Расскажи мне обо мнеx

Химические элементы, составляющие многообразие окружающего нас мира,
с глубокой древности привлекали внимание людей, их изучение стало
впоследствии одним из главных направлений научного исследования
природы человеком. В настоящее время известно 110 элементов. Каждый
элемент имеет свою название, группу, период , номер , физическое,
химическое свойства и в зависимости от свойств они расположены в
определенном порядке. Периодическая таблица химических элементов
Д.И.Менделеева занимает всего один листок, но в этом листке заключено
огромное количество информации. В каждой клетке таблицы расположены
международный символ элемента. Сейчас одна из быстро развивающихся
областей современной нанотехнологии - создание и использование
наноразмерных частиц различных материалов. Самый древний антисептик –
серебро –в век новых технологий переживает «второе рождение». В быту с
давних времен использовали серебро. Им обеззараживали питьевую воду, а
также пусть и не так эффективно , как при помощи антибиотиков, но все же
лечили различные заболевания. Серебро –элемент побочной подгруппы
первой группы, пятого периода периодической системы химических
элементов Д.И.Менделеева, с атомным номером 47. Обозначается символом
Ag(лат. Argentum). Известно человечеству с древнейших времён, так как
часто встречалось в самородном виде –его не приходилось выплавлять из
руд. В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и
являлось символом Луны. В Средние века серебро и его соединения были
очень популярны среди алхимиков. С середины XIII века серебро становится
традиционным материалом для изготовления посуды. Кроме того, серебро и
по сей день используется для чеканки монет. Серебро, в основном, действует
на душу человека, на его подсознание, заставляя погружаться во внутренний
мир. Серебро также воздействует на эмоциональную природу, пробуждает
впечатлительность, тонкую чувствительность. У тонких, сенситивных людей
серебро зачастую может пробуждать фантазии, делать их мечтательными. В
худшем случае такой человек под воздействием серебра может так
погрузиться в иллюзии, что не будет отличать желаемое от действительного.
Слишком тонким людям постоянно серебро носить нельзя. Из сплавов
серебра изготавливают магическое оружие: так как серебро является
проводником энергий тонкого мира, связанного с божественным миром
нашей души, то всякая нечисть, лишённая души, его не терпит. В астральных
битвах чёрные маги, поражённые серебряным оружием, просто сгорают
энергетически. А серебряные колокола отгоняют демонов. Серебро–очень
пластичный, тягучий и сравнительно мягкий металл. Из серебра можно
вытянуть проволоку длиной 100м, масса которой всего 0,045г.
Химические свойства
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:
Ag + 2HN𝑂3 (конц.) = AgN𝑂3 + NO3↑ + H 2O
Растворяется оно и в хлорном железе, что применяется для травления:
Ag + FeCl 3 = AgCl + FeCl2
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:
4Ag + 2H 2S + O 2= 2Ag 2S + 2H 2O
Свободные галогены легко окисляют серебро до галогенидов:
2Ag + I2 = 2AgI
Однако на свету эта реакция обращается, и галогениды серебра (кроме
фторида) постепенно разлагаются.
При нагревании с серой серебро даёт сульфид.
Серебро, так же как и медь, не реагирует с разбавленными соляной и серной
кислотами, но растворяется в кислотах-окислителях:
Ag + 2𝐻2 SO(4конц.) = 𝐴𝑔2 S𝑂4 + S𝑂2 + 2𝐻2 O ,
Ag + 2HN𝑂(3конц.) = AgN𝑂3 + N𝑂2 + 2𝐻2 O ,
3Ag + 4HN𝑂3(разб.) = 3AgN𝑂3 + NO + 2𝐻2 O .
В большинстве соединений серебро проявляет степень окисления 1+.
Растворимый нитрат серебра используется как реактив для качественного
определения ионов Сl- , Вr- , I- : 𝐴𝑔+ +𝐼 − = AgI
При добавлении NaOH к раствору AgNO3 образуется темно-коричневый
осадок оксида серебра 𝐴𝑔2 O: 2AgN𝑂3 + 2NaOH= 𝐴𝑔2 O + 2NaN𝑂3 + 𝑂3 +
+𝐻2 O. Подобно соединениям меди (I), осадки 2AgCl и 𝐴𝑔2 O могут
растворяться в растворах аммиака с образованием комплексных соединений:
AgCl +2N𝐻3 = [Ag(𝑁𝐻3 )2 ]Cl ,
𝐴𝑔2 O + 4N𝐻3 + 𝐻2 O = 2[Ag(𝑁𝐻3 )2 ]OH.
Последний комплекс используется в органической химии в качественной
реакции на альдегиды (реакция “серебряного зеркала”).
Перспективные направления применения.
