«Серебро и его соединения».Экзаменационный реферат по химии.

«Серебро и его соединения».Экзаменационный реферат по химии.

Государственное образовательное учреждение средняя образовательная

школа№1084

Экзаменационный реферат по химии на тему:

«Серебро и его соединения».

Ученика 9 «А» класса

Зайцева Степана

Учитель химии:

Батурова Эмилия Филипповна.

Москва 2004г.

Содержание

Введение……………………………………………………………………3

1.Серебро и его свойства:

1.1.Историческая справка………………………………………………………….…..3

1.2.Распространённость в природе…………………………………………….……...4

1.3.Природные серебросодержащие минералы..……………………………….…….4

1.4.Получение металлического серебра………………….…………………………...5

1.5.Особенности серебра как элемента…………………….…………………………7

1.6.Физические свойства серебра…………………………….……………………….7

1.7.Химические свойства серебра…………………………………………………….8

1.8.Применение серебра……………………………………………………………….9

2.Соединения серебра и их свойства:

2.1.Общие свойства соединений серебра……………………………………………10

2.2.Соединения одновалентного серебра…………………………………………....10

2.3.Значение галогенидов серебра в фотографии…………………………………..27

2.4.Соединения двухвалентного серебра……………………………………………28

2.5.Соединения трёхвалентного серебра……………………………………………29

3.Практическая часть…………………………………………………………..30

Список использованной литературы…………………………………….………….33

Введение:

Из всех предложенных тем я выбрал именно эту так как она меня больше всего

заинтересовала. Мне было интересно понять как делают зеркала, как

получаются фотографии. Также интересны и другие отрасли применения

серебра. Серебро окружает нас и мне было интересно полностью осознать его

важность. Чтобы быть более или менее компетентным по некоторым вопросам.

Вот основные причины, по которым я выбрал данную тему.

1. Серебро и его свойства.

1.1. Историческая справка:

Серебро является одним из тех металлов, которые привлекали внимание

человека ещё в древние времена. Оно входит в число семи металлов

древности: золото, серебро, медь, ртуть… За 2500 лет до н. э. в Древнем

Египте носили украшения и чеканили монеты из серебра, считая, что оно

дороже золота. Позже из серебра стали изготавливать и посуду. Кстати,

существует интересный исторический факт по этому поводу. Во время похода

армии Александра Македонского на Восток среди солдат распространилась

эпидемия заболевания кишечника, но мучила она только простых воинов.

Офицеры и высший командный состав не заболели. Почему так? Причиной

заболевания были бактерии, живущие в речной воде. Рядовые солдаты пили

воду из обычной посуды, а командование из серебряной. Вода, находящаяся в

ней, обеззараживалась благодаря активным ионам серебра. Серебро хоть и не

растворимо, но в воде, налитой в такую посуду, содержится достаточное для

дезинфекции количество невидимых ионов серебра.

История серебра также тесно связана и с алхимией. В десятом веке было

доказано, что между серебром и медью существует аналогия, и медь

рассматривалась как серебро, окрашенное в красный цвет. В 1250г. Винсент

Бове высказал предположение, что серебро образуется из ртути при действии

серы.

Шееле, Бойль и многие другие тоже занимались его изучением.

Позже серебро и его соединения получат более широкое использование, но об

этом речь пойдёт далее.

1.2. Распространение в природе:

Серебро является редким металлом, его содержание в земной коре равно

1х10^-5 вес.%. В природе серебро встречается как самородное, так и в виде

соединений - сульфидов, селенатов, теллуратов или галагенидов в различных

минералах. Также встречается в метеоритах и содержится в морской воде.

Самородное серебро встречается в природе реже, чем самородное золото или

медь. Образование самородного серебра связано с действием воды или

водорода на сульфид серебра (соответственно на аргентит).

Металлическое серебро представляет собой гранецентрированные кубические

кристаллы серебристо-белого цвета, часто покрытые чёрным налётом. Залежи

самородного серебра находятся в РФ, Норвегии, Канаде, Чили, Германии и

других странах, но они практически выработаны.

1.3. Природные серебросодержащие минералы:

Наиболее важными минералами серебра являются следующие:

Акантит, Ag[2]S, - серые ромбические кристаллы, устойчивые при температуре

ниже 179^о. Обе модификации природного сульфида серебра содержат 87,1% Ag.

Аргентит, Ag[2]S, - серые кубические кристаллы, устойчивые при температуре

выше 179^о. Аргентит - основной источник серебра. В природе он сопутствует

самородному серебру, AgCl, PbCO[3]; его залежи часто находятся рядом с

сульфидами свинца, цинка и меди. Такие руды находятся в Норвегии, Мексике,

Перу, РФ, Чили, Румынии.

