Katsotaanpa joitain tapoja saada hopeaa ja mietitään myös sen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Tämä metalli on houkutellut ihmisiä muinaisista ajoista lähtien. Hopea saa nimensä sanskritin sanalle "argenta", joka tarkoittaa "valoa". Sanasta "argenta" tuli latinalainen "argentum".
Mielenkiintoisia faktoja alkuperästä
Tämän salaperäisen metallin alkuperästä on monia versioita. Kaikki ne liittyvät muinaiseen maailmaan. Esimerkiksi muinaisessa Intiassa hopea yhdistettiin kuuhun ja sirppiin, maanviljelijän vanhimpaan työkaluun. Tämän jalometallin heijastus on samanlainen kuin kuun valo, joten alkemiakaudella hopeaa määriteltiin kuun symboliksi.
Hopea Venäjällä
Muinaisella Venäjällä hopeatangot mittasivat eri esineiden kustannuksia. Niissä tapauksissa, kun jokin kauppanimike maksaa vähiten bar, siitäleikkaa pois osa, joka vastaa tuotteen ilmoitettua arvoa. Näitä osia kutsuttiin "rupliksi", niistä tuli Venäjällä käyttöön otetun rahayksikön nimi - rupla.
Jo vuonna 2500 eKr. egyptiläiset soturit käyttivät hopeaa taisteluhaavojen hoitoon. He laittoivat ohuita hopealevyjä niiden päälle, ja haavat paranivat nopeasti. Venäjän ortodoksisessa kirkossa seurakuntien pyhä vesi säilytettiin vain hopea-astioissa. Viime vuosisadan puolivälistä lähtien valokuvaus, sähkötekniikka ja radioelektroniikka ovat ilmaantuneet, mikä johti hopean kysynnän voimakkaaseen kasvuun ja sen vetäytymiseen rahankierrosta.
Suuri sähkönjohtavuus, hyvä sitkeys, alhainen sulamispiste, hopean alhainen kemiallinen aktiivisuus kiinnostivat myös radioinsinöörejä.
Ominaisuuksien luonnehdinta
Kaikki menetelmät hopean saamiseksi perustuvat sen ominaisuuksiin. Se on valkoinen metalli, jota ei käytännössä muuta ilmakehän happi huoneenlämpötilassa. Ilmassa olevan rikkivedyn vuoksi se peittyy lopulta tummalla hopeasulfidipinnoitteella Ag2S. Poista tämä seos hopeatuotteen pinn alta mekaanisesti käyttämällä puhdistustahnoja tai hienojakoista hammasjauhetta.
Hopea kestää melko vettä. Kloorivetyhappo, samoin kuin laimennettu rikkihappo ja aqua regia eivät vaikuta siihen, koska sen kloridista AgCl muodostuu metallin pinnalle suojaava kalvo.
Hopeanitraatin saaminen perustuu metallin kykyyn imeytyäreaktio typpihapon kanssa. Sen pitoisuudesta riippuen reaktiotuotteet voivat sisältää hopean lisäksi typen oksideja (2 tai 4).
Hopeaoksidi saadaan lisäämällä hopeanitraattiin alkaliliuosta. Saatu yhdiste on tummanruskea.
Sovellukset
Fyysisten ja mekaanisten ominaisuuksiensa vuoksi hopeaa käytetään radiokomponenttien pinnoittamiseen sähkönjohtavuuden ja korroosionkestävyyden lisäämiseksi. Metallista hopeaa käytetään hopeaelektrodien valmistuksessa erityyppisille nykyaikaisille paristoille. Elektrolyyttistä hopeaa ja nikkelöintiä koskevia kysymyksiä ovat jo pitkään käsitelleet galvanoinnin asiantuntijat: A. F. ja P. F. Simonenko, A. P. Sapožnikov ja muut I. M. Fedorovsky siirsi pinnoitteiden korroosionkestävyyden kysymyksen laboratoriosta teolliseen tuotantoon. Hopeayhdisteitä (AgBr, AgCl, AgI) käytetään filmien ja valokuvausmateriaalien valmistukseen.
Suolaliuosten elektrolyysi
Harkitse hopean tuotantoa sen suolojen elektrolyysillä. Kootaan sähköpiiri, jossa galvaaninen kuivakenno toimii virtalähteenä. Piirin maksimivirta ei saa ylittää 0,01 A. Käytettäessä kuivaakkua (4,5 V) virtaa rajoitetaan lisäämällä johdin, jonka resistanssi on enintään 1000 ohmia.
Kaikki lasiastiat voivat toimia kylvynä hopeakäsittelyssä. Kylvyn anodi on metallilevy, jonka paksuus on 1 mm ja pinta-ala hieman suurempi,kuin itse osa. Hopea on valittu anodiseksi pinnoitteeksi. Lapis-liuos toimii työliuoksena (elektrolyyttinä) hopean saamiseksi. Ennen kuin laskeudut kylpyyn hopeaa varten, osa on rasvattava ja kiillotettava ja pyyhittävä sitten hammastahnalla.
Rasvan poistamisen jälkeen se pestään juoksevalla vedellä. Täydellinen rasvanpoisto voidaan arvioida kostuttamalla osan koko pinta tasaisesti vedellä. Käytä pesussa pinsettejä, jotta osaan ei jää rasvaisia sormenjälkiä. Välittömästi pesun jälkeen osa kiinnitetään langalle ja asetetaan kylpyyn. Hopean valmistusaika hopeanodilla on 30 - 40 minuuttia.
