Ezüst
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Általános | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Név, vegyjel, rendszám | ezüst, Ag, 47 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elemi sorozat | átmeneti fémek | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Csoport, periódus, mező | 11, 5, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Megjelenés | csillogó fehér fém |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomtömeg | 107.8682(2) g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronszerkezet | [Kr] 4d10 5s1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronok héjanként | 2, 8, 18, 18, 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fizikai tulajdonságok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Halmazállapot | szilárd | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sűrűség (szobahőm.) | 10.49 g/cm³ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sűrűség a f.p.-on | 9.320 g/cm³ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Olvadáspont | 1234.93 K (961.78 °C, 1763.2 °F) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Forráspont | 2435 K (2162 °C, 3924 °F) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Olvadáshő | 11.28 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Párolgáshő | 258 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hőkapacitás | (25 °C) 25.350 J/(mol·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomi tulajdonságok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristályszerkezet | köbös lapcentrált | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidációs állapotok | 1 (amfoter oxid) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativitás | 1.93 (Pauling-skála) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ionizációs energia | 1.: 731.0 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.: 2070 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.: 3361 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomsugár | 160 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomsugár (számított) | 165 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalens sugár | 153 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals sugár | 172 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Egyebek | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mágnesesség | diamágneses | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektromos ellenállás | (20 °C) 15.87 nΩ·m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hővezetőképesség | (300 K) 429 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Thermal diffusivity | (300 K) 174 mm²/s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hőtágulás | (25 °C) 18.9 µm/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hangsebesség (vékony rúd) | (r.t.) 2680 m/s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Young modulusz | 83 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nyírási modulusz | 30 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Bulk modulusz | 100 GPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poisson arányszám | 0.37 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohs keménység | 2.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vickers keménység | 251 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Brinell keménység | 24.5 MPa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS szám | 7440-22-4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fontosabb izotópok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hivatkozások | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Az ezüst egy kémiai elem a periódusos rendszerben, jele Ag (latin: argentum), rendszáma 47. Elsősorban ékszerek, pénzérmék, étkészletek, edények és a fényképészetben hasznosítják.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Jellemzői
Az ezüst fehéren csillogó, jól nyújtható és hengerelhető nemesfém, melyből igen vékony lemezek és huzalok készíthetők. Kémiailag ellenálló, tiszta levegőben vagy vízben megtartja színét és csillogását, de a levegőben levő kén-hidrogén hatására megfeketedik ezüst-szulfid képződése közben. Kíváló az áramvezető-képessége, mely meghaladja a rézét is, de magas ára megakadályozta hogy felhasználása széleskörben elterjedjen az elektrotechnikában. Mivel a második világháború idején a réz hiánycikknek számított, elektromágnesek előállítására használták az urán dúsításában. Meg kell jegyeznünk, hogy léteznek jobb áramvezető ötvözetek de egyelőre csak alacsonyabb hőmérsékleten, ezek az úgynevezett szupravezetők. Ugyanakkor az ezüstnek van a legmagasabb hővezető-, és fényvisszaverő-képessége. Az oxigénnel nem reagál, de olvadt állapotban elég nagy mennyiségű oxigént old fel, mely az ezüst megszilárdulásakor erőteljesen felszabadul és fröcsköl. Öntésre kizárólag ötvözetei alkalmasak
[szerkesztés] Története
Története szorosan egybefonódik az aranyéval, mert az ezüst is előfordul elemi formában és fényével már az ókorban felhívta magára a figyelmet. Ékszereket késztettek belőle és később pénzverésre használták. A régi Egyiptomban mikor előállításra csak az elemi formát ismerték a két fémnek az értéke megegyezett. Később mikor felfedezték a vegyületekből való előállítását, az ezüst értéke kezdet csökkenni az aranyhoz viszonyítva. Így a középkorban 1 kg arany megfelelt 13 kg ezüstnek 1895-ben 28 kg-nak és 1939-ben 77 kg ezüstnek. A föniciaiktól fennmaradt egy ötvözet 75% arany és 25% ezüst összetétellel. A romaiak és a görögök is arany-ezüst ötvözetet használtak (80% arany-20% ezüst) amit electron-nak neveztek és Kis Ázsiából származott. Az első arany és ezüst pénzérmék kb. Kr.e. a VII-ik századból származnak, Romában Kr.e 217 verték az első ezüst pénzt. Az ókorban az ezüst Indiából, Perzsiából de főleg Spanyolországból származott. A középkorban az ezüst bányászata kiterjed Szaxon Bohém és Tirol területekre. Amerika felfedezése után a legtöbb ezüst innen származik.
