Нитрат серебра своими руками

Нитрат серебра своими руками

Главная
• Список секций
• Химия
• ПОЛУЧЕНИЕ НИТРАТА СЕРЕБРА ИЗ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

ПОЛУЧЕНИЕ НИТРАТА СЕРЕБРА ИЗ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

В настоящее время в современных школах (особенно в сельских и деревенских) существует проблема заказа и доставки химических реактивов. Одним из наиболее дорогостоящих и используемых в школьном химическом практикуме является нитрат серебра (I). Стоимость его за 1 г составляет от 25 до 45 рублей. Цена колеблется в зависимости от изготовителя и удалённости фирмы производителя от заказчиков.

Нитрат серебра (I) в школьном химическом практикуме используется при проведении ярких качественных реакций в неорганической и органической химии [1]. Поэтому отсутствие его в школьной лаборатории – это огромный минус «химической наглядности».

Таким образом, целью работы являлось получение нитрата серебра (I) в условиях школьной лаборатории.

Где же взять такой драгоценный металл как серебро?! Известно, что серебро содержится в рентгеновских снимках, проявленных фотоплёнках, в фотографиях [2]. Именно из них, в несколько стадий, был получен нитрат серебра (I).

1. Используя литературные источники, определить вторичное сырье для получения нитрата серебра

2. Получить нитрат серебра из различных объектов

3. Сравнить выход продуктов реакции

4. Провести качественные реакции с полученным в условиях школьной лаборатории нитратом серебра (I).

Глава I. Литературный обзор

1. 1 Серебро и его свойства

Серебро стало известно значительно позднее золота, хотя так же встречается в самородном состоянии. В Египте археологами найдены серебреные украшения, относящиеся ещё к додинастическому периоду (5000 – 3400 до н. э.). Однако долгое время серебро было большой редкостью и ценилось дороже золота.

Чистое серебро не темнеет на воздухе, а вот серебро с примесью может достаточно быстро потемнеть (рис. 1) [2].

Рис. 1. Серебреное изделие из ювелирного магазина (А) и после некоторого ношения человеком (Б).

Потемнение указывает на наличие серы в воздухе, например, при загрязнении воздуха или болезни обладателя серебреного предмета. После золота серебро является самым лёгким по обработке металлом. Из 30 граммов серебра можно вытянуть проволоку длиной более 50 км. Это также самый лучший из известных проводников тепла и электроэнергии [4].

Соединения серебра часто не устойчивы к нагреванию и действию света. Открытие светочувствительности солей серебра привело к появлению фотографии и быстрому увеличению спроса на серебро. Ещё в середине 20 века почти половина всего добытого серебра шла на изготовление кино- и фотоматериалов. Одним из соединений серебра является ляпис [5].

1.2 Применение нитрата серебра в медицине

Нитрат серебра, ляпис (AgNO₃) − бесцветный (белый) порошок, хорошо растворимый в воде, на свету он чернеет с выделением металлического серебра (рис. 2) [3].

Рис. 2. Внешний вид нитрата серебра

Впервые ляпис был применён в XVII веке врачами-алхимиками: голландец Ян-Батист Ван Гельмонт и немец Франциск де ла Бое Сильвий. Они научились получать нитрат серебра взаимодействием металла с азотной кислотой. Учёные обнаружили, что прикосновение к кристаллам полученной серебряной соли приводит к появлению на коже чёрных пятен, а при длительном контакте – глубоких ожогов (рис. 3). Поэтому это вещество прозвали «адским камнем».

Рис. 3. Образование чёрных пятен при прикосновении к нитрату серебра.

Адский камень – не чистый нитрат серебра, а его сплав с нитратом калия, иногда отливается в виде палочек – ляписного карандаша. Лечебное действие нитрата серебра заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов; в небольших концентрациях он действует как противовоспалительное и вяжущее средство.

Фармакологическое действие — антисептическое, вяжущее, противовоспалительное, прижигающее, противомикробное, бактерицидное. Связывает сульфгидрильные и карбоксильные группы, что может обусловливать изменение конформации белка, его структуры, или вызывать денатурацию. При диссоциации нитрата серебра ионы серебра вызывают преципитацию белков и обусловливают бактерицидное действие. Альбуминат серебра, образующийся при взаимодействии нитрата серебра с тканевыми белками, постепенно приобретает черную окраску (это связано с восстановлением из альбумината металлического серебра), что, в свою очередь, приводит к взаимодействию с активными группами ферментов. Блокирует некоторые ферментные системы, нарушая тем самым метаболические процессы в микробной клетке. В связи с этим нитрат серебра после кратковременного бактерицидного оказывает длительное бактериостатическое действие. Серебра нитрат при разведении 1:1000 уничтожает большинство микроорганизмов.