Ещё в 1959 году американский физик Ричард Фейман , высказал
предложение , что в скором времени многие материалы и устройства будут
изготавливать на атомарном или молекулярном уровне, и что это поможет
получать материалы с невиданными доселе свойствами. Появление новых
материалов с новыми свойствами всегда играли большую роль в истории
цивилизации, выполняя не только узкопроизводственные функции, но и
социальные. С помощью нанотехнологий ученые значительно увеличили
уровень антисептических свойств серебра. Благодаря этому новые
потребительские качества приобрели такие привычные всем товары, как
стиральные машины, холодильники, тканевые медицинские повязки,
трикотаж и другие. В наночастицах серебра число поверхностных атомов и
атомов внутри частиц сопоставимо. Это ведет к изменению физикохимических свойств серебра (теплопроводности, потенциала ионизации,
оптических, каталитических и других свойств) в сравнении с крупными
коллоидными частицами серебра или с массивным металлом. В частности,
потенциал ионизации серебра у наночастиц с размерами 1-2 нм понижается
на 1,5 эВ, по сравнению, с массивным серебром, то есть, с развитой
высокодисперсной поверхности частиц значительно легче генерируются
ионы серебра.
Получают наночастицы серебра в водных растворах путем восстановления
ионов серебра с помощью глюкозы, аскорбиновой кислоты, гидразина,
боргидрида натрия .Реакцию восстановления проводят в различных
условиях. Восстановление глюкозой проводят при нагревании до 600 0С. Для
увеличения скорости протекания реакции используют гидроксид натрия.
Полученные частицы исследуют различными способами: методом
рентгеновской дифракции , методом трансмиссионной электронной
микроскопии , а также можно исследовать на спектрофотометре. В водных
растворах были получены частицы размером 10 - 20нм. Также известны
способы получения наночастиц серебра в неводных средах. Наночастицы
серебра с фиксированным размером были синтезированы с помощью
модифицированного высокомолекулярного процесса, который предполагает
восстановление нитрата серебра с этиленгликолем в присутствии
стабилизаторов, таких как поливинилпирролидон .
Серебрин. «Неповторимая полезная роскошь»
Современный мир- мир совершенно фантастических возможностей. Каждый
день в мире появляется то, о чём вчера только мечтали, а позавчера даже не
могли вообразить. Казалось бы,чего может быть необычного в такой
привычной вещи- как ткань? Оказывается , что может! Мало того: может
быть непросто необычное, а очень даже неожиданное. Когда на сцену
выходят нанотехнологии, могут появляться удивительные открытия. Одним
из таких открытий является « Серебрин». Это шелковое полотно 2*1,5 м,
покрытое 8-ю граммами настоящего серебра высшей, 925-й пробы. Он создан
для тех, кто считает себя не последним человеком на гребне волны времени.
Это изделие можно также применить как элитную простыню, роскошный
платок, великолепную скатерть, шикарный элемент интерьера.
В основе фотографии лежит процесс фотохимического распада галогенидов
серебра, проходящий в микрокристаллах фотографической эмульсии:
2AgBr ℎ𝑣
= 2Ag + 𝐵𝑟2 (экспонирование, в результате которого происходит
образование центров скрытого изображения).
В основе проявления : 𝐴𝑔+ + Red
Ag + Ox
В реакции окисления проявленного изображения : AgBr + HRed
Ag +Ox
+HBr -реакция восстановления ионов серебра на центрах проявления.
В настоящее время широкое распространение получили цветные
фотографии. С химической точки зрения стадии черно-белого и цветного
проявления существенно различны. Это процесс отбеливании серебра ,
спонтанно реагирует с кислородом воздуха и окисляется до феррокомплекса:
𝑁𝑎[𝐸𝐷𝑇𝐴𝐹𝑒(𝐼𝐼𝐼)]
Ag +
+ n𝑁𝑎2 𝑆2 𝑂3
феррокомплекс
𝑁𝑎2 [𝐸𝐷𝑇𝐴𝐹𝑒(𝐼𝐼)
феррокомплекс
+ 𝑁𝑎2𝑛−1 [Ag(𝑆2 𝑂3 )𝑛 ]
1
2𝑁𝑎2 [EDTAFe(II)] + 𝑂2 + 𝐻2 O
2
2Na[EDTAFe(III)] + 2NaOH
Известно, что серебро не участвуют в большинстве химических реакций.
Однако наночастицы серебра не только становятся очень хорошими
катализаторами химических реакций (ускоряют их протекание), но и
непосредственно участвуют в химических реакциях. Например, обычные
образцы серебра не взаимодействуют с соляной кислотой, а наночастицы
серебра реагируют с соляной кислотой, и эта реакция протекает по
следующей схеме: 2Ag + 2HCl = 2AgCl + 𝐻2 .
