Ульяновський Державний Університет
Федеральне агентство з освіти
Інститут Економіки та Бізнесу
Контрольна робота
по "Хімії"
на тему:
"Хімія елементів IБ групи періодичної
Системи (Cu, Ag, Au)
Виконав: студент 1 курсу з / ф Мавлют А.В.
Перевірив викладач:
Іванова Л.А.
Ульяновськ 2006
План
1. Золото. 4
1.1 Поширеність золота в природі. 4
1.2 Хімічні властивості. 5
1.3 Фізико-механічні властивості. 6
1.4 Застосування золота в науці і техніці. 7
1.5 Валютно - фінансове значення золота. 10
2. Срібло. 12
2.1 Історичні відомості. 12
2.2 Природне стан і отримання. 13
2.2 Хімічні властивості срібла. 15
2.4 Найважливіші сполуки срібла. 17
2.5 Аналітичне визначення срібла. 18
2.6 Біологічна активність срібла. 18
2.7 Області застосування. 19
3. Мідь. 21
3.1 Хімічні та фізичні властивості елемента. 22
3.2 Мінерали .. 23
Список літератури .. 25
Підвищений вміст золота виявляють у водах джерел і річок, що протікають в золотоносних районах. У природі золото знаходиться головним чином у самородному вигляді і є мінерал, що є твердим розчином срібла в золоті, що містить до 43% Ag, з домішками міді, заліза, свинцю, рідше вісмуту, ртуті, платини, марганцю та інших елементів. Крім того, золото зустрічається у вигляді природних амальгам, а також хімічних сполук - соленідов і теллурідов. За розміром частинок самородне золото поділяється на тонкодисперсної (1 - 5 мкм), пиловидне (5 - 50 мкм), дрібне (0,05 - 2 мм) і велике (більш 2 мм). Частинки масою більше 5 г відносяться до самородкам. Найбільші самородки -''Плита Холтермана''(285 кг) і''Бажаний Незнайомець''(71 кг) знайдені в Австралії. Знахідки самородків відомі в багатьох районах Уралу, Сибіру, Якутії і Колими. Самородне золото концентрується в гідротермальних родовищах.
Родовища золота поділяються на корінні і розсипні. Родовища золота формировано на різних глибинах - від десятків метрів до 4 - 5 км від поверхні землі. Корінні родовища представлені жилами, системами жив, покладами і зонами прожилково-вкраплених руд довжиною від десятків до тисяч метрів. Протягом тривалого періоду історії землі гори руйнувалися і вода забирала все, що не розчинялося в ріках. Одночасно відокремлювалися важкі мінерали від легких і накопичувалися у місцях, де швидкість течії мала. Так утворилися розсипні родовища з концентрацією щодо великого золота. Як правило, промислові розсипи утворяться відносно недалеко від корінних родовищ. Певна частина мікроскопічних часток золота залишається в розсипах, однак внаслідок неможливості його витягу воно практичного значення не має. Частина мікроскопічних і колоїдних частинок золота несеться водними джерелами в моря, океани і озера, де воно розсіяно у вигляді найтонших суспензій або знаходиться в мулистих опадах. Таким чином в результаті дії ерозійних процесів більшість золота безповоротно втрачається.
Великі розбіжності існують у результаті вимірювання температури плавлення золота - від 1062.7 до 1067.4 С. Як правило, температурою плавлення золота вважають 1063 З. Теплота сублімації золота при 25 С дорівнює 87.94 ккал. Поверхневий натяг розплавленого золота складає 1.134 Дж / м. Теплопровідність золота l при 20 С складає 0.743 кал і мало змінюється з підвищенням температури. При низьких температурах спостерігається максимум теплопровідності при 10 К. Температурний коефіцієнт електроопору при 0 - 100 З дорівнює 0.004 С. Опромінення, наклеп і загартування золота приводять у результаті утворення дефектів решітки до невеликих змін параметра решітки та обсягу металу. Однак ці зміни дуже не значні, лінійні розміри змінюються лише на трохи сотих відсотків. У процесі відпалу відбувається термічний повернення властивостей, зміна яких було викликано дефектами гратки. Для чистого золота характерні низьке значення межі міцності s - порядку 13 - 13.3 кгс / мм - і високе значення відносного подовження - порядку 50% - у відпаленому стані. Межа текучості s також дуже низький, він дорівнює 0.35 кгс / мм. Зміцнення в процесі пластичної деформації дуже не значно внаслідок схильності золота до рекристалізації в процесі деформування.
Слід зазначити, що в електроніці на 90% золото використовують у вигляді покриттів. Електроніка та пов'язані з нею галузі машинобудування є основними споживачами золота в техніці. У цій області золото широко використовують для з'єднання інтегральних схем зварюванням тиском або ультразвукової зварюванням, контактів штепсельних роз'ємів, як тонких дротяних провідників, для пайки елементів транзисторів і інших цілей. В останньому випадку особливо важливо те, що золото утворює легкоплавкі евтектики з індієм, галієм, кремнієм і іншими елементами, які володіють провідністю певного типу. Крім технологічних удосконалень в електроніці, для ряду деталей і вузлів замість золота стали використовувати паладій, покриття оловом, сплавами олова зі свинцем і сплавом 65% Sn + 35% Ni із золотим подслоем. Сплав олова з нікелем має високу зносостійкість, корозійною стійкістю, прийнятною величиною контактного опору і електропровідністю. Незважаючи на те, що в даний час витрата золота в електроніці безупинно зростає, вважається, що він міг бути на 30% вище, якби не заходи, спрямовані на економію золота.
У мікроелектроніці широко застосовують пасти на основі на основі золота з різним електроопору. Широке використання золота і його сплавів для контактів слаботочной апаратури обумовлено його високими електричними і корозійними властивостями. Срібло, платина і їхні сплави при використанні в якості контактів, комутуючих мікроструми при мікронапружень, дають набагато гірші результати. Срібло швидко тьмяніє в атмосфері, забрудненої сірководнем, а платина полімеризують органічні сполуки. Золото вільно від цих недоліків, і контакти з його сплавів забезпечують високу надійність і тривалий термін служби. Золоті припої з низьким тиском пари використовують для пайки вакуумноплотних швів деталей електронних ламп, а також для пайки вузлів в аерокосмічній промисловості.
У вимірювальній техніці для контролю температури і особливо для вимірювань низьких температур використовують сплави золота з кобальтом або хромом. У хімічній промисловості золото головним чином використовують для плакування сталевих труб, призначених для транспортування агресивних речовин.
Золоті сплави застосовують у виробництві годинних корпусів і пір'я для авторучок. У медицині використовують не тільки зубопротезні золоті сплави, але й медичні препарати, що містять солі золота, для різних цілей, наприклад при лікуванні туберкульозу. Радіоактивне золото використовують при лікуванні злоякісних пухлин. У наукових дослідженнях золото використовують для захоплення повільних нейтронів. За допомогою радіоактивних ізотопів золота вивчають дифузійні процеси в металах і сплавах.
Золото застосовують для металізації шибок будинків. У спекотні літні місяці через шибки будинків проходить значна кількість інфрачервоного випромінювання. За цих обставин тонка плівка (0.13 мкм) відбиває інфрачервоне випромінювання і в приміщенні стає значно прохолодніше. Якщо через таке скло пропустити струм, то воно матиме протитуманні властивості. Покриті золотом оглядові стекла судів, електровозів і т.д. ефективні в будь-який час року.