Ранее серебра нитрат применяли при хроническом гастрите и язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки (внутрь, в виде 0,05% раствора). Раствор (2%) может использоваться для профилактики гонококковой инфекции глаз у новорожденных [2].

1.3 Вторичное серебросодержащее сырьё

Основными поставщиками серебросодержащего сырья являются химическая, радио- и электротехническая промышленности; производства: ювелирное, часовое и зеркальное, а также рентгеновские кабинеты в медицинских поликлиниках.

Серебросодержащие отходы фото- и кинопромышленности образуются в процессе изготовления, обработки и порчи свето­чувствительных материалов или износа кинолент и фотоотпечат­ков.

Отходы химической промышленности поступают в виде отра­ботанных контактных масс (20-80% Ag); отработанных катализа­торов (более 80% Ag); шламов (от 60 до 80% Ag); лома серебряной аппаратуры (20-25% Ag).

Образование серебросодержащих отходов в зеркальной промыш­ленности происходит в процессе серебрения зеркал, елочных ук­рашений и так далее [3].

Часовое производство направляет на переработку следующие виды сырья, содержащего Ag, %: серебряные припои — от 15 до 99; серебряные контакты 20-80; опилки и стружку — от 10 до 70.

От лечебных учреждений на извлечение серебра поступают, %: зола рентгенопленки и фотоотпечатков — от 0,5 до 50; сернистое серебро 45-65.

Большое количество серебросодержащего сырья (до 30-40% Ag) перерабатывается в виде отходов электронной и электротех­нической отраслей промышленности: вышедшие из строя сереб­ряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы (от 30 до 60%); сплавы-контакты, серебряные припои (от 5 до 99%); металлокерамические композиции 25-50.

Кроме перечисленных отходов на переработку поступают дру­гие виды сырья, резко различающиеся химическими и физичес­кими свойствами.

Глава II. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

В качестве объектов исследования для получения реактива нитрата серебра были использованы рентгеновские снимки, фотоплёнка, ёлочная игрушка, зеркало (рис. 4).

Рис. 4. Вторичное серебросодержащее сырьё:

А. Рентгеновские снимки. Б. Фотоплёнка.

2.2 Методика получения нитрата серебра из рентгеновских снимков и фотоплёнок

Рентгеновские снимки и фотоплёнку резали на мелкие кусочки и отмеряли на весах по 17 граммов каждого. Далее подготовленный материал растворяли в азотной кислоте (концентрированной) (рис. 5).

Рис. 5. Растворение рентгеновских снимков в азотной кислоте.

После растворения объектов приливали раствор поваренной соли. Полученный осадок промывали водой и заливали раствором хлороводородной кислоты. После чего в осадок клали гранулы цинка для проведения реакции замещения. По завершении реакции, полученный порошок промывали и высушивали. Высушенное серебро растворяли в растворе азотной кислоты, затем выпаривали и растворяли в дистиллированной воде [1].

2.3 Методика получения нитрата серебра из серебросодержащих изделий

Ёлочную игрушку и зеркало очищали от различного рода загрязнений и заливали раствором азотной кислоты до растворения (рис. 6). Полученный раствор выпаривали и получали порошок, который прокаливали в фарфоровой чашке. К остуженному расплаву приливали воды, и полученный раствор нитрата серебра сливали.

Рис. 6. Растворение ёлочной игрушки в растворе азотной кислоты.

2.4 Методика проведения качественных реакций на галогенид-ионы

К растворам солей, содержащих хлорид-ионы, бромид-ионы, иодид-ионы приливали раствор полученного нитрата серебра. Наблюдали выпадение осадков.

2.5 Методика проведения реакции «серебряного зеркала»

К раствору аммиачного нитрата серебра добавляли примерно столько же глюкозы и нагревали содержимое пробирки до образования осадка на стенках.

Глава III. Результаты и их обсуждение

3.1 Результаты получения нитрата серебра из рентгеновских снимков и фотоплёнок

После добавления концентрированной азотной кислоты ионы серебра выделились в раствор. Далее при приливании к полученному раствору хлорида натрия происходило образование белого осадка (1) (рис. 7):

Ag + + NaCl → AgCl↓ + Na + (1).

