Довідник - Популярна бібліотека хімічних елементів

100_ФЕРМІЙ.doc (1 стор.)
101_МЕНДЕЛЕВІЙ.doc (1 стор.)
102_НОБЕЛІЙ.doc (1 стор.)
103_ЛОУРЕНСІЙ.doc (1 стор.)
104_КУРЧАТОВІЙ.doc (1 стор.)
105_НІЛ'СБОРІЙ.doc (1 стор.)
106_ЕКАВОЛЬФРАМ.doc (1 стор.)
107_ЕКАРЕНІЙ.doc (1 стор.)
47_Серебро.doc (1 стор.)
48_Кадмій.doc (1 стор.)
49_Індій.doc (1 стор.)
50_Олово.doc (1 стор.)
51_Сурьма.doc (1 стор.)
52_Теллур.doc (1 стор.)
53_Іод.doc (1 стор.)
54_Ксенон.doc (1 стор.)
55_Цезій.doc (1 стор.)
56_Барій.doc (1 стор.)
57_Лантан.doc (1 стор.)
58_Церій.doc (1 стор.)
59_Празеодім.doc (1 стор.)
60_Неодім.doc (1 стор.)
61_Прометій.doc (1 стор.)
62_Самарій.doc (1 стор.)
63_Европій.doc (1 стор.)
64_ГАДОЛІНІЙ.doc (1 стор.)
65_ТЕРБІЙ.doc (1 стор.)
66_ДІСПРОЗІЙ.doc (1 стор.)
67_Гольмій.doc (1 стор.)
68_Ербій.doc (1 стор.)
69_Тулій.doc (1 стор.)
70_Іттербій.doc (1 стор.)
71_ЛЮТЕЦІЙ.doc (1 стор.)
72_ГАФНІЙ.doc (1 стор.)
73_ТАНТАЛ.doc (1 стор.)
74_ВОЛЬФРАМ.doc (1 стор.)
75_РЕНІЙ.doc (1 стор.)
76_Осмій.doc (1 стор.)
77_ІРІДІЙ.doc (1 стор.)
Оригінал


СРІБЛО






При описі будь-якого елементу прийнято вказувати його першовідкривача й обставини відкриття. Такими даними про елемент № 47 людство не має. Жоден з прославлених вчених до відкриття срібла не причетний. Сріблом люди стали користуватися ще тоді, коли не було вчених.

Пояснюється це просто: як і золото, срібло колись досить часто зустрічалося в самородному вигляді. Його не доводилося виплавляти з руд.

Про походження російського слова «срібло» вчені й дотепер не прийшли до єдиної думки. Більшість з них вважають, що це видозмінене «сарпу», яке в мові древніх ассірійців означало як серп, так і півмісяць. В Ассирії срібло вважалося «металом Місяця» і було таким же священним, як у Єгипті золото.

З розвитком товарних відносин срібло, як і золото, стало виразником вартості. Мабуть, можна сказати, що в цій своїй ролі воно сприяло розвитку торгівлі навіть більше, ніж «цар металів». Воно було дешевше золота, співвідношення вартості цих металів в більшості стародавніх держав було 1: 10. Велику торгівлю зручніше було вести за посередництвом золота. дрібна ж, більш масова, вимагала срібла,

^ Спочатку для пайки

З інженерної точки зору срібло, подібно золоту, довгий час вважалося марним металом, практично не впливав на розвиток техніки, точніше, майже марним. Ще в давнину його застосовували для пайки. Температура плавлення срібла не настільки вже висока - 960,5 ° C, нижче, ніж золота (1063 ° С) і міді (1083,2 ° С). Порівнювати з іншими металами не має сенсу: асортимент металів давнину був дуже невеликий. (Навіть набагато пізніше, в середньовіччі, алхіміки вважали, що «сім металів створив світ за кількістю семи планет».)

Однак якщо ми розкриємо сучасний довідник з матеріалознавства, то і там знайдемо кілька срібних

припоїв: ПСР-10, ПСР-12, ПСР-25; цифра вказує на процентний вміст срібла (решта мідь і 1% цинку).