[szerkesztés] Előfordulása
A természetben előfordul elemi állapotban is, de leggyakrabban kénhez kötve különböző ásványokban. Ritkábban mint tiszta ezüst-szulfid ásvány (argentit), inkább kis mennyiségben más fémek szulfidjait kíséri. A következő fémek szulfidásványai legtöbbször tartalmaznak ezüst-szulfidot: ólom, réz, antimon és arzén (az ólom-szulfid általában tartalmaz 1%-ig ezüst-szulfidot)
[szerkesztés] Előállítása
Az a felfedezés hogy az ólom-szulfid (galenit) általában tartalmaz ezüst-szulfidot, amiből kilehetett vonni az ezüstöt, arra a téves következtetésre juttatta az alkimistákat hogy az ólmot át lehet alakítani ezüsté. De az aranyról is azt képzelték (egyesek), hogy színes ezüst, és ha sikerül a sárga szín eltávolítása akkor ezüstöt kapnak. Mivel elemi állapotban elég ritkán fordul elő ezért különböző módszereket használnak kinyerésére. Már az ókorban is használták a higannyal való amalgámképződést. Míg az aranynál, a higany az apró arany szemcséket feloldotta és így el lehetett különíteni a kőzetektől, addig az ezüst esetében a higanyt fel lehet használni az ezüst-szulfidból (argentit) való előállításra. Ennek érdekében az argentitet konyhasóval kezelték, amikor ezüst-klorid keletkezett. Ebből a higany kihelyettesíti az ezüstöt és higany-klorid keletkezik. Sematikusan:

- Ezüst-szulfid és nátrium-klorid reakciója ezüst-klorid és nátrium-szulfid képződése közben.

- Ezüst-klorid és higany reakciója ezüst és higany(I)-klorid képződése közben.
Az így nyert ezüst tartalmazott szennyező anyagokat, (főleg ólmot, rezet és ónt) amelyeket oxidálással eltávolítottak. Az olvadt ezüstbe levegőt áramoltattak, ez a szennyező anyagokat oxidálta de az ezüstöt nem. A fémoxidok az edény (kupa) porózus falába szívódtak és az ezüst tisztán maradt. Az eljárást használták az arany esetében is. 1829-ben Pattinson kidolgozott egy módszert mely a nevét viseli és jó eredménnyel használható az ezüst elkülönítésére az ezüstös ólomból. A módszer azon alapszik, hogy az ólom-ezüst ötvözetből lehűléskor az ólom szilárdul meg először és az olvadék felszínére emelkedik, ahonnan lyukas kanalakkal lemerik. Végül 304 °C-on az olvadék megszilárdul, és ebben az ezüst koncentráció eléri 2,5%-ot. Az ólmot levegővel oxidálják és az ezüst elég tisztán marad (95%). Az angol iparnak nagy előnyt jelentett a módszer és 1831-től alkalmazta mivel abban az időben Anglia adta a világ ólom termelésének a 40%-át. Később 1850-ben Alexander Parkes egy új módszert vezetett be mely megkönnyítette az ezüst kinyerését az ólom-ezüst olvadékból. A két fém olvadékához egy harmadik fémet adagolnak kis mennyiségben (1-2%), ez a cink. Lehűléskor, 935 °C-on a cink kiválik hab formájában és tartalmazza az ezüstöt. A cink oxidálása után (750 °C-on), visszamarad a tiszta ezüst. Az ezüst-szulfidot tartalmazó ásványokból nedves eljárással is ki lehet vonni az ezüstöt. A megaprított ásványt nátrium-cianid oldattal kezelik amely az ezüstöt komplex formában kioldja. Ebből cink hozzáadásával kiválik az ezüst. Ha nagyon tiszta ezüstre van szükség, elektrolízissel lehet megoldani.