Рис. 7. Образование белого осадка хлорида серебра.

После окончательного промывания и осаждения хлорида серебра к осадку с соляной кислотой добавляли гранулы цинка, что способствовало образованию серебра (2):

2AgCl↓ + Zn → ZnCl₂ + 2Ag↓ (2)

После добавления к образовавшемуся серебру разбавленной азотной кислоты происходило образование нитрата серебра и выделение газа (3):

После выпаривания нитрата серебра, в случае с рентгеновской плёнкой его масса составила 1,2 грамма. В случае с фотоплёнкой масса нитрата серебра составила 0,8 граммов.

3.2 Результаты получения нитрата серебра из серебросодержащих изделий

Содержащееся на поверхности изделий серебро растворилось в растворе азотной кислоты полностью: от зеркала осталось прозрачное стекло. Теперь в растворе находятся соли серебра и меди. Чтобы избавиться от примеси солей меди, раствор выпарили и прокалили до образования оксида меди (II) (4) (рис. 8):

Рис. 11. Выпаривание раствора солей серебра и меди.

После приливали воду, нитрат серебра растворялся, а оксид меди оставался в виде осадка. Полученный раствор слили в склянку с надписью AgNO₃.

3.3 Результаты проведения качественных реакций на галогенид-ионы с полученным нитратом серебра

После приливания нитрата серебра к растворам солей, содержащих хлорид-ионы, бромид-ионы, иодид-ионы происходило образование белого (5), светло-жёлтого (6) и жёлтого осадков (7) соответственно (рис. 9):

Рис. 9. Качественные реакции на галогенид-ионы. А. Хлорид-ионы. Б. Бромид-ионы. В. Иодид-ионы

3.4 Результаты проведения реакции «серебряного зеркала»

После добавления к аммиачному раствору серебра глюкозы и нагревании смеси, произошло выпадение осадка серебра на стенках пробирки (8):

Это свидетельствует о том, что в ходе исследования действительно был получен нитрат серебра.

ВЫВОДЫ

1. Исходя из литературных источников, сырьём для получения нитрата серебра являются рентгеновские снимки, фотоплёнки, ёлочные игрушки, зеркала.

2. Чистый нитрат серебра был получен из рентгеновских снимков и фотоплёнок.

3. Выход нитрата серебра, полученного из рентгеновских снимков оказался больше, чем при получении из фотоплёнок.

4. Были проведены качественные реакции с помощью полученного нитрата серебра.

5. При острой необходимости, нитрат серебра можно получить в школьной лаборатории.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мосина Т. А. Нитрат серебра для ретро // Сделай сам. – 1990. — №4. С.141

2. Польза серебра для здоровья [Электронный ресурс]. – Лаборатория омоложения – Режим доступа: http://www.deus1.com/serebro.html

3. Серебряные лекарства [Электронный ресурс]. – Аптечные сторожилы. — Режим доступа: http://www.alhimik.ru/apteka/apt2N-Ag.html#4.31

4. Харитонов Ю. Я. Аналитическая химия. – М.: Высшая школа, 2001.

Источник

Серебрение в домашних условиях: обзор способов покрытия серебром

Серебрение изделий из металла можно выполнить и в домашних условиях. Качественно провести такую процедуру можно различными способами, причем для практической реализации многих из них вам не потребуется искать и покупать дорогостоящие химические реактивы. Приготовить раствор для посеребрения медных изделий можно из доступных средств даже в домашних условиях.

На фото видно, как меняется внешний вид изделия после серебрения

Изделия, покрытые слоем серебра, как и позолоченный металл, смотрятся очень презентабельно, что и объясняет высокую популярность такой технологической операции.

Как выполняется серебрение меди и медных сплавов

Процесс серебрения отличается рядом особенностей, которые обязательно следует учитывать при его выполнении. Заключаются такие особенности в следующем.

• Серебрению, как правило, подвергают изделия, изготовленные из меди, латуни, алюминия, стали и ряда других сплавов. Из раствора для выполнения серебрения при соприкосновении с данными металлами и сплавами выделяется металлическое серебро, что и позволяет эффективно осуществлять такой технологический процесс.
• Качественно посеребрить легче всего светлый металл. Чтобы из-под нанесенного слоя серебра не просвечивала более темная поверхность основного металла, толщина такого слоя должна составлять не менее 10–15 микрометров.
• Серебрение в домашних условиях или на производственном участке необходимо выполнять в помещениях, которые хорошо проветриваются.
• Для того чтобы серебрение латуни, меди или любого другого металла отличалось высоким качеством, обрабатываемую поверхность необходимо предварительно обезжирить.
• Пасту, при помощи которой выполняют серебрение, наносят посредством кусочка мягкой ткани или кожи.

