Արծաթ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
47 ՊալադիումԱրծաթԿադմիում
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
47Ag
Cubic-face-centered.svg
Electron shell 047 Silver.svg
Silver crystal.jpg
Փափուկ արծաթափայլ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Արծաթ/ Argentum (Ag), 47
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
107,8682(2)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Kr] 4d10 5s1
Ատոմի շառավիղ 144 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 134 պմ
Իոնի շառավիղ (+2e) 89 (+1e) 126 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 1,93 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ +0,799
Օքսիդացման աստիճաններ 2, 1
Իոնիզացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 1-ինը՝ 730,5 կՋ/մոլ (էվ)
2-րդը՝ 2070 կՋ/մոլ (էվ)
3-րդը՝ 3361 կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 10,5 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1235,1 К; 962 °C
Եռման ջերմաստիճան 2485
Մոլյար ջերմունակություն 25,36[2] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 10,3 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք Խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ 4,086
Դեբայի ջերմաստիճան 225 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) 429 Վտ/(մ·Կ)
47
Արծաթ
Ag
107,868
4d105s1


Արծաթ (լատ.՝ Argentum) քիմիական տարր է, որի նշանն է Ag, տարրերի պարբերական համակարգի 1-ին խմբի քիմիական տարր։ Ազնիվ մետաղ է, պատկանում է անցումային տարրերի շարքին, կարգահամարը՝ 47, ատոմական զանգվածը՝107,868։ Արծաթը d տարր է, նրա ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է՝ 4s24p64d105s1: К, L, М թաղանթները լրացված են։

Արծաթը գեղեցիկ, սպիտակ, փափուկ մետաղ է, խտությունը՝ 10,50 գ/սմ³, հալման ջերմաստիճան 960,5°C, կարծրությունը՝ 25 կգուժ/մմ², ըստ Մոսի՝ 2,5։

Պատմություն[խմբագրել]

Արծաթը հայտնի է շատ վաղուց։ Եգիպտոսում պեղվել են ավելի քան 6000 տարվա հնություն ունեցող արծաթե զարդեր։ Ավելի ուշ արծաթը օգտագործվում էր դրամային համաձուլվածքներում։ Մ.թ.ա. 2500 թվականին շատ երկրներում արծաթն օգտագործվել է որպես մետաղադրամ։ Արծաթից պատրաստված գեղարվեստական առարկաներ են գտնվել նաև Էրեբունիում, Երզնկայում (մ. թ. ա. 5-4-րդ դարերում), Արտաշատում (մ. թ. ա. 2-1-ին դարերում):

Անվան ծագում[խմբագրել]

Ակնհայտ է, որ ռուս.՝ серебро, լեհ.՝ srebro, բուլղար․՝ сребро, հին սլավոներեն՝ сьребро մտնում է *sьrebro պրոտո-սլավոնական լեզվի մեջ, որը համապատասխանում է մերձբալթյան (լիտ.՝ sidabras - sirablan) և գերմաներեն (գոթ.՝ silubr, գերմ.՝ Silber, անգլ.՝ silver) լեզուններին։

Արծաթի «ἄργυρος», «árgyros» - «արգիրոս» (սպիտակ, փայլող, փայլատակող), կապված է նրա գեղեցիկ սպիտակափայլ գույնի հետ։ Այստեղից էլ ծագել է արծաթի լատ.՝ argentum - արգենտում նույնանշանակ անվանումը։

Ասորեստանում արծաթը համարվում էր «Լուսնի մետաղ», իսկ ալքիմիկոսներն այն պատկերում էին լուսնեղջյուրի պատկերով։ Արծաթե, ոսկե և պլատինե իրերի ու զարդերի վրա դրվում է հարգանիշ, որը ցույց է տալիս թանկարժեք մետաղի պարունակությունը։

Բնության մեջ[խմբագրել]

Արծաթի բեկոր

Պարունակությունը երկրակեղևում 1,10-5 զանգվածային % է, ծովաջրում՝ 0,3-10 մգ/տ։ Բնության մեջ գտնվում է ազատ վիճակում (բնածին արծաթ), նաև միացությունների ձևով, արգենտիտ՝ Ag2S, պիրարգիրիտ՝ Ag3PbS3, պրուստիտ՝ Ag3AsS3, կերարգիրիտ՝ AgCl և այլն։ Փոքր քանակով արծաթ կա նաև բազմաթիվ այլ միներալներում։ Արդյունաբերական նշանակություն ունեն 0,02%-ից շատ արծաթ պարունակող միներալները։

Բնության մեջ արծաթը հանդիպում է ինչպես բնածին վիճակում, այնպես էլ միացությունների ձևով.