[szerkesztés] Tulajdonságai
Vegyületeiben az ezüst oxidációs száma általában +1, de van egy pár vegyület ahol +2 ( például ezüst(II) fluorid; AgF2)és +3 (például, ezüst(III) perszulfát; Ag2(SO5)3). Vízmentes állapotban kovalens kötésű vegyületeket, vizes oldatban akvakomplex kationokat képez. A komplex vegyületekben a koordinációs száma 2. Pl. [Ag(NH3)2]+ Vegyületei általában színtelenek és fényérzékenyek. Az oxigénnel szemben ellenálló, de az ózon oxidálja. A hidrogén-halogenidek nem oldják, kivétel a tömény sósav amely kis mértékben oldja komplex képződéssel. [AgCl2]-. A salétromsav és a tömény kénsav oldja. 

A levegő oxigénjének a jelenlétében az alkálicianidok oldják cianokomplex keletkezésével:

Sóoldataiból könnyen redukálható és megfelelő körülmények között végezve a redukciót összefüggő fémréteg keletkezik (tükör gyártás). Oldódik higanyban amalgámképződés közben.A fehérjéket kicsapja, ezért fertőtlenítő hatása van.
[szerkesztés] Felhasználása
A legfontosabb felhasználási területei a nemesfémek közé való besorolásából ered. Ékszerek, étkészletek, egészségügyi műszerek, kémiai felszerelések készülnek belőle. Ezen célokra és pénzverésre rezes ötvözeteit használják (10-50% réz). Nem nemesfémből készült tárgyakat esztétikai vagy kémiai védelem céljából ezüstözik. A vékony ezüst réteget elektrolízissel viszik fel. Nagy mennyiségű ezüstöt használt a fényképészet, de innen a digitális technológiák mind inkább kiszorítják. Egyéb felhasználásaiból:
- elektronikai és elektrotechnikai cikkek, ahol szükség van az ezüst magas áramvezető képességére (nyomtatott áramkörök, kapcsolok stb.)
- tükör gyártás, ahol felhasználják az ezüst magas fényvisszaverő képességét (a tömegárucikk alumínium felhasználásával készül
- egyes koncert hangszerek
- fogászatban (fogak és tömések )
- egyes szintézisekben mint katalizátort használják (metanol oxidálása formaldehidé, etilénoxid gyártása etilénből)
- forrasztó ötvözetek
- ezüst-cink és ezüst-kadmium gombelemek
- az ezüst-fulminát egy erős robbanószer
- az ezüst-kloridot elő lehet álltani átlátszó formában ami üveg ragasztásra használható
- az ezüst-kloridot használnak pH-méterek egyes elektródáiban
- kísérleteztek ezüst-jódiddal felhők „beoltásával” eső előidézés céljából
- fertőtlenítő hatását a gyógyászatban és ivóvíz csirátlanítására használták
[szerkesztés] Izotópjai
A természetben előforduló ezüst, két stabil izotóp elegye: 107Ag (51,839%) és 109Ag. Ismert 28 mesterséges radionuklid, melyeket általában, részecskegyorsító segítségével állították elő. A legstabilabbak ezek közül az 105Ag, a felezési ideje 41,29 nap, 111Ag, felezési ideje 7,45 nap és 112Ag, felezési ideje 3,13 óra. A többi izotóp nagyon instabil és felezési ideje rövidebb mint egy óra (a legtöbbnek kevesebb mint három perc). A legkönnyebb izotóp (94Ag) atomi tömegegysége (ATE) 93.943 ATE és a legnehezebbé (124Ag) 123.929 ATE. A radioaktív 107Pd palládium izotóp beta sugárzás következtében átalakul 107Ag-é, melynek a felezési ideje 6,5 millió év. Vas meteorokban sikerült kimutatni a 107Pd/107Ag arányt amiből a meteor korát ki lehet számítani. Az eljárás a vasmagú kisbolygók életkorának és genezisének meghatározásában játszik szerepet.
