Природное состояние и получение

Финикяне открыли месторождения серебряных руд в Испании, Армении, на Кипре и в Сардинии. Серебро в рудах находилось в соединении с мышьяком, серой, хлором, а также и в виде самородного серебра. Самородный металл, конечно, стал известен раньше, чем научились извлекать его из соединений. Самородное серебро иногда встречается в виде очень больших масс; самый крупный самородок серебра весил 13,5 т.

Самородное серебро образует минералы костелит, конгсебирит, анимикит.

В виде соединений серебро находиться в минералах: аргентине (сульфид серебра Ag2S), прустите (Ag3AsS3), кераргите (AgCl), бромаргерите (AgBr) и др. Основная масса серебра получается при переработке свинцово-цинковых, золотых и медных руд в качестве побочного продукта.

В зависимости от того, что из себя представляет исходный продукт - соответствующий минерал – серебряную руду или свинцовый и медный концентрат, пользуются различными приемами. Если сырьем является серебряная руда (самородное серебро или хлориды серебра), то применяют метод цианирования, основанный на склонности серебра образовывать сложные комплексные соединения с цианидами – солями цианисто-водородной кислоты HCN. К иону серебра легко присоединяются два отрицательно заряженных иона CNЇ, и получается комплексный ион [Ag(CN) 2] Ї, несущий один избыточный отрицательный заряд. Поэтому при взаимодействии, например, хлорида серебра с цианидом натрия происходит реакция:

AgCl + 2NaCN = [Ag(CN) 2] Ї + 2Na+ + Cl -

Аналогичная реакция протекает и при взаимодействии цианида натрия с сульфидом серебра Ag2S. В рудах, содержащих самородное серебро, имеются примеси как пустой породы, так и других минералов, от которых серебро желательно отделить. Метод цианирования применим и в этом случае. На минерал действуют цианидом и кислородом воздуха. Соединенные усилия этих двух факторов приносят успех – серебро растворяется в цианиде, образуя тоже комплекс.

Дело в том, что само по себе серебро с кислородом практически не реагирует. Оно лишь медленно покрывается тонкой устойчивой пленкой оксида темного цвета (цвет “старого” серебра). Если же в водной среде присутствует цианид, то оксид немедленно растворяется. Образуется комплексный ион, отличающийся тем, что исключительно плохо диссоциирует; в растворе практически не остается ионов серебра, и процесс растворения продолжается.

Реакция выражается следующим общим (балансовым) уравнением:

4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O = + 4NaOH

Выделение серебра из раствора комплексной соли производят, действием на раствор цинком или алюминием. Эти металлы, будучи погружены в водные растворы цианидов, приобретают отрицательный заряд: их ионы покидают металл, а электроны, оставаясь на металле, заряжают его отрицательно. Потенциал пластинок цинка или алюминия настолько велик, что ионы Ag+ разряжаются на поверхности Zn или Al и серебро выделяется в чистом виде:

Zn = Zn2+ + 2ē

Zn++ [Ag(CN) 2] -=Zn(CN) 2 + Ag+

Ag+ + ē = Ag

После этой операции осадок серебра сплавляют и, если надо, подвергают дополнительной очистке электрохимическими методами.

В тех случаях, когда сырьем являются свинцовый и медный концентраты, применяют пирометаллургический метод. Производство серебра этим методом выгодно, потому что дорогостоящий металл является примесью к свинцу и меди и выделению его, конечно, удешевляют производство, в значительной мере окупает затраты по добыче менее дорогих металлов. Из меди примесь серебра выделяется в процессе электрохимической очистки. Аноды из “сырой” меди погружаютя в электролитические ванны и проводят электролиз. Медь растворяется на аноде и оседает на тонком медном катоде, а серебро оседает на дно ванны, образуя так называемый “шлам”, из которого его и выделяют.

Сырой свинец (“верблей”) для извлечения из него примесей серебра обрабатывают цинком.

Окончательный продукт требует еще дополнительной очистки электрохимическим методом, аналогично применяемый при получении меди, после этого перед нами будет действительно чистое серебро.

Свойства серебра.

Характеристика элемента. Атом серебра имеет один электрон на уровне 5 s, а ниже лежит уровень 4 d10 - в нем 10 электронов. Этот уровень, как и в атоме меди, имеет максимальное число электронов, электроны в нем прочно связаны и поэтому серебро в своих соединениях почти всегда выступает как однозарядный положительный ион Почти всегда одновалентно). Лишь в очень редких случаях оно проявляет себя как двух - или трех - зарядный катион. В этих соединениях атому серебра приходится отдавать электроны не только из внешней оболочки, но и из следующей оболочки, так что в ней остается уже не десять, а девять, или восемь электронов. Так, в соединениях AgCl, AgF, Ag2O, [Ag(CN) 2] серебро одновалентно – его ион несет один положительный заряд, а вот в комплексном соединении серебра с ионами фтора [AgF4] - ион серебра несет тройной положительный заряд. Однако устойчивым катионом серебра в водных растворах все – таки неизменно является однозарядный катион Ag+.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru