Серебро, оксид серебра (I). Соли серебра и комплексные соединения серебра

Серебро Ag — химический элемент первой группы побочной подгруппы периодической системы Д. И. Менделеева; атомный номер 47, атомная масса 107,868. Блестящий белый ме­талл. Аналог меди, но относится к числу так называемых благородных металлов. Природ­ный элемент состоит из смеси двух стабильных изотопов, относительное содержание которых примерно одинаково: ¹⁰⁷Ag (51,35%) и ¹⁰⁹Ag (48,65%).

Распространенность в природе

Занимает всего лишь 67-е место среди других элементов (7•10^-6% по массе), однако в 20 раз превосходит золото. Встреча­ется серебро в виде самородков с примесью золота, ртути и сурь­мы; известны серебряные самородки весом до 13,5 тонн. Из мине­ралов серебра наиболее важны серебряный блеск Ag₂S и роговое серебро AgCl. Однако и самородное серебро, и его собственные минералы редки. Основная масса серебра извлекается в качестве побочного продукта при добывании других металлов, главным образом цинка и меди.

Физические свойства

Серебро почти полностью отражает падающий свет. Лучше всех металлов серебро проводит тепло и электрический ток. По ковкости и тягучести оно уступает только золоту. Серебро тверже золота, но мягче меди. Чтобы сделать серебро более твердым, его сплавляют с медью. Серебро довольно тяжелый металл (плот­ность 10,49 г/см³), плавится при 961,9°С, а кипит при 2167°С.

Химические свойства

Как и другие благородные металлы, серебро химически мало­активно, по сравнению с медью обладает значительно большей химической стойкостью. В отличие от меди, оно сохраняет метал­лический блеск при действии воздуха, влаги и углекислого газа. Но подобно меди серебро уже при комнатной температуре покры­вается темным налетом сульфида серебра Ag₂S, если потереть металл кусочком серы:

2Ag+S=Ag₂S

Темнеет серебро и на воздухе, содержащем сероводород и дру­гие летучие соединения серы.

Свободные галогены при обычной температуре медленно со­единяются с серебром:

2Ag+Сl₂=2AgCl

Подобно меди серебро легко растворяется в разбавленной и концентрированной азотной кислоте с образованием нитрата се­ребра:

3Ag+4HNO₃ =3AgNO₃+NO­+2H₂O

и в горячей концентрированной серной кислоте с образованием сульфата серебра:

2Ag+2H₂SO₄=Ag₂SO₄+SO₂­+2Н₂O

В растворе цианистого натрия в присутствии кислорода воздуха серебро растворяется с образованием комплексного соединения:

2Ag+4NaCN+1/2O₂+Н₂O=2Na[Ag(CN)₂]+2NaOH

Будучи в ряду напряжений металлов после водорода, серебро в кислотах-неокислителях не растворяется, не взаимодействует оно и с щелочами.

В соответствии со своим положением в I группе периодичес­кой системы серебро в большинстве соединений проявляет сте­пень окисления +1 (одновалентно). Однако есть и производные серебра со степенью окисления +2 и +3, например AgO, AgF₂. Проявление серебром высших степеней окисления объясняется тем, что в реакциях атома серебра может участвовать не только единственный валентный s-электрон внешней оболочки, но также один или два d-электрона предыдущей оболочки (конфигу­рация 4d¹⁰5s¹). Рассмотрим соединения, в которых серебро явля­ется одновалентным.

Ag₂O — оксид серебра (I) — вещество буро-черного цвета, может быть получено только косвенным путем. Осаждается при введении ионов ОH^- в раствор, содержащий ионы Ag⁺:

2AgNO₃+2КОН=Ag₂O¯+2KNO₃+H₂O

Оксид серебра (I) уже при 300°С разлагается на кислород и серебро:

2Ag₂O=4Ag+O₂

В воде нерастворим, но растворим в водном растворе аммиака с образованием комплексной соли: Ag₂O+4NH₃+H₂O=2[Ag(NH₃)₂]OH

Проявляет окислительные свойства, особенно по отношению к некоторым органическим веществам:

НСНО+2Ag₂O->4Ag¯+СО₂+Н₂О

реакция «серебряного зеркала»

Из солей серебра следует отметить галогениды. Из галогенидов серебра в воде растворим фторид серебра AgF. Хлорид, бромид и иодид серебра отличаются очень слабой растворимостью в воде и разбавленных кислотах. Их получают действием соответствую­щих галогенидов натрия или калия на раствор нитрата серебра:

AgNO₃+NaCl=AgCl¯+NaNO₃

Образующиеся галогениды серебра выпадают в осадок в виде хлопьев (AgCl — белый, AgBr и AgI — желтоватые). Такие реак­ции имеют большое значение в аналитической химии: ионы сереб­ра Ag⁺ служат очень чувствительными реагентами на галогенид-ионы. Наименее растворимая соль серебра — сульфид серебра Ag₂S. Из растворимых солей наиболее распространен нитрат се-

ребра AgNO₃, его получают непосредственным растворением се­ребра в азотной кислоте. ,

Характерной особенностью солей серебра, как и других эле­ментов побочных подгрупп I группы, является способность обра­зовывать комплексные соединения с аммиаком, цианидами ще­лочных металлов и тиосульфатом натрия:

AgCl+2NH₃+H₂O=[Ag(NH₃)₂]OH+НСl

AgBr+2KCN=K[Ag(CN)₂]+KBr

2Na₂S₂O₃+AgCl=Na₃[Ag(S₂O₃)₂]+NaCl

Все соли серебра легко восстанавливаются до металла. Нитрат серебра и его растворы, попав на кожу, оставляют на ней черные пятна мелкораздробленного серебра; отсюда старинное название AgNO₃ — ляпис.

Получение

Цианирование служит основой добычи серебра из серебряных руд. Предварительно руду измельчают и обогащают. Затем обога­щенный концентрат цианируют — переводят серебро в раствор действием NaCN в присутствии кислорода, образующийся цианидный комплекс серебра разрушают цинковой пылью по обмен­ной реакции:

2Na[Ag(CN)₂]+Zn=Na₂[Zn(CN)₄]+2Ag

Полученный осадок серебра отправляют на переплавку, в про­цессе которой серебро очищается от примесей. В наше время ос­новную часть серебра добывают в качестве побочного продукта при переработке свинцово-цинковых и медных руд.

Применение

Из серебра изготавливают специальное химическое оборудо­вание и аппаратуру для пищевой промышленности. Значитель­ное количество серебра идет на покрытие радиодеталей ответст­венного назначения, на серебрение проводов в высокочастотной радиотехнике, стекла и керамики в электронной аппаратуре. Немалое количество серебра идет на производство серебряно-цин­ковых аккумуляторов. AgNO₃ в медицине оказывает антисепти­ческое действие. Идет на изготовление электролита для гальвани­ческого серебрения. Без труднорастворимых галогенидов серебра невозможно представить существование всей современной фото- и кинопромышленности.

Шире, чем само серебро, применяют его сплавы с другими металлами.