлые металлы, серебро при избыточном поступлении в организм токсично[8].

По санитарным нормам США содержание серебра в питьевой воде не должно превышать 0,05 мг/л. Согласно действующим российским санитарным нормам серебро (аргентум) относится к "высоко-опасным" химическим веществам (класс опасности 2 по санитарно-токсикологическому признаку вредности]), и предельно допустимая концентрация серебра в питьевой воде составляет те же 0,05 мг/л[7].

При длительном поступлении в организм избыточных доз серебра развивается аргирия, внешне выражающаяся серой окраской слизистых оболочек и кожи[9], причём преимущественно на освещённых участках тела, что обусловлено отложением частичек восстановленного серебра. Какие-либо расстройства самочувствия заболевших аргирией наблюдаются далеко не всегда. Вместе с тем, немедицинскими источниками отмечалось, что они не подвержены инфекционным заболеваниям[8]Шаблон:Проверить авторитетность.

Ионы серебра оказывают генотоксичный эффект, разрушая целостность молекул ДНК в клетках, в том числе вызывая перестройки в хромосомах и фрагментацию последних. Кроме того, исследователи выявили повреждения генов в сперматозоидах[10]Шаблон:Проверить авторитетность.

Добыча

Серебро было известно с глубокой древности (4-е тысячелетие до н. э.) в Египте, Персии, Китае[11].

Значительным источником извлечённого серебра (не в виде самородков) считается территория Анатолии (современная Турция). Добываемое серебро поступало в основном на Ближний Восток, на Крит и в Грецию[12].

Более или менее значительные данные о добыче серебра относятся к периоду после III тысячелетия до н. э., например, известно, что халдеи в 2500 году до н. э. извлекали металл из свинцово-серебряных руд[12].

После 1200-х годов до н. э. центр производства металла сместился в Грецию, в Лаврион, недалеко от Афин. Шахты были весьма богаты: их добыча с 600 до 300 года до н. э. составляла около 1 млн тройских унций (30 т) в год. В течение почти тысячи лет они оставались самым крупным источником серебра в мире[12].

С IV по середину I века до н. э. лидером по производству серебра были Испания и Карфаген[12].

Во II—XIII веках действовало множество рудников по всей Европе, которые постепенно истощались.

По мере расширения торговых связей, требующих денежного обращения, в XII—XIII веках выросла добыча серебра в Гарце, Тироле (главный центр добычи — Швац), Рудных горах, позднее в Силезии, Трансильвании, Карпатах и Швеции. С середины XIII до середины XV веков ежегодная добыча серебра в Европе составляла 25—30 т; во 2-й половине XV века она достигала 45—50 т в год. На германских серебряных рудниках в это время работало около 100 тысяч человек.[13]Шаблон:Нет в источнике Крупнейшим из старых месторождений самородного серебра является открытое в 1623 году месторождение Конгсберг в Норвегии[14].

Освоение Америки привело к открытию богатейших месторождений серебра в Кордильерах. Главным источником становится Мексика, где в 15211945 годах было добыто около 205 тыс. т металла — около трети всей добычи за этот период. В крупнейшем месторождении Южной Америки — Потоси — за период с 1556 по 1783 год добыто серебра на Шаблон:Прояснить2 и 6 «прочных реалов» (последний в 1732 году равнялся 85 мараведи)[15].

В России первое серебро было выплавлено в июле 1687 года российским рудознатцем Лаврентием Нейгартом из руд Аргунского месторождения (Нерчинский горный округ)[16]. В 1701 году в Забайкалье был построен первый сереброплавильный завод, который на постоянной основе стал выплавлять серебро 3 года спустя. Некоторое количество серебра добывалось на Алтае. Лишь в середине XX века освоены многочисленные месторождения на Дальнем Востоке[14].

