Серебро проявляет
большее сходство с палладием
(за которым он следует в
периодической системе), чем с
рубидием (с которым он находится
рядом в I группе периодической
системы и в том же пятом
периоде).
Расположение
серебра в побочной подгруппе
I группы периодической системы
определяется электронной структурой
атома которая аналогична электронной
структуре атома рубидия. Большое
различие в химических свойствах
серебра и рубидия определяется
разной степенью заполненности
электронами 4й-орбитали. Атом серебра
отличается от атома палладия
наличием одного электрона на
5й-орбитали.
По большинству
физических и химических свойств
серебро приближается к меди
и золоту. В подгруппе меди
серебро (средний элемент) обладает
наиболее низкими температурами
плавления и кипения и максимальным
значением коэффициента расширения,
максимальной тепло- и электропроводностью.
Физико-химические
свойства серебра в значительной
степени зависят от его чистоты.
Металлическое
серебро в компактном полированном
виде (бруски, трубки, проволока, пластинки,
листы) представляет собой белый
блестящий металл, обладающий большой
отражательной способностью по
отношению к инфракрасным и
видимым лучами и более слабой
— к ультрафиолетовым лучам.
Серебро в виде тонких листочков
(они кажутся синими или фиолетовыми
в проходящем свете) обладает
электрическими и оптическими
свойствами, отличными от свойств
металлического серебра в слитках.
Коллоидные растворы
серебра окрашены в розовый
(до коричневого) цвет и могут
быть получены восстановлением
суспензий Ag2O водородом при +50°C
(или другими восстановителями, например
сахаром, окисью углерода, цитратом
железа(II), цитратом аммония. хлоридом
олова(II), пирогаллолом, фенолом, фосфором
в эфире, фосфорноватистой кислотой,
формальдегидом, гидразином, фенилгидразином
и др.), а также путем создания
электрической дуги в воде
между двумя серебряными электродами.
Для стабилизации коллоидных
растворов серебра применяют
белки, желатину, гуммиарабик, агар-агар
и другие органические вещества,
играющие роль защитных коллоидов.
Белковое коллоидное
серебро (протаргол и колларгол)
применяется как фармацевтический
препарат.
В нейтральных
или слабо щелочных растворах
гидрозоль серебра ведет себя
как отрицательный коллоид, а
в слабо кислых растворах -
как положительный.
Коллоидное серебро
является энергичным восстановителем
по отношению к Fe2Cl6, HgCl2, KMn04, разбавленной
HN03, обладает хорошей адсорбционной
способностью (по отношению к
кислороду, водороду, метану, этану
и др.), является катализатором
и сильным бактерицидом (до появления
антибиотиков применялся при
обработке слизистых оболочек) и
служит для лечения некоторых
трудно излечиваемых кожных болезней.
Вода, хранящаяся в серебряных
сосудах, стерилизуется и не
портится длительное время благодаря
наличию иона Ag+, образующегося в
результате контакта воды со
стенками посуды.
Металлическое
серебро обладает кубической
гранецентрированной решеткой с
плотностью 10,50 г/см3 при +20°C, температура
плавления +960,5°C, температура кипения
+2177°C (пары желтовато-синие); оно
диамагнитно, является очень хорошим
проводником тепла и электричества
(удельное сопротивление при +20°C равно
1,59 мком/см). В числе физико-механических
свойств следует отметить пластичность,
относительную мягкость (твердость 2,5—3
балла по шкале Мооса), ковкость и тягучесть
(легко протягивается и прокатывается),
малую прочность. Серебро образует сплавы
типа твердых растворов с золотом с палладием
и интерметаллические соединения с элементами
Li, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Tl, Pr, Sn, Zr, Th, P, Sb,
S, Se, а также сплавы типа эвтектик с элементами
Bi, Ge, Ni, Pb, Si, Na, Tl
При легировании
устраняются основные недостатки
серебра, такие, как мягкость,
низкая механическая прочность
и высокая реакционная способность
по отношению к сере и сульфидам.
Некоторые газы, например водород,
кислород, окись и двуокись углерода,
растворяются в серебре, причем
растворимость их пропорциональна
квадратному корню от давления.
