Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Нижневартовский государственный университет ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ГЕОГРАФИИ |
|
Реферат по дисциплине материаловедение на тему: «серебро» |
|
Выполнила: студентка 14 группы ЗиК Лопатина И.Ю. |
|
НИЖНЕВАРТОВСК 2013 |
Происхождение. 2
Серебро и его сплавы. 2
Технология получения. 3
Свойства. 5
а) Физические свойства. 6
б) Химические свойства 6
Пробы. 7
Месторождения. 8
Применение. 8
Используемые источники. 10
Еще в древние времена серебро стало привлекать внимание человека. Оно часто встречалось в виде самородка, покрытого черным налетом, что обусловило более позднее открытие его человеком. Люди начали использовать этот металл, когда ученых еще не было, поэтому откуда и как оно появилось так и осталось неизвестным. Настоящее чистое серебро имеет вид красивого белого металла. Свою известность оно приобрело позднее золота и стало считаться "вторым высоким металлом". Предполагают, что древнеегипетское серебро было привозным из Сирии.
Финикяне открыли месторождения серебра (серебряных руд) в Испании, Армении, Сардинии и на Кипре. Серебро из серебряных руд было в соединении с мышьяком, серой, хлором, а также и в виде самородного серебра. Самородный металл, конечно, стал известен раньше, чем его научились извлекать из соединений. Самородное серебро иногда встречается в виде очень больших масс: самым крупным самородком серебра считается самородок, который весил 13,5 т.
Как же получали в то далекое время этот вид металла? Сначала руду хорошо измельчали и промывали ее проточной водой. После этого она высушивалась, переплавлялась с флюсом и уже потом нагревалась.
Также с этим замечательным металлом связаны разные понятия и названия. Например, еще в древности в нашей стране разные предметы оценивались брусками серебра. Когда тот или другой предмет торговли оценивался меньше такого брусочка, от него отрубали кусочек, соответствующий стоимости вещи. Такие отрубленные части получили называние "рубли". Так и пошло название принятой на Руси денежной единицы. Поэтому рубль с самого начала был действительно "серебряный рубль".
В наши дни этот металл добывают из руд цветных металлов, его месторождения встречаются довольно редко, а в мировых запасах и вовсе невелико. За счет красивого белого цвета серебро с давних пор применяется в искусстве. При изготовлении монет и других изделий в чистое серебро добавляют цветные металлы, В качестве средств обработки такого пластичного металла и украшения изделий из него используются чеканка, тиснение, филигрань, литье, применение черни, гравировки, золочения.
Серебро - очень пластичный и ковкий металл, тверже золота, но мягче меди. Отлично полируется. Не взаимодействует с органическими кислотами, растворами щелочей, азотом и углеродом. Устойчиво к воздействию влаги, но при длительном пребывании на воздухе серебро постепенно темнеет под действием сероводорода и озона. Также реагирует с хлором, бромом и йодом.
В ювелирном деле чистое серебро применяется как защитно-декоративное покрытие изделий из недрагоценных металлов и в качестве компонента золотых и серебряных припоев. Поскольку серебро слишком мягкое, для изготовления ювелирных изделий его используют в виде сплавов. Это двухкомпонентные сплавы "серебро - медь" в различном процентном соотношении с незначительным количеством примесей.
Серебряные сплавы слегка отличаются по оттенкам и обладают приблизительно одинаковыми механическими свойствами. Из сплавов с низким содержанием серебра изготавливают предметы сервировки стола, декоративные настольные украшения и др. Для производства ювелирных изделий используют сплавы высокой пробы. Они достаточно пластичны, хорошо сочетаются с цветными камнями, жемчугом и эмалью.
Для производства ювелирных изделий чистое серебро не применяется, его используют в сплавах с другими металлами.
Согласно постановлению Правительства РФ № 643 на территории России приняты следующие пробы ювелирных сплавов из серебра:
· 800 (восьмисотая);
· 830 (восемьсот тридцатая);
· 875 (восемьсот семьдесят пятая);
· 925 (девятьсот двадцать пятая);
· 960 (девятьсот шестидесятая);
· 999 (девятьсот девяносто девятая).
Для защиты серебра от потемнения разработаны и используются в производстве следующие технологические приемы.
Весьма чистый металл можно получить электролизом насыщенного при 25°С раствора трижды перекристаллизованного AgNO₃. Электролиз проводят с полированными графитовыми электродами, помещенными в мешочки из бязи на расстоянии 2 см друг от друга, при напряжении 3 В и плотности тока 0,006 А/см2. Осадок Ag снимают с катода и сплавляют.
2. Из галогенидов формальдегидом.
