銀的化學(xué)符號Ag,,來自于銀的拉丁文名稱Argentum,是“淺色,、明亮”的意思,。
銀字屬于艮字族。在艮字族里,,艮字都是聲符兼義符,。艮字族漢字都與“邊界”、“極限”之義有關(guān),。銀的本義是“(價值)接近于黃金的金屬”,。
在古代,人類就對銀有了認識,。銀和黃金一樣,,是一種應(yīng)用歷史悠久的貴金屬,至今已有4000多年的歷史,。我國考古學(xué)者從出土的春秋時代的青銅器當中就發(fā)現(xiàn)鑲嵌在器具表面的“金銀錯”(一種用金,、銀絲鑲嵌的圖案)。從漢代古墓中出土的銀器已經(jīng)十分精美,。由于銀獨有的優(yōu)良特性,,人們曾賦予它貨幣和裝飾雙重價值,在古代,,銀的最大用處是充當商品交換的媒介——貨幣,。英鎊和我國解放前用的銀元,就是以銀為主的銀銅合金,。
天然銀多半是和金,、汞、銻,、銅或鉑成合金,,天然金幾乎總是與少量銀成合金。我國古代已知的琥珀金,在英文中稱為ELECTRUM,,就是一種天然的金銀合金,,含銀約20%。
公元前三百多年,,馬其頓王國皇帝亞歷山大帶領(lǐng)軍隊東征時,,受到熱帶痢疾的感染,大多數(shù)士兵得病死亡,,東征被迫終止,。但是,皇帝和軍官們卻很少染疾,。這個謎直到現(xiàn)代才被解開,。原來皇帝和軍官們的餐具都是用銀制造的,而士兵的餐具都是用錫制造的,。銀在水中能分解出極微量的銀離子,,這種銀離子能吸附水中的微生物,使微生物賴以呼吸的酶失去作用,,從而殺死微生物,。銀離子的殺菌能力十分驚人,十億分之幾毫克的銀就能凈化1千克水,。
我國古代法醫(yī)早就懂得用“銀針驗尸法”來測定死者是否中毒而死,,幫助破獲了不少謀殺案件。
銀還是一種可食用的金屬,,在我國和印度均有用銀箔包裹食品和丸藥服用的記載,。同時,銀還是某些生物的食物,。據(jù)我國古籍《天香樓外史》記載:古時候有一個婦人藏私房銀150兩,。有一天,她開箱查看藏銀,,銀子竟不翼而飛,。婦人大吃一驚,懷疑被人盜走,,一時弄得全家人心惶惶,。后來再開箱尋找,只見一大堆白蟻正團團集在一起,,吃著殘存的銀粒,。婦人一氣之下,把白蟻投入爐中,,以解心頭之恨,?!盎馃佀溃足y復(fù)出”,,一稱恰好150兩,。
銀在自然界中含量不多,少量以單質(zhì)形式存在,,但更多地以化合態(tài)存在
地殼中含量/ppm
0.07
元素在太陽中的含量/ppm
7.1
元素在海水中的含量(大西洋深處)/ppm
0.0000024
銀是白色有光澤的金屬,,原子結(jié)構(gòu)是面心立方結(jié)構(gòu)
熔點
961.93℃
沸點
2212℃
相對密度(水=1)
10.49
汽化熱
250.58 kJ/mol
熔化熱
11.3 kJ/mol
蒸氣壓
0.34 帕(1234K)
聲速
2600 m/s(293.15K)
反射率
99%
電阻率
1.586×10?? Ω·m(20℃)
電負性
1.93(鮑林標度)
比熱容
232 J/(kg·K)
電導(dǎo)率
63×10?/(米歐姆)
熱導(dǎo)率
429 W/(m·K)
銀單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
銀溶于硝酸,生成硝酸銀,。
Ag 2HNO3(濃)=AgNO3 H2O NO2↑