Химический метод

Один из способов, при помощи которого выполняется химическое серебрение, заключается в том, что поверхность металла обрабатывается антихлором (тиосульфатом натрия) – раствором для фиксирования фотографии. Суть метода серебрения с применением такого раствора состоит в следующем.

1. В один литр антихлора, который уже не годится для закрепления фотопленки, добавляют шесть-десять капель формалина и 4–6 мл нашатырного спирта.
2. Медное изделие, подвергаемое серебрению, тщательно готовят: поверхность зачищают до металлического блеска, затем деталь кипятят в растворе соды и тщательно промывают водой. После такой подготовки обрабатываемое изделие погружается в фотораствор на час-полтора.
3. После выдержки в фоторастворе металл покрывается тонким слоем серебра. Завершающими этапами процедуры серебрения по данной технологии являются промывка изделия водой, просушка и полировка.
4. Выполнить посеребрение изделий из меди можно и при помощи обычной фотобумаги.
5. Фотобумагу режут на отдельные части и погружают в раствор, состав которого указан на ее упаковке.
6. Изделие, на поверхность которого необходимо нанести слой серебра, тщательно подготавливают и опускают в раствор с фотобумагой.
7. Обрабатываемую поверхность натирают эмульсионным слоем фотобумаги, в результате чего формируется серебряный налет.
8. После окончания процедуры изделие тщательно промывают водой, просушивают, а затем натирают мягкой тканью.

Все реактивы для этого способа серебрения можно купить в свободной продаже

Посеребрить медь можно и следующим способом.

• В 300 мл антихлора добавляют 2 мл водного раствора гидроксида аммония и 2–3 капли формалина.
• Полученный раствор ставят в темное место и на 30 минут (или даже на полтора часа) погружают в него обрабатываемое изделие.
• После выдержки в растворе изделие высушивают и протирают мягкой тканью.

Использование специальных паст

Для того чтобы посеребрить металл, можно использовать специальные пасты, которые легко приготовить и в домашних условиях. Серебрение металлических изделий при помощи специальных пастообразных составов выполняется по различным методикам.

Первый из таких способов предполагает использование нитрата серебра, который часто называют ляписным карандашом. Хотя данный способ серебрения и отличается достаточно высокой сложностью, он позволяет сформировать на поверхности металла плотное серебряное покрытие.

Ляписный карандаш также используют в качестве «тестера» серебра и других металлов

Для реализации данного метода серебрения готовят водный раствор, состоящий из 300 мл воды и 2 граммов нитрата серебра. В полученный раствор постепенно добавляют хлороводородную кислоту или 10%-й водный раствор поваренной соли. Выполняют такой процесс до того момента, пока на дно емкости не перестанет выпадать осадок, представляющий собой хлорное серебро. Полученный таким образом осадок, выглядящий в виде хлопьев, необходимо собрать, отфильтровать и тщательно промыть.

Отфильтрованное и промытое хлорное серебро смешивают с раствором, состоящим из 100 мл воды и 20 граммов гипосульфита натрия. Полученную таким образом смесь профильтровывают и смешивают с зубным порошком или размолотым мелом, доводя ее консистенцию до сметанообразного состояния. Такая смесь уже готова к применению, ею и натирают поверхность медного изделия, в результате чего на нем формируется тонкая пленка серебра.

Чтобы выполнить посеребрение медных изделий по второму методу, надо смешать следующие компоненты:

• 6 граммов хлорида серебра;
• 8 граммов пищевой соли;
• такое же количество виннокислого калия.

Все вышеперечисленные компоненты смешиваются в сухом виде и тщательно перетираются в ступке. Полученная смесь может храниться в посуде из темного стекла достаточно длительное время. Непосредственно перед использованием этот порошок разводят в воде до пастообразного состояния и натирают таким средством поверхность обрабатываемого изделия.

Следующий метод серебрения предполагает использование смеси, в состав которой входят следующие компоненты:

• 4 грамма битартрата калия;
• 2 мл нашатыря;
• 1 грамм ляписного карандаша.

Полученную смесь растворяют в воде до пастообразного состояния, наносят ее на мягкую ткань, которой и натирают обрабатываемую поверхность до получения серебряного блеска.

