Характеристика химических свойств серебра (Argentum - Ag (47)

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. 
Гидроокись серебра, AgOH, образуется в виде неустойчивого белого осадка в результате обработки AgN03 спиртовым раствором калиевой щелочи при рН = 8,5..9 и температуре -45°C. 
Соединение AgOH обладает амфотерными свойствами, легко поглощает двуокись углерода из воздуха и при нагревании с Na2S образует аргентаты эмпирических формул Ag2O • 3Na2O и Ag2O • 3Na2O. 
Основные свойства гидроокиси серебра усиливаются в присутствии аммиака вследствие образования гидроокиси диамминсеребра [Ag (NH3)2]OH. 
Фторид серебра, AgF, получают прямым взаимодействием элементов при нагревании, действием плавиковой кислоты на окись или карбонат серебра(I), термическим разложением (+200°C) Ag[Bp] причем наряду с AgF образуется BF3: 
2Ag + F2 = 2AgF + 97,4 ккал 
Ag2CO3 + 2HF = 2AgF + H2O + CO2 
Ag2O + 2HF = 2AgF + H2O 
Ag[BF4] = AgF + BF3 
Выделение кристаллов AgF из водного раствора осуществляется путем концентрирования в вакууме в темноте. 
Соединение AgF представляет собой расплывающиеся на воздухе бесцветные гранецентрированные кубические кристаллы с плотностью 5,85 г/см3 и температурой плавления +435°C; фторид серебра плохо растворим в спирте, легко растворим в воде (в отличие от остальных галогенидов серебра) и в аммиаке; его нельзя хранить в стеклянной посуде, поскольку он разрушает стекло. 
Под действием паров воды и водорода при нагревании фторид серебра восстанавливается до металлического серебра: 
2Ag+ Н2O = 2Ag + 2HF + ? O2 
2AgF + Н2 = 2Ag + 2HF 
Ультрафиолетовые лучи вызывают превращение фторида серебра в полуфторид Ag2F. Водный раствор фторида серебра служит для дезинфекции питьевой воды. 
Известны кристаллогидраты AgF •nH2О (где п — 1, 2, 4) и фторокислоты H[AgF2l, H2[AgF3], H3[AgF]. 
Моногидрат AgF • Н2О осаждается в виде светло-желтых кубических кристаллов при упаривании в вакууме раствора безводного AgF в воде. 
Дигидрат AgF • 2H20, представляющий собой твердые бесцветные призматические кристаллы с температурой плавления +42°C, выпадает из концентрированных растворов AgF. 
Из раствора, полученного растворением Ag2O в 20%-ной плавиковой кислоте, выпадают кристаллы AgF • 4Н20. При охлаждении раствора AgF в плавиковой кислоте осаждаются бесцветные кристаллы H3[AgF4], которые при 0°C в токе воздуха превращаются в белые кристаллы H[AgF2]. 
Хлорид серебра, AgCl, встречается в природе в виде минерала кераргирита и может быть получен обработкой металлического серебра хлорной водой, взаимодействием элементов при высокой температуре, действием газообразного НСl на серебро (выше +1150°C), обработкой соляной кислотой серебра в присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя), действием растворимых хлоридов на серебро, обработкой растворов солей серебра соляной кислотой или раствором какого-либо хлорида. 
Соединение AgCl представляет собой диамагнитные белые кубические гранецептрированные кристаллы с т. пл. +455°C и т. кип. +1554°C. Хлорид серебра растворяется в растворах хлоридов (NaCl, KС1, NH4C1, СаС12, MnCl2). цианидов, тиосульфатов, нитратов щелочных металлов и аммиаке с образованием растворимых и бесцветных координационных соединений 
AgCl + КСl = K[AgCl2] 
AgCl + 2Na2S2O3 + Na3[Ag(S203)2] + NaCl 
AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + KCl 
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl 
Под действием света хлорид серебра восстанавливается (окрашиваясь в фиолетовый, а затем в черный цвет) с высвобождением ребра и хлора: 
AgCl = Ag + 1/2Cl2 
На этой реакции основывается применение хлорида серебра в фотопленках. 
Бромид серебра, AgBr, встречается в природе в виде минерала бромаргирита. В лаборатории может быть получен в темноте обработкой раствора AgNO3 раствором НВг (или бромида щелочного металла) либо непосредственным взаимодействием бpoма с металлическим серебром. Получение AgBr осуществляется в темноте, чтобы исключить фотовосстановление: 
AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3 
Ag + 1/2Br2 = AgBr + 27,4 ккал 
