Apsvērsim dažus sudraba iegūšanas veidus, kā arī pakavēsimies pie tā fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Šis metāls ir piesaistījis cilvēkus kopš seniem laikiem. Sudrabs ir parādā savu nosaukumu sanskrita vārdam "argenta", kas tulkojumā nozīmē "gaisma". No vārda "argenta" radās latīņu "argentum".
Interesanti fakti par izcelsmi
Par šī noslēpumainā metāla izcelsmi ir daudz versiju. Tās visas ir saistītas ar seno pasauli. Piemēram, senajā Indijā sudrabs bija saistīts ar Mēnesi un Sirpi, senāko zemnieka darba rīku. Šī cēlmetāla atspīdums ir līdzīgs mēness gaismai, tāpēc alķīmiskajā periodā sudrabs tika apzīmēts kā mēness simbols.
Sudrabs Krievijā
Senajā Krievijā sudraba stieņi bija dažādu priekšmetu izmaksu mēraukla. Tajos gadījumos, kad kāda tirdzniecības vienība maksā vismazāk latiņu, no tānogriezt daļu, kas atbilst norādītajai preces vērtībai. Šīs daļas sauca par "rubļiem", tieši no tiem radies Krievijā pieņemtās naudas vienības nosaukums - rublis.
Jau 2500. gadā pirms mūsu ēras Ēģiptes karotāji izmantoja sudrabu, lai ārstētu kaujas brūces. Viņi uzlika tiem plānas sudraba plāksnītes, un brūces ātri sadzija. Krievu pareizticīgo baznīcā svēto ūdeni draudzes locekļiem glabāja tikai sudraba traukos. Kopš pagājušā gadsimta vidus ir parādījušās tādas nozares kā fotogrāfija, elektrotehnika, radioelektronika, kas izraisīja strauju pieprasījuma pieaugumu pēc sudraba, tā izņemšanu no naudas apgrozības.
Augsta elektrovadītspēja, laba elastība, zema kušanas temperatūra un zema sudraba ķīmiskā aktivitāte interesēja arī radioinženierus.
Īpašumu raksturojums
Visas sudraba iegūšanas metodes balstās uz tā īpašībām. Tas ir b alts metāls, ko praktiski nemaina atmosfēras skābeklis istabas temperatūrā. Sērūdeņraža klātbūtnes dēļ gaisā tas galu galā tiek pārklāts ar tumšu sudraba sulfīda pārklājumu Ag2S. Noņemiet šo savienojumu no sudraba izstrādājuma virsmas mehāniski, izmantojot tīrīšanas pastas vai smalku zobu pulveri.
Sudrabs ir diezgan izturīgs pret ūdeni. Sālsskābe, kā arī atšķaidīta sērskābe un ūdens regija to neietekmē, jo uz metāla virsmas veidojas tās hlorīda AgCl aizsargplēve.
Sudraba nitrāta iegūšana balstās uz metāla spēju iekļūtreakcija ar slāpekļskābi. Atkarībā no tā koncentrācijas reakcijas produkti papildus sudrabam var saturēt slāpekļa oksīdus (2 vai 4).
Sudraba oksīdu iegūst, sudraba nitrātam pievienojot sārma šķīdumu. Iegūtais savienojums ir tumši brūns.
Lietojumprogrammas
Tā fizikālo un mehānisko īpašību dēļ tas ir sudrabs, ko izmanto radio komponentu pārklāšanai, lai palielinātu elektrovadītspēju un izturību pret koroziju. Metāliskais sudrabs tiek izmantots dažādu veidu mūsdienu akumulatoru sudraba elektrodu ražošanā. Ar elektrolītiskās sudrabošanas un niķelēšanas jautājumiem jau ilgu laiku ir nodarbojušies speciālisti galvanizācijas jomā: A. F. un P. F. Simonenko, A. P. Sapožņikovs un citi I. M. Fedorovskis pārcēla jautājumu par pārklājumu pretkorozijas izturību no laboratorijas uz rūpniecisko ražošanu. Sudraba savienojumus (AgBr, AgCl, AgI) izmanto filmu un fotomateriālu ražošanai.
Sāls šķīdumu elektrolīze
Apsveriet sudraba ražošanu ar tā sāļu elektrolīzi. Tiek samontēta elektriskā ķēde, kurā galvaniskais sausais elements darbojas kā strāvas avots. Maksimālā strāva ķēdē nedrīkst pārsniegt 0,01 A. Izmantojot sauso akumulatoru (4,5 V), strāva tiek ierobežota, pievienojot vadu, kura pretestība nepārsniedz 1000 omi.
Jebkurš stikla trauks var kalpot kā vanna sudrabošanas procesam. Vannas anods ir metāla plāksne ar biezumu 1 mm un nedaudz lielāku laukumu,nekā pati daļa. Anodiskajam pārklājumam tiek izvēlēts sudrabs. Lapis šķīdums darbojas kā darba šķīdums (elektrolīts) sudraba iegūšanai. Pirms nolaišanas vannā sudrabošanai, ir nepieciešams attaukot un nopulēt daļu, pēc tam noslaucīt ar zobu pastu.
Pēc tauku noņemšanas to nomazgā ar tekošu ūdeni. Par pilnīgu attaukošanu var spriest pēc vienmērīgas visas detaļas virsmas samitrināšanas ar ūdeni. Mazgājot izmantojiet pinceti, lai uz detaļas nepaliktu taukaini pirkstu nospiedumi. Uzreiz pēc mazgāšanas detaļu nostiprina uz stieples un ievieto vannā. Sudraba ražošanas laiks ar sudraba anodu ir 30–40 minūtes.