Растворимость кислорода в серебре
максимальна при +400…450°C (когда
1 объем серебра поглощает до 5
объемов кислорода). Рекомендуется
избегать охлаждения серебра,
насыщенного кислородом, поскольку
выделение этого газа из охлаждаемого
серебра может сопровождаться
взрывом. При поглощении кислорода
или водорода серебро становится
хрупким.
Азот и инертные
газы с трудом растворяются
в серебре при температуре
выше -78°C.
С химической
точки зрения серебро достаточно
инертно, оно не проявляет способности
к ионизации и легко вытесняется
из соединения более активными
металлами или водородом.
Под действием
влаги и света галогены легко
взаимодействуют с металлическим
серебром образуя соответствующие
галогениды.
Соляная и бромистоводородная
кислоты в концентрированных
растворах медленно реагируют
с серебром:
2Ag + 4НСl = 2H[AgCl2] + Н2
2Ag + 4НВr = 2H[AgBr2] + Н2
Кислород взаимодействует
с нагретым до 168° металлическим
серебром при разных давлениях
с образованием Ag2O. Озон при +225°С
в присутствии влаги (или перекиси
водорода) действует на металлическое
серебро, образуя высшие окислы
серебра.
Сера, реагируя
с нагретым до +179°С с металлическим
серебром, образует черный сульфид
серебра Ag2S. Сероводород в присутствии
кислорода воздуха и воды взаимодействует
с металлическим серебром при
комнатной температуре по уравнению
2Ag + H2S +1/2O2 - Ag2S + H2O
Металлическое
серебро растворяется в H2SO4 (60°
Be) при нагревании, в разб. HN03 на
холоду и в растворах цианидов
щелочных металлов в присутствии
воздуха (кислорода или другого
окислителя):
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
3Ag + 4HNO3 + 3AgNO3 + NO + 2H2O
2Ag + 4NaCN + H2O + l/2 O2 = 2Na[Ag(CN)2]
+ 2NaOH
Cелен, теллур, фосфор,
мышьяк и углерод реагируют
с металлическим серебром при
нагревании с образованием Ag2Se, Ag2Te,
Ag3P, Ag3As, Ag4C. Азот непосредственно
не взаимодействует с серебром.
Органические
кислоты и расплавленные щелочи
пли соли щелочных металлов
не реагируют с металлическим
серебром. Хлорид натрия в концентрированных
растворах и в присутствии
кислорода воздуха медленно взаимодействует
с серебром с образованием
хлорида серебра.
В солянокислом
растворе серебро восстанавливает
некоторые соли металлов, такие,
как CuCl2, HgCL2, FeI2. VOC12.
ПРИМЕНЕНИЕ
В химической
промышленности применяются аппараты
из серебра (для получения ледяной
уксусной кислоты, фенола), лабораторная
посуда (тигли или лодочки, в
которых плавятся чистые щелочи
или соли щелочных металлов, оказывающие
разъедающее действие на большинство
других металлов), лабораторные инструменты
(шпатели, щипцы, сита и др.).
Серебро и его соединения применяются
в качестве катализаторов в
реакциях обмена водород —
дейтерий, детонации смеси воздух
— ацетилен, при сжигании окиси
углерода, окислении спиртов в
альдегиды кислоты и др.
В пищевой промышленности
применяются серебряные аппараты
в которых приготовляют фруктовые
соки и другие напитки. В
медицине известен ряд фармацевтических
препаратов, содержащих коллоидное
серебро.
Металлическое
серебро служит для изготовления
высококачественных оптических
зеркал путем термического испарения.
Бруски (или электролитический порошок)
серебра служат положительными
электродами в аккумуляторах,
в которых отрицательными электродами
являются пластинки из окиси
цинка, электролит — едкое
кали.
Существенную
долю серебра потребляет электротехническая
промышленность для серебрения
медных проводников и при использовании
высокочастотных волноводов. Серебро
используется при производстве
транзисторов, микросхем и других
радиоэлектронных компонентов.
Сплавы серебра
широко применяются для изготовления
монет, зубных пломб, мостов
и протезов, столовой посуды, в
холодильной химической промышленности.
СОЕДИНЕНИЯ (ОБЩИЕ
СВОЙСТВА)
Известны соединения,
в которых серебро одно-, двух-
и трех- валентно. В отличие от
устойчивых соединений одновалентного
серебра соединения двух- и трехвалентного
серебра немногочисленны и мало
устойчивы.
