Металлы. Серебро

Металлы относятся к ископаемым (минералам). В природе встречаются как свободные элементы — чистые металлы (самородки) и в соединении с самыми различными химическими элементами (например, с кислородом, серой, мышьяком и т. д.) руды. Металлы являются важным промышленным сырьем.
При нормальной температуре это твердые вещества (за исключением ртути), непрозрачные, плавкие, более или менее тягучие и ковкие. Некоторые металлы можно до известной степени вытянуть в длину в проволоку, ковкие выковать повторными ударами молотка или раскатать под давлением валков в длину и ширину — в лист.
Следующие важные качества металлов: твердость (от восковой до алмазной), цвет (золото — желтое, медь — красная, остальные — белые, серые), теплопроводность, электропроводность — если к концам металлического провода приложить разность потенциалов, то коллективизированные электроны начнут давление в одном направлении — потечет электрический ток., температура плавления, блеск (некоторые металлы можно отшлифовать до необычайно сильного блеска) и плотность (от 590 до 22500 кг/м3).
По плотности металлы делятся на легкие — плотностью ниже 5000 кг/м3 и тяжелые — плотностью выше 5000кг/м3. В зависимости от действия кислорода на металлы они делятся на благородные (драгоценные) и простые. Благородные металлы под воздействием кислорода воздуха не изменяются (они на воздухе устойчивы), простые металлы окисляются (оксидируются).
Из благородных металлов наиболее ценными для ювелирных работ являются золото, серебро, платина и палладий; из обыкновенных металлов—медь, никель, цинк, кадмий, олово, свинец, железо и алюминий.

Серебро стало известно значительно позднее золота, хотя и оно тоже встречается иногда в самородном состоянии. В Египте археологами найдены серебряные украшения, относящиеся еще к додинастическому периоду (5000 — 3400 до н. э.). Однако до середины II тысячелетия до н. э. серебро было большой редкостью и ценилось дороже золота.

Древнеегипетское название серебра «хад» (had или hat) означает «белое». В древнем Уре (около 2000 л. до н. э.) серебро называлось ку-баб-бар (ku-habbar) от ку (быть чистым) и баббар (белый).

Европейские народы познакомились с серебром около 1000 г. до н. э. Еще в эллинистическом Египте, а вероятно, и раньше серебро часто называли луной и обозначали знаком луны (чаще — растущей после новолуния). В алхимический период это название серебра было широко распространенным. Наряду с ним и с обычным лат. algentum существовали и тайные названия, например Sidia (id est Luna), terra fidelis, terra coelestis и т. д. Алхимики иногда считали серебро конечным продуктом трансмутации неблагородных металлов, осуществляемым с помощью «белого философского камня» (белого порошка), а иногда — промежуточным продуктом при получении искусственного золота. Внешний вид и цвет металла объясняют то, что его называли серебром не только на древнеегипетском, ассирийском, древнегреческом, армянском (аркат или аргат) и латинском языках, но и на некоторых новых языках.

Серебро не относится к биоэлементам; в живом веществе его содержание в 6 раз меньше, чем в земной коре. Встречается преимущественно в средне- и низкотемпературных гидротермальных месторождениях, в зоне обогащения сульфидных месторождений, изредка — в осадочных породах (среди песчаников, содержащих углистое вещество) и россыпях. Известно свыше 60 минералов Серебра. В биосфере Серебро в основном рассеивается, в морской воде. Серебро — один из наиболее дефицитных элементов.

Встречается в самородном виде. Месторождения серебра делятся на собственно серебряные руды (содержание серебра выше 50%) и комплексные полиметаллические руды цветных и тяжелых металлов (содержание серебра до 10-15%). Комплексные месторождения обеспечивают 80% добычи серебра. Основные месторождения таких руд сосредоточены в Мексике, Канаде, Австралии, Перу, США, Боливии и Японии.

Самородное серебро находят редко; основная часть серебра в природе сосредоточена в минералах. Еще больше серебра рассеяно среди различных горных пород, так что основная часть добываемого в мире серебра получается в результате комплексной переработки полиметаллических руд, содержащих свинец, медь и цинк.

В 1477 в саксонском округе Цвиккау близ города Шнееберга был добыт самородок массой 20 тонн (современные геологи полагают, что он частично включал минерал аргентит).