Ja par anodu izvēlas nerūsējošo tēraudu, mainās procesa ātrums. Sudraba iegūšana no nitrāta būs 30 minūtes.
No vannas izņemto lietu rūpīgi nomazgā, nosusina, nopulē līdz spīdumam. Veidojot tumša sudraba nogulsnes, strāva samazinās, šim nolūkam tiek pievienota papildu pretestība. Tas ļauj uzlabot sudraba iegūšanas kvalitāti ar elektroķīmisko metodi. Lai elektrolīzes procesā pārklājums būtu vienmērīgs, daļa tiek periodiski pagriezta. Jūs varat uzklāt metālu uz misiņa, tērauda, bronzas.
Procesa ķīmija
Kādi procesi ir saistīti ar sudraba iegūšanu? Reakcijas balstās uz metāla atrašanās vietu pēc ūdeņraža vairākos standarta elektrodu potenciālos. Katodā sudraba katjoni tiks reducēti no tā nitrāta līdz tīram metālam. Pie anoda ūdens oksidējas, ko pavada gāzveida veidošanāsskābeklis, jo lapisu veido skābekli saturoša skābe. Kopējais elektrolīzes vienādojums ir šāds:
4Ag NO3 + 2H2O elektrolīze 4Ag + O 2 + 4HNO3
Iegūšana laboratorijā
Darba šķīdumu (elektrolītu) var izmantot fiksatoru, kas satur sudraba katjonus. Šī metāla halogenīdi ar tiosulfātu veido kompleksu sāļu sēriju. Elektrolīzes laikā pie katoda izdalās sudrabs - metāls. Iegūšanu līdzīgā veidā pavada sēra izdalīšanās, kā rezultātā uz tā virsmas parādās plāns melns sudraba sulfīda slānis.
Iegūšana un atklāšana
Pirmā pieminēšana par sudraba ieguvi ir saistīta ar feniķiešu atradnēm Kiprā, Sardīnijā, Spānijā un Armēnijā. Metāls tajos bija kopā ar sēru, hloru, arsēnu. Bija iespējams arī atklāt iespaidīga izmēra vietējo sudrabu. Piemēram, lielākais sudraba tīrradnis ir paraugs, kas sver trīspadsmit ar pusi tonnas. Tīrot dabiskos tīrradņus ar izkausētu svinu, tika iegūts blāvs metāls. Senajā Grieķijā to sauca par elektronu, paredzot tā lieliskās elektrovadītspējas īpašības.
Šobrīd elektrolīzes ceļā tiek iegūts blīvs metāliskā sudraba slānis. Kā elektrolītu izmanto ne tikai nitrātus, bet arī cianīdus. Sudraba atdalīšana no vara tiek veikta, veicot elektrolīzi no auksta šķīduma, kas satur apmviens procents sērskābe, 2-3% kālija persulfāts. Apmēram 20 mg metāla var atdalīt no vara 20 minūtēs, izmantojot aptuveni 2 V spriegumu.
Elektrolīzes procesā šķīdumā jāpaliek kālija persulfāta pārpalikumam. Arī starp šo metālu atdalīšanas iespējām var apsvērt verdoša etiķskābes maisījuma elektrolīzi. Pašlaik tiek izmantotas metodes, kas ietver kompleksantu izmantošanu. Šķīdumā, kas satur etilēndiamīntetraetiķskābes (EDTA) jonu skābā vidē, sudrabs izgulsnējas 25 minūšu laikā. Tas tiek atdalīts no plāksnes ar elektrolītisko nogulsnēšanos 2,5–3 stundas.
Sudrabs tiek atdalīts no bismuta un alumīnija ar slāpekļskābes šķīduma elektrolīzi apstākļos, kas ir līdzīgi tā maisījuma atdalīšanai ar varu.
Secinājums
Ņemiet vērā, ka sudraba acetilenīda ražošana ir kvalitatīva reakcija organiskajā ķīmijā uz acetilēna un citu alkīnu klātbūtni maisījumā, kurā trīskāršā saite atrodas pirmajā pozīcijā. Rūpnieciskā mērogā sudrabu izmanto elektriskajā un metalurģiskajā rūpniecībā. Tas ir blakusprodukts sarežģītu metālu sulfīdu apstrādē, kas satur argenītu (sudraba sulfīdu).
Cinka, vara, sudraba polimetālu sulfīdu pirometalurģiskās apstrādes procesā ekstrahē kopā ar parastajiem metāliem kā sudrabu saturošus savienojumus. Lai bagātinātutīru sudrabu vai sudrabu saturošu svinu, izmantojiet Parkes vai Pattison procesu. Otrā metode ir balstīta uz izkausēta svina dzesēšanu, kas satur sudrabu. Metāliem ir dažādas kušanas temperatūras, tāpēc tie pārmaiņus izgulsnēsies un izceļas no šķīduma. Patissons ierosināja atlikušo šķidrumu pakļaut oksidēšanai gaisa plūsmā. Procesu pavadīja divvērtīgā svina oksīda veidošanās, kas tika noņemta, un izkausētā veidā palikušais sudrabs tika attīrīts no piemaisījumiem.
Pat Senajā Grieķijā tika izmantota sudraba iegūšanas metode ar kupelāciju.
Šo tehnoloģiju joprojām izmanto rūpniecībā. Metode ir balstīta uz izkausēta svina spēju oksidēties ar atmosfēras skābekli.
