Серебро

Серебро — химический элемент с атомным номером 47 в периодической системе, обозначается символом Ag (лат. Argentum), ковкий, пластичный металл белого цвета. Один из дефицитных элементов. Кристаллическая решетка — гранецентрированная кубическая.
Т_пл. = 963°С;
Плотность — 10,5 г/см³;

История

Достаточно очевидно, что русск. серебро, польск. srebro, болг. сребро, старослав. сьребро восходят к праславянскому *sьrebro, которое имеет соответствия в балтийских (лит. sidabras, др.-прусск. sirablan) и германских (готск. silubr, нем. Silber, англ. silver) языках. Дальнейшая этимология за пределами германо-балто-славянского круга языков неясна.

Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в своё время серебро, равно как и золото, часто встречались в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд. Это предопределило довольно сильное присутствие серебра в культурных традициях различных народов. 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 монет.

Нахождение серебра в природе

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 х 1 х 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.

Известно более 50 природных минералов серебра, из которых важное промышленное значение имеют лишь 15-20, в том числе: — самородное серебро; — электрум (золото-серебро); — кюстелит (серебро-золото); — аргентит (серебро-сера); — прустит (серебро-мышьяк-сера); — бромаргерит (серебро-бром); — кераргирит (серебро-хлор); — пираргирит (серебро-сурьма-сера) и другие.

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.

Физические свойства серебра

Чистое серебро — довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100%). C течением времени тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида. Обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов.

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:

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 пленок может быть окислено кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом. Во влажном воздухе в присутствии даже малейших следов двухвалентной серы (сероводород, тиосульфаты, резина) образуется налет малорастворимого сульфида серебра, обуславливающего потемнение серебряных изделий:

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: медносеребряный припой ПСР-45 используется для пайки медных котлов, чем выше процент серебра, тем выше качество; иногда также, добавляя его к свинцу в количестве 5%, им заменяют оловянный припой.
В составе сплавов: для изготовления катодов гальванических элементов (батареек).
Применяется как драгоценный металл в ювелирном деле (обычно в сплаве с медью, иногда с никелем и другими металлами).
Используется при чеканке монеты (в особенности в прошлом).
Галогениды серебра и нитрат серебра используются в фотографии, так как обладают высокой светочувствительностью.
Из-за высочайшей электропроводности и стойкости к окислению применяется:
в электротехнике и электронике как покрытие ответственных контактов
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.
Используется как дезинфицирующее вещество, в основном для обеззараживания воды. Некоторое время назад для лечения простуды использовали раствор протаргол и колларгол, которые представляли собой коллоидное серебро.

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 (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.

Монокристаллы фторида серебра используются для генерации лазерного излучения с длиной волны 0,193 мкм (ультрафиолетовое излучение).

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 так же используется в сухих гальванических элементах следующих систем:хлор-серебряный элемент, бром-серебряный элемент, йод-серебряный элемент.

Серебро зарегистрировано в качестве пищевой добавки Е174.

Серебро в медицине

Одной из важных сфер использования серебра являлась алхимия, тесно связанная с медициной. Уже за 3 тыс. лет до н.э. в Китае, Персии и Египте были известны лечебные свойства самородного серебра. Древние египтяне, например, прикладывали серебряную пластину к ранам, добиваясь их быстрого заживления. О способности этого металла долгое время сохранять воду пригодной для питья также знали с древних времен. Например, персидский царь Кир в военных походах перевозил воду только в серебряных сосудах. Знаменитый средневековый врач Парацельс лечил некоторые болезни "лунным" камнем - азотнокислым серебром (ляпис). Этим средством в медицине пользуются и поныне.

Развитие фармакологии и химии, появление множества новых природных и синтетических лекарственных форм не уменьшили внимания современных медиков к этому металлу. В наши годы оно продолжает широко использоваться в индийской фармакологии (для изготовления традиционных в Индии аурведических препаратов). Аюрведа (Ayurveda) - это древний способ диагностики заболеваний и лечения, малоизвестный за пределами Индии. Более 500 млн. человек в Индии принимают такие препараты, поэтому очевидно, что потребление серебра в фармакологии страны очень велико. Сравнительно недавно современные исследования клеток организма на содержание серебра привели к заключению, что оно повышено в клетках мозга. Таким образом, сделан вывод, что серебро является металлом необходимым для жизнедеятельности человеческого организма и что открытые пять тысячелетий назад лечебные свойства серебра не утратили своей актуальности и в настоящее время.