Արծաթի հանքաքար
  • արգենտիտ (արծաթ-ծծումբ)
  • պիրարգիրիտ (արծաթ-ծարիր-ծծումբ)
  • կերարգիրիտ (արծաթ-քլոր)
  • պրուստիտ (արծաթ-արսեն-ծծումբ)
  • բրոմարգերիտ (արծաթ-բրոմ)
  • ստեֆանիտ (արծաթ-ծարիր-ծծումբ)
  • պոլիբազիտ (արծաթ-պղինձ-ծարիր-ծծումբ)
  • ֆրեյբերգիտ (պղինձ-ծծումբ-արծաթ)
  • դիսկրազիտ (արծաթ-ծարիր) և այլն։

Արծաթի հիմնական մասը, որպես կողմնակի արգասիք, կորզվում է այլ մետաղների (ցինկ, կապար, կոբալտ, պղինձ) արդյունահանման ժամանակ։

Արծաթի արտադրությունը (2011)
α/α երկրներ տոննա տոկոս %
1 Մեքսիկա 4.753 20,06
2 Պերու 3.415 14,42
3 Կիև 3.232 13,64
4 Ավստրալիա 1.717 7,25
5 Չիլի 1.309 5,53
6 Լեհաստան 1.269 5,36
7 Ռուսաստան 1.244 5,25
8 Բոլիվիա 1.213 5,12
9 Flag of the United States (Pantone).svg 1120 4,73
10 Արգենտինա 703 2,97

Հանքավայրեր[խմբագրել]

Արծաթի հանքաքարի ամենախոշոր հանքավայրերը գտնվում են Մեքսիկայում, Կանադայում, Ավստրալիայում, ԱՄՆ-ում, Ճապոնիայում, Ռուսաստանում, Գերմանիայում, Իսպանիայում, Պերույում, Չիլիում, Մեքսիկայում,

Արծթի արտդրությունը տարբեր երկրներում (2011 թվական)

Չինաստանում, Լեհաստանում, Ղազախստանում, Ռումինիայում, Շվեդիայում, Չեխիայում, Սլովակիայում, Ավստրիայում, Հունգարիայում, Նորվեգիայում[3]: Ինչպես նաև արծաթի հանքավայրեր կան Հայաստանում, Կիպրոսում և Սարդինիաում[4]:

Ստացում[խմբագրել]

Արդյունաբերության մեջ արծաթը ստանում են հիմնականում կապարի և պղնձի կոնցենտրատների վերամշակումից։ Սև պղնձից արծաթը անջատում են էլեկարոլիտային ռաֆինացման ժամանակ։ Սև կապարից արծաթն անջատում են ցինկի միջոցով։ Լուծվելով ցինկում՝ այն անջատվում է ցինկի փրփուրի հետ, որից ցինկը հեռացնում են թորելով (1250 °C)։

Արծաթի վերջնական մաքրումը կատարվում է էլեկտրոլիզով։ Արծաթային հանքանյութերից արծաթը ստանալու համար հանքանյութերը ենթարկում են գրավիտացիոն հարստացման, ապա անջատում են արծաթը ցիանացման եղանակով։ Պիրիտային և այլ թափոննելում պարունակվող արծաթը անջատելու համար ենթարկում են քլորացնող բովման և ապա ցիանացման։ Ցիանային լուծույթից արծաթը նստեցնում են ցինկով կամ ալյումինով։ Արծաթը անջատում են նաև իոնափոխանակման եղանակով և օրգանական լուծիչներով էքստրակտելով։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Արծաթի հանքաքարը