[szerkesztés] Biológiai szerepe
[szerkesztés] Gyógyhatás
Hippokratész az orvostudomány megalapítója, a műveiben feljegyezte az ezüst gyógyító és betegség megelőző hatását A föniciaiak ezüst edényekben tárolták az ivóvizet, bort, ecetet hogy megvédjék a romlástól. Az 1900-as évek elején ezüst pénzt tettek a tejes edényekbe, hogy meghosszabbítsák eltarthatóságát. Az első világháború idején ezüst vegyületeket használtak fertőzések megelőzésere. Széleskörű felhasználása ki ment divatból az antibiotikumok felfedezésével. A természetes gyógymódok újra felfedezésével, az ezüst iránt is megnőtt az érdeklődés, mint csíraölő szer. Nyílt sebek kezelésében (főleg égési sebek esetén) ezüst-alginátot használnak fertőzések elhárítására (az alginátok tengeri hínárból kivont biópolimerek). Újabban egyes cégek háztartási gépeiben, ezüst-ionos fertőtlenítő van beépítve (mosógép,az utolsó tisztáló vizébe ezüstionokat adagol, hogy a ruháknak hosszabb időre baktérium ölő hatást adjanak; hűtőszekrényekbe). Kísérletek során, az ezüst ionok számos baktériumot, vírust, algát és gombát elpusztítottak. A hatás hasonlít egyes nehézfémek (ólom, higany) hatására, de az ezüst ionok esetében nincs az a mérgező hatás az emberi szervezetre.
[szerkesztés] Mérgezés
Nem ismert a biológiai szerepe az emberi szervezetben. A fémnek és a belőle készült tárgyaknak nincs mérgező hatása. De vegyületei és a kólóid ezüst, ha nagy mennyiségben kerülnek a szervezetbe, mérgezést okoznak argyria. A vérkeringésbe kerülve, lerakódnak különböző szövetekbe (bőr,szem, nyálkahártyák) és ezek kékes-szürke szint kapnak. Az mérgezésnek, az élcsúfításon kívül, ami visszafordíthatatlan, nincs hatása az egészségi állapotra.
[szerkesztés] Vegyületei
[szerkesztés] oxidációs szám +1
- Ezüst-oxid. Barna csapadékként jelenik meg oldatokban, melyek Ag+ iont tartalmaznak és OH - iont adagolunk. Valószínű hogy első fázisban AgOH képződik, de ezt nem lehet elkülöníteni. Lugos kémhatású és hevítésre elemeire bomlik. Erős oxidálószer, oxidálja a hidrogén-peroxidot és egyes szerves anyagokat.

Oldódik ammónia oldatba és egy színtelen komplex képződik ([Ag(NH3)2]OH}. Hosszas tárolás esetén egy sötét ezüst-nitrid (Ag3N) csapadék válik ki ami, még nedves állapotban is erősen robbanékony.
- Ezüst-szulfid (Ag2S) keletkezik ha hidrogén-szulfidot (H2S) áramoltatunk egy ezüst só oldatába, és fekete csapadékként válik ki az oldatból. Ezüst tárgyak, hidrogén-szulfidot tartalmazó légkörben egy vékony, fekete, szulfid réteggel vonódnak be. Az ezüst-szulfid nem oldódik savakban sem.
- Ezüst-halogenidekkét csoportba oszthatok:
- Az ezüst-fluorid(AgF), vízben jól oldódik vizben és ezüst-oxidból és HF-ból lehet előállítani. Ha a HF feleslegben van jelen akkor difluorid keletkezik (AgF2).