Прустит, Ag[3]AsS[3] или 3Ag[2]SхAs[2]S[3], содержит 65,4% серебра; он

имеет вид красных гексагональных призматических кристаллов. Залежи

прустита имеются в РФ, Мексике, Чили, Перу, Боливии.

Пирагирит, Ag[3]SbS[3] или 3Ag[2]SхSb[2]S[3], содержит 68,4% серебра,

сопутствует пруститу в виде тёмно-красных кристаллов.

Стефанит, Ag[5]SbS[4] или Ag[2]SхSb[2]S[3], содержит 68,5% серебра и

представляет собой серовато-чёрные призматические кристаллы. Залежи

находятся в Мексике.

Полибазит, 8(Ag, Cu)[2]SхSb[2]S[3], содержит 62,1-74,9% серебра; он

представляет собой серовато-чёрные призматические или пластинчатые

кристаллы. Залежи имеются в Венгрии, Мексике.

Керагирит, AgCl, содержит 75,3% серебра и имеет вид плотных бесцветных

(или желтоватых, серовато-фиолетовых, даже чёрных в случае длительного

воздействия прямого света) пластов (редко в виде кубических кристаллов).

Залежи встречаются в РФ, Чили, Боливии, Мексике, Перу, Австралии.

К другим минералам серебра относят бромаргирит AgBr, иодагирит AgI,

дискразит Ag[3]Sb, штромейерит Cu[2]SхAg[2]S, ялпаит 3Ag[2]SxCu[2]S,

науманит Ag[2]Se, гессит Ag[2]Te и другие.

1.4. Получение металлического серебра:

Примерно 80% от общего мирового количества добываемого серебра получается

как побочный продукт переработки комплексных сульфидов тяжёлых цветных

металлов, содержащих сульфид серебра (аргентит) Ag[2]S. При

пирометаллургической переработке полиметаллических сульфидов свинца, меди,

цинка, серебра последнее извлекается вместе с основным металлом в виде

серебросодержащих свинца, меди или цинка.

Из серебросодержащего свинца серебро получают следующим способом.

Серебросодержащий свинец плавится вместе с металлическим цинком. При

охлаждении тройного сплава ниже 400^о отделяется нижний слой, состоящий из

жидкого свинца, который содержит небольшое количество цинка и серебра, и

верхний твёрдый слой, состоящий из смешанных кристаллов цинк - серебро с

небольшим количеством свинца. Далее отгоняется цинк (точка кипения

которого 907^о) и остаётся свинец, который содержит 8 - 12% серебра и

служит для получения сырого серебра путём купелирования (Такой свинец

плавится в купелях в печи, куда подают воздух или кислород на поверхность

расплавленного металла. Окись свинца вместе с окислами мышьяка, сурьмы,

цинка и меди, образовавшимися при полном окислении серебросодержащего

свинца (с большим содержанием серебра), удаляют с поверхности сырого

серебра, которое содержит примерно 95% Ag). Также отделять серебро от

серебросодержащего свинца можно электролитическим путём, применяя аноды из

серебросодержащего свинца, а в качестве электролита - гексафторокремневую

кислоту H[2][SiF[6]] c Pb[SiF[6]]. В данном случае серебро вместе с

золотом, платиной и платиновыми металлами переходят в анодный шлам.

Серебро из шлама выделяют растворением в азотной кислоте, затем из

полученного нитрата серебра AgNO[3] металлическое серебро можно осадить

сульфатом железа (II) FeSO[4], металлическим цинком, формальдегидом в

аммиачной среде или нитратом марганца (II) Mg(NO[3])[2] в щелочной среде:

3AgNO[3] + 3FeSO[4] = 3Ag + Fe(NO[3])[3] + Fe[2](SO[4])[3

]2AgNO[3] + Zn = 2Ag + Zn(NO[3])[2

]2[Ag(NH[3])[2]]OH + HCHO = 2Ag + 3NH[3] + HCOONH[4] + H[2]O

2AgNO[3] + Mn(NO[3])[2] + 4NaOH = 2Ag + MnO[2] + 4NaNO[3] + 2H[2]O

Примерно 20% мирового количества серебра получают переработкой собственно

серебряных руд рекуперацией серебра из серебряных руд или серебряного

лома.

Измельчённую, размолотую и обогащённую серебряную руду перерабатывают

методами цианирования, амальгамирования, хлорирования и др.