Արծաթը գեղեցիկ, սպիտակափայլ մետաղ է։ Հալման ջերմաստիճանը՝ 960,5°C, եռմանը՝ 2212°C, խտությունը՝ 10503,4 կգ/մ3։ Արծաթը ավելի լավ է հայտնի քան մյուս մետաղները, անդրադարձնում է լույսը (հատկապես ինֆրակարմիր), հաղորդում է ջերմությունը և էլեկտրականությունը։ Չափազանց պլաստիկ է, արծաթից կարելի է գլանել մինչև 10-8 մմ հաստության փայլաթիթեղ։ Քիմիապես քիչ ակտիվ, միացություններում միարժեք, երբեմն երկարժեք և եռարժեք է։

Արծաթը կտրվում է դանակով, 1 գրամը ձգվում է շուրջ 1800 մետր և գլանվում մինչև 0,00025 մմ հաստությամբ նրբաթիթեղի, փայլեցվում է մինչև հայելափայլի, անդրադարձման գործակիցը 95-97% է, կայուն է հիմքերի, օքսիդների, կոռոզիայի նկատմամբ, բայց լուծվում է խիտ ազոտական թթվում, կալիումի ցիանիդի լուծույթում, անգամ օդի աննշան ծծմբային գազից սևանում է՝ ծածկվելով արծաթի սուլֆատի ¥AgS¤շերտով։ Արծաթի օրինականացված հարգերն են՝ 800,830,875,925,960։ Որքան ցածր է արծաթի հարգը, այնքան շուտ է այն սևանում։ Տարեկան հանույթը կազմում է 100000 տ, հիմնական արտահանողներն են Մեքսիկան, Կանադան, ԱՄՆ-ն։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Խոնավ օդում արծաթը կլանում է թթվածին՝ առաջացնելով օքսիդի չափազանց բարակ (~12A) պաշտպանական շերտ։

\mathsf{Ag + O_{2} = Ag_2O}

Արծաթի միացությունները թթվածնի հետ ստանում են անուղղակի ճանապարհով։ Հայտնի են Ag2O և AgO կայուն և չափազանց անկայուն Ag2O3 օքսիդները։

\mathsf{4Ag + O_{3} = Ag_2O_2 + Ag_2O}

Ag2O լույսի ազդեցությամբ դանդաղ քայքայվող դարչնագույն բյուրեղական նյութ է։

\mathsf{2Ag + 1/2 O_{2}  + H_2S = Ag_2S + H_2O}

Հեշտությամբ վերականգնվում է ջրածնով։ Լուծվում է ջրում (0,013 գ/լ, 20°C-ում), թթուներում և ամոնիումի հիդրօքսիդում։

\mathsf{3Ag + HCl + HNO_3 = 3AgCl + NO + 2H_2O}

Օգտագործվում է օրգանական սինթեզում, հակագազերում։ Ag2O-ի ջրային լուծույթը հիմնային է, որը, ըստ երևույթին, արծաթի հիդրօքսիդի (AgOH) առկայության արդյունք է։ AgO մուգ մոխրագույն մետաղափայլ բյուրեղական նյութ է։ Քայքայվում է 100° C-ում, 110 °C-nւմ պայթյունով։ Լուծվում է թթուներում, օքսիդիչ է։ Օգտագործվում է «գերօքսիդային» գալվանական էլեմենտներ պատրաստելիս։ Ատոմական ջրածնի և արծաթի փոխազդմամբ ստացվում է արծաթի հիդրիդը՝ AgH, որը խոնավության առկայությամբ արագ քայքայվող սպիտակ բյուրեղական նյութ է։

Սենյակային ջերմաստիճանում արծաթը փոխազդում է հալոգենների հետ՝ առաջացնելով համապատասխան հալոգենիդի պաշտպանական շերտ։ Ջերմաստիճանի բարձրացումը և խոնավության առկայությունը հեշտացնում են հալոգենիդի առաջացումը։ AgF բաց դեղնավուն, ամորֆ նյութ է։ Լավ լուծվում է ջրում։ AgF2 և Ag2F ջրի առկայությամբ անկայուն են։