3Ag 4HNO3(稀)=3AgNO3 2H2O NO↑
銀不易與硫酸反應(yīng),,因此硫酸在珠寶制造中,能用于清洗銀焊及退火后留下的氧化銅火痕,。銀易與硫以及硫化氫反應(yīng)生成黑色的硫化銀,這在失去光澤的銀幣或其他物品上很常見,。銀在高溫下可以和氧氣反應(yīng),,生成棕黑色的氧化銀(常溫也可反應(yīng),但速度很慢),。在溴化鉀(KBr)的存在下,,金屬銀可被強氧化劑如高錳酸鉀或重鉻酸鉀侵蝕;這些化合物在攝影中用于漂白可見影像,,將其轉(zhuǎn)化為鹵化銀,,既可以被硫代硫酸鈉去除,又可以重新顯影以加強原始的影像,。
與硫化氫和氧氣反應(yīng)
4Ag 2H2S O2= 2Ag2S 2H2O(常溫下,,銀變質(zhì)發(fā)黑的原理)
與濃硫酸反應(yīng)
2Ag 2H2SO4(濃) = Ag2SO4 SO2↑ 2H2O
與硫反應(yīng)
2Ag S = Ag2S(混合即可反應(yīng))
與氧氣反應(yīng)
4Ag O2 = 2Ag2O(在純氧中加熱至1000攝氏度明顯反應(yīng),常溫下在空氣中反應(yīng)很慢)
與氫鹵酸反應(yīng)
1.與氫氟酸不反應(yīng)
2.與濃鹽酸反應(yīng):2Ag 4HCl(濃)=2[AgCl2] H2↑,,條件為加熱,,銀可以被高濃度的氯離子絡(luò)合生成二氯合銀絡(luò)合離子(AgCl2-)但由于配離子不夠穩(wěn)定,對反應(yīng)推動力不是很大,,因此反應(yīng)進行十分困難,。
3.與濃氫碘酸反應(yīng):由于生成的碘化銀溶解度極小,銀的電極電勢降低,,所以反應(yīng)可以自發(fā)進行,。若HI過量,則會形成較穩(wěn)定的[AgI2]-配離子,,更有利于反應(yīng)自發(fā)進行,。
化學(xué)方程式:2Ag 2HCI(濃)=2AgCl H2↑
2Ag 4HCI(濃)=2H[AgCI2] H2↑
銀針試毒的原理
古代常用砒霜做毒藥,而由于技術(shù)的限制,,砒霜中會混有大量的硫或硫化物,。銀會與硫反應(yīng)生成黑色硫化銀沉淀,從而試毒。由此可看出,,銀針試毒只不過檢出了砒霜中的硫罷了,,而對于如今的無數(shù)種毒物,銀針試毒就無能為力了
銀化合物的化學(xué)性質(zhì)
向硝酸銀溶液中加入氯離子會沉淀出氯化銀(AgCl),,氯化銀不溶于水也不溶于稀硝酸,,因此常利用硝酸銀溶液檢驗氯離子的存在。同樣地,,加入溴鹽或碘鹽可以沉淀出用于制造感光乳劑的其他鹵化銀,。氯化銀用于制造檢測pH值和測量電位的玻璃電極,以及用于玻璃的透明水泥,。將碘化銀(AgI)撒入云層可以人工降雨,。鹵化銀在水溶液中高度不溶(除了氟化銀),因而常用于重量分析,。
向硝酸銀溶液加入堿,,沉淀得到氧化銀。氧化銀用作紐扣電池的正極,。向硝酸銀溶液加入碳酸鈉(Na2CO3),,沉淀得碳酸銀(Ag2CO3)。
與堿性溶液反應(yīng)離子方程式:
2AgNO3 2OH-= Ag2O H2O 2NO3 -
與碳酸鈉反應(yīng)方程式:
2AgNO3 Na2CO3= Ag2CO3↓ 2NaNO3
雷酸銀是一種強烈的,、對碰撞敏感的炸藥,,是銀與硝酸在乙醇的存在下反應(yīng)得到的,用于雷管,。其他危險易爆的銀化合物包括疊氮化銀,,由硝酸銀與疊氮化鈉反應(yīng)得到,還有乙炔銀,,由硝酸銀或銀氨溶液與乙炔反應(yīng)得到,。