Сырое серебро плавится, отливается в виде брусков и затем рафинируется

электролитическим или химическим методом, на которых я не буду

останавливаться.

1.5. Особенности серебра как элемента:

Серебро Ag имеет номер 47 и находится в IB группе 5 периода в

периодической таблице, относительная атомная масса равна 107,870.

Электронная формула 1s^22s^22p^63s^23p^64s^24p^64d^105s^1. Особенностью

этого элемента является завершённость электронного d-подуровня, чем

обусловливаются его специфические физические и химические свойства, прежде

всего химическую инертность. Действительно, из-за присутствия в атомах Ag

«замкнутой» d^10-электронной оболочки этот элемент обладает большим

поляризующим действием - притягивает внешние электроны и склонен оставлять

их при себе. Нелишне напомнить и о том, что серебро имеет некоторые

сходства с палладием Pd. Не даром Менделеев в некоторых формах короткой

периодической таблицы писал рядом с серебром и его соседями по группе Cu и

Au символы элементов предыдущей VIII группы, также принадлежащих к числу

благородных элементов-металлов, например Ag (Pd), Au (Pt).

По распространённости в природе серебро занимает 70 место. Имеет восемь

радио изотопов.

1.6. Физические свойства серебра:

По большинству физических свойств серебро приближается к меди и золоту.

Оно по сравнению с ними обладает наиболее низкими температурами плавления

и кипения.

Металлическое серебро в компактном полированном виде (бруски, трубки,

проволока, пластинки, листы) представляет собой белый бестящий металл,

обладающий большой отражательной способностью по отношению к инфракрасным

и видимым лучам и более слабой - к ультрафиолетовым лучам. Серебро в виде

тонких листочков обладает электрическими и оптическими свойствами,

отличными от свойств металлического серебра в слитках.

Металлическое серебро обладает кубической гранцентрированной решёткой с

плотностью 10,5г/см^3 при 20^о, т. пл. 960,5^о, т. кип. 2177^о (пары

желтовато-синие); оно диамагнитно, является лучшим проводником тепла и

электричества (удельное сопротивление при 20^о равно 1,59 мком/см). В

числе физико-механических свойств следует отметить пластичность,

относительную мягкость, ковкость, тягучесть (легко протягивается и

прокатывается), малую прочность. Серебро образует сплавы и

интерметаллические соединения со многими веществами, например с: Au, Pd,

Li, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg, Al, In, Sn, Zr, P, S, Se и др.

1.7. Химические свойства серебра:

С химической точки зрения серебро достаточно инертно, оно не проявляет

способности к ионизации и легко вытесняется из соединений более активными

металлами или водородом.

Под действием влаги и света галогены легко взаимодействуют с металлическим

серебром, образуя соответствующие галогениды. Соляная кислота в

концентрированных растворах медленно реагирует с серебром:

2Ag + 4HCl = 2H[AgCl[2]] + H[2

]Кислород взаимодействует с нагретым до 168^о металлическим серебром при

разных давлениях с образованием Ag[2]O.

Сера, реагируя с нагретым до 179^о металлическим серебром, образует чёрный

сульфид серебра Ag[2]S.

Металлическое серебро растворяется в H[2]SO[4] при нагревании, в

разбавленной HNO[3] на холоду и в растворах цианидов щелочных металлов в

присутствии воздуха (кислорода или другого окислителя):

2Ag + 2H[2]SO[4] = Ag[2]SO[4] + SO[2] + H[2]O

3Ag + 4HNO[3] = 3AgNO[3] + NO + 2H[2]O

2Ag + 4NaCN + H[2]O + 1/2O[2] = 2Na[Ag(CN)[2]] + 2NaOH

Селен, теллур, фосфор, мышьяк и углерод реагируют с металлическим серебром

при нагревании с образованием Ag[2]Se, Ag[2]Te, Ag[3]P, Ag[3]As, Ag[4]C.

Азот непосредственно не взаимодействует с серебром.

Органические кислоты и расплавленные щёлочи или соли щелочных металлов не

реагируют с металлическим серебром. Хлорид натрия в концентрированных

растворах и в присутствии кислорода воздуха медленно взаимодействует с

серебром с образованием хлорида серебра.

В солянокислом растворе серебро восстанавливает некоторые соли металлов,

такие, как CuCl[2], HgCl[2], FeI[2], VOCl[2].

1.8.Применение серебра:

Значительная часть мирового производства серебра идёт на изготовление

монет.

В химической промышленности применяются аппараты из серебра, лабораторная

посуда (тигли, в которых плавятся чистые щелочи или соли щелочных

металлов, оказывающие разъедающее действие на большинство других

металлов), лабораторные инструменты (шпатели, щипцы, сита и др.).

