Homo Argenteus: Биология

Физические и химические свойства серебра и его соединений

Физические и химические свойства серебра и его соединений

Физические и химические свойства серебра и его соединений

Плотность металлического серебра — 10,5 г/см3, молекулярный вес — 107,9 у.е., твердость (алмаз = 10) — 2,7, электропроводность (Нg = 1) — 59, теплопроводность (Нg = 1) — 49, температура плавления — 9610 С, теплота плавления — 2,7 ккал/г-атом, температура кипения — 21600 С.

По своим химическим свойствам серебро относится к благородным металлам (подгруппа меди), его сплавы широко применяются при изготовлении ювелирных изделий.

Международный монетный сплав содержит 90% серебра и 10% меди. Ювелирные сплавы серебра определяются пробой (число весовых частей серебра в 1000 частях сплава). Старые монеты и ювелирные изделия помечены числом золотников металла в фунте (96 золотников) сплава. Старые серебряные изделия изготовлялись обычно 84 пробы.

Растворение серебра возможно лишь при использовании сильных окислителей (например, в водных растворах азотной кислоты):

3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O,

в концентрированной азотной кислоте серебро не растворяется из-за образования на его поверхности тонкого защитного слоя оксидов серебра. Сплавы золота с серебром, содержащие более 50% золота (Au) в водных растворах азотной кислоты не растворяются.

В ряду активности металлов серебро расположено правее водорода, поэтому при контакте серебра с водной средой самопроизвольное растворение металла с образованием его ионных форм (Ag+) не происходит. Однако поверхность металлического серебра и его сплавов практически всегда покрыта окисной пленкой. При контакте окисной пленки с водной средой, в воду поступают ионы серебра, однако скорость такого поступления — незначительна.

 

Нормальные окислительно-восстановительные потенциалы металлов группы меди:

Сu+2 +2e® Cu -+0,34 В в кислой среде, — 0,22 В в щелочной среде;

Ag+1 + 1е ® Ag — +0,80 В в кислой среде, + 0,34 В в щелочной среде;

Au+3 +3е ® Au — +1,45 В в кислой среде, + 0,7 В в щелочной среде.

 

В связи со склонностью металлов группы меди к комплексообразованию их окислительно-восстановительные потенциалы сильно зависят от природы присутствующих в растворе анионов. Окислительно-восстановительные потенциалы ионов серебра в кислой среде составляет для различных анионов следующие величины:

SO42- —  +  0,52 B; Cl  —  + 0,22 B; J  —  — 0,15 B; S2-  —  —  0,71 B.

 

В таблице 1 представлены основные химические соединения серебра и их растворимость в воде.

 

Таблица 1. Основные химические соединения серебра

Название

Химическая формула

Молекулярный вес

Растворимость,

г/100 г воды

в холодной воде (t0С)

в горячей воде (t0С)

Азотно-кислое

AgNO3

169,87

228 (200)

900 (1000)

Окись

Ag2О

231,74

1,3 103 (200)

5,3 103 (800)

Гидроокись

AgОН

124,88

2,5 103 (200)

Хлористое

AgСl

143,32

8,9 105 (200)

2,1 103 (1000)

Йодистое

AgJ

234,77

3,0 10-7 (200)

3,0 10-6 (1000)

Углекислое

Ag2CO3

275,75

3,2 103 (200)

5,0 102 (1000)

Сернистое

Ag2S

247,80

1,0 10-15 (200)

 

Гидроокись серебра – нестойкое химическое соединение и в водных растворах (особенно на свету) выпадает в осадок с образованием окиси серебра:

AgOH + AgOH → Ag2O + H2O

Равновесие данной реакции практически нацело смещено в правую сторону. Диссоциация AgOH протекает в большей степени по основному типу (Кдосн = 5 10-3, Кдкисл = 8 10-13). В свою очередь, окись серебра (Ag2О) – вполне устойчивое соединение, и в водных растворах гидролизуется очень незначительно.

Малая растворимость галидов серебра в воде значительно увеличивается по мере повышения температуры. Водный аммиак растворяет все галоидные соединения серебра с образованием комплексных соединений, содержащих преимущественно ионы [Ag(NH3)2]. Подобно галидам серебра, легко растворяется в аммиаке и окись серебра. В результате растворения образуется комплексное основание [Ag(NH3)2]OH, хорошо диссоциирующее в водных растворах (приблизительно в такой же степени, как и сильные щелочи).

Черный Ag2S представляет собой особенно труднорастворимую соль серебра. Серебро осаждается ионом S2- из всех его соединений, включая и труднорастворимые галоидные соли серебра. В последнем случае, при наличие в растворе над осадком галидов серебра ионов S2-, они довольно быстро превращаются в сульфид серебра.

В нормальных условиях в своих соединениях серебро находится исключительно в одновалентном состоянии. Наиболее характерной особенностью большинства соединений серебра является чрезвычайная легкость их восстановления до металла. Известны также химические соединения двух- и трехвалентного серебра, но это уже — экзотика.