Більшість дослідників вважають, що перша золота монета була викарбувана в VII ст. до н.е. в Лідії зі сплаву, що містить 73% Au і 27% Ag. Трохи пізніше почали карбувати золоті монети і в стародавній Греції. У країнах Середземномор'я і на Близькому Сході нарівні з золотими були в обігу срібні монети, що вказує на раннє походження біметалізму. Співвідношення цінності між золотом і сріблом було різним у залежності від епохи і наявності запасів цих металів. За свідченням Плінія, першу золоту монету римляни вибили в III ст. до н.е. Саме слово''монета''відбулося від назви римського храму Юнона - Монета, де був організований перший римський монетний двір.
На початку XIX ст. намічається перехід до золотого стандарту у Великобританії, законодавчо - наприкінці XVIII ст., фактично - в 1823 р. У Франції, Німеччині, Росії, Японії та США перехід до монометалічна грошовій системі завершився в останній чверті XIX ст. Вищою формою золотого стандарту був золотомонетний стандарт, що характеризується вільною циркуляцією у внутрішньому обігу золотих монет та їх вільної чеканкою, необмеженим розміном на паперові гроші по твердих паритетах, вільним ввозом і вивозом золота за кордон.
Вільна циркуляція золота в найбільшою мірою відповідала вимогам системи вільного підприємництва, служила розвитку міжнародних грошових зв'язків, поступово оформились у валютну систему.
Громіздкість золотих монет та пов'язані з цим незручності та витрати при транспортуванні, поступове стирання монет, витрати у зверненні з'явилися об'єктивними причинами переходу на паперові гроші.
Високі ціни на золото стимулюють розробку його замінників, але зовсім очевидно, що універсального замінника золоту знайти не вдається. Можна тільки говорити про заміну золота більш дешевим матеріалом в окремих пристроях, де умови роботи дозволяють це зробити. Якщо взяти до уваги зростання космічних програм, то можна чекати значного зростання технічного застосування золота. Безсумнівно, що якби не специфічні монетарні функції золота, цей метал набагато більш широко застосовувався б техніці вже в даний час.
У вигляді самородків срібло зустрічається набагато рідше. Це, а також менш помітний колір (самородки срібла звичайно покриті чорним нальотом сульфіду) зумовило більш пізнє відкриття його людиною. А звідси спочатку велику рідкість і велику цінність срібла. Але потім сталося друге відкриття срібла ...
Проводячи очищення золота розплавленим свинцем, в деяких випадках замість більш яскравого, ніж природне золото, одержували метал тьмяніший. Але зате його було більше, ніж вихідного металу, який хотіли очистити. Це бліде золото ввійшло в ужиток з третього тисячоліття до нової ери. Греки називали його електроном, римляни - Електрум, а єгиптяни - АСЕМ. Ці сплави золота з сріблом довгий час вважали особливим металом.
У стародавньому Єгипті, куди срібло привозили з Сирії, воно служило для виготовлення прикрас і карбування монет. У Європу цей метал потрапив пізніше (приблизно за 1000 років до н. Е.) і застосовувався для тих же цілей. Світлий блиск срібла дещо нагадує світло Місяця - срібло у алхімічний період розвитку хімії часто пов'язували з Місяцем і позначали знаком Місяця. Передбачалося, що срібло являє собою продукт перетворення металів на шляху їх "трансмутації" в золото.
Федеральне агентство з освіти
Інститут Економіки та Бізнесу
Контрольна робота
по "Хімії"
на тему:
"Хімія елементів IБ групи періодичної
Системи (Cu, Ag, Au)
Виконав: студент 1 курсу з / ф Мавлют А.В.
Перевірив викладач:
Іванова Л.А.
Ульяновськ 2006
План
1. Золото. 4
1.1 Поширеність золота в природі. 4
1.2 Хімічні властивості. 5
1.3 Фізико-механічні властивості. 6
1.4 Застосування золота в науці і техніці. 7
1.5 Валютно - фінансове значення золота. 10
2. Срібло. 12
2.1 Історичні відомості. 12
2.2 Природне стан і отримання. 13
2.2 Хімічні властивості срібла. 15
2.4 Найважливіші сполуки срібла. 17
2.5 Аналітичне визначення срібла. 18
2.6 Біологічна активність срібла. 18
2.7 Області застосування. 19
3. Мідь. 21
3.1 Хімічні та фізичні властивості елемента. 22
3.2 Мінерали .. 23
Список літератури .. 25
1. Золото
1.1 Поширеність золота в природі
У земній корі міститься золота в 20 разів менше, ніж срібла, і в 200 разів менше, ніж ртуті. Нерівномірний розподіл золота в різних частинах земної кори утрудняє вивчення його геохімічних особливостей. У морях і океанах міститься близько 10 млрд. т золота. Приблизно стільки ж міститься золота в річкових і підземних водах.Підвищений вміст золота виявляють у водах джерел і річок, що протікають в золотоносних районах. У природі золото знаходиться головним чином у самородному вигляді і є мінерал, що є твердим розчином срібла в золоті, що містить до 43% Ag, з домішками міді, заліза, свинцю, рідше вісмуту, ртуті, платини, марганцю та інших елементів. Крім того, золото зустрічається у вигляді природних амальгам, а також хімічних сполук - соленідов і теллурідов. За розміром частинок самородне золото поділяється на тонкодисперсної (1 - 5 мкм), пиловидне (5 - 50 мкм), дрібне (0,05 - 2 мм) і велике (більш 2 мм). Частинки масою більше 5 г відносяться до самородкам. Найбільші самородки -''Плита Холтермана''(285 кг) і''Бажаний Незнайомець''(71 кг) знайдені в Австралії. Знахідки самородків відомі в багатьох районах Уралу, Сибіру, Якутії і Колими. Самородне золото концентрується в гідротермальних родовищах.
Родовища золота поділяються на корінні і розсипні. Родовища золота формировано на різних глибинах - від десятків метрів до 4 - 5 км від поверхні землі. Корінні родовища представлені жилами, системами жив, покладами і зонами прожилково-вкраплених руд довжиною від десятків до тисяч метрів. Протягом тривалого періоду історії землі гори руйнувалися і вода забирала все, що не розчинялося в ріках. Одночасно відокремлювалися важкі мінерали від легких і накопичувалися у місцях, де швидкість течії мала. Так утворилися розсипні родовища з концентрацією щодо великого золота. Як правило, промислові розсипи утворяться відносно недалеко від корінних родовищ. Певна частина мікроскопічних часток золота залишається в розсипах, однак внаслідок неможливості його витягу воно практичного значення не має. Частина мікроскопічних і колоїдних частинок золота несеться водними джерелами в моря, океани і озера, де воно розсіяно у вигляді найтонших суспензій або знаходиться в мулистих опадах. Таким чином в результаті дії ерозійних процесів більшість золота безповоротно втрачається.
