Оксид серебра — химическое соединение, состоящее из серебра и кислорода. Существует несколько видов оксидов серебра, но практическое значение имеет только один — оксид одновалентного серебра, его формула — Ag2O.
Это кристаллы буро-черного оттенка с кубической кристаллической решеткой, довольно тяжелые (плотность — 7,1 — 7,4 г/см3). По электропроводности оксид сравним с чистым металлом. Это довольно неустойчивое соединение. Как и многие другие соединения серебра, оно постепенно разрушается под прямыми солнечными лучами — можно заметить потемнение вещества на солнце.
В воде не растворяется, хотя и придает ей слабощелочную реакцию: при реакции оксида с водой в небольших количествах образуется гидроксид серебра, который растворим чуть лучше. В целом это малорастворимое вещество — оно плохо растворяется во всех растворителях, кроме тех, с которыми вступает в химическую реакцию (это многие кислоты, растворы цианидов и др.).
При нагревании до 300 градусов Цельсия разлагается на серебро и кислород. В связи с этим оксид серебра используется в качестве антисептического средства: атомарный кислород, который он выделяет при распаде, обладает мощным обеззараживающим эффектом.
Также применяется в производстве серебряно-цинковых аккумуляторов, анод которых делается из оксида серебра. Производится по-разному, например, гидроксид серебра разлагается при осторожном нагреве с образованием оксида.
Оксидирование серебряных изделий
Оксидирование — процесс покрытия металла прочной оксидной пленкой, что препятствует его коррозии. Однако название это условное. В частности, оксидирование серебра (чернение, патинирование) — это покрытие металла тонким слоем не столько кислородных, сколько сернистых соединений.
Для этого поверхность металла обрабатывается раствором «серной печени» — смеси полисульфидов калия или натрия (от K2S2 или Na2S2 до K2S6 или Na2S6) с их тиосульфатами (K2S2O3 или Na2S2O3). При реакции образуется темная оксидно-сульфидная пленка, не растворимая в большинстве растворителей, кроме азотной кислоты и растворов цианидов щелочных металлов. Смешивая серную печень с некоторыми другими веществами, удается создавать покрытие различных оттенков.
Производить оксидирование можно и в домашних условиях: серную печень получают нагревом пищевой соды (карбоната натрия — Na2CO3) или поташа (карбонат калия — K2CO3) с серой в соотношении один к одному. Нагревать нужно осторожно, не допуская возгорания серы, в керамической посуде.
Когда вещество в нагреваемой емкости превращается в гомогенную темно-коричневую смесь, серная печень готова. Применяется она в виде водного раствора. Обрабатывать поверхность серебра следует после предварительного обезжиривания. Цвет покрытия напрямую зависит от концентрации раствора.
Название «серебро» произошло от ассирийского «сарцу» (белый металл). Слово «аргентум», вероятно, связано с греческим «аргос» - «белый, блестящий».
Нахождение в природе. Серебро распространено в природе значительно меньше, чем медь. В литосфере на долю серебра приходится всего 10 -5 % (по массе).
Самородное серебро встречается очень редко, большую часть серебра получают из его соединений. Самой важной серебряной рудой является серебряный блеск, или аргентит Ag 2 S. В качестве примеси серебро присутствует почти во всех медных и свинцовых рудах.
Получение. Почти 80% серебра получают попутно с другими металлами при переработке их руд. Отделяют серебро от примесей электролизом.
Свойства. Чистое серебро - очень мягкий, белый, ковкий, характеризующийся исключительно высокой электро- и теплопроводностью металл.
Серебро - малоактивный металл, который относят к так называемым благородным металлам. На воздухе не окисляется ни при комнатной температуре, ни при нагревании. Наблюдаемое почернение серебряных изделий - результат образования на поверхности черного сульфида серебра Ag 2 S под влиянием содержащегося в воздухе сероводорода:
Почернение серебра происходит и при соприкосновении изготовленных из него предметов с пищевыми продуктами, содержащими соединения серы.
