История

Свойства

Применение

Опыты

         Серебро

 
    Для маленького набора-таблицы я купил слиток серебра весом 1 грамм. Поскольку плотность серебра примерно в два раза меньше, чем у платины и золота, размеры слитка оказались большими, и пришлось подобрать для него ампулку несколько большего диаметра.

 
    Серебро это один из валютных металлов, из него производят мерные слитки, которые можно приобрести в банках. На следующих фотографиях – слитки из швейцарских банков UBS и Credit-Suisse, американский слиток весом в одну тройскую унцию и слитки компании «Engelhard». Эти слитки можно приобрести на укционах ebay или непосредственно в банке (если есть возможность съездить в соответствующую страну). Цена на них, как правило, не очень высока и превышает рыночную стоимость металла в 1.1-2 раза (в зависимости от массы слитка).

 
    В продаже имеются слитки различной массы – от 1 грамма до 100 унций (3 килограмма 100 граммов). На этих фотографиях – небольшие слитки.

 
    А здесь – слитки побольше. Промышленные слитки массой 20 килограмм и больше можно встретить в хранилищах банков или предприятий, перерабатывающих драгметаллы (если, конечно, получится туда попасть ).

 
    Кроме слитков прямоугольной формы, выпускаются также круглые штампованные слитки (на самом деле, называть штампованные изделия слитками это не совсем правильно, и в английском языке для банковских слитков существует общий термин – «bullion»). На видео – пример такого слитка из Канады (фото размещу немного позже). Не уверен, что их можно называть монетами (несмотря на номинал в пять долларов), хотя кто знает. По крайней мере, из-за очень большого тиража, особой нумизматической ценности они не представляют и продаются немного дороже стоимости серебра, содержащегося в них. У таких канадских слитков есть одна особенность – чистота серебра в них несколько выше, чем в слитках других стран, и составляет 99.99% вместо 99.95%.

 
    Промышленный способ очистки чернового серебра это электрорафинирование. При этом металл, подлежащий очистке, подвешивают в электролитической ванне, содержащей раствор нитрата серебра. Загрязненное серебро подключается как анод, катодом служат тонкие листы чистого серебра или титана, электролиз ведут при напряжении 2–5 вольт. Чтобы шлам из чернового серебра не загрязнял очищенное, катодное и анодное пространство разделяют диафрагмой из стеклоткани или ПВХ-ткани. Очищенное серебро выделяется на катоде в виде вот таких кристаллов (в промышленности кристаллы получаются больших размеров). Их форма и блеск зависят от различных примесей в электролите. Так, например, присутствие солей кадмия делает осадок матовым, а добавка солей меди или хрома позволяет получать блестящие и красивые кристаллы.

 
    Кристаллы – штука красивая, но промышленности нужно компактное серебро (слитки, проволока и т.п.), поэтому дальше кристаллы переплавляют в слитки. Одна из особенностей серебра это его способность в расплавленном виде растворять большие количества кислорода (до 50 объемов в одном объеме серебра при температуре 960 °C), который при застывании выделяется и вызывает разбрызгивание металла. Поэтому плавление серебра надо проводить в вакууме или под слоем древесного угля – чтобы избежать абсорбции кислорода. Кстати, при более низкой температуре кислород так же растворяется в металле и, благодаря этому, может проходить сквозь него. Это явление используют для очистки небольших количеств кислорода. На фото – слитки серебра, выплавленные в вакуумной печи. Серебро, полученное при вакуумном переплаве, практически свободно от растворенных газов.

 
    Серебро является лучшим проводником электрического тока (не считая сверхпроводников) и одним из лучших проводников тепла, за исключением алмаза (который проводит тепло примерно в 7–10 раз лучше), тепловых трубок и жидкого гелия-II (в которых теплопередача обусловлена физическими явлениями). Благодаря высокой электропроводности, устойчивости к окислению и тому, что даже если на поверхности металла в результате окисления образуется сульфидная пленка, она так же проводит ток (хоть и несколько хуже металла), серебро широко используется для изготовления электрических контактов. Серебряные покрытия применяются для декоративных целей, защиты от коррозии и получения зеркальных поверхностей.

    Существует несколько способов нанесения серебряных покрытий: электролитическое, резистивное вакуумное напыление, магнетронное напыление. Следующая пара образцов используется в первых двух способах серебрения.
    На фото – серебряный анод, применяющийся для электролитического серебрения. Схема установки в общих чертах повторяет ванну для электрорафинирования. Тоже есть катод, анод и электролит. Но при серебрении катодом служит деталь, на которую наносится покрытие, а анодом – пластина из чистого (99.9%) серебра (как на фото). Состав электролита также отличается. Его состав подобран таким образом, чтобы серебро выделялось на катоде в виде плотного слоя, состоящего из очень мелких кристалликов (одни из самых лучших результатов получаются с цианистыми электролитами, но из-за их токсичности разработаны также электролиты, не содержащие цианидов).

 
    Разумеется, электролизом можно нанести серебряное покрытие только на проводящую поверхность. Если же необходимо нанести тонкий слой серебра на поверхность, не проводящую ток (например, на стекло, при изготовлении зеркал), используют резистивное вакуумное напыление. При этом вот такие таблетки серебра испаряют в вакууме, пары серебра конденсируются на холодной поверхности изделия, подлежащего серебрению, и образуют тонкую зеркальную пленку.

 
    Еще одно применение серебра и его соединений, это серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы (на фото – аккумуляторы разных размеров и емкости). Правда в последнее время, первые из них вытесняются литиевыми, благодаря лучшим энергетическим характеристикам и надежности. Цинк-серебряные аккумуляторы (на фото один из них) обладают высокой удельной емкостью, низким саморазрядом и высокими разрядными токами. Благодаря этому они применяются в авиационной и космической технике (правда, в последней более широкое применение находят серебряно-кадмиевые аккумуляторы, поскольку они имеют ресурс порядка десяти лет). Но один из главных недостатков СЦ аккумуляторов это невысокий ресурс (150-300 циклов перезарядки), и непредсказуемость выхода из строя. При зарядке аккумуляторов на катоде происходит восстановление окиси цинка до металла, причем цинк может выделяться в виде игольчатых кристаллов, которые протыкают сепаратор, дорастают до соседнего электрода и вызывают короткое замыкание ячейки. Второй недостаток это дороговизна серебра .

 
    Ну и пример самородного серебра. В отличие от электролитических кристаллов с предыдущих фото, эти кристаллы выросли в гидротермальных условиях. Скорее всего, первоначально кристаллы были полностью скрыты в матрице из кальцита, но после частичного растворения матрицы в какой-нибудь разбавленной кислоте, кристаллы оказались на поверхности (имеется в виду, что растворение было проведено в рамках «предпродажной подготовки» образца, я получил этот образец таким, каким он выглядит на фото).