Серебро

Серебро – самый распространённый из благородных металлов; содержание в земной коре 8·10⁻⁶ % по массе, в морской воде 1,5·10⁻⁸ –2,9·10⁻⁷ %, пресной – 2,7·10⁻⁸ %. Известно более 60 содержащих серебро минералов: серебро самородное и природные сплавы Ag с Cu и Аu; халькогениды (аргентит Ag₂ S, пираргирит Ag₃ SbS₃ , прустит Ag₃ AsS₃ и др.); галогениды (кераргирит AgCl и др.).

Конфигурация внешних электронных оболочек атома серебра 4d¹⁰ 5s¹ ; степени окисления +1 (наиболее устойчива), +2, +3; энергии последовательной ионизации соответственно 731, 2073, 3261 кДж/моль; электроотрицательность по Полингу 1,93; атомный радиус 145,4 пм, ионные радиусы (пм, в скобках координационные числа): Ag⁺ 100 (4) и 115 (6), Ag²⁺ 79 (4) и 94 (6), Ag³⁺ 75 (6).

Серебро – белый блестящий мягкий пластичный металл, в тонких плёнках и в проходящем свете – голубого цвета; кристаллизуется в гранецентрированной кубической решётке; t_пл 961,93 °C, t_кип 2167 °C; при 293 К плотность 10 491 кг/м³ , удельное электрическое сопротивление 1,59 мкОм·см, теплопроводность 419 Вт/(м·К) (примеси в серебре уменьшают электро- и теплопроводность); твёрдость по Бринеллю 245–250 МПа, модуль упругости 82,7 ГПа; обладает высокой отражательной способностью (серебро, осаждённое в вакууме на стекло, отражает 95 % видимого света). Серебро хорошо адсорбирует Н₂ , О₂ , Аr и другие газы (например, Ag при 500 °C поглощает до 5 объёмов О₂ ); при охлаждении жидкого серебра, содержащего растворённый О₂ , выделение газа может происходить со взрывом.

Серебро химически малоактивно. Из соединений легко восстанавливается до Ag⁰ более активными металлами, углеродом, Н₂ и другими восстановителями. При комнатной температуре не взаимодействует с О₂ воздуха, при нагревании до 170 °C покрывается плёнкой Ag₂ O. В присутствии влаги окисляется озоном до высших оксидов – Ag₂ O₂ и Ag₂ O₃ . При взаимодействии с S или Н₂ S в присутствии О₂ образуется Ag₂ S. С P, As, C, халькогенами образует бинарные соединения; с HNO₃ – нитрат серебра; с концентрированной H₂ SO₄ – сульфат Ag₂ SO₄ ; с галогенами и концентрированными галогеноводородными кислотами – галогениды серебра. В присутствии О₂ реагирует с цианидами щелочных металлов c образованием растворимых комплексных солей, например Na[Ag(CN)₂ ]. Не реагирует со щелочами и органическими кислотами. Почти все соединения Ag(I) на свету разлагаются с выделением Ag и приобретают серый или чёрный цвет, что используется в фотографии. Углерод- и азотсодержащие соединения Ag(I) разлагаются со взрывом. Серебро образует многочисленные интерметаллиды и сплавы с другими металлами (Pd, Аu, Сu, Ni, Pb и др.).

При восстановлении соединений или при диспергировании компактного металлического серебра образуется коллоидное серебро. Золи серебра в зависимости от размера частиц металла и способа получения золя окрашены в различные цвета – от фиолетового до оранжевого. Коллоидное серебро – восстановитель, бактерицидный препарат (колларгол, протаргол). При попадании растворимых соединений серебра на кожу и слизистые оболочки происходит серо-чёрное окрашивание поверхности тканей (вследствие восстановления до коллоидного серебра) – аргирия.

Первая стадия переработки всех содержащих серебро руд – флотационное и гравитационное обогащение. Дальнейшие методы выделения серебра зависят от типа руды и содержания Ag и подразделяются на пирометаллургические и гидрометаллургические. Сульфидные руды подвергают обжигу – окислительному, восстановительному (или хлорирующему). Серебряные руды перерабатывают после обогащения методом цианирования: руду обрабатывают в водном растворе NaCN или KCN в присутствии О₂ и затем серебро извлекают из комплексных цианидов восстановлением металлами или с использованием ионного обмена. Для получения серебра высокой чистоты (99,999 %) сырой металл подвергают электролитическому аффинажу в растворе AgNO₃ с осаждением на катоде (примеси переходят в шлам). Все содержащие серебро отходы промышленности (отработанные фотоматериалы, контакты, источники питания и т. п.) подвергаются переработке с целью извлечения вторичного серебра, которое вновь расходуется в промышленности (60–70 % от общего потребления). Объём мирового производства серебра 23,5 тыс. т/год (2020).

Серебро используется для изготовления кино- и фотоматериалов, сплавов с Pd, Аu, Сu, Zn, контактов, припоев, проводящих слоёв, элементов реле в электротехнике и электронике, стоматологических сплавов с Аu, Сu, Hg, Sn, серебряно-цинковых аккумуляторов, обладающих высокой энергоёмкостью (космическая и оборонная техника), оксидно-серебряных элементов питания часов, монет, ювелирных изделий, украшений, столовой посуды, зеркал, аппаратов в пищевой промышленности, катализаторов (дожигания CО, восстановления NO, эпоксидирования этилена, процессов окисления в органическом синтезе) и др.