鹵化銀晶體曝光后形成的潛像經(jīng)還原劑,如氫醌,、米吐爾或抗壞血酸的堿性溶液顯影處理后,,曝光的鹵化銀被還原成金屬銀。硝酸銀的堿性溶液(銀氨溶液)可被還原糖,,如葡萄糖等還原為金屬銀,,這個反應(yīng)用于制造銀鏡,以及玻璃圣誕飾品的內(nèi)表面,。鹵化銀可溶于硫代硫酸鈉溶液,,因此硫代硫酸鈉可作為定影劑,去除顯影后感光乳劑上多余的鹵化銀,。
在過量的氰根離子(CN-)存在下,,氰化銀(AgCN)可以形成可溶于水的氰化銀,。銀的氰配合物溶液用于電鍍銀。
金屬活動順序
銀的活動性比氫弱,,因此一般情況下它不能與稀酸反應(yīng)置換氫氣,。
但是與鹽酸在通電的情況下可以置換。
它的活動性比銅(Cu),、汞(Hg)弱,,比鉑(Pt)、金(Au)強,。
自然界中的銀是銀107和銀109,,其中銀107的豐度最多(51.839%)。銀的兩種同位素的豐度幾乎相同,,這在元素周期表中十分罕見,。銀共有28種同位素(從銀93到銀130)大部分同位素的半衰期皆小于三分鐘。
已知銀以主要元素,、次要元素和不定量形式存在的銀礦物和含銀礦物有200多種,,其中以銀為主要元素的銀礦物和含銀礦物有60余種,但具有重要經(jīng)濟價值,,作為白銀生產(chǎn)的主要原料有12種:自然銀(Ag)、銀金礦(AgAu),、輝銀礦(Ag2S),、深紅銀礦(Ag3SbS3)、淡紅銀礦(Ag3AsS3),、角銀礦(AgCl),、脆銀礦(Ag2SbS3)、銻銀礦(Ag3Sb),、硒銀礦(Ag3Se),、碲銀礦(Ag2Te)、鋅銻方輝銀礦(5Ag2Sb2S3),、硫銻銅銀礦(8[AgCu]SSb2S3),。
中國是銀礦資源中等豐度的國家??偙S袃α裤y11.65萬噸,,居世界第六位。我國銀礦分布較廣,,在全國絕大多數(shù)省區(qū)均有產(chǎn)出,,探明儲量的礦區(qū)有569處,以江西銀儲量為最多,,占全國的15.5%,;其次為云南,、內(nèi)蒙古、廣西,、湖北,、甘肅等省(區(qū))銀資源亦較豐富,。銀礦成礦的一個重要特點,,就是80%的銀是與其他金屬,特別是與銅,、鉛,、鋅等有色金屬礦產(chǎn)共生或伴生在一起。我國重要的銀礦區(qū)有江西貴溪冷水坑,、廣東凡口,、湖北竹山、遼寧鳳城,、吉林四平,、陜西柞水、甘肅白銀,、河南桐柏銀礦等,。礦床類型有火山-沉積型、沉積型,、變質(zhì)型,、侵入巖型、沉積改造型等幾種,,以火山-沉積型和變質(zhì)型為最重要,。從成礦時代分析,除太古宙和新生代沒有發(fā)現(xiàn)具工業(yè)意義的銀礦床外,,自元古宙到中生代都有大中型銀礦床產(chǎn)出,,其中以中生代形成的銀礦最多。
中國銀礦儲量按照大區(qū),,以中南區(qū)為最多,,占總保有儲量的29.5%;其次是華東區(qū),,占26.7%,;西南區(qū),占15.6%,;華北區(qū),,占13.3%;西北區(qū),,占10.2%,;最少的是東北區(qū),,只占4.7%。