В 2008 году[17] всего добыто 20 900 т серебра. Лидером добычи является Перу (3600 т), далее следуют Мексика (3000 т), Китай (2600 т), Чили (2000 т), Австралия (1800 т), Польша (1300 т), США (1120 т), Канада (800 т).

На 2008 год лидером добычи серебра в России является компания «Полиметалл», добывшая в 2008 году 535 т[18]. В 2009 и 2010 годах «Полиметалл» добыл по 538 т серебра, в 2011 году — 619 т.

В 2018 в мире добыли 27 тыс тонн, в России запасы примерно 70 тыс тонн а добыча 1119т\г.[19]

Мировая добыча серебра (1990-2017) (1990-2007 — данные U.S. Geological Survey[20], 2008-2017 — данные The Silver Institute[21]): Шаблон:Graph:Chart

Мировые запасы серебра оцениваются в 505 тыс. т (на 1986 год), подтверждённые — 360 тыс. т[22].

Цена

Цены на серебро обвалились в марте 2020 и достигли 11,8$\унция 0,416$\грамм из-за пандемии коронавируса и срыва сделки ОПЕК+.[23]

В мифологии

В мифологии многих народов серебру приписываются магические свойства, способность отгонять всяческую нечисть — оборотней, вампиров, злых духов и так далееШаблон:Нет АИ.

См. также

Шаблон:Кол

Шаблон:Конец кол

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:Навигация

Шаблон:Внешние ссылки Шаблон:Навигационная обёртка

Шаблон:Навигационная обёртка/конец

Шаблон:Ряд активности металлов Шаблон:Соединения серебра Шаблон:Металлы и сплавы, используемые для изготовления монет

Шаблон:Спам-ссылки

  1. Silver in Neolithic and Eneolithic Sardinia, in H. Meller, R. Risch, E. Pernicka (eds.), Metalle der Macht — Frühes Gold und Silber. 6. Mitteldeutscher Archäologentag vom 17. bis 19. Oktober 2013 in Halle (Saale), Tagungen des Landesmuseums für Vorgeschichte Halle 11 (Halle (Saale), 2014.
  2. Шаблон:Cite news
  3. J. P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965.
  4. Про серебро " месторождения Шаблон:Webarchive.
  5. Про серебро " История серебра Шаблон:Webarchive.
  6. 6,0 6,1 Khaydarov R. A, Khaydarov R. R., Estrin Y., Cho S., Scheper T, and Endres C, «Silver nanoparticles: Environmental and human health impacts», Nanomaterials: Risk and Benefits, Series: NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security, 2009, Springer, Netherlands, pp. 287—299. ISSN 1874-6519.
  7. 7,0 7,1 СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 Шаблон:Книга
  9. Интернет-знаменитость «Папа Смурф» скончался в США на 63 году жизни.
  10. Найдена опасность обеззараживания воды серебром: Наука: Наука и техника: Lenta.ru
  11. Шаблон:Книга
  12. 12,0 12,1 12,2 12,3 Шаблон:Книга
  13. Шаблон:Cite web/unclickable
  14. 14,0 14,1 Михаил Максимов «Очерк о серебре»Шаблон:Недоступная ссылка
  15. Письмо казначея Потоси дона Ламберто де Сьерра императору Карлу III от 16 июня 1784 года. // Colleccion de documentos ineditos para la historia de Espana. Tomo V. — Madrid, 1844.
  16. Трухин В. И. О «бедном» Нейдгарте замолвите слово // Российский исторический иллюстрированный журнал «РОДИНА» 2012 г., № 12.
  17. MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2009.
  18. ПРАЙМ-ТАСС: «Полиметалл» в январе—июне получил 19 млн долл чистой прибылиШаблон:Недоступная ссылка.
  19. Добыча серебра в мире: объёмы и запасы | Добывающая промышленность
  20. Шаблон:Cite web
  21. Шаблон:Cite web)
  22. Шаблон:Книга
  23. Заражённый металл: почему мировые цены на серебро достигли 11-летнего минимума — РТ на русском