1.2 Хімічні властивості
Незважаючи на те що золото в періодичній системі Д.І. Менделєєва знаходиться в одній групі з сріблом і міддю, його хімічні властивості набагато ближче до хімічних властивостями металів платинової групи. Електродний потенціал пари Au - Au (111) дорівнює - 1,5 В. Унаслідок такого високого значення на золото не діють розбавлені і концентровані HCI, HNO, HSO. Однак у HCI воно розчиняється в присутності таких окислювачів, як двоокис магнію, хлористе залізо і мідь, а також під великим тиском і при високій температурі в присутності кисню. Золото легко розчиняється також у суміші HCI і HNO (царська горілка). У хімічному відношенні золото - малоактивний метал. На повітрі воно не змінюється, навіть при сильному нагріванні. Золото легко розчиняється в хлорним воді і в аерованих розчинах ціанідів лужних металів. Ртуть також розчиняє золото, утворюючи амальгаму, яка при вмісті більше 15% золота стає твердою. Відомі два ряди сполук золота, відповідальні ступенів окислення +1 та +3. Так, золото утворить два оксиду - оксид золота (1), або закис золота, Au O і оксид золота (111), або окис золота, Au O. Більш стійкі з'єднання, в яких золото має ступінь окислення +3. Сполуки золота легко відновлюються до металу. Восстановителями можуть бути водень під великим тиском, багато металів, які у ряду напруг до золота, перекис водню, двох хлористе олово, сірчанокисле залізо, треххлорістий титан, окис свинцю, двоокис марганцю, перекису лужних і лужноземельних металів. Для відновлення золота використовують також різні органічні речовини: мурашину і щавлеву кислоти, гідрохінон, гідразин, метол, ацетилен і ін Для золота характерна здатність до утворення комплексів з киснем і серосодержащими лігандами, аміаком і амінами унаслідок високої енергії утворення відповідних іонів. Найчастіше зустрічаються з'єднання одновалентного і тривалентного золота. Часто їх розглядають як складні молекули, що складаються з рівного числа атомів Au (1) і Au (3). Трехвалентное золото - дуже сильний окислювач, воно утворить багато стійких з'єднань. Золото з'єднується з хлором, фтором, йодом, киснем, сіркою, телуром і селеном.1.3 Фізико-механічні властивості
Золото давно є об'єктом наукових досліджень і відноситься до числа металів, чиї властивості вивчені досить глибоко. Атомний номер золота 79, атомна маса 197.967, атомний об'єм 10.2см / моль. Природне золото моноізотопному і в нормальних умовах інертно стосовно більшості органічних і неорганічних речовин. Золото має гранецентрированную кубічні грати і не зазнає аллотропических перетворень. Постійна грати а складає 4.07855 А при 25 С, що відповідає значенню 4.0724 А при 20 С.Великі розбіжності існують у результаті вимірювання температури плавлення золота - від 1062.7 до 1067.4 С. Як правило, температурою плавлення золота вважають 1063 З. Теплота сублімації золота при 25 С дорівнює 87.94 ккал. Поверхневий натяг розплавленого золота складає 1.134 Дж / м. Теплопровідність золота l при 20 С складає 0.743 кал і мало змінюється з підвищенням температури. При низьких температурах спостерігається максимум теплопровідності при 10 К. Температурний коефіцієнт електроопору при 0 - 100 З дорівнює 0.004 С. Опромінення, наклеп і загартування золота приводять у результаті утворення дефектів решітки до невеликих змін параметра решітки та обсягу металу. Однак ці зміни дуже не значні, лінійні розміри змінюються лише на трохи сотих відсотків. У процесі відпалу відбувається термічний повернення властивостей, зміна яких було викликано дефектами гратки. Для чистого золота характерні низьке значення межі міцності s - порядку 13 - 13.3 кгс / мм - і високе значення відносного подовження - порядку 50% - у відпаленому стані. Межа текучості s також дуже низький, він дорівнює 0.35 кгс / мм. Зміцнення в процесі пластичної деформації дуже не значно внаслідок схильності золота до рекристалізації в процесі деформування.
1.4 Застосування золота в науці і техніці
Тисячоліттями золото використовувалося для виробництва ювелірних прикрас і монет, а застосування золота для зубопротезування відоме ще стародавнім єгиптянам. Застосування золота в скляній промисловості відомо з кінця XVII ст. Золоту фольгу, а пізніше гальванопокриття золотом широко застосовували для золочення куполів церковних храмів. Лише останні 40 - 45 років можна віднести до періоду чисто технічного застосування золота. Золото володіє унікальним комплексом властивостей, якого не має ні який інший метал. Воно має найвищу стійкістю до дії агресивних середовищ, з електро-та теплопровідності поступається лише сріблу і міді, ядро золота має великий перетин захоплення нейтронів, здатність золота до відбиття інфрачервоних променів близька до 100%, у сплавах воно володіє каталітичними властивостями. Золото дуже технологічно, з нього легко виготовляють надтонку фольгу і мікронну дріт. Покриття золотом легко наносять на метали і кераміку. Золото добре паяется і зварюється під тиском. Така сукупність корисних властивостей послужила причиною широкого використання золота в найважливіших сучасних галузях техніки: електроніці, техніці зв'язку, космічної та авіаційної техніки, хімії.Слід зазначити, що в електроніці на 90% золото використовують у вигляді покриттів. Електроніка та пов'язані з нею галузі машинобудування є основними споживачами золота в техніці. У цій області золото широко використовують для з'єднання інтегральних схем зварюванням тиском або ультразвукової зварюванням, контактів штепсельних роз'ємів, як тонких дротяних провідників, для пайки елементів транзисторів і інших цілей. В останньому випадку особливо важливо те, що золото утворює легкоплавкі евтектики з індієм, галієм, кремнієм і іншими елементами, які володіють провідністю певного типу. Крім технологічних удосконалень в електроніці, для ряду деталей і вузлів замість золота стали використовувати паладій, покриття оловом, сплавами олова зі свинцем і сплавом 65% Sn + 35% Ni із золотим подслоем. Сплав олова з нікелем має високу зносостійкість, корозійною стійкістю, прийнятною величиною контактного опору і електропровідністю. Незважаючи на те, що в даний час витрата золота в електроніці безупинно зростає, вважається, що він міг бути на 30% вище, якби не заходи, спрямовані на економію золота.
У мікроелектроніці широко застосовують пасти на основі на основі золота з різним електроопору. Широке використання золота і його сплавів для контактів слаботочной апаратури обумовлено його високими електричними і корозійними властивостями. Срібло, платина і їхні сплави при використанні в якості контактів, комутуючих мікроструми при мікронапружень, дають набагато гірші результати. Срібло швидко тьмяніє в атмосфері, забрудненої сірководнем, а платина полімеризують органічні сполуки. Золото вільно від цих недоліків, і контакти з його сплавів забезпечують високу надійність і тривалий термін служби. Золоті припої з низьким тиском пари використовують для пайки вакуумноплотних швів деталей електронних ламп, а також для пайки вузлів в аерокосмічній промисловості.
У вимірювальній техніці для контролю температури і особливо для вимірювань низьких температур використовують сплави золота з кобальтом або хромом. У хімічній промисловості золото головним чином використовують для плакування сталевих труб, призначених для транспортування агресивних речовин.
Золоті сплави застосовують у виробництві годинних корпусів і пір'я для авторучок. У медицині використовують не тільки зубопротезні золоті сплави, але й медичні препарати, що містять солі золота, для різних цілей, наприклад при лікуванні туберкульозу. Радіоактивне золото використовують при лікуванні злоякісних пухлин. У наукових дослідженнях золото використовують для захоплення повільних нейтронів. За допомогою радіоактивних ізотопів золота вивчають дифузійні процеси в металах і сплавах.
Золото застосовують для металізації шибок будинків. У спекотні літні місяці через шибки будинків проходить значна кількість інфрачервоного випромінювання. За цих обставин тонка плівка (0.13 мкм) відбиває інфрачервоне випромінювання і в приміщенні стає значно прохолодніше. Якщо через таке скло пропустити струм, то воно матиме протитуманні властивості. Покриті золотом оглядові стекла судів, електровозів і т.д. ефективні в будь-який час року.
1.5 Валютно - фінансове значення золота
До появи монет засобами платежу служили злитки або кільця із золота, срібла або міді, що вило до великих незручностей у торгових розрахунках. Злитки доводилося зважувати, поділяти на більш дрібні. Це послужило вирішальною передумовою для переходу до карбування монет.Більшість дослідників вважають, що перша золота монета була викарбувана в VII ст. до н.е. в Лідії зі сплаву, що містить 73% Au і 27% Ag. Трохи пізніше почали карбувати золоті монети і в стародавній Греції. У країнах Середземномор'я і на Близькому Сході нарівні з золотими були в обігу срібні монети, що вказує на раннє походження біметалізму. Співвідношення цінності між золотом і сріблом було різним у залежності від епохи і наявності запасів цих металів. За свідченням Плінія, першу золоту монету римляни вибили в III ст. до н.е. Саме слово''монета''відбулося від назви римського храму Юнона - Монета, де був організований перший римський монетний двір.