從省區(qū)來看,,保有儲量最多的是江西,,為18016t,占全國總保有儲量的15.5%,;其次是云南,,為13190t,占11.3%,;廣東為10978t,,占9.4%;內(nèi)蒙古為8864t,,占7.6%,;廣西為7708t,占6.6%,;湖北為6867t,,占5.9%;甘肅為5126t,,占4.4%,,以上7個省(區(qū))儲量合計占全國總保有儲量的60.7%,。
純銀應(yīng)用
純銀是一種美麗的銀白色的金屬,,它具有很好的延展性,其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性在所有的金屬中都是最高的,。銀常用來制作靈敏度極高的物理儀器元件,各種自動化裝置,、火箭,、潛水艇、計算機,、核裝置以及通訊系統(tǒng),,所有這些設(shè)備中的大量的接觸點都是用銀制作的。在使用期間,,每個接觸點要工作上百萬次,,必須耐磨且性能可靠,能承受嚴格的工作要求,,銀完全能滿足種種要求,。如果在銀中加入稀土元素,性能就更加優(yōu)良,。用這種加稀土元素的銀制作的接觸點,,壽命可以延長好幾倍,。
銀的最重要的化合物是硝酸銀。在醫(yī)療上,,常用硝酸銀的水溶液作眼藥水,。
電子電器材料
電子電器是用銀量最大的行業(yè),其使用分為電接觸材料,、復(fù)合材料和焊接材料,。銀和銀基電接觸材料可以分為:純銀類、銀合金類,、銀-氧化物類,、燒結(jié)合金類。全世界銀和銀基電接觸材料年產(chǎn)量約2900~3000噸,。復(fù)合材料是利用復(fù)合技術(shù)制備的材料,,分為銀合金復(fù)合材料和銀基復(fù)合材料。從節(jié)銀技術(shù)來看,,銀復(fù)合材料是一類大有發(fā)展前途的新材料,。銀的焊接材料如純銀焊料、銀-銅焊料等,。
感光材料
鹵化銀感光材料是用銀量最大的領(lǐng)域之一,。生產(chǎn)和銷售量最大的幾種感光材料是攝影膠卷、相紙,、X-光膠片,、熒光信息記錄片、電子顯微鏡照相軟片和印刷膠片等,。上世紀90年代,,世界照相業(yè)用銀量大約在6000~6500噸。由于電子成像,、數(shù)字化成像技術(shù)的發(fā)展,,使鹵化銀感光材料用量有所減少,但鹵化銀感光材料的應(yīng)用在某些方面尚不可替代,,仍有很大的市場空間,。
化學(xué)化工材料
銀在這方面有兩個主要的應(yīng)用,一是用作催化劑,,如廣泛用于氧化還原反應(yīng)和聚合反應(yīng),,用于處理含硫化物的工業(yè)廢氣等。二是電子電鍍工業(yè)制劑,,如銀漿,、氰化銀鉀等。
工藝飾品
銀具有誘人的白色光澤,,較高的化學(xué)穩(wěn)定性和收藏觀賞價值,,深受人們的青睞,,因此有“女人的金屬”之美稱,廣泛用作首飾,、裝飾品,、銀器、餐具,、敬賀禮品,、獎?wù)潞图o念幣。銀首飾在發(fā)展中國家有廣闊的市場,,銀餐具備受家庭歡迎,。銀質(zhì)紀念幣設(shè)計精美,發(fā)行量少,,具有保值增值功能,,深受錢幣收藏家和錢幣投資者的青瞇。20世紀90年代僅造幣用銀每年就保持在1000~1500t上下,,占銀的消費量5%左右,。
在生物體中的作用
銀的離子以及化合物對某些細菌、病毒,、藻類以及真菌顯現(xiàn)出毒性,,但對人體卻幾乎是完全無害的。銀的這種殺菌效應(yīng)使得它在活體外就能夠?qū)⑸餁⑺?。然而,,銀制品的測試以及標準化卻存在很大難度。
