МГУ-школе. Химический факультет. СО-2006-1

Получение серебра

В природе встречается в виде минерала аргентита Ag₂S

В настоящее время для получения серебра применяется цианидное выщелачивание. При этом образуются растворимые в воде его комплексные цианиды:
Ag₂S + 4NaCN = 2Na[Ag(CN)₂] +Na₂S.
Чтобы сместить равновесие вправо, через него пропускают воздух. Сульфид-ионы при этом окисляются до тиосульфат-ионов (ионов S₂O₃^2–) и сульфат-ионов (ионов SO₄^2–).
Из цианидного раствора Ag выделяют цинковой пылью:
2Na[Ag(CN)₂] + Zn = Na₂[Zn(CN)₄] + 2Ag.
Для получения серебра очень высокой чистоты (99,999%) его подвергают электрохимическому рафинированию в азотной кислоте или растворению в концентрированной серной кислоте. При этом серебро переходит в раствор в виде сульфата Ag₂SO₄. Добавление меди или железа вызывает осаждение металлического серебра:
Ag₂SO₄ + Cu = 2Ag + CuSO₄.

Серебро, будучи благородным металлом, отличается относительно низкой реакционной способностью, оно не растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах. Однако в окислительной среде (в азотной, горячей концентрированной серной кислоте, а также в соляной кислоте в присутствии свободного кислорода) серебро растворяется:

3Ag + 4HNO₃ (30%-ная) = 3AgNO₃ + NO + 2H₂O.
2Ag + 2H₂SO₄ (конц.) = Ag₂SO₄+ SO₂+ 2H₂O.

В царской водке серебро не растворяется из-за образования защитной пленки AgCl. В отсутствие окислителей при обычной температуре НCl, HBr, HI также не взаимодействуют с ним благодаря образованию на поверхности металла защитной пленки малорастворимых галогенидов.

Растворяется оно и в хлорном железе, что применяется для травления:

Серебро также легко растворяется в ртути, образуя амальгаму (жидкий сплав ртути и серебра).

Серебро не окисляется кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонких плёнок может быть окислено кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом. Во влажном воздухе в присутствии даже малейших следов двухвалентной серы (сероводород, тиосульфаты, резина) образуется налёт малорастворимого сульфида серебра, обуславливающего потемнение серебряных изделий:

С водородом, азотом и углеродом серебро непосредственно не взаимодействует. Фосфор действует на него лишь при температуре красного каления с образованием фосфидов. При нагревании с серой Ag легко образует сульфид Ag₂S.

Образует комплексы, в особенности в реакциях с цианидами натрия и калия:

4Ag + 8KCN + 2H₂O + О₂= 4K[Ag(CN)₂] + 4KOH

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ +1

Наиболее устойчивой степенью окисления серебра в соединениях является +1. В присутствии аммиака соединения серебра (I) дают легко растворимый в воде комплекс [Ag(NH₃)₂]⁺. Серебро образует комплексы также с цианидами, тиосульфатами. Комплексообразование используют для растворения малорастворимых соединений серебра, для извлечения серебра из руд. Более высокие степени окисления (+2, +3) серебро проявляет только в соединении с кислородом (AgO, Ag₂O₃) и фтором (AgF₂, AgF₃), такие соединения гораздо менее устойчивы, чем соединения серебра (I).

Соли серебра (I), за редким исключением (нитрат, перхлорат, фторид), нерастворимы в воде, что часто используется для определения ионов галогенов (хлора, брома, йода) в водном растворе.

При добавлении щелочи к растворам солей серебра в осадок выпадает оксид Ag₂O, так как гидроксид AgOH неустойчив и разлагается на оксид и воду:
2AgNO₃ + 2NaOH = Ag₂O + 2NaNO₃ + H₂O
При нагревании оксид Ag₂O разлагается на простые вещества:
2Ag₂O = 4Ag + O₂

С перекисью водорода Ag₂O взаимодействует при комнатной температуре:
Ag₂O + H₂O₂= 2Ag + H₂O + O₂.

Соли серебра.

Характерной особенностью солей серебра, как и других элементов побочных подгрупп I группы, является способность образовывать комплексные соединения с аммиаком, цианидами щелочных металлов и тиосульфатом натрия:

AgCl+2NH₃+H₂O=[Ag(NH₃)₂]OH+НСl

AgBr+2KCN=K[Ag(CN)₂]+KBr

2Na₂S₂O₃+AgCl=Na₃[Ag(S₂O₃)₂]+NaCl