У техніці ці припої займають особливе місце, бо паяний ними шов не тільки міцний і щільний, але і корозійно стійкий. Ніхто, звичайно, не подумає запаювати такими припоями каструлі, відра або консервні банки, але суднові трубопроводи, котли високого тиску, трансформатори, електричні шини в них дуже потребують. Зокрема, сплав ПСР-12 використовують для пайки патрубків, штуцерів, колекторів та іншої апаратури з міді, а також з мідних сплавів з вмістом основного металу більше 58%.

Чим вище вимоги до міцності і корозійної стійкості паяного шва, тим з більшим відсотком срібла застосовуються припої. В окремих випадках використовують припої з 70% срібла. А для пайки титану придатно лише чисте срібло.

М'який свинцево-срібний припій нерідко застосовують як замінник олова. На перший погляд це здається безглуздістю: «метал консервної банки», як охрестив олово академік А. Е. Ферсман, замінюється валютним металом - сріблом! Однак дивуватися тут нема чому, це питання вартості. Найбільш ходовий олов'яний припій ПОС-40 включає в себе 40% олова і близько 60% свинцю. Замінюючий ж його срібний припій містить всього лише 2,5% дорогоцінного металу, а всю іншу масу становить свинець.

Значення срібних припоїв в техніці неухильно зростає. Про це можна судити хоча б по тому, що в США на ці цілі щорічно витрачається близько тисячі тонн срібла.

Срібне дзеркало проникає в космос і, на жаль не тільки в приладах. 7 травня 1968 в Раду Безпеки був направлений протест уряду Кампучії проти американського проекту запуску на орбіту супутника-дзеркала. Це супутник - щось на зразок величезного надувного матраца зі надлегким металевим покриттям. На орбіті «матрац» ​​наповнюється газом і перетворюється на гігантське космічне дзеркало, яке, за задумом його творців, мало відображати на Землю сонячне світло і висвітлювати площу в 100 тис. км 2 з силою, рівною світлі двох місяців. Призначення проекту - висвітлити великі території В'єтнаму в інтересах військ США і їх сателітів.

Чому так енергійно запротестувала Кампучія? Справа в тому, що при здійсненні проекту міг порушитися світловий режим рослин, а це в свою чергу викликати неврожай і голод у державах Індокитайського півострова. Протест набрав дію: «матрац» ​​в космос не полетів.


^ Символ срібла (XVII ст.)
Дзеркальне відображення

Інше, майже настільки ж давнє технічне використання срібла - виробництво дзеркал. До того як навчилися отримувати листове скло і скляні дзеркала, люди користувалися відполірованими до блиску металевими пластинками. Золоті дзеркала були занадто дорогі, але не стільки ця обставина перешкоджало їх поширенню, скільки жовтуватий відтінок, який вони надавали відображенню. Бронзові дзеркала були порівняно дешеві, але страждали тим же недоліком і до того ж швидко тьмяніли. Відполіровані ж срібні пластини відбивали всі рисочки особи без накладення якого відтінку і в той же час досить добре зберігалися.

Перші скляні дзеркала, що з'явилися ще в I ст. н. е.., були «бессеребреннікі»: скляна пластинка поєднувалася зі свинцевою або олов'яної. Такі дзеркала зникли в середні століття, їх знову потіснили металеві. У XVII в. була розроблена нова технологія виготовлення дзеркал; їх відбиває поверхня була зроблена з амальгами олова. Проте пізніше срібло повернулося в цю галузь виробництва, витіснивши з неї і ртуть, і олово. Французький хімік Птіжан і німецька - Лібіх розробили рецепти серебрільних розчинів, які (з невеликими змінами) збереглися до нашого часу. Хімічна схема сріблення дзеркал загальновідома: відновлення металевого срібла з аміачного розчину його солей за допомогою глюкози або формаліну.

Прискіпливий читач може поставити запитання: а причому тут техніка?

У мільйонах автомобільних та інших фар світло електричної лампочки посилюється увігнутим дзеркалом. Дзеркала є в безлічі оптичних приладів. Дзеркалами забезпечені маяки.