На початку XIX ст. намічається перехід до золотого стандарту у Великобританії, законодавчо - наприкінці XVIII ст., фактично - в 1823 р. У Франції, Німеччині, Росії, Японії та США перехід до монометалічна грошовій системі завершився в останній чверті XIX ст. Вищою формою золотого стандарту був золотомонетний стандарт, що характеризується вільною циркуляцією у внутрішньому обігу золотих монет та їх вільної чеканкою, необмеженим розміном на паперові гроші по твердих паритетах, вільним ввозом і вивозом золота за кордон.
Вільна циркуляція золота в найбільшою мірою відповідала вимогам системи вільного підприємництва, служила розвитку міжнародних грошових зв'язків, поступово оформились у валютну систему.
Громіздкість золотих монет та пов'язані з цим незручності та витрати при транспортуванні, поступове стирання монет, витрати у зверненні з'явилися об'єктивними причинами переходу на паперові гроші.
Високі ціни на золото стимулюють розробку його замінників, але зовсім очевидно, що універсального замінника золоту знайти не вдається. Можна тільки говорити про заміну золота більш дешевим матеріалом в окремих пристроях, де умови роботи дозволяють це зробити. Якщо взяти до уваги зростання космічних програм, то можна чекати значного зростання технічного застосування золота. Безсумнівно, що якби не специфічні монетарні функції золота, цей метал набагато більш широко застосовувався б техніці вже в даний час.
2. Срібло
2.1 Історичні відомості
Про давнє знайомство людини з сріблом свідчить сама назва. Російське "срібло", німецьке "Зільбер", англійське "Сільвер" сходять до староіндійського слову "Сарпі", яким позначали Місяць і за аналогією з Місяцем серп - найдавніше знаряддя хлібороба. Латинська назва срібла "аргентум", так само як давньогрецьке "аргітос", шумерське "ку-Баббар", давньоєгипетське "хад", означає "біле".У вигляді самородків срібло зустрічається набагато рідше. Це, а також менш помітний колір (самородки срібла звичайно покриті чорним нальотом сульфіду) зумовило більш пізнє відкриття його людиною. А звідси спочатку велику рідкість і велику цінність срібла. Але потім сталося друге відкриття срібла ...
Проводячи очищення золота розплавленим свинцем, в деяких випадках замість більш яскравого, ніж природне золото, одержували метал тьмяніший. Але зате його було більше, ніж вихідного металу, який хотіли очистити. Це бліде золото ввійшло в ужиток з третього тисячоліття до нової ери. Греки називали його електроном, римляни - Електрум, а єгиптяни - АСЕМ. Ці сплави золота з сріблом довгий час вважали особливим металом.
У стародавньому Єгипті, куди срібло привозили з Сирії, воно служило для виготовлення прикрас і карбування монет. У Європу цей метал потрапив пізніше (приблизно за 1000 років до н. Е.) і застосовувався для тих же цілей. Світлий блиск срібла дещо нагадує світло Місяця - срібло у алхімічний період розвитку хімії часто пов'язували з Місяцем і позначали знаком Місяця. Передбачалося, що срібло являє собою продукт перетворення металів на шляху їх "трансмутації" в золото.
2.2 Природне стан та отримання
Фінікійці відкрили родовища срібних руд в Іспанії, Вірменії, на Кіпрі і в Сардинії. Срібло в рудах знаходилося в поєднанні з миш'яком, сіркою, хлором, а також і у вигляді самородного срібла. Самородний метал, звичайно, став відомий раніше, ніж навчилися видобувати його із з'єднань. Самородне срібло іноді зустрічається у вигляді дуже великих мас; найбільший самородок важив срібла 13,5 т. Самородне срібло утворює мінерали костел, конгсебіріт, анімікіт.
У вигляді сполук срібло перебувати в мінералах: Аргентина (сульфід срібла Ag2S), Пруст (Ag3AsS3), кераргіте (AgCl), бромаргеріте (AgBr) та ін Основна маса срібла виходить при переробці свинцево-цинкових, золотих і мідних руд в якості побічного продукту .
У залежності від того, що з себе представляє вихідний продукт - відповідний мінерал - срібну руду або свинцевий і мідний концентрат, користуються різними прийомами. Якщо сировиною є срібна руда (самородне срібло або хлориди срібла), то застосовують метод ціанування, заснований на схильності срібла утворювати складні комплексні сполуки з ціанідами - солями ціаністо-водневої кислоти HCN. До іону срібла легко приєднуються два негативно заряджених іона CNЇ, і виходить комплексний іон [Ag (CN) 2] Ї, що несе один надлишковий негативний заряд. Тому при взаємодії, наприклад, хлориду срібла з ціанідом натрію відбувається реакція:
AgCl + 2NaCN = [Ag (CN) 2] Ї + 2Na + + Cl -
Аналогічна реакція протікає і при взаємодії ціаніду натрію з сульфідом срібла Ag2S. У рудах, що містять самородне срібло, є домішки як порожньої породи, так і інших мінералів, від яких срібло бажано відокремити. Метод ціанування застосовний і в цьому випадку. На мінерал діють ціанідом і киснем повітря. Сполучені зусилля цих двох факторів приносять успіх - срібло розчиняється в ціаніди, утворюючи теж комплекс.
Справа в тому, що саме по собі срібло з киснем практично не реагує. Воно лише повільно покривається тонкою стійкою плівкою оксиду темного кольору (колір "старого" срібла). Якщо ж у водному середовищі присутня ціанід, то оксид негайно розчиняється. Утворюється комплексний іон, що відрізняється тим, що виключно погано дисоціюють; в розчині практично не залишається іонів срібла, і процес розчинення триває.
Реакція виражається наступним загальним (балансовим) рівнянням:
4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O = + 4NaOH
Виділення срібла з розчину комплексної солі виробляють, дією на розчин цинком або алюмінієм. Ці метали, будучи занурені у водні розчини ціанідів, набувають негативний заряд: їхні іони залишають метал, а електрони, залишаючись на металі, заряджають його негативно. Потенціал платівок цинку або алюмінію настільки великий, що іони Ag + розряджаються на поверхні Zn або Al і срібло виділяється в чистому вигляді:
Zn = Zn2 + + 2ē
Zn + + [Ag (CN) 2] -= Zn (CN) 2 + Ag +
Ag + + ē = Ag
Після цієї операції осад срібла сплавляють і, якщо треба, піддають додатковому очищенню електрохімічними методами.
У тих випадках, коли сировиною є свинцевий і мідний концентрати, застосовують пірометалургійний метод. Виробництво срібла цим методом вигідно, тому що дорогий метал є домішкою до свинцю і міді та виділенню його, звичайно, здешевлюють виробництво, значною мірою окупає витрати з видобутку менш дорогих металів. З міді домішка срібла виділяється в процесі електрохімічного очищення. Аноди з "сирий" міді погружаютя в електролітичні ванни і проводять електроліз. Мідь розчиняється на аноді і осідає на тонкому мідному катоді, а срібло осідає на дно ванни, утворюючи так званий "шлам", з якого його і виділяють.
Сирий свинець ("верблей") для вилучення з нього домішок срібла обробляють цинком.
Остаточний продукт вимагає ще додаткового очищення електрохімічним методом, аналогічно застосовуваний при отриманні міді, після цього перед нами буде дійсно чисте срібло.
Властивості срібла.