В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты, в которых

приготовляют фруктовые соки и другие напитки.

Металлическое серебро служит для изготовления зеркал путём термического

испарения, для получения солей, а также для изготовления предметов

домашнего обихода, украшений, безделушек.

В медицине известен ряд фармацевтических препаратов, содержащих коллоидное

серебро.

В связи с его исключительной элетропроводимостью серебро широко

используется в теле и радиотехнике.

Также серебро применяется для изготовления зубных пломб, мостов и

протезов, столовой посуды и в холодильной и химической промышленности.

2.Соединения серебра их свойства.

2.1. Общие свойства соединений серебра:

Известны соединения, в которых серебро одно-, двух- и трёхвалентно. В

отличие от устойчивых соединений одновалентного серебра соединения двух- и

трёхвалентного серебра немногочисленны и мало устойчивы.

2.2. Соединения одновалентного серебра:

Известны многочисленные устойчивые соединения (простые и комплексные)

одновалентного серебра. Ион одновалентного серебра Ag^+ 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

S[2]O[8]^2 -.

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

анион соли бесцветен). Вследствие деформируемости электронных оболочек

иона серебра(I) некоторые его соединения с бесцветными анионами окрашены.

Многие из соединений серебра(I) окрашиваются в серый цвет 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:

2AgNO[3] + Na[2]CO[3] + 4C = 2Ag + 2NaNO[2] + 5CO

Как уже было сказано ранее, известны также многочисленные комплексные

соединения серебра.

Неорганические соединения:

Окись серебра, Ag[2]O, получают при обработке растворов AgNO[3] щелочами

или растворами гидроокисей щелочноземельных металлов:

2AgNO[3] + 2KOH = Ag[2]O + 2KNO[3] + H[2]O

Окись серебра представляет собой диамагнитный кристаллический порошок

(кубические кристаллы) коричнево-чёрного цвета, который медленно чернеет

на свету, высвобождая кислород, и разлагается на элементы при нагревании

до 200^о:

Ag[2]O -> 2Ag + 1/2O[2

]Водород, окись углерода, перекись водорода и многие металлы

восстанавливают окись серебра в водной суспензии до металлического:

Ag[2]O + H[2] -> 2Ag + H[2]O

Ag[2]O + CO -> 2Ag + CO[2

]Ag[2]O + H[2]O[2] = 2Ag + H[2]O + O[2

]Окись серебра (I) растворяется в плавиковой и азотной кислотах, в солях

аммония, в растворах цианидов щелочных металлов, в аммиаке и т. д.

Ag[2]O + 2HF = 2AgF + H[2]O

Ag[2]O + 2HNO[3] = 2AgNO[3] + H[2]O

Ag[2]O + 2(NH[4])[2]CO[3] = [Ag(NH[4])[2]][2]CO[3] + 2H[2]O + CO[2

]Ag[2]O + 4KCN + H[2]O = K[Ag(CN)[2]] + 2KOH

Ag[2]O + 4NH[4]OH = 2[Ag(NH[3])[2]]OH + 3H[2]O или

Ag[2]O + 4NH[3] + H[2]O = 2[Ag(NH[3])[2]]OH

При хранении гидроокись диамминсеребра [Ag(NH[3])[2]]OH (которая является

растворимым основанием с окислительными свойствами) превращается в

способный взрываться имид серебра:

2[Ag(NH[3])[2]]OH -> Ag2NH + 3NH[3] + 2H[2]O

Растворы хлоридов щелочных металлов превращают окись серебра(I) в хлорид

серебра(I),

а при воздействии избытка HgI[2] на Ag[2]O образуется Ag[2][HgI[4]].

Окись серебра - энергичный окислитель по отношению к соединениям оксида

хрома(III), альдегидам и галогенопроизводным углеводородов:

5Ag[2]O + Cr[2]O[3] = 2Ag[2]CrO[4] + 6Ag

3Ag[2]O + 2Cr(OH)[3] + 4NaOH = 2Na[2]CrO[4] + 6Ag + 5H[2]O

Окисление галогенопроизводных углеводородов приводит к образованию

спиртов, а окисление альдегидов - соответствующих кислот.

Суспензии окиси серебра применяются в медицине как антисептическое

средство. Смесь состава 5%Ag[2]O, 15%Co[2]O[3], 30%CuO и 50%MnO[2],

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 AgNO[3] спиртовым раствором калиевой щёлочи при pH =

8,5 - 9 и температуре -45о.