\mathsf{Ag + F_{2} = 2AgF_2}

Չոր օդում և տեսանելի լույսի ազդեցությամբ ֆտորիդները կայուն են։

\mathsf{2Ag + I_{2} = 2AgI}

Արծաթի յոդիդը (բաց դեղնավուն բյուրեղներ) ջրում վատ լուծվող նյութ է։ Լույսի ազդեցությամբ քայքայվում է, օգտագործվում է լուսանկարչության մեջ։ Արծաթը միանում է ծծմբին և նրա ցնդող միացություններին՝ առաջացնելով սուլֆիդ՝ Ag2S , որը սև, ջրում անլուծելի լուսազգայուն նյութ է․ ստացվում է արծաթի լուծելի աղերի և ծծմբածխածնի փոխազդմամբ։

\mathsf{2Ag + S = Ag_{2}S}
\mathsf{2Ag + H_{2}S = Ag_{2}S + H_{2} {\uparrow}}

Արծաթը ազոտին անմիջականորեն չի միանում։ Հայտնի են անկայուն արծաթի նիտրիդը՝ Ag3N (շագանակագույն, պինդ նյութ), և արծաթի ազիդը՝ AgN3 (սպիտակ բյուրեղներ, որոնք տաքացնելիս կամ հարվածից պայթում են։

Ածխածինը միանում է արծաթին միայն շիկացնելիս՝ առաջացնելով արծաթի կարբիդ՝ Ag2C2, որը սպիտակ փոշի է, պայթում է հարվածից և ուժեղ լուսավորումից։

Մետաղների հետ արծաթը առաջացնում է համաձուլվածքներ։ Ա․ լուծվում է թթուներում միայն օքսիդիչների առկայությամբ։

\mathsf{Ag + FeCl_{3} = AgCl + FeCl_{2}}

Լավ լուծվում է HNO3-ում, եռացող խիտ է H2SO4-ում։ Արծաթի աղերը մեծմասամբ ջրում վատ են լուծվում։

\mathsf{Ag + 2HNO_{3(conc)} = AgNO_{3} + NO_{2} {\uparrow} + H_{2}O}
\mathsf{2Ag + H_2SO_{4} = Ag_2SO_{4} + SO_{2} + H_{2}O}

Լավ լուծվում են նիտրատը, ֆտորիդը, գերքլորատը։ Լուծելի աղերը անգույն են և թունավոր։ Արծաթի սուլֆատը՝ Ag2SO4, սպիտակ բյուրեղական, ջրում վատ լուծվող նյութ է (0,79 գ, 100 մլ ջրում, 20°C)։

\mathsf{4Ag + 2H_{2}S + O_{2} = 2Ag_{2}S + 2H_{2}O}

Արծաթի կարբոնատը՝ Ag2CO3, դեղնավուն, լուսազգայուն նյութ է, օգտագործվում է օրգանական սինթեզում։ Արծաթի աղերը համապատասխան անիոնների ավելցուկի առկայությամբ առաջացնում են կոմպլեքսային միացություններ՝ K[Ag(CN)2], K3[AgCl4] և այլն։ Արծաթի իոնների ամենաչնչին քանակներն անգամ (2,15•10-9 գ/լ) ունեն մանրէասպան հատկություն։

\mathsf{ 2Na[Ag(CN)_{2}] + Zn = Na_{2}[Zn(CN)_{4}] + 2Ag}

Բնութագիր հատկանիշներ[խմբագրել]

Բոլոր մետաղներից ամենամեծ էլեկտրական հաղորդականությունը հենց արծաթն ունի, այն նույնիսկ բարձր է պղնձի հաղորդականությունից։ Բայց իր թանկարժեքության և լաքոտվելու հատկության պատճառով այն իր լայն կիրառությունը չի գտել էլեկտրական նպատակների համար։

