Серебро — химический элемент и металл¶

Серебро (химический символ — Ag, от лат. Argentum) — химический элемент 11-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы первой группы) пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 47. Простое вещество серебро — это ковкий, пластичный благородный металл серебристо-белого цвета. Обладает самой высокой среди металлов электрической проводимостью, теплопроводностью и отражательной способностью в видимом диапазоне спектра.

¶История

Серебро известно человечеству с глубокой древности. Находки серебряных изделий на Ближнем Востоке датируются VI тысячелетием до н. э. В Древнем Египте серебро ценилось дороже золота из-за своей редкости. Древние рудники Лавриона в Греции (V век до н. э.) стали основой экономического могущества Афин. В Средние века крупнейшими центрами добычи серебра в Европе были Раммельсберг в Германии и Кутна-Гора в Богемии.

После открытия Америки в XVI веке огромные объёмы серебра из Мексики, Перу и Боливии (в частности, из Потоси) хлынули в Европу, что вызвало «революцию цен» и становление мировой торговли. В России серебро добывалось с XVII века, а промышленная добыча началась при Петре I на Алтае и в Забайкалье (Нерчинские рудники). В XIX веке мировым лидером по добыче стали США (месторождение Комсток-Лоуд).

¶Физические и химические свойства

Серебро — тяжёлый металл: его плотность составляет 10,5 г/см³. Температура плавления — 961,9 °C, температура кипения — 2162 °C. Твёрдость по шкале Мооса — 2,5, что делает металл легко поддающимся обработке: из него можно вытянуть проволоку толщиной до 0,02 мм и раскатать фольгу толщиной до 0,25 мкм.

По электропроводности серебро занимает первое место среди всех металлов, превосходя медь примерно на 6 %. Теплопроводность серебра также максимальна среди металлов. Металл обладает исключительно высокой отражательной способностью: коэффициент отражения полированной поверхности достигает 97 % для видимого света.

В химическом отношении серебро — малоактивный металл. Оно не реагирует с кислородом при обычных условиях, но при нагревании до 170 °C покрывается плёнкой оксида Ag₂O. С серебром реагируют галогены, сера и сероводород (приводит к почернению поверхности с образованием сульфида Ag₂S). Кислоты-неокислители (соляная, разбавленная серная) на серебро не действуют, однако азотная и горячая концентрированная серная кислоты растворяют его. Серебро образует две основные степени окисления: +1 (наиболее характерная) и +2.

¶Изотопы и нахождение в природе

В природе серебро представлено двумя стабильными изотопами: ¹⁰⁷Ag (51,84 %) и ¹⁰⁹Ag (48,16 %). Искусственно получено более 40 радиоактивных изотопов с массовыми числами от 92 до 123, наиболее стабильный из них — ¹⁰⁸Ag с периодом полураспада около 418 лет.

Среднее содержание серебра в земной коре — 7×10⁻⁶ % по массе (кларк). В морской воде концентрация ниже — около 0,04 мкг/л. Серебро встречается в самородном виде (иногда крупные самородки весом до нескольких тонн), а также входит в состав более 60 минералов. Главные рудные минералы: аргентит (Ag₂S), прустит (Ag₃AsS₃), пираргирит (Ag₃SbS₃), кераргирит (AgCl), стефанит (Ag₅SbS₄). Основная масса серебра (около 80 %) извлекается попутно при переработке золотосодержащих, медно-колчеданных, свинцово-цинковых и полиметаллических руд.

¶Крупнейшие месторождения и добыча

Мировые запасы серебра оцениваются примерно в 600 тысяч тонн. Крупнейшие страны по запасам и добыче: Перу, Мексика, Китай, Чили, Россия, Польша, Австралия. В России главные месторождения расположены в Магаданской области (Дукат, Лунное), Чукотском автономном округе, Хабаровском крае и на Урале.

Ежегодная мировая добыча серебра составляет около 25–28 тысяч тонн. Почти три четверти добываемого металла приходится на попутное извлечение из комплексных руд цветных металлов. Технология аффинажа (очистки) серебра включает электролитическое рафинирование, при котором получают металл чистотой 99,99 %.

¶Применение

¶Промышленность и техника

Благодаря уникальной электропроводности серебро применяется в электротехнике и электронике: для изготовления контактов, разъёмов, реле и проводников в высокоточных приборах. Серебро используется в производстве аккумуляторов (серебряно-цинковых), в микроэлектронике для создания токопроводящих паст и покрытий. В пайке серебряные припои обеспечивают прочные и коррозионностойкие соединения.

¶Ювелирное дело

Ювелирные изделия из серебра изготавливаются из сплавов, поскольку чистое серебро слишком мягкое. Наиболее распространены пробы 925 (стерлинговое серебро, содержит 92,5 % Ag) и 875. Сплавы серебра с медью обладают большей твёрдостью и износостойкостью. Серебро также используется для серебрения (нанесения тонких покрытий) на другие металлы.

¶Медицина

Соединения серебра обладают бактерицидными свойствами. Нитрат серебра (ляпис) применяется в медицине как прижигающее средство. Коллоидное серебро и серебросодержащие препараты используются в антисептических повязках, мазях и растворах для обеззараживания воды. Протеинат серебра (колларгол) применяется в оториноларингологии. В стоматологии используются серебряные амальгамы для пломбирования зубов.

¶Фотография и оптика

Исторически серебро было основой фотографии: галогениды серебра (бромид, хлорид, йодид) обладают светочувствительностью. С развитием цифровых технологий объём потребления серебра в фотоделе резко сократился. Высокая отражательная способность серебра используется в производстве зеркал, рефлекторов, прожекторов и оптических покрытий.

¶Другие сферы

Серебро является инвестиционным и резервным металлом: выпускаются инвестиционные монеты (например, российские «Георгий Победоносец» и «Соболь»). В пищевой промышленности серебро применяется как пищевая добавка E174. Иодид серебра используется для рассеивания облаков и вызывания осадков. Соединения серебра применяются в катализе, производстве аккумуляторов и зеркальных покрытий.

¶Биологическая роль и безопасность

Серебро не относится к жизненно необходимым элементам для человека, однако в микродозах присутствует в организме. Металлическое серебро и его нерастворимые соединения малотоксичны. Растворимые соли серебра (например, нитрат) при попадании внутрь могут вызывать отравление. Длительное поступление серебра в организм приводит к аргирозу — необратимому отложению металла в тканях, проявляющемуся серо-голубым окрашиванием кожи и слизистых. Предельно допустимая концентрация серебра в питьевой воде в России составляет 0,05 мг/л.

¶Интересные факты

Слово «аргентум» восходит к индоевропейскому корню, означающему «белый» или «блестящий». Русское название «серебро» имеет праславянское происхождение. Серебро — один из немногих металлов, упоминаемых в Библии и Коране. В алхимической традиции серебро ассоциировалось с Луной и обозначалось символом полумесяца. Серебро обладает самым низким контактным сопротивлением среди металлов, что делает его незаменимым для электрических контактов. В древности серебро использовали для обеззараживания воды: в походах Александра Македонского воду хранили в серебряных сосудах.

¶Источники

• «Химическая энциклопедия» под ред. И. Л. Кнунянца, т. 4, М., 1995.
• Гринвуд Н., Эрншо А. «Химия элементов», т. 2, М., 2008.
• Данные Геологической службы США (USGS) о добыче и запасах серебра.
• ГОСТ 6836-2002 «Серебро и сплавы на его основе. Марки».