Соединение AgOH обладает амфотерными свойствами, легко поглощает двуокись

углерода из воздуха и при нагревании с Na[2]S образует аргентаты

эмпирических формул Ag[2]Oх3Na[2]O и Ag[2]Ox2Na[2]O.

Основные свойства гидроокиси серебра усиливаются в присутствии аммиака

вследствие образования гидроокиси диамминсеребра [Ag(NH[3])[2]]OH.

Фторид серебра, AgF, получают прямым взаимодействием элементов при

нагревании, действием плавиковой кислоты на окись или карбонат серебра(I),

термическим разложением (200^о) Ag[BF[4]], причём наряду с AgF образуется

BF[3]:

2Ag + F[2] = 2AgF + 97,4 ккал

Ag[2]CO[3] + 2HF = 2AgF + H[2]O + CO[2

]Ag[2]O + 2HF = 2AgF + H[2]O

Ag[BF[4]] = AgF + BF[3

]Выделение кристаллов AgF из водного раствора осуществляется путём

концентрирования в ваккуме в темноте.

Соединение AgF представляет собой расплывающиеся на воздухе бесцветные

гранецентрированные кубические кристаллы; 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 воды и водорода при нагревании фторид серебра

восстанавливается до металлического серебра:

2AgF + H[2]O = 2Ag + 2HF + 1/2O[2

]2AgF + H[2] = 2Ag + 2HF

Ультрафиолетовые лучи вызывают превращение фторида серебра в полуфторид

Ag[2]F. Водный раствор фторида серебра служит для дезинфекции питьевой

воды.

Известны кристаллогидраты AgFxnH[2]O (где n = 1, 2, 4) и фторокислоты

H[AgF[2]], H[2][AgF[3]], H[3][AgF[4]].

Хлорат серебра, AgClO[3], получают растворением Ag[2]O или Ag[2]CO[3] в

HClO[3], пропусканием хлора через водную суспензию Ag[2]O или Ag2CO[3],

обработкой раствора AgNO[3], хлоратом калия при 85^о:

Ag[2]O + 2HClO[3] = 2AgClO[3] + H[2]O

Ag[2]CO[3] + 2HClO[3] = 2AgClO[3] + CO[2] + H[2]O

Ag2O + 6Cl2 + 5H2O = 2AgClO3 + 10HCl

AgNO[3] + KClO[3] = AgClO[3] + KNO[3

]Хлорат серебра представляет собой белые кристаллы с температурой

плавления 230^о (растворяется при 270^о на AgCl и кислород); он растворим

в воде и аммиаке и обладает окислительными свойствами. Смесь хлората

серебра и серы взрывается при ударе, трении или нагревании.

Перхлорат серебра, AgClO[4], получают действием избытка HClO[4] на раствор

AgNO[3]и нагревании, обработкой раствора Ag[2]SO[4] перхлоратом бария

Ba(ClO[4])[2], обработкой Ag[2]O 60%-ным раствором HClO[4].

2AgNO[3] + 2ClO[4] = 2AgClO[4] + 2NO[2] + 1/2O[2] + H[2]O

Ag[2]SO[4] + Ba(ClO[4])[2] = 2AgClO[4] + BaSO[4

]Перхлорат серебра представляет собой быстро расплывающийся на воздухе

белый порошок, он очень хорошо растворим в воде, уксусной кислоте, эфире,

нитробензоле, гликоле, аммиаке и др.

Известен кристаллогидрат AgClO[4]xH[2]O.

Перхлорат серебра применяется в качестве катализатора в органической

химии.

Бромат серебра, AgBrO[3], получают обработкой растворов солей серебра

броматом калия KBrO[3] или действием жидкого брома на водную суспензию

Ag[2]O:

AgNO[3] + KBrO[3] = AgBrO[3] + KNO[3

]Ag[2]O + 6Br[2] + 5H[2]O = 2AgBrO[3] + 10HBr

Бромат серебра представляет собой двупреломляющие бесцветные кристаллы; он

растворим в спиртах и плохо растворим в воде. При нагревании AgBrO[3]

разлагается по уравнению

AgBrO[3] -> AgBr + 3/2O[2

]Иодат серебра, AgIO[3], получают обработкой растворов солей серебра

раствором иодата щелочного металла, действием HIO[3] на металлическое

серебро или действием иода на водную суспензию Ag[2]O:

AgNO[3] + KIO[3] = AgIO[3] + KNO[3

]Ag[2]O + 6I[2] + 5H[2]O = 2AgIO[3] + 10HI

Иодат серебра представляет собой бесцветные орторомбические кристаллы с

Страницы: 1, 2