Дзеркала прожекторів в роки війни допомагали виявити ворога в повітрі, на морі і на суші; іноді за допомогою прожекторів вирішувалися тактичні і стратегічні завдання. Так, при штурмі Берліна військами Першого Білоруського фронту 143 прожектора величезною світлосили засліпили гітлерівців у. їх оборонної смузі, і це сприяло успішному результату операції.
Срібне дзеркало проникає в космос і, на жаль, не тільки в приладах. 7 травня 1968 в Раду Безпеки був направлений протест уряду Кампучії проти американського проекту запуску на орбіту супутника-дзеркала. Це супутник - щось на зразок величезного надувного матраца зі надлегким металевим покриттям. На орбіті «матрац» ​​наповнюється газом і перетворюється на гігантське космічне дзеркало, яке, за задумом його творців, мало відображати на Землю сонячне світло і висвітлювати площу в 100 тис. км 2 з силою, рівною світлі двох місяців. Призначення проекту - висвітлити великі території В'єтнаму в інтересах військ США і їх сателітів. Чому так енергійно запротестувала Кампучія? Справа в тому, що при здійсненні проекту міг порушитися світловий режим рослин, а це в свою чергу викликати неврожай і голод у державах Індокитайського півострова. Протест набрав дію: «матрац» ​​в космос не полетів.

^ І пластичність, і блиск

«Світле тіло, яке кувати можна», - так визначав метали М. В. Ломоносов. «Типовий» метал повинен володіти високою пластичністю, металевим блиском, дзвінкістю, високою теплопровідністю і електропровідністю. Стосовно до цих вимогам срібло, можна сказати, з металів метал.

Судіть самі: з срібла можна отримати листки товщиною всього лише 0,25 мкм.

Металевий блиск - відбивна здатність, про яку йшлося вище. Можна додати, що останнім часом набули поширення родієві дзеркала, більш стійкі до впливу вологи і різних газів. Але по відбивної здатності вони поступаються срібним (75-80 і 95-97% відповідно). Тому визнали більш раціональним покриття дзеркал робити все ж срібним, а поверх нього наносити найтоншу плівку родію, що охороняє срібло від потьмяніння.

У техніці вельми поширене сріблення. Найтоншу срібну плівку наносять не тільки (і не стільки) заради високої відбивної здатності покриття, а насамперед заради хімічної стійкості і підвищеної електропровідності. Крім того, цьому покриттю властиві еластичність і прекрасне зчеплення з основним металом.

Тут знову можлива репліка прискіпливого читача: про яку хімічної стійкості може йти мова, коли у попередньому абзаці говорилося про захист срібного покриття родійовим плівкою? Суперечності, як це не дивно, немає. Хімічна стійкість - поняття багатогранне. Срібло краще за багатьох інших металів протистоїть дії лугів. Саме тому стінки трубопроводів, автоклавів, реакторів та інших апаратів хімічної промисловості нерідко покривають сріблом як захисним металом. В електричних акумуляторах з лужним електролітом багато деталей піддаються небезпеці впливу на них їдкого калі або натру високій концентрації. У той же час деталі ці повинні мати високу електропровідність. Кращого матеріалу для них, ніж срібло, що володіє стійкістю до лугів і чудовою електропровідністю, не знайти. З усіх металів срібло самий електропровідний. Але висока вартість елемента № 47 в багатьох випадках змушує користуватися не срібними, а посрібленими деталями. Срібні покриття гарні ще й тим, що вони міцні і щільні - безпориста.

По електропровідності при нормальній температурі сріблу немає рівних. Срібні провідники незамінні в приладах високої точності, коли неприпустимий ризик. Адже не випадково в роки другої світової війни казначейство США розщедритися, видавши військовому відомству близько 40 т дорогоцінного срібла. І не на що-небудь, а на заміну міді! Срібло потрібно авторам «Манхеттенського проекту». (Пізніше стало відомо, що це був шифр робіт зі створення атомної бомби.)