Соединение AgBr может существовать либо в коллоидной форме либо в виде диамагнитных желтых кубических гранецентрированных кристаллов с плотностью 6,47 г/см3, т. пл. +434°C и т. кип. +15370C. Бромид серебра плохо растворим в воде и растворяется в аммиаке тпосульфатах щелочных металлов и в конц. H2SO4 при нагревании: 
AgBr + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Br + 2H2O 
2AgBr + H2SO4 = Ag2SO4 + 2HBr 
AgBr + 2Na2S2O3 -> Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr 
Бромид серебра более чувствителен к свету, чем хлорид серебра, и иод действием света разлагается на элементы: 
AgBr = Ag +1/2Br2 
Бромистое серебро восстанавливается цинком в кислой среде или металлами (такими, как свинец или медь) при нагревании а также сплавлением с безводным карбонатом натрия: 
2AgBr +Na2CO3 = 2Ag + 2NaBr + СO2 
На холоду AgBr поглощает аммиак, причем могут образовываться различные аддукты: AgBr • NH3, 2AgBr • 3NH3, AgBr • 3NH3 
Бромид серебра применяется для изготовления фотопленок и в качестве катализатора при получении монокарбоновых жирных кислот или олефинов с помощью реактива Гриньяра. 
Иодид серебра, AgI. встречается в природе в виде минерала йодагирита в лаборатории может быть получен (в темноте) обратной раствора AgNO3 раствором HI или иодида щелочного металла, путем непосредственного взаимодействия паров иода с металлическим серебром, хлоридом или бромидом серебра при нагревании, действием HI на металлическое серебро на холоду. 
AgNO3 + HI = Agl + HNO3 
Ag + V2I2 = Agl + 29,3 ккал 
AgNO3 + KI = Agl + KNO3 
Ag + HI = Agl + l/2H2 
Иодид серебра может существовать либо в виде прозрачных лучепреломляющих лимонно-желтых гексагональных призматических кристаллов, либо в виде двулучепреломляющих красных октаэдров. 
AgNO3 + KCN = AgCN+KNO3 
Цианид серебра представляет собой бесцветные ромбоэдрические кристаллы с плотностью 3,95 г/см3 и т. пл. +320..350°C. Он плохо растворим в воде, растворяется в аммиаке или растворах солей аммония, цианидов и тиосульфатов щелочных металлов с образованием координационных соединений. 
AgCN + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]CN +2H2O 
AgCN + KCN = K[Ag(СN)2] 
Уксусная кислота и сероводород взаимодействуют с дициано-аргентатами Me1 [Ag(CN)2] по уравнениям 
K[Ag(CN)2] + HNO3 = AgCN + KNO3 + HCN 
2K[Ag(CN)2] + 2H2S = Ag2S + K2S + 4HCN 
При обработке K[Ag(CN)2] нитратом серебра образуется дицианоаргентат серебра Ag[Ag(CN)2], представляющий собой димерную форму моноцианида серебра. 
Известны цианоаргентаты типов Me12[Ag(CN)3] и Me12[Ag(CN)4]. 
Оксалат серебра представляет собой белые моноклинные кристаллы с плотностью 5,029 г/см3, он плохо растворим в воде, чувствителен к свету, разлагается при нагревании до +100°C. При +140oC Ag2C2O4 разлагается со взрывом. 
Периодаты серебра. Известны следующие периодаты серебра: AgIO4 - оранжевый, Ag2H3IO6 — лимонно-желтый. Ag3 IO5 и Ag5IO6 - черные. 
Координационные соединения 
Большинство простых соединений одновалентного серебра с неорганическими и органическими реагентами образуют координационные соединения. Благодаря образованию координационных соединений многие плохо растворимые в воде соединения серебра превращаются в легко растворимые. Серебро может иметь координационные числа 2, 3, 4 и 6. 
Известны многочисленные координационные соединения у которых вокруг центрального иона серебра скоординированы нейтральные молекулы аммиака или аминов (моно- или диметиламин, пиридин, этилендиампн. анилин и т.д.). 
При действии аммиака или различных органических аминов на окись, гидроокись, нитрат, сульфат, карбонат серебра образуются соединения с комплексным катионом, например [Ag(NH3)2]+, [AgEnK ]+, [AgEn2]+, [AgPy]+, [AgPy2]+. 
Устойчивость комплексных катионов серебра ниже устойчивости соответствующих катионов меди(II). 
При растворении галогенидов серебра (AgCl, AgBr, AgI) в растворах галогенидов, псевдогалогенидов или тиосульфатов щёлочных металлов образуются растворимые в воде координационные соединения, содержащие комплексные анионы, например [AgCl2]-, [AgCl3]2-, [AgCl4]3-, Ag Br3]2- и т.д. 
n-Диметиламинобензилиденродамин образует с концентрированными растворами солей серебра фиолетовый осадок. 
С разбавленными растворами солей серебра диметиламинобензил-иденродамин не образует осадка, а только окрашивает раствор в интенсивно фиолетовый цвет. 
 