希波克拉底曾經(jīng)有描述銀在治療和防止疾病方面的功用,。腓尼基人曾經(jīng)用銀制瓶子來盛放水,、酒和醋,以此防止這些液體腐敗,。20世紀初期,,人們也曾把銀幣放在牛奶里,以此來延長牛奶的保鮮期,。銀的殺菌機制長期以來一直為人們所爭論探討,但至此還沒有確鑿的定論,。其中一個很好的例子是微動力效應(yīng),,它成功的解釋了銀離子對微生物的作用,但卻不能解釋其對病毒的作用,。
銀大量的添加于凝膠以及繃帶中,。銀的抗菌性來源于銀離子。由于銀離子可以和一些微生物用于呼吸的物質(zhì)(比如一些含有氧,、硫,、氮元素的分子)形成強烈的結(jié)合鍵,,以此使得這些物質(zhì)不能為微生物所利用,從而使得微生物窒息而亡,。
在抗生素發(fā)明之前,,銀的相關(guān)化合物曾在第一次世界大戰(zhàn)時用于防止感染。
銀作為效用廣泛的抗菌劑正在進行新的應(yīng)用,。其中一方面就是將硝酸銀溶于海藻酸鹽中,,用于防止傷口的感染,尤其是燒傷傷口的感染,。2007年,,一個公司設(shè)計出一種表面鍍上銀的玻璃杯,這種杯子號稱具有良好的抗菌性,。除此之外,,美國食品和藥品管理協(xié)會(FDA)也審批通過了一種內(nèi)層鍍銀的導(dǎo)氣管的應(yīng)用,因為研究表明這種導(dǎo)氣管能夠有效的降低導(dǎo)氣管型肺炎,。
銀并不會對人的身體產(chǎn)生毒性,,但長期接觸銀金屬和無毒銀化合物也會引致銀質(zhì)沉著癥。因為身體色素產(chǎn)生變化,,皮膚表面會顯出灰藍色,。雖無毒性,但仍會影響外觀,。
急救措施
眼睛接觸:立即提起眼瞼,,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗10~15分鐘。如有不適感,,立即就醫(yī),。
吸入:迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢,。如呼吸困難,,給輸氧。呼吸,、心跳停止,,立即進行心肺復(fù)蘇術(shù),及時就醫(yī),。
食入:飲水,,禁止催吐。如有不適感,,立即就醫(yī),。
消防措施
有害燃燒產(chǎn)物:銀/氧化銀
滅火方法:用水霧、耐醇泡沫、干粉或二氧化碳滅火,。
滅火注意事項及措施:如必要的話,,戴自給式呼吸器去救火。
泄漏應(yīng)急措施
應(yīng)急處理:防止粉塵的生成,。防止吸入蒸汽,、氣霧或氣體。
操作與儲存
操作注意事項:在有粉塵生成的地方,提供合適的排風(fēng)設(shè)備,。一般性的防火保護措施,。
儲存注意事項:貯存在陰涼處。容器保持緊閉,,儲存在干燥通風(fēng)處,。對空氣敏感。
接觸控制
呼吸系統(tǒng)防護:不需要保護呼吸,。
眼睛防護:戴化學(xué)安全防護眼鏡,。
手防護:戴橡膠手套。
其他防護:根據(jù)工業(yè)衛(wèi)生和安全使用規(guī)則來操作,。休息以前和工作結(jié)束時洗手,。
常見謠言:銀不能與三價鐵離子反應(yīng),因為銀離子氧化性比三價鐵離子強,。
駁斥:在高濃度的情況下,,銀也可以與三價鐵離子反應(yīng),因為三價鐵離子的標準電極電勢與銀的標準電極電勢差別十分微小,,反應(yīng)環(huán)境溫度的改變,、鐵離子濃度的提升都會使銀的電極電勢下降,使反應(yīng)得以進行,。