- Az ezüst-klorid,(AgX, ahol X Cl, Br,I) -bromid, és -jodid vízben nem oldódnak és oldatból kicsapódnak, ha az ezüst oldható sóját tartalmazó oldathoz, Cl-, Br- vagy I-tartalmazó oldatot adagolunk. Az AgCl fehér és 455 °C-on olvad,az AgBr a kicsapás pillanatába fehér, de lassan halványsárga lesz és 434 °C-on olvad, az AgI sárga szinü és 552 °C-on olvad. Az AgCl oldódik ammónia oldatba komplex képződéssel ([Ag(NH3)2]Cl). Ha az oldatot savanyítjuk salétromsavval az AgCl újból kicsapódik. Az AgBr nehezebben oldódik ammónia oldatba, és az AgI nem oldódik. Mind a három oldódik nátrium-cianidba. Az AgCl vizes szuszpenzióját Zn reszelékkel le redukálhatjuk és tiszta ezüstöt kapunk A reakciót használhatjuk az ezüst kinyerésére ötvözeteiből. Az ötvözetet salétromsavban oldjuk, sósavval az ezüstöt kicsapjuk és a tisztított csapadékból cinkkel kinyerjük az ezüstöt.



Mind a három halogenid fény hatására elbomlik és finoman eloszlót ezüst keletkezik. Ezt a tulajdonságukat a fényképészetben alkalmazzák.
- Ezüst-cianid: színtelen csapadék, oldatból kicsapódik, ha az ezüst oldható sóját tartalmazó oldathoz CN- iont tartalmazó oldatot adunk. Nem oldódik vízben és híg savakban, de oldódik feleslegben levő alkáli-cianidba komplex képződéssel ([Ag(CN)2]-). A komplexből nem lehet az ezüstöt kicsapni mint Ag2S, de az Ag2S oldódik nátrium-cianidba.
- Oxosavakkal
- A legismertebb vegyülete az ezüst-nitrát.(AgNO3) Az ezüst feloldásával salétromsavban állítják elő. Szintelen, vízben jól oldódó, kristályos, fanyar, keserű só. Szerves vegyületek könnyen redukálják, ezért oldata a bőrt megfeketíti.
- Ezüst-szulfát(Ag2SO4), színtelen, kristályos, vízben nehezebben oldódik és az ezüst feloldásával kénsavban állítják elő.
- Ezüst-acetát (CH3COOAg); színtelen só; ezüst-karbonát és ecetsavból állítják elő.
- Ezüst-karbonát (Ag2CO3), sárga csapadékként keletkezik ha ezüst ionokat tartalmazó oldathoz, karbonát ionokat adagolunk.
[szerkesztés] oxidációs szám +2 és +3
A +2 és +3 oxidációs számú ezüstöt tartalmazó vegyületek, erős oxidálószerek
- Ezüst-difluorid (AgF2), ezüstből vagy ezüst-kloridból és fluorból keletkezik 200 °C-on. Szilárd, fekete színű vegyület, és erőteljesen reagál vízzel.
- Ezüst-oxid (AgO), oldatban keletkezik, ha Ag+ iont tartalmazó oldatott peroxo-biszulfátokkal (perszulfátok) kezelünk. A keletkezett oxid erős oxidálószer, amely a szén-monoxidot szoba hőmérsékleten oxidálja. Mivel a reakció gyors és teljes, az eljárást gázmaszkokban hasznosítják.

- A +3 oxidációs számú ezüst néhány komplex vegyületben fordul elő:
- K[AgF4]
- Cs[AgF4]
- Ba[AgF5]
- K6H[Ag(IO6)2]*10H2O
[szerkesztés] Forrás
- en:Silver Az angol Wikipédia cikke az ezüstről
- Chimie generală, C. D. Neniţescu, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1972



Based on work by