Размешивают 500 г влажного галогенида серебра в 500 мл горячей воды. Полученную жидкую кашицу переносят в фарфоровый стакан, снабженный механической мешалкой, приливают (под тягой) раствор 300г NaOH в 750 мл воды и при 35-40°С вводят при непрерывном перемешивании 250 г 40% формальдегида. Смесь перемешивают 2-3 ч, добавляют еще 200 мл формальдегида и постепенно в течение 2 ч повышают температуру до 55-70°С. Выпавший осадок серебра отсасывают на воронке Бюхнера, промывают 1 л горячей воды, затем 500 мл 2%H₂SO₄, 500 мл 2% NH₄OH и, наконец, горячей водой до удаления Cl. Промытый металл сушат при 40-50°С. Выход 100%.
3. Из сплавов, содержащих Au, Cu, Pb, Sn, As, Zn c переводом в хлорид и последующим восстановлением Zn.
Данный метод состоит из нескольких стадий:
Изделия кладутся в достаточно вместительную термостойкую посуду (будет иметь место вспенивание и сильный разогрев) и заливается азотной кислотой. Растворение идет согласно реакции:
3Ag + 4HNO₃ = 3AgNO₃ + NO + 2H₂O
Если кислота достаточно крепкая, будет выделяться бурый газ (NO₂), если разбавленная – бесцветный оксид азота (II) NO. Сильного вспенивания следует избегать, т. к. вместе с брызгами вы будете терять свое драгоценное серебро, и потом кислота довольно едкое создание, можно попортить близлежащие вещи . По окончании реакции необходимо проверить полноту растворения, потому что серебро растворяется менее активно, чем другие металлы, и может частично остаться. Если при нагревании или приливании новой порции кислоты растворения не происходит, то все, что нужно, уже растворено.
Раствор, содержащий серебро, отфильтровывается, причем потом фильтр и то, что в нем осталось, заполняется несколько раз водой (промывается) для уменьшения потерь.
В отфильтрованный раствор подается соляная кислота (в избытке). Жидкость с осадком нагревают, при этом все посторонние металлы растворяются в образовавшейся царской водке (при использовании хлорида натрия в осадок могут перейти PbCl₂, BiOCl, SbOCl). Теперь для окончательной очистки осадка и своей совести хлорид серебра нужно отфильтровать и повторно прокипятить с 10% HCl.
В той же емкости начинаем промывать осадок декантацией до исчезновения кислой реакции и до отрицательной реакции на Cu2+.
Последний раз сливаем с хлорида серебра воду (не захватывая осадка) и заливаем в эту же емкость до слабокислой реакции соляную(лучше) или серную кислоту. Сюда же постепенно вводим примерно вдвое большее количество металлического цинка (если точно, то 235 г на 1 кг AgCl).
Серебро получено, осталось только его сплавить в слиток (температура плавления серебра 960°С).
4. Из фотографических остатков
1. Остатки кипятят с гранулированным цинком в присутствии соляной кислоты, нерастворившиеся гранулы цинка извлекают фарфоровым шпателем. Восстановившееся серебро промывают декантацией водой, растворяют в HNO₃, затем соляной кислотой осаждают AgCl и соль восстанавливают, как указано выше.
2. Остатки выпаривают досуха и сухую массу кипятят (под тягой) с HCl (пл 1,19) и KClO₃ до прекращения выделения хлора. Осадку AgCl дают осесть, затем тщательно промывают водой декантацией, и восстанавливают, как указано выше.
3. Для выделения серебра из фиксирующих растворов добавляют NH₄OH до появления запаха NH₃ и действуют небольшим избытком (NH₄)₂S или Na₂S.
После отстаивания жидкость сливают, осадок Ag₂S отсасывают на воронке Бюхнера, промывают горячей водой, сушат и прокаливают при 950°С, добавив 1-2 г безводной буры. Для удаления буры гранулы металла кипятят с водой.
Серебро (Ag «argentum») – элемент 11 группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 47. Кристаллическая решётка у серебра – гранецентрированная кубическая. Температура плавления — 960 °C, плотность — 10,5 г/см³. В соединениях обычно одновалентно.
Чистое серебро — тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %). C течением времени металл тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида, чья тонкая пленка придает тогда металлу характерную розоватую окраску.
Серебро обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов (удельное электрическое сопротивление 1,59·10−8 Ом·м при температуре 20 °C).
Примеси, присутствующие в серебре даже в незначительных количествах, ухудшают его механические свойства. Степень отражения серебра в инфракрасном диапазоне 98%, a видимой области спектра — 95%.
Серебро находится в конце электрохимического ряда напряжений, его нормальный электродный потенциал Ag+e = 0,7978 В.
При обычной температуре Ag не взаимодействует с О₂, N₂ и Н₂. При действии свободных галогенов и серы на поверхности Серебра образуется защитная пленка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag₂S (кристаллы серо-черного цвета). Под влиянием сероводорода H₂S, находящегося в атмосфере, на поверхности серебряных изделий образуется Ag₂S в виде тонкой пленки, чем объясняется потемнение этих изделий. Сульфид можно получить действием сероводорода на растворимые соли.