Серебро устойчиво к действию разбавленной серной и соляной кислотам, но растворимо в азотной и концентрированной серной кислотах:
Применение. Применяют серебро как компонент сплавов для ювелирных изделий, монет, медалей, припоев, столовой и лабораторной посуды, для серебрения деталей аппаратов в пищевой промышленности и зеркал, а также для изготовления деталей электровакуумных приборов, электрических контактов, электродов, для обработки воды и как катализатор в органическом синтезе.
Напомним, что ионы серебра даже в ничтожной концентрации характеризуются сильно выраженным бактерицидным действием. Кроме обработки воды, это находит применение в медицине: для дезинфекции слизистых оболочек применяются коллоидные растворы серебра (протаргол, колларгол и др.).
Соединения серебра. Оксид серебра (I) Ag 2 O - темно-коричневый порошок, проявляет основные свойства, плохо растворим в воде, но придает раствору слабощелочную реакцию.
Получают этот оксид, проводя реакцию, уравнение которой
Образующийся в реакции гидроксид серебра (I) - сильное, но неустойчивое основание, разлагается на оксид и воду. Оксид серебра (I) можно получить, действуя на серебро озоном.
Аммиачный раствор оксида серебра (I) вам известен как реактив: 1) на альдегиды - в результате реакции образуется «серебряное зеркало»; 2) на алкины с тройной связью у первого атома углерода - в результате реакции образуются нерастворимые соединения.
Аммиачный раствор оксида серебра (I) представляет собой комплексное соединение гидроксид диамминсеребра (I) OH.
Нитрат серебра AgNO 3 , называемый также ляписом, применяется как вяжущее бактерицидное средство, в производстве фотоматериалов, в гальванотехнике.
Фторид серебра AgF - порошок желтого цвета, единственный из галогенидов этого металла, растворимый в воде. Получают действием плавиковой кислоты на оксид серебра (I). Применяют как составную часть люминофоров и фторирующий агент при синтезе фторуг-леродов.
Хлорид серебра AgCl - твердое вещество белого цвета, образуется в виде белого творожистого осадка при обнаружении хлорид-ионов, взаимодействующих с ионами серебра. Под действием света разлагается на серебро и хлор. Используют в качестве фотоматериала, но значительно меньше, чем бромид серебра.
Бромид серебра AgBr - кристаллическое вещество светло-желтого цвета, образуется по реакции между нитратом серебра и бромидом калия. Ранее широко использовали при изготовлении фотобумаги, кино- и фотопленки.
Хромат серебра Ag 2 CrO 4 и дихромат серебра Ag 2 Cr 2 O 7 - темно-красные кристаллические вещества, которые используют в качестве красителей при изготовлении керамики.
Ацетат серебра CH 3 COOAg применяют в гальваностегии для серебрения металлов.
На этих фото изображены лоток и флакон с твердым порошком оксида серебра (Ag2О) коричнево-темного цвета.
Основные свойства оксида серебра (Ag2O)
Реакция оксида серебра (I) с кислотами
Оксид серебра (I), растворяясь в разбавленной серной кислоте, образует (I):Ag2O + H2SO4 (разб.) = Ag2SO4 + H2O
Что произойдет с оксидом серебра (I), если его нагреть до температуры 300 градусов?
При нагревании оксида серебра (I) до 300 градусов он разлагается на элементы серебро и кислород:2Ag2O = 4Ag + O2
Растворимость оксида серебра (I) в воде
Оксид серебра (I), плохо растворяется в воде и придает ей слабощелочную реакцию:Ag2O + H2O = 2Ag+ + 2OH-
Оксид серебра растворяется в плавиковой и азотной кислотах, в солях аммония, в растворах цианидов щелочных металлов, в аммиаке и т. д.