Огромные количества серебра раньше шли на изготовление монет. Сейчас из серебра делают в основном юбилейные и памятные монеты. Самая тяжелая современная серебряная монета, выпущенная в России в 1999, весит 3000 граммов, имеет тираж 150 штук. Посвящена она 275-летию Санкт-петербургского монетного двора.

Соединения серебра часто неустойчивы к нагреванию и действию света. Открытие светочувствительности солей серебра привело к появлению фотографии и быстрому увеличению спроса на серебро. Еще в середине 20 во всем мире ежегодно добывалось около 10 000 тонн серебра, а расходовалось значительно больше (дефицит покрывался за счет старых запасов). Причем почти половина всего серебра шла на изготовление кино- и фотоматериалов. В виде сплавов с золотом, палладием, медью или цинком используется для изготовления контактов, припоев, проводящих слоев в электротехнике и электронике. 20-25% произведенного серебра служит для производства серебряно-цинковых аккумуляторов.

Серебро применяется и в химической промышленности для изготовления катализаторов некоторых процессов, а в пищевой промышленности из серебра делают некорродирующие аппараты. Интересное, хотя и ограниченное применение находит иодид серебра; его используют для местного управления погодой путем распыления с самолетов. В присутствии даже ничтожных количеств AgI в облаках образуются крупные водяные капли, которые и выпадают в виде дождя. «Работать» могут уже мельчайшие частицы иодида серебра размером всего 0,01 мкм.

Из сплава на основе серебра изготовляют монеты, ювелирные изделия, украшения и столовую посуду. Из истории открытия серебра известно, что состоятельные люди очень дорожили серебряной посудой. У них бытовала такое понятие, как «фамильное серебро». Оно передавалось по наследству. За фамильным серебром тщательно ухаживали и подавали на стол лишь в особо торжественных случаях для знатных гостей. Богатый сервиз, выполненный знаменитыми серебряных дел мастерами, должен был свидетельствовать о зажиточности и знатности его владельца. В записях истории открытия серебра гласит, что более трех тысяч предметов входило в выполненный в едином стиле сервиз, принадлежавший некогда графу Орлову. Общий вес серебряных предметов, входящих в сервиз, составлял около двух тонн.

Содержание серебра в бытовых серебряных изделий отражает «проба», штамп, указывающий массовую долю серебра в сплаве. Серебро используют для серебрения зеркал, аппаратов в пищевой промышленности, как катализатор дожигания CO в автомобильных двигателях, восстановления NO и реакций окисления в органическом синтезе.

Серебро, также как и золото, проверяется на пробирном камне с помощью специально приготовленного раствора двухромовокислого калия в разбавленной серной кислоте. Штрихи под этим раствором изменяют окраску в соответствии с количеством чистого серебра в сплаве — от белого до ярко-красного цвета. Пробирная кислота для золота низких проб (до 585) растворяет серебряные штрихи полностью, кислота до 750 пробы золота оставляет вместо штрихов сине-белый кашеобразный осадок серебряной хлористой соли. Аффинерии и государственные пробирные лаборатории ведут точные проверки пробы серебра с помощью химического анализа. Нейзильбер имитирует серебро — это белый сплав меди, цинка и никеля; плавится при температуре 1000°С. Применяется для изготовления дешевых украшений, декоративных предметов, столовых приборов и т. д. Для получения серебра очень высокой чистоты (99,999 %) его подвергают электрохимическому рафинированию в азотной кислоте или растворению в концентрированной серной кислоте. При этом серебро переходит в раствор в виде сульфата Ag2SO4. Добавление меди или железа вызывает осаждение металлического серебра.

Старинное применение серебра – изготовление зеркал (сейчас недорогие зеркала покрывают алюминием). Из серебра делают электроды для мощных цинк-серебряных аккумуляторов. Так, в аккумуляторах затонувшей американской подводной лодки «Трешер» было три тонны серебра. Высокую теплопроводность и химическую инертность серебра используют в электротехнике: из серебра и его сплавов делают электрические контакты, серебром покрывают провода в ответственных приборах. Из серебряно-палладиевого сплава (75% Ag) делают зубные протезы. По электропроводности при нормальной температуре серебру нет равных. Серебряные проводники незаменимы в приборах высокой точности, когда недопустим риск. Колокольных дел мастера издавна добавляли серебро в бронзу «для малинового звона». В наше время струны некоторых музыкальных инструментов делают из сплава, в котором 90% серебра.