Ezüst

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

47 palládiumezüstkadmium
Cu

Ag

Au
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)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T/K 1283 1413 1575 1782 2055 2433
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
Fő cikk: Ezüst izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
105Ag mest. 41.2 nap ε - 105Pd
γ 0.344, 0.280,
0.644, 0.443
-
106mAg mest. 8.28 nap ε - 106Pd
γ 0.511, 0.717,
1.045, 0.450
-
107Ag 51.839% Ag stabil 60 neutronnal
108mAg mest. 418 év ε - 108Pd
IT 0.109 108Ag
γ 0.433, 0.614,
0.722
-
109Ag 48.161% Ag stabil 62 neutronnal
111Ag mest. 7.45 nap β- 1.036, 0.694 111Cd
γ 0.342 -
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

Ezüströg
Ezüströg

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:


\mathrm{Ag_2S + NaCl \Rightarrow AgCl + Na_2S}\,\!
Ezüst-szulfid és nátrium-klorid reakciója ezüst-klorid és nátrium-szulfid képződése közben.


\mathrm{AgCl + Hg \Rightarrow Ag + Hg_2Cl_2}\,\!
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. \mathrm{2Ag + 2H_2SO_4 \Rightarrow Ag_2SO_4 + 2H_2O + SO_2}\,\!

\mathrm{Ag + 4HNO_3 \Rightarrow AgNO_3 + 2H_2O + NO}\,\!

A levegő oxigénjének a jelenlétében az alkálicianidok oldják cianokomplex keletkezésével:

\mathrm{Ag + H_2O + 4NaCN \Rightarrow 2Ag(CN)_2Na + 2NaOH}\,\!

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.

\mathrm{Ag_2O + 2H_2O_2 \Rightarrow 2Ag + H_2O + O_2}\,\!

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.

\mathrm{2Ag + 2HNO_3 \Rightarrow 2AgNO_3 + H_2}\,\!

\mathrm{AgNO_3 + HCl \Rightarrow AgCl + HNO_3}\,\!

\mathrm{2AgCl + Zn \Rightarrow 2Ag + ZnCl_2}\,\!

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.

\mathrm{2AgO + CO \Rightarrow Ag_2CO_3}\,\!

  • 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