Ag2O + 2HF = 2AgF + Н2О
Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + Н2О
Получение оксида серебра (I)
Получить оксид серебра (I) можно взаимодействием нитрата серебра со щёлочью в водном растворе:2AgNO3 + 2NaOH --> Ag2O + 2NaNO3 + H2O
В ходе химической реакции образуется , который быстро разлагается на оксид серебра (I) и воду:
2AgOH --> Ag2O + H2O
Получить оксид серебра (I) можно так же обработкой раствора AgNO3 растворами гидроксидов щелочноземельных металлов:
2AgNO3 + 2KOH = Ag2O + 2KNO3 + H2O
Чистый оксид серебра (I) может быть получен в результате анодного окисления металлического серебра в дистиллированной воде.
Оксид серебра (I) можно получить, если осторожно нагревать гидроксид серебра:
2AgOH = Ag2O + H2O
Водород, оксид углерода, перекись водорода и многие металлы восстанавливают оксид серебра (Ag2О) в водной суспензии до металлического серебра (Ag):
Ag2О + H2 (при температуре 40 градусов) = 2Ag + Н2О
Ag2О + CO = 2Ag + CO2
Ag2О + H2O2 = 2Ag + H2O + O2
Применение оксида серебра (I)
Оксид серебра может быть источником атомарного кислорода необходимого для зарядки кислородных пистолетов, предназначенных для испытания прочности некоторых материалов на их стойкость к окислению, необходимых для постройки космических аппаратов.Оксида серебра (I) это очень важное химическое соединение, которое может использоваться в фармацевтической промышленности как антисептик, а так же в производстве стекла и применятся как краситель. Он так же применяется в производстве серебряно-цинковых аккумуляторов, в которых анод представляет собой оксид серебра (I).
На этой фотографии видна серебряно-цинковая аккумуляторная батарея - химический источник постоянного электрического тока, где анодом является спрессованный порошок оксида серебра, а катод представляет собой смесь оксида цинка и цинковой пыли. Аккумуляторный электролит без всяких добавок, содержит раствор химически чистого гидроксида калия. Серебряно-цинковый аккумулятор широко применяется в военной технике, авиации, космосе и часах.
Плоские кнопочные батарейки на основе оксида серебра используются, как элементы питания для наручных часов.
Оксид серебра используется в художественных цехах для изготовления новогодних елочных игрушек, например при изготовлении елочных шаров. В цехе стеклодувов внутрь шарика вливают раствор из оксида серебра, аммиака и дистиллированной воды. Потом шарик со смесью взбалтывают, чтобы равномерно окрасились все внутренние стенки игрушки и опускают в воду с температурой 40 градусов. Сначала шарик чернеет, а потом становится серебристым.
Окисление серебра до оксида серебра (I)
Чистое серебро по своей природе это малоактивный металл, который при обычной комнатной температуре, не окисляется на воздухе. Поэтому относится к разряду благородных металлов. Однако это не означает, что серебро вообще не может растворять в себе кислород. Серебро способно при нагревании или расплавлении поглощать значительные объемы кислорода. Даже твердое при температуре 450 градусов способно растворить в себе до пяти объемов кислорода, а при расплавлении металла (при температуре плавления 960 градусов), когда серебро переходит в жидкое состояние, оно способно поглотить двадцатикратный объем кислорода. При остывании жидкого серебра наблюдается явление разбрызгивание металла. Это очень красивая, но опасная реакция, которая была известна человечеству еще в глубокой древности. Опасность разбрызгивания серебра объясняется тем, что когда серебро после расплавления начинает остывать, металл резко начинает высвобождать большое количество кислорода, что и создает эффект брызг металла.Почему серебро темнеет?
При температуре 170 градусов по Цельсию, серебро на воздухе начинает покрываться тонкой оксидной пленкой, которая представляет собой оксид серебра (Ag2О), а под действием озона образуются высшие оксиды серебра: Ag2О2, Ag2О3. Однако причиной почернения серебра при обычных условиях является не оксид серебра (Ag2О), как некоторые люди ошибочно себе представляют, а образование на поверхности серебра тонкого слоя сульфида серебра (Ag2S). Образование на поверхности серебряного изделия является следствием взаимодействия благородного металла с серой, которая всегда присутствует в составе сероводорода (H2S). Реакция серебра и сероводорода хорошо протекает в присутствии влаги:4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O
При этом серебро может не только потускнеть, но и почернеть. А из-за неровностей, которые может иметь серебро, такая темная пленка при игре света, может показаться даже радужной. Чем толще становится пленка, тем темнее делается серебро. Постепенно пленка темнеет, приобретая коричневый оттенок, а потом она со временем становится черной.
