銀 -金屬元素

銀是一種化學元素,化學符號Ag(來自拉丁語Argentum),原子序數47,是一種銀白色的過渡金屬。銀在自然界中很少量以遊離態單質存在,主要以含銀化合物礦石存在。銀的化學性質穩定,活躍性低,價格貴,導熱、導電性能很好,不易受化學葯品腐蝕,質軟,富延展性。其反光率極高,可達99%以上。

銀字屬于艮字族。在艮字族裏,艮字都是聲符兼義符。艮字族漢字都與"邊界"、"極限"之義有關。銀的本義是"(價值)接近于黃金的金屬"。純銀是一種美麗的銀白色的金屬,它具有很好的延展性,其導電性和傳熱性在所有的金屬中都是最高的。銀是古代發現的金屬之一。銀在自然界中有單質存在,但絕大部分是以化合態的形式存在。銀具有很高的延展性,因此可以碾壓成隻有0.00003釐米厚的透明箔,1克重的銀粒就可以拉成約兩公裏長的細絲。銀的導熱性和導電性在金屬中名列前茅。

  • 中文名稱
  • 化學式
    Ag
  • CAS登錄號
    7440-22-4
  • 面板
    白色有光澤金屬(面心立方結晶)
  • ISO貨幣代碼
    XAG
  • 閃點
    232 °F
  • 熔點
    961.78℃
  • 危險性描述
    防止皮膚和眼睛接觸
  • 分子量
    107.8682
  • 原子序數
    47
  • 英文名
    Silver
  • 拉丁文名
    Argentum
  • 沸點
    2212℃
  • 密度
    10.49g/cm³
  • EINECS登錄號
    231-131-3
  • 水溶性
    不溶于水
  • 套用
    貨幣、裝飾、催化劑
  • 安全性描述
    防止皮膚和眼睛接觸
  • 危險品運輸編號
    UN 3264 8/PG 3
  • 危險性符號
    S24/25

歷史沿革

銀的化學符號Ag,來自于銀的拉丁文名稱Argentum,是"淺色、明亮"的意思。

銀字屬于艮字族。在艮字族裏,艮字都是聲符兼義符。艮字族漢字都與"邊界"、"極限"之義有關。銀的本義是"(價值)接近于黃金的金屬"。

在古代,人類就對銀有了認識。銀和黃金一樣,是一種套用歷史悠久的貴金屬,至今已有4000多年的歷史。我國考古學者從出土的春秋時代的青銅器當中就發現鑲嵌在器具表面的"金銀錯"(一種用金、銀絲鑲嵌的圖案)。從漢代古墓中出土的銀器已經十分精美。由于銀獨有的優良特徵,人們曾賦予它貨幣和裝飾雙重價值,在古代,銀的最大用處是充當商品交換的媒介──貨幣。英鎊和我國解放前用的銀元,就是以銀為主的銀銅合金

天然銀多半是和金、汞、銻、銅或鉑成合金,天然金幾乎總是與少量銀成合金。我國古代已知的琥珀金,在英文中稱為ELECTRUM,就是一種天然的金銀合金,含銀約20%。

公元前三百多年,馬其頓王國皇帝亞歷山大帶領軍隊東征時,受到熱帶痢疾的感染,大多數士兵得病死亡,東征被迫終止。但是,皇帝和軍官們卻很少染疾。這個迷直到現代才被解開。原來皇帝和軍官們的餐具都是用銀製造的,而士兵的餐具都是用錫製造的。銀在水中能分解出極微量的銀離子,這種銀離子能吸附水中的微生物,使微生物賴以呼吸的酶失去作用,從而殺死微生物。銀離子的殺菌能力十分驚人,十億分之幾毫克的銀就能凈化1千克水。

清雍正提梁銀壺清雍正提梁銀壺

我國古代法醫早就懂得用"銀針驗屍法"來測定死者是否中毒而死,幫助破獲了不少謀殺案件。

含量分布

銀在自然界中含量不多,少量以單質形式存在,但更多地以化合態存在

地殼中含量/ppm
0.07
元素在太陽中的含量/ppm7.1
元素在海水中的含量(大西洋深處)/ppm0.0000024

物理性質

面板與性狀白色有光澤的面心立方結構的金屬
熔點961.93℃
沸點2212℃
相對密度(水=1)10.49
汽化熱250.58 kJ/mol
熔化熱11.3 kJ/mol
蒸氣壓0.34 帕(1234K)
聲速2600 m/s(293.15K)
反射率99%
電阻率1.586×10^-8 Ω·m(20℃)
電負性1.93(鮑林標度)
比熱容232 J/(kg·K)
電導率63×106/(米歐姆)
熱導率

429 W/(m·K)

化學性質

銀單質的化學性質

銀溶于硝酸,生成硝酸銀。銀不易與硫酸反應,因此硫酸在珠寶製造中,能用于清洗銀焊及退火後留下的氧化銅火痕。銀易與以及硫化氫反應生成黑色的硫化銀,這在失去光澤的銀幣或其他物品上很常見,銀在高溫下可以和氧氣反應,生成棕色的氧化銀。在溴化鉀(KBr)的存在下,金屬銀可被強氧化劑如高錳酸鉀或重鉻酸鉀侵蝕;這些化合物在攝影中用于漂白可見影像,將其轉化為鹵化銀,既可以被硫代硫酸鈉去除,又可以重新顯影以加強原始的影像。

與硫化氫和氧氣反應

4Ag +2H2S + O2==== 2Ag2S + 2H2O

與濃硫酸反應
2Ag + 2H2SO4(濃) ==== Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O