Характеристика елемента. Атом срібла має один електрон на рівні 5 s, а нижче лежить рівень 4 d10 - у ньому 10 електронів. Цей рівень, як і в атомі міді, має максимальне число електронів, електрони в ньому міцно пов'язані і тому срібло у своїх з'єднаннях майже завжди виступає як однозарядний позитивний іон Майже завжди одновалентної). Лише в дуже рідкісних випадках вона проявляє себе як двох - або трьох - зарядний катіон. У цих з'єднаннях атому срібла доводиться віддавати електрони не тільки з зовнішньої оболонки, а й з наступної оболонки, так що в ній залишається вже не десять, а дев'ять, чи вісім електронів. Так, у з'єднаннях AgCl, AgF, Ag2O, [Ag (CN) 2] срібло одновалентної - його іон несе один позитивний заряд, а от у комплексному поєднанні срібла з іонами фтору [AgF4] - іон срібла несе потрійний позитивний заряд. Однак стійким катіоном срібла у водних розчинах все - таки незмінно є однозарядний катіон Ag +.
Незважаючи на видиму пасивність, срібло повільно темніє на повітрі. Якщо у повітрі є домішка сірководню або озону, то утворюється шар сульфіду або оксиду відповідно.
Відношення срібла до кисню своєрідно. У звичайних умовах (невисока температура, нормальний тиск) взаємодія між цими елементами практично непомітно. Але розплавлене срібло добре розчиняє кисень. При охолодженні газ виділяється з металу і іноді відбувається розбризкування. Тим не менш, металеве срібло все ж таки не байдуже до кисню. На поверхні металу вдалося виявити найтоншу плівку оксиду - її товщина всього 1,2 нм, т.е.0, 00000012 див. Нагрівання до 400оС при підвищеному тиску кисню веде до розвитку реакції окислення і врешті-решт срібло все-таки перетворюється на оксид.
Срібло здатне заміщати атоми водню і у вуглеводнях. При пропущенні газу ацетилену С2Н2 виходить вибуховий ацетіленід срібла С2Ag2. Ні органічні кислоти, ні розчини лугів або солей лужних металів на срібло не діють. У концентрованій H2SO4 воно розчиняється при нагріванні:
2Ag +2 H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 +2 H2O.
Оксиди перехідних металів виявляють слабко основні властивості і безпосередньо з водою не реагують. Оксиди срібла не є винятком, нопрочность гідроксиду срібла настільки мала, що в звичайних умовах AgOH взагалі не існує. Вдається виявити тільки сліди його присутності у воді, при збовтуванні порошку оксиду Ag2O. Лише при температурі - 500С при змішуванні спиртових розчинів лугу (КОН) і нітрату срібла отримують білий осад AgOH.
Срібло дає міцні з'єднання з галогенами: AgF, AgCl, AgBr, AgI.
Колір їх поглиблюється при переході зліва направо в цьому ряду. Фторид і хлорид - білі, бромід - жовтуватий, а йодид чітко пофарбований у жовтий колір. Ця обставина вказує на менш міцний зв'язок електронів в броміді і йодид, ніж у фториди і хлориді. Забарвлення вказує на поглинання світла (видимої частини спектру), тобто на можливість переходу електронів солі на більш високі рівні.
З галогенідів можна згадати про йодид AgI. Його кристалічна структура дуже схожа на структуру кристалів льоду. Тому на частинках иодида срібла легко утворюється кристали льоду з переохолодженого пари. На цій особливості грунтується використання иодида для прискорення випадання дощу. Хлорид срібла можна отримати обмінної реакцією солі срібла і будь-якого хлориду іншого металу:
AgNO3 + KCl = AgClSYMBOL 175 \ f "Symbol" \ s 10 + KNO3
Аналогічно виходять і інші галогени цього металу.
З інших солей срібла слід назвати нітрат - сіль, яка добре розчинна у воді і є звичайним вихідним речовиною при вивченні різних реакцій іонів срібла. Нітрат срібла виходить при взаємодії азотної кислоти з металевим сріблом:
3Ag +4 HNO3 = 3AgNO3 + NO +2 H2O
В азотній кислоті осад хлориду срібла не розчиняється. Тому зазвичай реакцію на срібло (іон срібла) проводять так. Спочатку додають до досліджуваного розчину азотної кислоти, а потім кілька крапель розчину хлориду натрію або калію. Поява білого осаду в цих умовах вказують на срібло. Для перевірки до осаду доливають водний аміак - надлишок кислоти нейтралізується аміаком, а надлишок аміаку розчиняє хлорид срібла. При підкисленні розчину комплексу осад хлориду знову випадає. З розчином хромату калію K2CrO4 розчини солей срібла дають осад цегляно-червоного кольору Ag2Cr2O4.
У медицині це властивість срібла добре відомо. Лікарські препарати - протаргол, колларгол та ін представляють собою колоїдні форми срібла. Колоїдний розчин срібла містить дрібні частки металу, оточені шаром молекул (наприклад, білка), що перешкоджають злипанню частинок, і сприяє лікуванню гнійних уражень очей. Вода, настояна на порошку срібла (застосовують посріблений пісок) або профільтрована через такий пісок, майже повністю знезаражується. Фільтри такого типу іноді застосовують мандрівники і туристи, змушені користуватися некип'яченої водою.
Ще більш ефективно діє слабкий розчин комплексної сполуки срібла з аміаком [Ag (NH3) 2] OH, запропонований проф.П.Н. Єрмолаєвим і застосовувався в медицині під назвою аммарген (з'єднання слів "аргентум", "аміак"), ім промивали рани або слизову оболонку при різних запальних станах. Було встановлено, що іони срібла в малих концентраціях сприяють підвищенню загальної опірності організму до інфекційних захворювань.
Дослідження клітин організму на вміст срібла привело до висновку, що вміст срібла підвищено в клітинах мозку (0,008% в золі). Харчові продукти так само, як правило, містять цей метал - їм багаті, зокрема, жовтки курячих яєць. Всі ці факти в сукупності свідчать про те, що срібло відноситься до біологічно активних елементах і в майбутньому, ймовірно, вдасться з'ясувати його дійсну роль.
З тих пір корінним чином змінилася технологія отримання фотографічного зображення. Проте і зараз основним світлочутливим матеріалом для фотографії є кристали галогенідів срібла. Дивно вдале поєднання в них різних фізико-хімічних властивостей дозволило у відносно короткий термін розробити оптимальний спосіб одержання фотографічного зображення. Причому практична малюнок значно визначила теоретичне пояснення досягнутих результатів. Правда, в даний час цей розрив досить швидко скорочується. Але широке застосування фотографії веде до виснаження світових запасів срібла і його подорожчання.
Крім кінофотопромишленності, срібло вживається в приладобудуванні і електромашинобудуванні, де використовуються його властивості відмінного малоокісляющегося провідника струму. Хімічна промисловість використовує срібло для виробництва предметів лабораторного обладнання, стійких до дії лужних розчинів. Срібло так само йде на виготовлення медичних препаратів (колларгол, протаргол). Значна частка срібла вживається ювелірною промисловістю для виготовлення дорогоцінних прикрас, срібного посуду і т.п.
По електропровідності мідь займає друге місце серед всіх металів, після срібла. Однак у наші дні у всьому світі електричні дроти, на які раніше йшла майже половина виплавленої міді, все частіше роблять з алюмінію. Він гірше проводить струм, але легше і доступніше. Мідь ж, як і багато інші кольорові метали, стає все дефіцитні. Якщо в 19 ст. мідь добувалася з руд, де містилося 6-9% цього елемента, то зараз 5%-і мідні руди вважаються дуже багатими, а промисловість багатьох країн переробляє руди, в яких лише 0,5% міді.
Мідь входить до числа життєво важливих мікроелементів. Вона бере участь у процесі фотосинтезу і засвоєнні рослинами азоту, сприяє синтезу цукру, білків, крохмалю, вітамінів. Найчастіше мідь вносять у грунт як пятіводного сульфату - мідного купоросу. У значних кількостях він отруйний, як і багато інших з'єднань міді, особливо для нижчих організмів. У малих же дозах мідь абсолютно необхідна всьому живому.
