Серебро: история, свойства, применение¶

Серебро — это 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. Обозначается символом Ag (от лат. Argentum). Простое вещество серебро — это ковкий, пластичный благородный металл серебристо-белого цвета. Обладает самой высокой среди металлов электро- и теплопроводностью, а также высокой отражательной способностью. Известно человечеству с глубокой древности, используется в ювелирном деле, монетном производстве, электронике, медицине и фотографии.

¶История

¶Древний мир и Античность

Серебро было одним из первых металлов, освоенных человеком, наряду с золотом и медью. Археологические находки свидетельствуют о добыче и обработке серебра в Малой Азии и на Ближнем Востоке уже в IV тысячелетии до н. э. В Древнем Египте серебро ценилось выше золота, так как его месторождения были редки. В античные времена крупнейшим центром добычи серебра были Лаврионские рудники в Аттике (Греция), которые обеспечивали ресурсами Афинский морской союз. Из серебра чеканили монеты (греческие драхмы, римские денарии), изготавливали посуду, украшения и предметы культа.

¶Средневековье и Новое время

В Средние века основные месторождения серебра в Европе находились в Германии (Рудные горы), Чехии (Йоахимсталь, ныне Яхимов) и Саксонии. От названия города Йоахимсталь произошло название монеты — иоахимсталер, сокращённо «талер», от которого впоследствии произошло слово «доллар». Открытие Америки привело к колоссальному притоку серебра в Европу: в XVI–XVII веках из рудников Потоси (современная Боливия) и Мексики было вывезено огромное количество металла, что вызвало «революцию цен» и стимулировало развитие мировой торговли. В России серебро добывалось с XVIII века на Нерчинских и Алтайских рудниках.

¶XIX–XX века

В XIX веке серебро стало основой денежных систем многих стран (серебряный стандарт). С развитием фотографии (дагерротипия, галогениды серебра) металл получил новое техническое применение. В XX веке, с переходом к золотому стандарту и затем к фиатным деньгам, монетарная роль серебра снизилась, но резко выросло промышленное потребление — в электронике, электротехнике, химической промышленности.

¶Физические и химические свойства

¶Физические свойства

Серебро — мягкий, пластичный металл. Его плотность — 10,49 г/см³, температура плавления — 961,8 °C, температура кипения — 2162 °C. Обладает самой высокой среди металлов электропроводностью (63·10⁶ См/м при 20 °C) и теплопроводностью (430 Вт/(м·К)). Коэффициент отражения света в видимом диапазоне превышает 95%, что делает его лучшим материалом для зеркал. Серебро парамагнитно.

¶Химические свойства

Серебро относится к благородным металлам, химически малоактивно. На воздухе не окисляется, но при контакте с сероводородом (H₂S) покрывается налётом сульфида серебра (Ag₂S) — чернеет. Реагирует с азотной кислотой (HNO₃) и горячей концентрированной серной кислотой (H₂SO₄). С галогенами образует галогениды (AgCl, AgBr, AgI), которые светочувствительны и используются в фотографии. Для серебра характерна степень окисления +1.

¶Нахождение в природе и добыча

¶Месторождения и минералы

Серебро встречается в земной коре в концентрации около 0,07 г/т. В самородном виде встречается редко, чаще входит в состав руд. Основные минералы: аргентит (Ag₂S), пираргирит (Ag₃SbS₃), прустит (Ag₃AsS₃), кераргирит (AgCl). Крупнейшие месторождения находятся в Мексике, Перу, Китае, России, Чили, Боливии, Польше и Австралии. В России значительные запасы сосредоточены на Дальнем Востоке (Дукатское месторождение), в Магаданской области, на Урале и в Норильском районе.

¶Технология добычи

Около 70% мирового серебра добывается попутно при разработке полиметаллических (медных, свинцово-цинковых, золотых) руд. Извлечение осуществляется методами цианирования, амальгамации (исторически), флотации и пирометаллургии. Чистое серебро получают электролитическим рафинированием.

¶Применение

¶Ювелирное дело и монетное производство

Серебро широко используется для изготовления ювелирных украшений, столовых приборов и посуды. Для повышения твёрдости и износостойкости его легируют медью, образуя сплавы 925-й (стерлинговое серебро), 875-й, 800-й и других проб. В России принята метрическая система проб. Серебряные монеты чеканятся в качестве инвестиционных и памятных (например, монеты Банка России «Георгий Победоносец»).

¶Электротехника и электроника

Благодаря рекордной электропроводности серебро используется в контактах высокочастотной и сильноточной аппаратуры, в разъёмах, реле, выключателях. Серебряные пасты применяются при производстве печатных плат и солнечных батарей. Серебро входит в состав электродов литий-ионных аккумуляторов и конденсаторов.

¶Медицина

Ионы серебра обладают бактерицидными свойствами. Серебро используется в составе антисептиков (протаргол, колларгол), для покрытия медицинских инструментов и катетеров, в перевязочных материалах (кремы с сульфадиазином серебра). В стоматологии применяются серебряные амальгамы для пломбирования зубов.

¶Фотография и оптика

Галогениды серебра (AgBr, AgCl) — основа традиционной фотоплёнки и фотобумаги, хотя с развитием цифровой фотографии эта область потребления резко сократилась. Высокая отражательная способность серебра делает его незаменимым для изготовления зеркал (в том числе для телескопов), а также для напыления на стекло в энергосберегающих окнах.

¶Химическая промышленность

Серебро используется как катализатор в реакциях окисления (например, при производстве формальдегида из метанола, оксида этилена из этилена). Серебряные электроды применяются в электрохимических процессах, в том числе для получения чистой воды.

¶Биологическая роль и токсичность

Серебро не является жизненно необходимым элементом для человека. В малых дозах (коллоидное серебро) оно может оказывать бактерицидное действие, однако его применение в качестве пищевой добавки не одобрено официальной медициной из-за риска аргирии — необратимого отложения серебра в коже и слизистых оболочках, приводящего к серо-голубому окрашиванию. Соединения серебра (нитрат, хлорид) токсичны при попадании внутрь в больших дозах.

¶Экономика и рынок

Серебро является биржевым товаром. Цена на серебро устанавливается на Лондонской бирже металлов (LME) и COMEX (Нью-Йорк). На стоимость влияют промышленный спрос, объём добычи, инвестиционные настроения и курс доллара США. Серебро, наряду с золотом, рассматривается как защитный актив в периоды экономической нестабильности. Крупнейшими производителями серебра являются Мексика, Перу, Китай, Россия и Чили.

¶Интересные факты

• Слово «аргентум» (лат. Argentum) родственно санскритскому «арджуна» — «светлый, белый».
• Самый большой самородок серебра был найден в Мексике в XVIII веке и весил около 1,5 тонн.
• Серебро обладает самой высокой теплопроводностью среди всех металлов, что делает его идеальным материалом для термоинтерфейсов в компьютерной технике.
• В древности серебро использовали для обеззараживания воды — клали серебряную монету в сосуд с водой.

¶Источники

• Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1995.
• Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. — М.: Мир, 1969.
• Серебро // Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1984–1991.
• Данные Геологической службы США (USGS) по добыче серебра.
• Справочник «Благородные металлы» под ред. Е. М. Савицкого. — М.: Металлургия, 1984.