Соединение  двухвалентного серебра.

    Известно  немного соединений двухвалентного серебра. Для них характерна низкая устойчивость и способность разлагаться  водой с выделением кислорода. 
Неорганические соединения 
Окись серебра, AgO, получают действием озона на металличекое серебро или на Ag2O, AgNO3 или Ag2SO4, обработкой раствора AgNO3 раствором K2S2O8, обработкой щелочной суспензии Ag2O перманганатом калия, анодным окислением металлического серебра с использованием в качестве электролита разбавленного раствора H2SO4 или NaOH. 
Ag2O + О3 = 2AgO +O2 
2AgNO3 + K2S2O8 + 4KOH = 2AgO + 2K2SO4 + 2KNO3 + 2H2O 
Ag2O + 2KMnO4 + 2КОН = 2AgO + 2K2MnO4 + H2O 
Обработка K2S2O8 соединений серебра в слабо кислой cpeде и в присутствии пиридина приводит к образованию оранжевого кристаллического осадка [AgPy]S2O8. 
Окись серебра представляет собой диамагнитный серовато черный кристаллический порошок с плотностью 7,48 г!см3. Она растворима в H2SO4, НClO4 и конц. HNO3, устойчива при обычной температуре, разлагается на элементы при нагревании до +100oC, является энергичным окислителем по отношению к SO2, NH3 Me+NO2, обладает свойствами полупроводника. 
Фторид серебра, AgF2, получают действием газообразного фтора на металлическое серебро при +250..300°C пли на галогениды серебра(I) при +200..300°C. 
Ag + F2 = AgF2 + 84,5 кал 
Фторид серебра представляет собой парамагнитный коричневочерный порошок с т. пл. +690°C. Он разлагается под действием воды или влажного воздуха и обладает окислительным действием по отношению к иодидам, спирту, солям хрома(III) и марганца (II) 
6AgF2 + ЗН2O = 6AgF + 6HF + O3 
Сульфид серебра, AgS, образуется в виде коричневого осадка при обработке раствора AgNO3 в беизоилпропиле раствором серы в сероуглероде. 
Нитрат серебра, Ag(NO3)2, получают окислением Ag(NO3)2 озоном. Это бесцветные кристаллы, разлагающиеся водой: 
4Ag(NO3)2 + 2Н2O = 4AgNO3 + 4HNO3 + O2 
Координационные соединения 
Известен ряд координационных соединений двухвалентного серебра типов [Ag(G5H5N)4]X2 и [AgAm2]X2 (где Am == фенантролин C12H8N2, дипиридил C10H8N2 и X = NO-3, СlO-3, ClO-4) 
 

Соединение  трёхвалентного серебра.

    Известно  небольшое число соединений трехвалентного (ребра, например Ag2O3,K6H[Ag(IO6)2 ] •10 H2O, K7[Ag(IO6)2], Na7H2[Ag(TeO6)2] •14H2 O и др. 
Окись серебра, Ag2O3, образуется в смеси с окисью серебра(II) - анодном окислении серебра или при действии фтора (пли пероcульфата) на соль серебра(I). Черная кристаллическая смесь Ag2O3 AgO неустойчива, обладает окислительными свойствами и при легком нагревании превращается в AgO. 
Диортопериодатоаргеитаты(III),MeI6H[Ag(IO6)2]•nH2O,являются диамагнитными солями оранжевого цвета c кристаллами красивой формы; их рассматривают как производные - гипотетической кислоты H7[Ag(IO6)2]. При окислении смеси водных растворов AgNO3, К5IO6 и КОН надсернокислым калием K2S2O8 образуется коричневый раствор, из которого при концентрировании путем медленного испарения выпадают оранжевые кристаллы K6H[Ag(IO6)2] •10Н2O, а при быстром упариваииии — K7[Ag(IO6)2] •КОН •8Н2O. Обработка соединения K6H[Ag(IO6)2] карбонатом натрия приводит к осаждению оранжево-желтых кристаллов Na5KH[Ag(IO6)7] •16Н2O. 
Диортотеллураргентаты Me+6H3[Ag(TeO6)2]•nH2O Me+7H2[Ag(TeO6)2]•nН2O представляют собой красиво кристаллизующиеся желтые диамагнитные соли — производные гипотической кислоты H9[Ag(TeO6)2]. 
Окисление водного раствора смеси Ag2S04, Na2CO3 и ТеO2 пероксосульфатом калия K2S2O5 приводит к образованию коричневого раствора, из которого при концентрировании путем изотеримического испарения осаждаются желтые кристаллы Na6H3[Ag(Te06)2] •18Н20. При использовании больших количеств корбаната натрия выпадают кристаллыNa7H2[Ag(Te06)2]•14Н2 
 

Серебро в медицине.