Сульфид серебра (Ag2S) это неорганическое вещество, соль серебра и сероводородной кислоты, твердое вещество серо-чёрного цвета. Эта соль серебра считается одним из химических соединений серебра, которое наименее всего растворимо в воде. Очень тонкий слой сульфида серебра (Ag2S) на поверхности серебряных изделий, придает им розоватую окраску. Сульфид серебра (Ag2S) это очень трудно растворимое химическое соединение. При обычной комнатной температуре эта соль серебра не реагирует даже с кислотами. Только после нагревания сульфид серебра (I) может раствориться в концентрированной азотной кислоте. Сульфид серебра (I) при комнатной температуре может переходить в раствор за счет образования комплексных соединений серебра при растворении его в растворах цианидов.
Чистое серебро редко применяется в изготовлении ювелирных изделий. Чаще всего серебро представлено в виде сплавов. Недостатком этих сплавов серебра заключается в том, что они содержат разные примеси других металлов, например медь. Серебро, соединяясь в присутствии влаги с сероводородом, образует на своей поверхности тонкий темный слой сульфида серебра (Ag2S). А медь, являющаяся вторым компонентом сплава серебра, образует сильфид меди (Cu2S), который имеет так же темный цвет, как и сульфид серебра (I). Кроме того медь может реагировать с кислородом, образуя оксид меди. Поэтому изделия из серебра изготовленные из такого сплава серебра и меди, вследствие коррозии, могут иметь не только темный цвет, но и приобретать красновато-коричневый оттенок. Серебро, со временем, пребывая на воздухе сначала становиться желтоватым, затем делается коричневым, грязно-синим, а потом темнеет. Интенсивность потемнения серебра, зависит от процентного содержания меди в серебряном сплаве. Чем меди больше в серебряно-медном сплаве, тем быстрее идет процесс почернения серебра.
На этом фото изображено (ложки, вилки) которое заметно пожелтело и слегка потемнело. Причиной изменение цвета, является образование на поверхности изделий сульфида серебра и меди, а также оксида меди.
Оксидированное серебро
Для того чтобы серебро не разрушалось, его покрывают тонким слоем оксида серебра. Такое серебро называется оксидированным, то есть покрытым слоем оксида серебра. Такая тонкая оксидная пленка защищает металл от потускнения и улучшает декоративные свойства ювелирных изделий.
На фото выше приведен пример ювелирного серебряного изделия (стильные швензы с оксидированным цветком подсолнуха), выполненного из высокопробного сплава 925 пробы серебра. Данное изделие представляет собой 925. Оксид серебра, покрывающий это изделие, надежно защищает серебро от потускнения. Такое оксидированное серебро может долго храниться и не подвергаться дальнейшему окислению. Данное изделие отлично смотрится и имеет великолепный эстетический вид.
На этих фото изображены ювелирные изделия из серебра покрытые тонким слоем оксида серебра: винтажный элемент "Осьминог" (оксид серебра) и оксидированный винтажный элемент "Скарабей".
На этом фото изображены часы-амулет. Это ювелирное изделие выполнено из высокопробного серебра. Часы оксидированы, имеют чеканку с рисунком на корпусе.
На фото слева изображена симпатичная филигрань, винтажный элемент, с замысловатым орнаментом, где центральные лепестки имеют выпуклую форму. Данное ювелирное изделие выполнено из высококачественного сплава, представляет собой и покрыто тонким слоем оксида серебра. На фото справа изображена ладанка "Св. Николай Чудотворец". Материалом, из которого изготовлено данное изделие, является серебро 925 пробы, покрытое тонким слоем оксида серебра.