Вернадським у першій половині 1930 р були проведені дослідження зміни ізотопного складу води, що входить до складу різних мінералів, і досліди з розділення ізотопів під впливом біогеохімічних процесів, що і було підтверджено подальшими ретельними дослідженнями. Як елемент непарний складається з двох непарних ізотопів 63 і 65 На частку ізотопу Cu (63) припадає 69,09%, процентний вміст ізотопу Cu (65) - 30,91%. У з'єднаннях мідь проявляє валентність +1 та +2, відомі також нечисленні з'єднання тривалентної міді.
До валентності 1 відносяться лише глибинні з'єднання, первинні сульфіди і мінерал Купрій - Cu2O. Всі інші мінерали, близько сотні відповідають валентності два. Радіус одноволентной міді +0.96, цьому відповідає і ек - 0,70. Величина атомного радіусу двухвалентной міді - 1,28; іонного радіуса 0,80.
Дуже цікава величена потенціалів іонізації: для одного електрона - 7,69, для двох - 20,2. Обидві цифри дуже великі, особливо друга, що показує велику труднощі відриву зовнішніх електронів. Одновалентна мідь є равноквантовой і тому веде до безбарвним солей і слабо забарвленим комплексам, тоді як разноквантовя двох валентна мідь характеризується забарвленістю солей у поєднанні з водою.
Мідь - метал порівняно мало активний. У сухому повітрі та кисні при нормальних умовах мідь не окислюється. Вона досить легко вступає в реакції з галогенами, сіркою, селеном. А от з воднем, вуглецем і азотом мідь не взаємодіє навіть при високих температурах. Кислоти, що не володіють окисними властивостями, на мідь не діють.
Електронегативність атомів - здатність при вступі до з'єднання притягувати електрони. Електронегативність Cu2 + - 984 кДж / моль, Cu + - 753 кДж / моль. Елементи з різко різної ЕО утворюють іонну зв'язок, а елементи з близькою ЕО - ковалентую. Сульфіди важких металів мають проміжну зв'язок, з більшою часткою ковалентного зв'язку (ЕО у S-1571, Cu-984, Pb-733). Мідь є амфотерним елементом - утворює в земній корі катіони й аніони.
Окисли: тенор, Купрій. Карбонати: малахіт, азурит. Сульфати: халькантіт, брошантіт. Сульфіди: ковеллін, халькозин, халькопірит, борніт.
Чиста мідь - тягучий, в'язкий метал червоного, в зламі рожевого кольору, в дуже тонких шарах на просвіт мідь виглядає зеленувато-блакитний. Ці ж кольори, характерні і для багатьох сполук міді, як у твердому стані, так і в розчинах.
Зниження забарвлення при підвищенні валентності видно з наступних двох прикладів:
CuCl - білий, Cu2O - червоний, CuCl2 + H2O - блакитний, CuO - чорний
Карбонати характеризуються синім і зеленим кольором за умови утримання води, чим намічається цікавий практичний ознака для пошуків.
Практичне значення мають: самородна мідь, сульфіди, сульфосолі і карбонати (силікати).
2. А.Л. Миколаїв "Перші в лавах елементів";
3. Стьопін Б.Д., Цвєтков А.А. Неорганічна хімія. М., "Вища школа". 1994;
4. Ахметов Н.С. Загальна та неорганічна хімія. М., "Вища школа". 2002;
5. Коттон Ф., Уілкінсон Дж. Основи неорганічної хімії. М., Мир. 1979;
6. Полторак О.М., Ковба Л.М. Фізико-хімічні основи неорганічної хімії. М., изд-во МГУ. 1984;
7. Угай Я.А. Неорганічна хімія. М., "Вища школа". 1989;
8. Хьюї Дж. Неорганічна хімія. М., Хімія. 1987;
У вигляді сполук срібло перебувати в мінералах: Аргентина (сульфід срібла Ag2S), Пруст (Ag3AsS3), кераргіте (AgCl), бромаргеріте (AgBr) та ін Основна маса срібла виходить при переробці свинцево-цинкових, золотих і мідних руд в якості побічного продукту .
У залежності від того, що з себе представляє вихідний продукт - відповідний мінерал - срібну руду або свинцевий і мідний концентрат, користуються різними прийомами. Якщо сировиною є срібна руда (самородне срібло або хлориди срібла), то застосовують метод ціанування, заснований на схильності срібла утворювати складні комплексні сполуки з ціанідами - солями ціаністо-водневої кислоти HCN. До іону срібла легко приєднуються два негативно заряджених іона CNЇ, і виходить комплексний іон [Ag (CN) 2] Ї, що несе один надлишковий негативний заряд. Тому при взаємодії, наприклад, хлориду срібла з ціанідом натрію відбувається реакція:
AgCl + 2NaCN = [Ag (CN) 2] Ї + 2Na + + Cl -
Аналогічна реакція протікає і при взаємодії ціаніду натрію з сульфідом срібла Ag2S. У рудах, що містять самородне срібло, є домішки як порожньої породи, так і інших мінералів, від яких срібло бажано відокремити. Метод ціанування застосовний і в цьому випадку. На мінерал діють ціанідом і киснем повітря. Сполучені зусилля цих двох факторів приносять успіх - срібло розчиняється в ціаніди, утворюючи теж комплекс.
Справа в тому, що саме по собі срібло з киснем практично не реагує. Воно лише повільно покривається тонкою стійкою плівкою оксиду темного кольору (колір "старого" срібла). Якщо ж у водному середовищі присутня ціанід, то оксид негайно розчиняється. Утворюється комплексний іон, що відрізняється тим, що виключно погано дисоціюють; в розчині практично не залишається іонів срібла, і процес розчинення триває.
Реакція виражається наступним загальним (балансовим) рівнянням:
4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O = + 4NaOH
Виділення срібла з розчину комплексної солі виробляють, дією на розчин цинком або алюмінієм. Ці метали, будучи занурені у водні розчини ціанідів, набувають негативний заряд: їхні іони залишають метал, а електрони, залишаючись на металі, заряджають його негативно. Потенціал платівок цинку або алюмінію настільки великий, що іони Ag + розряджаються на поверхні Zn або Al і срібло виділяється в чистому вигляді:
Zn = Zn2 + + 2ē
Zn + + [Ag (CN) 2] -= Zn (CN) 2 + Ag +
Ag + + ē = Ag
Після цієї операції осад срібла сплавляють і, якщо треба, піддають додатковому очищенню електрохімічними методами.
У тих випадках, коли сировиною є свинцевий і мідний концентрати, застосовують пірометалургійний метод. Виробництво срібла цим методом вигідно, тому що дорогий метал є домішкою до свинцю і міді та виділенню його, звичайно, здешевлюють виробництво, значною мірою окупає витрати з видобутку менш дорогих металів. З міді домішка срібла виділяється в процесі електрохімічного очищення. Аноди з "сирий" міді погружаютя в електролітичні ванни і проводять електроліз. Мідь розчиняється на аноді і осідає на тонкому мідному катоді, а срібло осідає на дно ванни, утворюючи так званий "шлам", з якого його і виділяють.
Сирий свинець ("верблей") для вилучення з нього домішок срібла обробляють цинком.
Остаточний продукт вимагає ще додаткового очищення електрохімічним методом, аналогічно застосовуваний при отриманні міді, після цього перед нами буде дійсно чисте срібло.
Властивості срібла.