Մաքուր արծաթը ունի ամենաբարձր ջերմային հաղորդականությունը, ամենասպիտակ գույնը, ամենաբարձր օպտիկական անդրադարձողականությունը։ Համեմատած այլ մետաղների հետ՝ արծաթը ունի ամենացածր կոնտակտ դիմադրողականությունը։

Իզոտոպներ[խմբագրել]

Բնական արծաթը բաղկացած է 107Ag(51,35 %) և 109Ag(48,65 %) կայուն իզոտոպներից։ Արհեստականորեն ստացվել են 102-117 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ, որոնցից ամենակայունը 110Ag է (T1/2 = 253 օր)։

Կիրառություն[խմբագրել]

Արծաթյա մետաղադրամ

Արծաթը մեծ մասամբ օգտագործվում է համաձուլվածքների ձևով մանրադրամներ, ոսկերչական զարդեր, կենցաղային իրեր պատրաստելու համար։ Մաքուր արծաթը օգտագործվում է արտադրական սարքեր և ռադիոմասեր երեսապատելու, ցինկարծաթային կուտակիչներ պատրաստելու համար։ Մաքուր արծաթը կիրառվում է նաև քիմիական սինթեզում որպես կատալիզատոր։ Կոլոիդային արծաթը օգտագործվում է բժշկության մեջ, այն հականեխիչ միջոց է լորձաթաղանթի համար (արգիրոլ, պրոտարգոլ, կոլարգոլ)։

Թանկարժեք մետաղների և քարերի համադրությամբ արծաթից պատրաստում են ապարանջաններ, մատանիներ, ականջօղեր, մանյակներ, գոտիներ, սեղանի և եկեղեցական սպասք։ Ներկայումս հատուկ հոբելյանների առիթով թողարկվում են նաև արծաթե հուշադրամներ։ Ի տարբերություն այլ մետաղների՝ արծաթը գրեթե ամբողջությամբ անդրադարձնում է իր վրա ընկած տեսանելի լույսը։ Այդ հատկության շնորհիվ այն օգտագործում են հայելիների արտադրությունում։ Առաջին հայելիները եղել են արծաթե փայլաթիթեղները։

Հետագայում մշակվել են արծաթապատող լուծույթներ, որոնք (չնչին փոփոխություններով) պահպանվել են մինչև մեր օրերը։ Արծաթապատումն իրականացվում է մետաղական արծաթով, որը ստացվում է արծաթի աղերի ամոնիակային լուծույթի և գլյուկոզայի կամ ֆորմալինի փոխազդեցությամբ (այդ երևույթը հայտնի է որպես արծաթահայելու ռեակցիա): Արծաթապատումը կիրառվում է արդյունաբերության մեջ` ավտոմեքենաների ցոլարձակ լապտերների և լուսարձակների պատրաստման համար։

Բժշկության մեջ[խմբագրել]

Մանրէասպան հատկությունների շնորհիվ արծաթն օգտագործվում է բժշկության մեջ։ Այն հականեխիչ միջոց է լորձաթաղանթի համար[5]: Նրա միջոցով վարակազերծում են ջուրը, սակայն Ag+ իոնների մեծ կոնցենտրացիան մարդու համար թունավոր է։

Մեծ կիրառություն ունեն նաև արծաթի աղերը։ Լյապիսը (արծաթի նիտրատը՝ AgNO3) օգտագործվում է բժշկության մեջ՝ որպես հականեխիչ և աղաղող նյութ։ Արծաթի որոշ աղեր (AgCl, AgBr, AgNO3) լուսազգայուն են. լույսի ազդեցությամբ քայքայվում և սևանում են, այդ պատճառով օգտագործվում են լուսանկարչական ժապավենների և թղթերի արտադրության մեջ։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. Редкол.: Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 323. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5852700398
  3. Про серебро " месторождения
  4. Про серебро " История серебра
  5. Khaydarov R.A, Khaydarov R.R., Estrin Y., Cho S., Scheper T, and Endres C, «Silver nanoparticles: Environmental and human health impacts», Nanomaterials: Risk and Benefits, Series: NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security, 2009, Springer, Netherlands, pp. 287—299 ISSN 1874-6519 URL http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4020-9491-0

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]