Интересное, хотя и ограниченное применение находит иодид серебра; его
используют для местного управления погодой путем распыления с
самолетов. В присутствии даже ничтожных количеств AgI в облаках
образуются крупные водяные капли, которые и выпадают в виде дождя.
«Работать» могут уже мельчайшие частицы иодида серебра .Теоретически из
кубического кристалла AgI размером всего 1 см можно получить 1021 таких
мельчайших частиц. Как подсчитали американские метеорологи, всего 50 кг
иодида серебра вещества достаточно для «затравки» всей атмосферы над
поверхностью США (а это 9 млн. квадратных километров!). Поэтому,
несмотря на сравнительно высокую стоимость солей серебра, применение
AgI с целью вызвать искусственный дождь оказывается практически
выгодным. Иногда требуется выполнить прямо противоположное задание:
«разогнать» тучи, не дать пролиться дождю при проведении какого-либо
важного мероприятия (например, Олимпийских игр). В этом случае иодид
серебра нужно распылять в облаках заблаговременно, за десятки километров
от места проведения торжества. Тогда дождь прольется на леса и поля, а в
городе будет солнечная сухая погода. Серебро не относится к биоэлементам;
в живом веществе его содержание в 6 раз меньше, чем в земной коре. Однако
присутствие ионов Ag+ не безразлично для многих биохимических
процессов. Хорошо известно бактерицидное действие малых концентраций
серебра на питьевую воду. При содержании 0,05 мг/л ионы серебра
обеспечивают высокую антимикробную активность, причем такую воду
можно пить без вреда для здоровья. Вкус ее при этом не изменяется. (Для
сравнения: для питья космонавтов допускается концентрация Ag+ до 0,1 – 0,2
мг/л.). При содержании 0,1 мг/л вода консервируется на целый год, тогда как
кипячение воды переводит ионы серебра в физиологически неактивную
форму. Препараты серебра все шире используют для стерилизации питьевой
воды (некоторые бытовые фильтры содержат «посеребренный»
активированный уголь, выделяющий в воду очень малые дозы серебра). Для
дезинфекции воды в бассейнах было предложено насыщать ее бромидом
серебра. Насыщенный раствор AgBr содержит 7,3·10–7 моль/л ионов серебра
или около 0,08 мг/л, что безвредно для здоровья человека, но губительно для
микроорганизмов и водорослей. Существуют и «серебряные» лекарства
(колларгол, протаргол, ляпис и др.).Колларгол (коллоидное серебро) –
зеленовато- или синевато-черные чешуйки с металлическим блеском; в воде
они образуют коллоидный раствор. Это лекарство появилось в 1902г, когда
немецкий химик Карл Пааль придумал способ, как защитить мельчайшие
частички серебра: надо, чтобы вокруг каждой из них образовалась тончайшая
оболочка из белка альбумина, который содержится в курином яйце, тогда эти
частички не будут слипаться. Колларгол содержит до 70% серебра.
Применяют его в виде 0,2–1,0%-го водного (коллоидного) раствора для
промывания гнойных ран и глаз при конъюнктивите, 1–2%-м раствором
лечат воспаление мочевого пузыря, а 2–5%-м – гнойный насморк. Благодаря
своим чудодейственным свойствам серебро с давних пор находило
применение в косметике. В домашних условиях это сводилось к
изготовлению разнообразных лосьонов, настоев и масок на основе
серебряной воды. Способность молекул ДНК к самоорганизации позволяет
получить огромный набор наноразмерных структур. Такие наноархитектуры
могут найти применение в микроэлектронике нового поколения, на их основе
могут быть получены новые полупроводниковые устройства, химические и
биомедицинские сенсоры. Чтобы использовать бактерицидное свойство
наночастиц серебра, их стали включать в традиционные материалы,
например, ткани для постельного белья. Было обнаружено, что носки,
изготовленные из тканей, содержащих наночастицы серебра, препятствуют
возникновению грибковых заболеваний стопы. Слоем наночастиц серебра
стали покрывать столовые приборы, дверные ручки и даже клавиатуру и
мышки для компьютеров, которые, как было установлено, служат
рассадниками болезнетворных бактерий. Наночастицы серебра стали
использовать при создании новых покрытий, дезинфицирующих и моющих
средств (в том числе зубных и чистящих паст, стиральных порошков, мыла) и
косметики.
Производство чернил –ещё одна область применения серебра в будущем.
Естественно, это далеко не полный перечень того, что воплотилось в жизнь
благодаря нанотехнологиям. Да к тому же эта область исследований
настолько стремительно развивается, что, возможно, уже завтра мы узнаем о
ещё более впечатляющих изобретениях и открытиях, сделанных благодаря
крошечным наночастицам серебра.