Слід зазначити, що срібло - кращий електричними при нормальних умовах, але, на відміну від багатьох металів і сплавів, воно не стає надпровідником в умовах гранично досяжного холоду. Так само, до речі, поводиться і мідь. Як не парадоксально, але саме ці, чудові по електропровідності метали при наднизьких температурах використовують як електроізоляторів.

Машинобудівники жартома стверджують, що земна куля крутиться на підшипниках. Якби так було насправді, то можна не сумніватися - у настільки відповідальному

вузлі напевно застосовувалися б багатошарові підшипники, в яких один або кілька шарів срібні. Танки і літаки були першими споживачами дорогоцінних підшипників.

У США, наприклад, виробництво підшипників з срібла почалося в 1942 р., тоді на їх виробництво було виділено 311 т дорогоцінного металу. Через рік ця цифра зросла до 778 т.

Вище ми згадували про такій якості металів, як дзвінкість. І за дзвінкості срібло помітно виділяється серед інших металів. Недарма в багатьох казках фігурують срібні дзвіночки. Дзвонових справ майстра здавна додавали срібло в бронзу «для малинового дзвону». У наш час струни деяких музичних інструментів роблять зі сплаву, в якому 90% срібла.
^

Фото та кіно


Фотографія і кінематограф з'явилися в XIX в. і дали сріблу ще одну роботу. Особлива якість елемента № 47 - світлочутливість його солей.

Більше 100 років відомий фотопроцес, але в чому його сутність, який механізм реакції, що лежить в його основі? До останнього часу це уявляли дуже наближено.

На перший погляд все просто: світло збуджує хімічну реакцію, і металеве срібло виділяється з срібної солі, зокрема з бромистого срібла - кращого з світлочутливих матеріалів. У желатині, нанесеної на скло, плівку або папір, ця сіль міститься у вигляді кристалів з іонною решіткою. Можна припустити, що квант світла, падаючи на такий кристал, посилює коливання електрона на орбіті іона брому і дає йому можливість перейти до іону срібла. Таким чином, підуть реакції

Br + hv  Br + е -

і

Ag + + е -  Ag.

Однак вельми істотно те, що стан AgBr більш стійко, ніж стан Ag + Br. Додатково до цього з'ясувалося, що абсолютно чисте бромисте срібло взагалі позбавлене світлочутливості.

У чому ж тоді справа?

Як виявилося, чутливі до, дії світла тільки дефектні кристали AgBr. У їх кристалічній решітці є свого роду порожнечі, які заповнені додатковими атомами срібла або брому. Ці атоми більш рухливі і грають роль «електронних пасток», утруднюючи зворотний перехід електрона до брому. Після того як електрон буде «вибитий з сідла» квантом світла, один з «сторонніх» атомів обов'язково прийме його. Навколо такого «зародка світлочутливості» адсорбуються і закріплюються виділилися з решітки атоми срібла. Освітлена платівка нічим не відрізняється від неосвітленій. Зображення на ній з'являється лише після прояву. Цей процес посилює дію «зародків світлочутливості», і зображення після закріплення стає видимим. Така принципова схема, що дає саме загальне уявлення про механізм фотопроцесу.

Фото-і кінопромисловість стали найбільшими споживачами срібла. У 1931 р., наприклад, США на ці цілі витрачали 146 т дорогоцінного металу, а в 1958 - вже 933 т.

Старі фотознімки і, зокрема, фотодокументи з часом вицвітають. До останнього часу був лише один спосіб їх відновлення - репродукція, перезйомка (з неминучими втратами якості). Зовсім недавно знайдений інший спосіб реставрації старих фотографій.

Знімок опромінюють нейтронами, і срібло, яким він «намальований», перетворюється на свій короткоживучий радіоактивний ізотоп. Протягом декількох хвилин це срібло випускає гамма-промені, і якщо в цей час на фотографію накласти пластинку або плівку з дрібнозернистої емульсією, то можна отримати зображення, більш чітке, ніж на оригіналі.