Характеристика елемента. Атом срібла має один електрон на рівні 5 s, а нижче лежить рівень 4 d10 - у ньому 10 електронів. Цей рівень, як і в атомі міді, має максимальне число електронів, електрони в ньому міцно пов'язані і тому срібло у своїх з'єднаннях майже завжди виступає як однозарядний позитивний іон Майже завжди одновалентної). Лише в дуже рідкісних випадках вона проявляє себе як двох - або трьох - зарядний катіон. У цих з'єднаннях атому срібла доводиться віддавати електрони не тільки з зовнішньої оболонки, а й з наступної оболонки, так що в ній залишається вже не десять, а дев'ять, чи вісім електронів. Так, у з'єднаннях AgCl, AgF, Ag2O, [Ag (CN) 2] срібло одновалентної - його іон несе один позитивний заряд, а от у комплексному поєднанні срібла з іонами фтору [AgF4] - іон срібла несе потрійний позитивний заряд. Однак стійким катіоном срібла у водних розчинах все - таки незмінно є однозарядний катіон Ag +.
2.2 Хімічні властивості срібла
Чисте срібло - блискучий метал, поверхню якого здається іноді майже білою. Він дуже красивий і легко піддається обробці, так як порівняно м'який і його можна без великих труднощів кувати, різати і витягувати. Плавитися срібло при 961оС і має виключно високою теплопровідністю і електричну провідність. Срібло коштує в електрохімічному ряду після водню і не може витісняти його з кислот. Однак металеве срібло розчинно у тих кислотах, які проявляють властивості окисників. Тому срібло добре реагує з азотною кислотою, так само в розчинах ціаністих солей у присутності кисню.Незважаючи на видиму пасивність, срібло повільно темніє на повітрі. Якщо у повітрі є домішка сірководню або озону, то утворюється шар сульфіду або оксиду відповідно.
Відношення срібла до кисню своєрідно. У звичайних умовах (невисока температура, нормальний тиск) взаємодія між цими елементами практично непомітно. Але розплавлене срібло добре розчиняє кисень. При охолодженні газ виділяється з металу і іноді відбувається розбризкування. Тим не менш, металеве срібло все ж таки не байдуже до кисню. На поверхні металу вдалося виявити найтоншу плівку оксиду - її товщина всього 1,2 нм, т.е.0, 00000012 див. Нагрівання до 400оС при підвищеному тиску кисню веде до розвитку реакції окислення і врешті-решт срібло все-таки перетворюється на оксид.
Срібло здатне заміщати атоми водню і у вуглеводнях. При пропущенні газу ацетилену С2Н2 виходить вибуховий ацетіленід срібла С2Ag2. Ні органічні кислоти, ні розчини лугів або солей лужних металів на срібло не діють. У концентрованій H2SO4 воно розчиняється при нагріванні:
2Ag +2 H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 +2 H2O.
2.4 Найважливіші сполуки срібла
Сполуки цього елемента різноманітні і численні. Деякі з них нестійкі до дії світла, що зіграла винятково важливу роль у розвитку матеріальної культури людства.Оксиди перехідних металів виявляють слабко основні властивості і безпосередньо з водою не реагують. Оксиди срібла не є винятком, нопрочность гідроксиду срібла настільки мала, що в звичайних умовах AgOH взагалі не існує. Вдається виявити тільки сліди його присутності у воді, при збовтуванні порошку оксиду Ag2O. Лише при температурі - 500С при змішуванні спиртових розчинів лугу (КОН) і нітрату срібла отримують білий осад AgOH.
Срібло дає міцні з'єднання з галогенами: AgF, AgCl, AgBr, AgI.
Колір їх поглиблюється при переході зліва направо в цьому ряду. Фторид і хлорид - білі, бромід - жовтуватий, а йодид чітко пофарбований у жовтий колір. Ця обставина вказує на менш міцний зв'язок електронів в броміді і йодид, ніж у фториди і хлориді. Забарвлення вказує на поглинання світла (видимої частини спектру), тобто на можливість переходу електронів солі на більш високі рівні.
З галогенідів можна згадати про йодид AgI. Його кристалічна структура дуже схожа на структуру кристалів льоду. Тому на частинках иодида срібла легко утворюється кристали льоду з переохолодженого пари. На цій особливості грунтується використання иодида для прискорення випадання дощу. Хлорид срібла можна отримати обмінної реакцією солі срібла і будь-якого хлориду іншого металу:
AgNO3 + KCl = AgClSYMBOL 175 \ f "Symbol" \ s 10 + KNO3
Аналогічно виходять і інші галогени цього металу.
З інших солей срібла слід назвати нітрат - сіль, яка добре розчинна у воді і є звичайним вихідним речовиною при вивченні різних реакцій іонів срібла. Нітрат срібла виходить при взаємодії азотної кислоти з металевим сріблом:
3Ag +4 HNO3 = 3AgNO3 + NO +2 H2O
2.5 Аналітичне визначення срібла
Для відкриття присутності срібла в розчині зручна реакція з хлоридами натрію або калію. Іони срібла утворюють з іонами хлору білий осад (повільно чорніючий під впливом світла). Осад складається з хлориду срібла Його характерною особливістю є легка розчинність в розчині аміаку - при цьому виходить комплексне з'єднання [Ag (NH3) 2] Cl.В азотній кислоті осад хлориду срібла не розчиняється. Тому зазвичай реакцію на срібло (іон срібла) проводять так. Спочатку додають до досліджуваного розчину азотної кислоти, а потім кілька крапель розчину хлориду натрію або калію. Поява білого осаду в цих умовах вказують на срібло. Для перевірки до осаду доливають водний аміак - надлишок кислоти нейтралізується аміаком, а надлишок аміаку розчиняє хлорид срібла. При підкисленні розчину комплексу осад хлориду знову випадає. З розчином хромату калію K2CrO4 розчини солей срібла дають осад цегляно-червоного кольору Ag2Cr2O4.
2.6 Біологічна активність срібла
Точні аналізи дозволяють визначити присутність цього елемента навіть у тих випадках, коли його концентрація дуже мала. Це призвело до несподіваних відкриттів: срібло було знайдено і в живих організмах! Великі концентрації іонів срібла надають на організми отруйну дію. Малі концентрації корисні, оскільки срібло знищує багато хвороботворних бактерій.У медицині це властивість срібла добре відомо. Лікарські препарати - протаргол, колларгол та ін представляють собою колоїдні форми срібла. Колоїдний розчин срібла містить дрібні частки металу, оточені шаром молекул (наприклад, білка), що перешкоджають злипанню частинок, і сприяє лікуванню гнійних уражень очей. Вода, настояна на порошку срібла (застосовують посріблений пісок) або профільтрована через такий пісок, майже повністю знезаражується. Фільтри такого типу іноді застосовують мандрівники і туристи, змушені користуватися некип'яченої водою.
Ще більш ефективно діє слабкий розчин комплексної сполуки срібла з аміаком [Ag (NH3) 2] OH, запропонований проф.П.Н. Єрмолаєвим і застосовувався в медицині під назвою аммарген (з'єднання слів "аргентум", "аміак"), ім промивали рани або слизову оболонку при різних запальних станах. Було встановлено, що іони срібла в малих концентраціях сприяють підвищенню загальної опірності організму до інфекційних захворювань.
Дослідження клітин організму на вміст срібла привело до висновку, що вміст срібла підвищено в клітинах мозку (0,008% в золі). Харчові продукти так само, як правило, містять цей метал - їм багаті, зокрема, жовтки курячих яєць. Всі ці факти в сукупності свідчать про те, що срібло відноситься до біологічно активних елементах і в майбутньому, ймовірно, вдасться з'ясувати його дійсну роль.