Перед серебрением изделий, независимо от способа обработки, необходимо тщательно обезжиривать поверхности

Чтобы посеребрить металл по данному методу, готовят смесь следующего состава:

• 10 граммов нитрата серебра;
• 25 граммов цианида калия;
• 100 мл воды.

Технология приготовления пасты для серебрения по данному методу выглядит следующим образом:

1. Нитрат серебра растворяют в 50 мл воды.
2. В полученный раствор добавляют цианистый калий и еще 50 мл дистиллированной воды.
3. Вводят в раствор 10 граммов битартрата калия и 100 граммов порошкообразного мела, доводя консистенцию смеси до пастообразного состояния.

Пастой, которая получилась в итоге смешивания всех компонентов, обрабатывают поверхность изделия, после чего его промывают водой и тщательно просушивают.

Порошки, из которых готовятся такие пасты для серебрения, могут храниться в сухом виде достаточно длительное время (год и больше), в то время как жидкость для серебрения имеет срок годности, ограниченный всего несколькими сутками.

Серебрение с нагреванием обрабатываемого изделия

Чтобы приготовить набор для серебрения, при выполнении которого обрабатываемое изделие будет нагреваться вместе с применяемым раствором, используется несколько методик.

Для реализации первого метода готовится смесь следующего состава:

• 100 граммов хлористого серебра;
• 600 граммов битартрата калия;
• такое же количество поваренной соли.

Для взвешивания нужного количества реактивов понадобятся весы, вполне подойдут простые рычажного типа

Полученную сухую смесь, которая длительное время может храниться в емкости из темного стекла, растворяют в воде (из расчета 3 столовых ложки сухой смеси на пять литров воды) и доводят полученный раствор до кипения. Металл, подвергаемый серебрению, кипятят в таком растворе на протяжении четверти часа.

В результате такой обработки металл покрывается матовым слоем серебра. Чтобы придать покрытию блеск, необходимо дополнительно обработать изделие в растворе следующего состава:

• 4,8 литров воды;
• 300 граммов серноватисто-натриевой соли;
• 100 граммов уксусно-свинцовой соли.

Раствор необходимо профильтровать перед применением

Такой раствор доводят до температуры 70–80° и выдерживают в нем изделие на протяжении 10–15 минут. В результате такой обработки поверхность металла приобретает характерный серебряный блеск.

Посеребрить металл можно и с использованием такого состава:

• хлорид серебра, полученный из 25 граммов нитрата серебра;
• 150 граммов битартрата калия;
• пищевая соль;
• вода.

2–3 столовых ложки такой смеси добавляются в пять литров воды, которая доводится до кипения. Обрабатываемые изделия погружают в такой раствор в глиняном или фарфоровом сите, при этом кипящую смесь непрерывно перемешивают палочкой из стекла или дерева.

Погружной способ серебрения

Такое гальваническое серебрение позволяет получать посеребренную проволоку или изделие любого другого типа с более плотным покрытием. Гальваническое покрытие серебром также может выполняться с помощью разных методик.

Схема гальванической ванны

Для реализации первого метода серебрения, в котором задействована гальваника, готовят раствор следующего состава:

• 70 мл водного раствора гидроксида аммония;
• 10 граммов хлорида серебра;
• 40 граммов кристаллической соды;
• такое же количество цианистого калия;
• 15 граммов пищевой соли.

Смешивая компоненты данного раствора с дистиллированной водой, доводят его объем до одного литра. Гальванизация обрабатываемого изделия происходит за счет того, что в емкость, в которой производится серебрение, добавляются куски цинка или пластина из данного металла.

Для электролита подойдет стеклянная или пластиковая посудина из химически нейтрального материала, выдерживающего нагрев до 80°С

Пастообразная смесь для серебрения по данному методу готовится из следующих компонентов

• 11 граммов ляписа;
• 60 граммов цианида калия;
• 750 граммов порошкообразного мела;
• 60 мл воды.

В пастообразную массу, полученную при смешивании такой смеси с двумя частями воды, погружают небольшие изделия, а более крупные детали просто натирают ей.

Данный метод, который называется контактным, также относится к гальвано-химическим способам серебрения. Для его реализации готовят смесь следующего состава:

• 10 граммов углесеребряной соли;
• 100 граммов серноватисто-натриевой соли;
• 100 мл воды.

Суть данного метода серебрения, который напоминает цинкование, заключается в том, что в водный раствор данной смеси помещают обрабатываемое изделие. При этом в раствор также погружают цинковую палочку или провод, которые соприкасаются с поверхностью детали.

Источник