Jos anodiksi valitaan ruostumaton teräs, prosessin nopeus muuttuu. Hopean saaminen nitraatista kestää 30 minuuttia.
Ammeesta otettu esine pestään perusteellisesti, kuivataan ja kiillotetaan kiiltäviksi. Tumman hopeakerrostuman muodostuessa virta pienenee, ja tätä varten kytketään lisävastus. Tämä mahdollistaa hopean saannin laadun parantamisen sähkökemiallisella menetelmällä. Pinnoitteen tasaisuuden varmistamiseksi elektrolyysiprosessin aikana osaa pyöritetään ajoittain. Voit tallentaa metallia messingille, teräkselle, pronssille.
Prosessin kemia
Mitä prosesseja hopean saamiseen liittyy? Reaktiot perustuvat metallin sijaintiin vedyn jälkeen useissa standardielektrodipotentiaalissa. Katodilla hopeakationit pelkistyvät sen nitraatista puhtaaksi metalliksi. Anodilla vesi hapettuu, ja siihen liittyy kaasumaisen aineen muodostuminenhappi, koska lapis muodostuu happea sisältävästä haposta. Elektrolyysin kokonaisyhtälö on seuraava:
4Ag NO3 + 2H2O elektrolyysi 4Ag + O 2 + 4HNO3
Laboratorion saaminen
Työliuoksena (elektrolyyttinä) voidaan käyttää kiinnitysainetta, joka sisältää hopeakationeja. Tämän metallin halogenidit muodostavat sarjan kompleksisia suoloja tiosulfaatin kanssa. Elektrolyysin aikana katodilla vapautuu hopeaa - metallia. Sen saamiseen samalla tavalla liittyy rikin vapautuminen, mikä johtaa ohuen mustan hopeasulfidikerroksen ilmestymiseen sen pinnalle.
Puuto ja löytö
Ensimmäinen maininta hopean louhinnasta liittyy esiintymiin, jotka foinikialaiset löysivät Kyprokselta, Sardini alta, Espanjasta ja Armeniasta. Metallia oli niissä yhdessä rikin, kloorin, arseenin kanssa. Oli myös mahdollista havaita vaikuttavan kokoista alkuperäishopeaa. Esimerkiksi suurin hopeahippu on näyte, joka painaa kolmetoista ja puoli tonnia. Kun luonnonkimpaleita puhdistettiin sulalla lyijyllä, saatiin himmeä metalli. Muinaisessa Kreikassa sitä kutsuttiin elektroniksi, mikä ennakoi sen erinomaisia sähköäjohtavia ominaisuuksia.
Tällä hetkellä tiheä metallihopeakerros muodostuu elektrolyysillä. Elektrolyyttinä ei käytetä vain nitraattia, vaan myös syanideja. Hopean erottaminen kuparista suoritetaan elektrolyysillä kylmästä liuoksesta, joka sisältää noinyksi prosentti rikkihappoa, 2-3 % kaliumpersulfaattia. Noin 20 mg metallia voidaan erottaa kuparista 20 minuutissa käyttämällä noin 2 V:n jännitettä.
Elektrolyysin aikana liuokseen täytyy jäädä ylimäärä kaliumpersulfaattia. Myös näiden metallien erotusvaihtoehtojen joukossa voidaan harkita kiehuvan etikkahapposeoksen elektrolyysiä. Tällä hetkellä käytetään menetelmiä, joihin liittyy kompleksanttien käyttö. Liuoksessa, joka sisältää etyleenidiamiinitetraetikkahapon (EDTA) ionin happamassa ympäristössä, hopea saostuu 25 minuutissa. Se erotetaan levystä elektrolyyttisellä saostuksella 2,5-3 tunnin ajan.
Hopea erotetaan vismutista ja alumiinista typpihappoliuoksen elektrolyysillä olosuhteissa, jotka ovat samank altaisia kuin sen kupariseoksen erottaminen.
Johtopäätös
Huomaa, että hopea-asetylenidin tuotanto on orgaanisessa kemiassa kvalitatiivinen reaktio asetyleenin ja muiden alkyynien läsnäoloon seoksessa, jossa kolmoissidos sijaitsee ensimmäisessä asemassa. Teollisessa mittakaavassa hopeaa käytetään sähkö- ja metallurgisessa teollisuudessa. Se on sivutuote argeniittia (hopeasulfidia) sisältävien monimutkaisten metallisulfidien käsittelyssä.
Sinkin, kuparin ja hopean polymetallisulfidien pyrometallurgisessa käsittelyssä uutetaan yhdessä perusmetallien kanssa hopeaa sisältävinä yhdisteinä. Rikastellakseenpuhdasta hopeaa tai hopeaa sisältävää lyijyä, käytä Parkes- tai Pattison-prosessia. Toinen menetelmä perustuu hopeaa sisältävän sulan lyijyn jäähdyttämiseen. Metalleilla on erilaiset sulamispisteet, joten ne vuorotellen saostuvat ja erottuvat liuoksesta. Patisson ehdotti jäljelle jäävän nesteen hapettamista ilmavirrassa. Prosessiin liittyi kaksiarvoisen lyijyoksidin muodostuminen, joka poistettiin ja sulassa muodossa oleva hopea puhdistettiin epäpuhtauksista.
Jo antiikin Kreikassa käytettiin hopean saamiseksi kupellaation avulla.
Tätä tekniikkaa käytetään edelleen teollisuudessa. Menetelmä perustuu sulan lyijyn kykyyn hapettua ilmakehän hapen vaikutuksesta.