Соединения одновалентного
серебра
Известны многочисленные
устойчивые соединения (простые
и.координационные) одновалентного
серебра. Ион одновалентного серебра
Ag+ с радиусом 1.55? диамагнитен, бесцветен,
гидратирован, легко поляризуется,
является окислителем (легко восстанавливается
различными восстановителями до металлического
серебра) и играет роль катализатора в
реакции окисления иона марганца (II) анионом:
S202-8.
Большинство соединений
серебра (I) плохо растворимо в
воде. Нитрат, перхлорат, хлорат, фторид
растворяются в воде, а ацетат
и сульфат серебра растворимы
частично. Соли серебра (I) белые
или слегка желтоватые (когда
аннон соли бесцветен). Вследствие
деформируемости электронных оболочек
иона серебра(I) некоторые его
соединения с бесцветными анионами
окрашены.
Многие из соединений
серебра (I) окрашиваются в серый
под действием солнечного света,
что обусловлено процессом восстановления
до металлического серебра.
У солей серебра(I)
мало выражена склонность к
гидролизу.При нагревании солей
серебра со смесью карбоната
натрия и угля образуется металлическое
серебро:
2AgNO3 + Na2CO3 + 4С = 2Ag +
2NaNO2 + 5CO
Известны многочисленные
координационные соединения серебра(I),
в которых координационное число
серебра равно 2, 3 и 4.
Неорганические
соединения
Окись серебра,
Ag2O, получают при обработке растворов
AgNO3 щелочами или растворами гидроокисей
щелочноземельных металлов:
2AgNO3 + 2КОН = Ag2O + 2KNO3
+ Н2O
Окись серебра
представляет собой диамагнитный
кристаллический порошок (кубические
кристаллы) коричнево-черного цвета
с плотностью 7,1 — 7,4 г/см3, который
медленно чернеет на свету
высвобождая кислород, и разлагается
на элементы при нагреваний
до +200°C:
Ag2O=2Ag + ?O2
Водород, окись
углерода, перекись водорода и
многие металлы восстанавливают
окись серебра в водной суспензии
до металлического серебра:
При окислении
Ag2O озоном образуется окись серебра(II)
Окись серебра (I) растворяется
в плавиковой и азотной кислотах
в солях аммония, в растворах
цианидов щелочных металлов, в
аммиаке и т. д.
Ag2O + 2HF = 2AgF + Н2O
Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3
Ag2O + 2(NH4)2CO3 = [Ag(NH3)2]2CO3
+ 2H2O +CO2
Ag2O + 4KCN + H2O = K[Ag(CN)2] + 2KOH
Ag2O + 4NH4OH = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
или
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
При хранении
гидроокись диамминсеребра [Ag (NH3)2]OH
(которая является растворимым
основанием с окислительными cсвойствами)
превращается в способный взрываться
имид серебра;
2[Ag(NH3)2]OH = Ag2NH + 3NH3 + 2H2O
Растворы хлоридов
щелочных металлов превращают
окись серебра(I) в хлорид серебра(I),
а при действии избытка HgI2 нa
Ag2O образуется Ag2[HgI4].
Окись серебра
— энергичный окислитель по
отношению к соединениям хрома(III),
альдегидам и галогенопроизводным
углеводородов:
5Ag2O + Cr2О3= 2Ag2CrO4 + 6Ag
3Ag2O + 2Cr(OH)3 + 4NaOH = 2Na2GrO4
+ 6Ag + 5H2O
Окисление галогенопроизводных
углеводородов приводит к образованию
спиртов, а окисление альдегидов
— соответствующих кислот.
Растворы сульфидов
щелочных металлов и водные
суспензии сульфидов тяжелых
металлов превращают окись Ag2O
в сульфид Ag2S.
Суспензии окиси
серебра применяются в медицине
как антисептическое средство. Смесь,
состоящая из окиси серебра
с легко восстанавливающимися
окислами (например, меди или марганца).
является хорошим катализатором
окисления окиси углерода кислородом
воздуха при обычной температуре.
Смесь состава 5% Ag3O, 15%Сo2Оз, 30% СuО
и 50% МnO2, названная «гопкалитом»,
служит для зарядки противогазов
в качестве защитного слоя
против окиси углерода.