Світлочутливість срібних солей використовують не тільки у фотографії та кіно. У НДР і США майже одночасно організовано випуск універсальних захисних окулярів. Скла їх виготовлені з прозорих ефірів целюлози, в яких розчинено невелика кількість галогенідів срібла. При нормальному освітленні такі окуляри пропускають близько половини падаючих, на них світлових променів. Якщо ж світло стає сильнішим, то пропускна здатність скла падає до 5-10%, оскільки відбувається відновлення частини срібла і скло, природно, стає менш прозорим. А коли світло знову слабшає, відбувається зворотна реакція і скла набувають велику прозорість.


^ Французький художник і винахідник Луї-Жак Дагер (1787-1851), звичайно ж, не був першовідкривачем срібла. Але він розробив спосіб отримання незникаючих зображень, названий дагеротипією. Дагеротипія виявилася першим з отримали досить широке поширення способів фотографії. А фотографія стала одним з масових споживачів срібла та його сполук
^ Атомна служба срібла

Кінематограф і фотографія досягли розквіту в XX ст. і стали споживати срібло в значно більших, ніж раніше, кількостях. Але в другій чверті цього століття з'явився ще один претендент на першочергове використання елемента № 47.

У січні 1934 р. була відкрита штучна радіоактивність, що виникає під впливом обстрілу нерадіоактивних елементів альфа-частинками. Трохи пізніше Енріко Фермі спробував інші «снаряди» - нейтрони. При цьому реєстрували інтенсивність виникає випромінювання і визначали періоди напіврозпаду нових ізотопів. Опромінювали по черзі всі відомі до того часу елементи, і ось що виявилося. Особливо високу радіоактивність під дією бомбардування нейтронами набувало срібло, а період напіврозпаду утворюється при цьому випромінювача не перевищував 2 хвилин. Саме тому срібло стало робочим матеріалом у подальших дослідженнях Фермі, при яких було відкрито таке практично важливе явище, як уповільнення нейтронів.

Пізніше цією особливістю срібла скористалися для створення індикаторів нейтронного випромінювання, а в 1952 р. срібло «доторкнулося» і до проблем термоядерного синтезу: перший залп нейтронів з плазмового «шнура» був зафіксований на срібних пластинах.

Але атомна служба срібла не обмежується областю чистої науки. З цим елементом стикаються і при вирішенні суто практичних проблем ядерної енергетики.

У сучасних атомних реакторах деяких типів тепло відводять розплавленими металами, зокрема натрієм і вісмутом. У металургії добре відомий процес обезвісмучіванія срібла (вісмут робить срібло менш пластичним). Для атомної техніки важливий зворотний процес - обессеребреніе вісмуту. Сучасні процеси очищення дозволяють отримувати вісмут, в якому домішка срібла мінімальна - не більше трьох атомів на мільйон. Навіщо це потрібно? Срібло, потрап воно в зону ядерної реакції, буде по суті гасити реакцію. Ядра стабільного ізотопу срібло-109 (на його частку в природному сріблі доводиться 48,65%) захоплюють нейтрони і перетворюються в бета-активна срібло-110. А бета-розпад, як відомо, призводить до збільшення атомного номера випромінювача на одиницю. Таким чином, елемент № 47 перетворюється на елемент № 48, кадмій, а кадмій - один з найсильніших гасителів ланцюгової ядерної реакції.

Важко перелічити всі сучасні служби елемента № 47. Срібло потрібно машинобудівникам і скловарів, хімікам і електротехнікам. Як і раніше, цей метал привертає увагу ювелірів. Як і колись, частина срібла йде на виробництво медикаментів. Але головним споживачем елемента № 47 стала сучасна техніка. Не випадково вже досить давно була викарбувана остання в світі чисто срібна монета. Занадто цінний і потрібний цей метал, щоб ходити по руках.



Срібло було і залишається ювелірним металом і матерія лом для художніх виробів. На знімку - одна з робіт Клода Баллена, французького ювеліра і художника (1661-1754)

СРІБЛО І МЕДИЦИНА. Про бактерицидних властивості срібла, про цілющу «срібної» води писали багато. В особливо великих масштабах воду «срібло» на океанських кораблях. У спеціальній установці, іонатора, пропускають змінний струм через воду. Електродами служать срібні пластинки. За годину в розчин переходить до 10 г срібла. Цієї кількості достатньо, щоб дезінфікувати 50 кубометрів питної води. Насичення води іонами срібла суворо дозують: надлишок іонів становить певну небезпеку-у великих дозах срібло токсично.