    О том, что серебро металл ценный, знают  все. Но не всем известно, что этот металл может и исцелять. Если хранить  воду в серебряных сосудах или  просто в контакте с серебряными  изделиями, то мельчайшие частички серебра  – ионы Ag⁺ – переходят в раствор и убивают микроорганизмы и бактерии. Такая вода долго не портится и не «зацветает».

Об этом свойстве серебра знали очень давно. Персидский царь Кир II Великий (558–529 до н.э.) пользовался серебряными сосудами для хранения питьевой воды во время своих военных походов. Знатные римские легионеры носили нагрудники и налокотники из серебряных пластинок: при ранении прикосновение такой пластинки предохраняло от инфекции.

В 326 до н.э. воины Александра Македонского (365–326 до н.э.) вторглись в Индию. На берегах реки Инд в войсках разразилась эпидемия желудочно-кишечных заболеваний, которые, как ни странно, не затронули ни одного военачальника. Оказалось, что простые воины пользовались оловянной посудой, а их начальники – серебряной. Этого оказалось достаточно для дезинфекции воды и пищи. Можно попробовать дома получить «серебряную» воду и убедиться в ее удивительных свойствах.

Существуют и  «серебряные» лекарства (колларгол, протаргол, ляпис и др.).

Колларгол (коллоидное серебро) – зеленовато- или синевато-черные чешуйки с металлическим блеском; в воде они образуют коллоидный раствор.

Это лекарство  появилось в 1902, когда немецкий химик  Карл Пааль придумал способ, как  защитить мельчайшие частички серебра: надо, чтобы вокруг каждой из них  образовалась тончайшая оболочка из белка альбумина, который содержится в курином яйце, тогда эти частички не будут слипаться. Колларгол содержит до 70% серебра. Применяют его в виде 0,2–1,0%-го водного (коллоидного) раствора для промывания гнойных ран и глаз при конъюнктивите, 1–2%-м раствором лечат воспаление мочевого пузыря, а 2–5%-м – гнойный насморк.

Протаргол – это серебросодержащее белковое соединение, коричнево-желтый или коричневый порошок без запаха, хорошо растворимый в воде. Содержание серебра в нем – 7,8–8,3%. Протаргол применяют для тех же целей, что и колларгол. Жидкую смесь, состоящую из 0,2 г протаргола, 5 мл глицерина и 15 мл воды, используют для орошения голосовых связок, а 1–3%-й раствор протаргола успешно лечит насморк и конъюнктивит.

Ляпис – нитрат серебра AgNO₃ впервые применили врачи-алхимики голландец Ян-Баптист ван Гельмонт (1579–1644) и немец Франциск де ла Бое Сильвий (1614–1672), которые научились получать нитрат серебра взаимодействием металла с азотной кислотой.

При этом протекает  реакция:    Ag + 2HNO₃ = AgNO₃ + NO₂ + H₂O.

Тогда-то и было обнаружено, что прикосновение к  кристаллам полученной серебряной соли не проходит бесследно: на коже остаются черные пятна, а при длительном контакте – глубокие ожоги. Нитрат серебра  – бесцветный (белый) порошок, хорошо растворимый в воде, на свету он чернеет с выделением металлического серебра.     Медицинский ляпис, строго говоря, не чистый нитрат серебра, а его сплав с нитратом калия, иногда отлитый в виде палочек – ляписного карандаша. Ляпис оказывает прижигающее действие и применяется с давних пор. Однако пользоваться им надо чрезвычайно аккуратно: нитрат серебра может вызвать отравления и сильные ожоги. Хранить ляпис следует в местах, недоступных детям!    Лечебное действие нитрата серебра заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов; в небольших концентрациях он действует как противовоспалительное и вяжущее средство, более концентрированные растворы, как и кристаллы AgNO₃, прижигают живые ткани. Это связано с образованием альбуминатов (белковых соединений) серебра при соприкосновении с кожей. Раньше ляпис применяли для удаления мозолей и бородавок, прижигания угрей. Да и теперь, если нет возможности прибегнуть к криотерапии (прижиганию сухим льдом или жидким азотом), чтобы безболезненно избавиться от ненужных наростов, пользуются ляписом.   

Список  литературы:

http://www.bestreferat.ru/referat-84190.ht