Мелкораздробленное серебро широко применяется для обеззараживания воды. Вода, настоянная на порошке серебра (как правило, применяют посеребренный песок) или профильтрованная через такой песок, почти полностью обеззараживается. Серебро в виде ионов активно взаимодействует с различными другими ионами и молекулами. Малые концентрации полезны, так как серебро уничтожает многие болезнетворные бактерии. Установлено также, что ионы серебра в малых концентрациях способствуют повышению общей сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям. Развивая это направление использования, в довершение к зубным пастам, защитным карандашам, керамическим плиткам, покрытым серебром, в Японии даже стали изготавливать ладан, который содержит ионизированное серебро и при сжигании высвобождает ионы, убивающие бактерии. На этом свойстве серебра основано действие таких лекарственных препаратов, как протаргол, колларгол и др., представляющих собой коллоидные формы серебра и способствующих излечению гнойных поражений глаз.

Давно известно что если к серебрянным электродам приложить напряжение в несколько вольт, то их обеззараживающее действие заметно усиливается (данный эффект использовался в портативных бытовых приборах для обеззараживания воды). Значительное усиление эффекта наблюдается если на поверхности электродов выращивать серебрянные наностолбики. При этом напряжение не обязательно прикладывать непосредственно к электродам, а можно создавать внешним полем. [1]

Еще более эффективно действует слабый раствор комплексного соединения серебра с аммиаком, применяющийся в медицине под названием аммарген (производное от слов "аммиак" и "аргентум"). Нитраты серебра в виде раствора аммаргена широко применяются для промывания ран или слизистой оболочки при различных воспалительных состояниях, а также используются в изготовлении различных антибактериальных средств.

Обычно серебро поступает в организм с водой и пищей в ничтожно малых количествах — всего 7 микрограммов в сутки. И при этом такое явление, как дефицит серебра, пока нигде не описано. Ни один из серьёзных научных источников не относит серебро к жизненно важным биоэлементам. Серебро — это тяжёлый металл. Пить воду с ионами серебра не стоит. Серебро (как и золото) — клеточный яд, ксенобиотик: ионы серебра замещают ионы микроэлементов в ферментах, например (Со), ответственных за метаболизм и размножение. Это приводит к нарушению функции клетки и к её гибели. Постоянное употребление серебра даже в малых дозах может вызвать хроническое заболевание, связанное с повышенным содержанием серебра в организме — аргирию (аргентоз, аргироз). Согласно документу "Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1074-01" ПДК (предельно допустимая концентрация) по содержанию катионов серебра в питьевой воде составляет 0,05 мг/л (для сравнения, у свинца — 0,03 мг/л), нормируется по санитарно-токсикологическому признаку вредности, класс опасности 2 (высокоопасные). С точки зрения применения серебра для дезинфекции питьевой воды в системах водоподготовки этот метод ничем не отличается от использования в тех же целях хлорирования, йодирования, бромирования и других химических методов обеззараживания. При выборе фильтрующих систем следует отдавать предпочтение тем, в которых серебро надёжно закреплено в волокнах ионнообменного материла, где катионы серебра угнетают развитие бактерий, но покинуть фильтр не могут, не вымываются и не попадают в очищенную воду. Использование серебра в качестве бактерицида — в любой концентрации — в воде, предназначенной для детского питания, запрещено законодательно. Коллоидное серебро нередко пропагандируется в качестве универсального лекарства от всех болезней. Между тем, американское Управление по продуктам и лекарствам (FDA) не рекомендует это средство для лечения заболеваний. По данным FDA, коллоидное серебро не только неэффективно, но и может вызывать серьёзные побочные эффекты. Помимо аргирии, при длительном его употреблении может возникать поражение почек, неврологические расстройства, нарушение пищеварения, головные боли и хроническая усталость, считают специалисты.