При нагревании серебро реагирует с концентрированной серной кислотой:
2Ag + 2H₂SO₄ (конц.) = Ag₂SO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
При комнатной температуре не окисляется кислородом воздуха, при 170 °C его поверхность покрывается пленкой Ag₂O. Озон в присутствии влаги окисляет серебро до высших оксидов AgO или Ag₂O₃. Оксид серебра(I) Ag₂O выпадает в осадок при добавлении щёлочи к растворам солей серебра (I), так как гидроксид серебра AgOH неустойчив и разлагается на оксид и воду:
2AgNO₃ + 2NaOH = Ag₂O↓ + 2NaNO₃ + H₂O
При нагревании Ag₂O разлагается на простые вещества:
2Ag₂O = 4Ag + O₂
На воздухе в присутствии сероводорода серебро окисляется до сульфида:
4Ag + O₂ + 2H₂S = 2Ag₂S + 2H₂O
Проба серебра означает соотношение драгоценного металла и металлов, которые добавляют в сплав серебра (лигатура). Делают это для улучшения физических свойств этого драгоценного металла, например для повышения износостойкости, которая в свою очередь предохраняет ювелирное изделие от истирания и как следствие увеличивает срок службы. В качестве такой лигатуры чаще всего используют медь, но так же могут применять и другие металлы: никель, кадмий, алюминий и цинк.
Для обозначения пробы серебра изделие подвергают специальному клеймению. Такой процедуре подвергаются все законно произведенные изделия как у нас в стране, так и за рубежом. На этом клейме указывается цифровое обозначение соотношение серебра и лигатуры, а так же специальная символика, которую используют страны производители.
В зависимости от пробы серебра, различают и применение этого металла. Так самое чистое серебро 999 пробы используют только для изготовления слитков и серебряных коллекционных монет, так как в чистом виде серебро крайне мягкий металл, который непригоден даже для изготовления ювелирных изделий. В ювелирной промышленности в основном используют серебро 960 и 925 пробы, реже 875. Причем чем больше содержание серебра, тем пластичней сплав и тем изысканней можно сделать украшение. Сплавы, содержащие меньше 90% серебра в своем составе (пробы 875, 830 и 800), то же используют для создания ювелирных изделий, но все же основное их применение это изготовление элементов декора и посуды.
|
Система обозначения проб |
Цвет сплава |
Состав лигатуры |
Основное применение |
||
|
метрическая |
золотниковая |
каратная |
|||
|
Сплавы серебра |
|||||
|
960 |
- |
- |
Белый |
Медь |
Филигранные изделия тонкой работы |
|
925 |
- |
- |
Белый |
Медь |
Предметы сервировки стола |
|
916 |
88 |
22 |
Белый |
Медь |
Филигранные изделия, изделия с эмалью |
|
875 |
84 |
21 |
Белый |
Медь |
Ювелирно-бытовые изделия |
|
800 |
- |
- |
Белый |
Медь |
Ювелирно-бытовые изделия |
|
750 |
- |
- |
Белый с незначи- |
Медь |
Ювелирные изделия мелкой галантереи |
Серебро принадлежит к числу химических элементов, мало распространенных в земной коре. Среднее содержание его – порядка одной стотысячной доли процента – в 20 раз больше, чем золота.
Несмотря на незначительное содержание в земной коре, этот металл часто образует повышенные концентрации – месторождения. Встречается он как в самородном виде, так и в сочетании с другими химическими элементами – золотом, серой, сурьмой, мышьяком. Наиболее постоянна и широко известна связь серебра с золотом, объясняющаяся их способностью замещать друг друга в химических соединениях.
В природе известно около 60 минералов серебра, однако большинство из них зафиксировано в единичных находках. Промышленное значение имеют более 10 минералов с содержанием серебра от 53 до 90-100 процентов (самородное серебро).
Серебро не накапливается в магматических породах, так как оно не обладает способностью замещать элементы, которые слагают породообразующие минералы. Основное количество его выпадает из послемагматических горячих растворов.
Известны месторождения серебра осадочного происхождения (в песчаниках, глинах, глинистых сланцах). Большого практического значения они не имеют.
Интенсивная разведка руд ведется в настоящее время в нашей стране – на Урале, в Забайкалье, в Средней Азии. Основное количество серебра извлекается из окисленных руд в Мексике, Чили, Перу, Танзании, Канаде.
Очень интересна зона окисления свинцово серебряных руд в некоторых месторождениях Канады, расположенных в зоне вечной мерзлоты. Серебристо-белые листочки и пластинки серебра образуются здесь прямо в прозрачном льду.
Области применения серебра довольно широки. Определённое количество серебра постоянно расходуется для производства серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторных батарей, обладающих очень высокой энергоплотностью и массовой энергоёмкостью и способных при малом внутреннем сопротивлении выдавать в нагрузку очень большие токи.
В химической промышленности применяются аппараты из серебра, лабораторная посуда, лабораторные инструменты.
В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты в которых приготовляют фруктовые соки и другие напитки. В медицине известен ряд фармацевтических препаратов, содержащих коллоидное серебро.
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.