2.7 Області застосування
У 1737 р. німецький учений І. Шульце вперше виявив світлочутливість нітрату срібла. Проте лише через 100 років після цього відкриття з'явилася перша фотографія (19 серпня 1839 р) У цей день в Паризькій академії наук було зроблено повідомлення про спосіб отримання зображення. Такий метод фотографії згодом був названий дагеротипії. Зображення отримували обробкою парами ртуті експонованого шару AgI, нанесеного на відполіровану срібну пластину. На пластині в місцях дії світла утворюється срібна амальгама, розсіює світло. Після видалення надлишку AgI і оголення дзеркальної поверхні зображення можна спостерігати, тримаючи пластину під певним кутом.З тих пір корінним чином змінилася технологія отримання фотографічного зображення. Проте і зараз основним світлочутливим матеріалом для фотографії є кристали галогенідів срібла. Дивно вдале поєднання в них різних фізико-хімічних властивостей дозволило у відносно короткий термін розробити оптимальний спосіб одержання фотографічного зображення. Причому практична малюнок значно визначила теоретичне пояснення досягнутих результатів. Правда, в даний час цей розрив досить швидко скорочується. Але широке застосування фотографії веде до виснаження світових запасів срібла і його подорожчання.
Крім кінофотопромишленності, срібло вживається в приладобудуванні і електромашинобудуванні, де використовуються його властивості відмінного малоокісляющегося провідника струму. Хімічна промисловість використовує срібло для виробництва предметів лабораторного обладнання, стійких до дії лужних розчинів. Срібло так само йде на виготовлення медичних препаратів (колларгол, протаргол). Значна частка срібла вживається ювелірною промисловістю для виготовлення дорогоцінних прикрас, срібного посуду і т.п.
3. Мідь
Мідь (лат. Cuprum) - хімічний елемент. Один із семи металів, відомих з глибокої давнини. За деякими археологічними даними - мідь була добре відома єгиптянам ще за 4000 років до Р. Хр. Знайомство людства з міддю відноситься до більш ранньої епохи, ніж з залізом; це пояснюється з одного боку більш частим перебуванням міді у вільному состаяніі на поверхні землі, а з іншого - порівняльної легкістю отримання її із з'єднань. Стародавня Греція та Рим отримували мідь з острова Кіпру (Cyprum), звідки й назва її Cuprum. Особливо важлива мідь для електротехніки.По електропровідності мідь займає друге місце серед всіх металів, після срібла. Однак у наші дні у всьому світі електричні дроти, на які раніше йшла майже половина виплавленої міді, все частіше роблять з алюмінію. Він гірше проводить струм, але легше і доступніше. Мідь ж, як і багато інші кольорові метали, стає все дефіцитні. Якщо в 19 ст. мідь добувалася з руд, де містилося 6-9% цього елемента, то зараз 5%-і мідні руди вважаються дуже багатими, а промисловість багатьох країн переробляє руди, в яких лише 0,5% міді.
Мідь входить до числа життєво важливих мікроелементів. Вона бере участь у процесі фотосинтезу і засвоєнні рослинами азоту, сприяє синтезу цукру, білків, крохмалю, вітамінів. Найчастіше мідь вносять у грунт як пятіводного сульфату - мідного купоросу. У значних кількостях він отруйний, як і багато інших з'єднань міді, особливо для нижчих організмів. У малих же дозах мідь абсолютно необхідна всьому живому.
3.1 Хімічні та фізичні властивості елемента.
Мідь - хімічний елемент I групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 29, атомна маса 63,546. Температура плавлення - 1083 ° C; температура кипіння - 2595 ° C; щільність - 8,98 г/см3. За геохімічної класифікації В.М. Гольдшмідт, мідь відноситься до халькофільних елементів з високою спорідненістю до S, Se, Te, що займає висхідні частини на кривій атомних об'ємів; вони зосереджені в нижній мантії, утворюють сульфіднооксідную оболонку.Вернадським у першій половині 1930 р були проведені дослідження зміни ізотопного складу води, що входить до складу різних мінералів, і досліди з розділення ізотопів під впливом біогеохімічних процесів, що і було підтверджено подальшими ретельними дослідженнями. Як елемент непарний складається з двох непарних ізотопів 63 і 65 На частку ізотопу Cu (63) припадає 69,09%, процентний вміст ізотопу Cu (65) - 30,91%. У з'єднаннях мідь проявляє валентність +1 та +2, відомі також нечисленні з'єднання тривалентної міді.
До валентності 1 відносяться лише глибинні з'єднання, первинні сульфіди і мінерал Купрій - Cu2O. Всі інші мінерали, близько сотні відповідають валентності два. Радіус одноволентной міді +0.96, цьому відповідає і ек - 0,70. Величина атомного радіусу двухвалентной міді - 1,28; іонного радіуса 0,80.
Дуже цікава величена потенціалів іонізації: для одного електрона - 7,69, для двох - 20,2. Обидві цифри дуже великі, особливо друга, що показує велику труднощі відриву зовнішніх електронів. Одновалентна мідь є равноквантовой і тому веде до безбарвним солей і слабо забарвленим комплексам, тоді як разноквантовя двох валентна мідь характеризується забарвленістю солей у поєднанні з водою.
Мідь - метал порівняно мало активний. У сухому повітрі та кисні при нормальних умовах мідь не окислюється. Вона досить легко вступає в реакції з галогенами, сіркою, селеном. А от з воднем, вуглецем і азотом мідь не взаємодіє навіть при високих температурах. Кислоти, що не володіють окисними властивостями, на мідь не діють.
Електронегативність атомів - здатність при вступі до з'єднання притягувати електрони. Електронегативність Cu2 + - 984 кДж / моль, Cu + - 753 кДж / моль. Елементи з різко різної ЕО утворюють іонну зв'язок, а елементи з близькою ЕО - ковалентую. Сульфіди важких металів мають проміжну зв'язок, з більшою часткою ковалентного зв'язку (ЕО у S-1571, Cu-984, Pb-733). Мідь є амфотерним елементом - утворює в земній корі катіони й аніони.
3.2 Мінерали
Мідь входить більш ніж у 198 мінералів, з яких для промисловості важливі тільки 17, переважно сульфідів, фосфатів, силікатів, карбонатів, сульфатів. Головними рудними мінералами є халькопірит CuFeS2, ковеллін CuS, борніт Cu5FeS4, халькозин Cu2S.Окисли: тенор, Купрій. Карбонати: малахіт, азурит. Сульфати: халькантіт, брошантіт. Сульфіди: ковеллін, халькозин, халькопірит, борніт.
Чиста мідь - тягучий, в'язкий метал червоного, в зламі рожевого кольору, в дуже тонких шарах на просвіт мідь виглядає зеленувато-блакитний. Ці ж кольори, характерні і для багатьох сполук міді, як у твердому стані, так і в розчинах.
Зниження забарвлення при підвищенні валентності видно з наступних двох прикладів:
CuCl - білий, Cu2O - червоний, CuCl2 + H2O - блакитний, CuO - чорний
Карбонати характеризуються синім і зеленим кольором за умови утримання води, чим намічається цікавий практичний ознака для пошуків.
Практичне значення мають: самородна мідь, сульфіди, сульфосолі і карбонати (силікати).
Список літератури
1. В. Річ "Полювання за елементами";2. А.Л. Миколаїв "Перші в лавах елементів";
3. Стьопін Б.Д., Цвєтков А.А. Неорганічна хімія. М., "Вища школа". 1994;
4. Ахметов Н.С. Загальна та неорганічна хімія. М., "Вища школа". 2002;
5. Коттон Ф., Уілкінсон Дж. Основи неорганічної хімії. М., Мир. 1979;
6. Полторак О.М., Ковба Л.М. Фізико-хімічні основи неорганічної хімії. М., изд-во МГУ. 1984;
7. Угай Я.А. Неорганічна хімія. М., "Вища школа". 1989;
8. Хьюї Дж. Неорганічна хімія. М., Хімія. 1987;