Про це, зрозуміло, знають фармакологи. У клінічній медицині застосовують численні препарати, що містять елемент № 47. Це органічні сполуки, переважно білкові, в які введено до 25% срібла. А відомі ліки колларгол містить його навіть 78%. Цікаво, що в препаратах сильної дії (протаргол, протаргентум) срібла менше, ніж у препаратах м'якої дії (Аргин, соларгентум, аргірол та інші), але в розчин вони віддають його значно легше.

Визначено механізм дії срібла на мікроорганізми. Виявилося, що воно інактивує певні ділянки молекул ферментів, тобто діє як ферментний отрута. Чому ж тоді ці препарати не пригнічують діяльність ферментів в людському організмі, адже і в ньому обміном речовин керують ферменти? Вся справа в дозуванні. У мікроорганізмах процеси обміну йдуть набагато інтенсивніше, ніж у більш складних. Тому можна підібрати такі концентрації сполук срібла, яких з лишком вистачило б на знищення мікробів, але нешкідливі для людини.

ЗАМІННИКИ СРІБЛА. Дефіцит срібла - явище не нове. Ще в першій половині XIX в. він став причиною конкурсу, переможці якого не тільки отримали великі премії, а й збагатили техніку кількома дуже цінними металами. Потрібно було знайти рецепти сплавів, здатних замінити столове срібло. Так з'явилися нейзильбер, мельхіор, Аргентан, «німецьке срібло», «китайське срібло» ... Все це сплави на основі міді та нікелю з різними добавками (цинк, залізо, марганець та інші елементи).

СРІБЛО І СКЛО. Ці дві речовини зустрічаються не тільки у виробництві дзеркал. Срібло потрібно для виготовлення сигнальних стекол і світлофільтрів, особливо коли важлива чистота тонів. Наприклад, в жовтий колір скло можна забарвити кількома способами: оксидами заліза, сульфідом кадмію, азотнокислим сріблом. Останній спосіб найкращий. За допомогою оксидів заліза дуже важко домогтися сталості забарвлення, сульфід кадмію посилює технологію - при тривалому впливі високих температур він перетворюється на окис, яка робить скло непрозорим і не забарвлює його. Невелика добавка (0,15 - 0,20%) азотнокислого срібла надає склу інтенсивну золотисто-жовте забарвлення. Правда, тут є одна тонкість. У процесі варіння з AgNO 3 виділяється мелкодисперсное срібло і рівномірно розподіляється по скломасі. Однак при цьому срібло залишається безбарвним. Забарвлення з'являється при наведенні - повторному обігріві вже готових виробів. Особливо добре фарбуються сріблом високоякісні свинцеві скла. За допомогою срібних солей можна наносити золотисто-жовте забарвлення на окремі ділянки скляних виробів. А помаранчеве скло отримують, вводячи в скломасу золото і срібло одночасно.

Найвідоміша СІЛЬ. Прізвище одного з найбільш запам'ятовуючих персонажів Ільфа і Петрова, Никифора Ляпіса, асоціюється звичайно зі словом «ляпсус». А ляпіс - азотнокисле срібло - це найвідоміша сіль елемента № 47. Спочатку, в часи алхіміків, цю сіль називали lapis infernalis, що в перекладі з латини на російську означає «пекельний камінь».
Ляпіс володіє прижигающим і в'язким дією. Взаємодіючи з білками тканин, він сприяє утворенню білкових солей - альбуминатов. Властиво йому і бактерицидну дію - як і всякої розчинної солі срібла. Тому ляпіс широко застосовують не тільки в хімічних лабораторіях, але і в медичній практиці.
^

Б. І. Казаков

Навчальний матеріал
© uadoc.zavantag.com
При копіюванні вкажіть посилання.
звернутися до адміністрації