與硫反應

2Ag + S ==== Ag2S

與氧氣反應

4Ag + O2 ==== 2Ag2O(條件為高溫)

銀針試毒的原理

古代常用砒霜做毒葯,而囿于技術的限製,砒霜中會混有大量的硫或硫化物。銀會與硫反應生成硫化銀黑色沉淀,從而試毒。 由此可看出,銀針試毒隻不過檢出了砒霜中的硫罷了,而對于如今的無數種毒物,銀針試毒就無能為力了

銀化合物的化學性質

向硝酸銀溶液中加入氯離子會沉淀出氯化銀(AgCl),同樣地,加入溴鹽或碘鹽可以沉淀出用于製造感光乳劑的其他鹵化銀。氯化銀用于製造檢測pH值和測量電位的玻璃電極,以及用于玻璃的透明水泥。將碘化銀 (AgI)撒入雲層可以人工降雨。鹵化銀在水溶液中高度不溶(除了氟化銀),因而常用于重量分析

向硝酸銀溶液加入鹼,沉淀得到氧化銀 。氧化銀用作紐扣電池正極。向硝酸銀溶液加入碳酸鈉 (Na2CO3),沉淀得碳酸銀。

2AgNO3 + 2OH → Ag2O + H2O + 2NO3

2AgNO3 + Na2CO3 → Ag2CO3 + 2NaNO3

雷酸銀是一種強烈的、對碰撞敏感的炸葯,是銀與硝酸乙醇的存在下反應得到的,用于雷管。其他危險易爆的銀化合物包括疊氮化銀,由硝酸銀與疊氮化鈉反應得到,還有乙炔銀,由硝酸銀或銀氨溶液乙炔反應得到。

鹵化銀晶體曝光後形成的潛像經還原劑,如氫醌、米吐爾或抗壞血酸的鹼性溶液顯影處理後,曝光的鹵化銀被還原成金屬銀。硝酸銀的鹼性溶液(銀氨溶液)可被還原糖,如葡萄糖等還原為金屬銀,這個反套用于製造銀鏡,以及玻璃聖誕飾品的內表面。鹵化銀可溶于硫代硫酸鈉溶液,因此硫代硫酸鈉可作為定影劑,去除顯影後感光乳劑上多餘的鹵化銀。

在過量的氰根離子(CN)存在下,氰化銀(AgCN)可以形成可溶于水的氰化銀。銀的氰配合物溶液用于電鍍銀。

同位素

自然界中的銀是銀107和銀109,其中銀107的豐度最多(51.839%)。銀的兩種同位素的豐度幾乎相同,這在元素周期表中十分罕見。銀共有28種同位素(從銀93到銀130)大部分同位素的半衰期皆小于三分鍾。

銀粒銀粒

礦產分布

目前已知銀以主要元素、次要元素和不定量形式存在的銀礦物和含銀礦物有200多種,其中以銀為主要元素的銀礦物和含銀礦物有60餘種,但具有重要經濟價值,作為白銀生產的主要原料有12種:自然銀(Ag)、銀金礦(AgAu)、輝銀礦(Ag2S)、深紅銀礦(Ag3SbS3)、淡紅銀礦(Ag3ASS3)、角銀礦(AgCl)、脆銀礦(Ag2SbS3)、銻銀礦(Ag3Sb)、硒銀礦(Ag3Se)、碲銀礦(Ag2Te)、鋅銻方輝銀礦(5Ag2Sb2S3)、硫銻銅銀礦(8(AgCu)SSb2S3)。

中國是銀礦資源中等豐度的國家。總保有儲量銀11.65萬噸,居世界第六位。我國銀礦分布較廣,在全國絕大多數省區均有產出,探明儲量的礦區有569處,以江西銀儲量為最多,佔全國的15.5%;其次為雲南、內蒙古、廣西、湖北、甘肅等省(區)銀資源亦較豐富。銀礦成礦的一個重要特點,就是80%的銀是與其他金屬,特別是與銅、鉛、鋅等有色金屬礦產共生或伴生在一起。我國重要的銀礦區有江西貴溪冷水坑、廣東凡口、湖北竹山、遼寧鳳城、吉林四平、陝西柞水、甘肅白銀、河南桐柏銀礦等。礦床類型有火山-沉積型、沉積型、變質型、侵入岩型、沉積改造型等幾種,以火山-沉積型和變質型為最重要。從成礦時代分析,除太古宙和新生代沒有發現具工業意義的銀礦床外,自元古宙到中生代都有大中型銀礦床產出,其中以中生代形成的銀礦最多。

中國銀礦儲量按照大區,以中南區為最多,佔總保有儲量的29.5%,其次是華東區,佔26.7%;西南區,佔15.6%;華北區,佔13.3%;西北區,佔10.2%;最少的是東北區,隻佔4.7%。

從省區來看,保有儲量最多的是江西,為18016t,佔全國總保有儲量的15.5%;其次是雲南,為13190t,佔11.3%;廣東,為10978t,佔9.4%;內蒙古為8864t,佔7.6%;廣西為7708t,佔6.6%;湖北為6867t,佔5.9%;甘肅為5126t,佔4.4%,以上7個省(區)儲量合計佔全國總保有儲量的60.7%。

套用範圍

電子電器材料

電子電器是用銀量最大的行業,其使用分為電接觸材料、復合材料和焊接材料。銀和銀基電接觸材料可以分為:純 Ag類、銀合金類、銀-氧化物類、燒結合金類。全世界銀和銀基電接觸材料年產量約2900~3000t。復合材料是利用復合技術製備的材料,分為銀 合金復合材料和銀基復合材料。從節銀技術來看,銀復合材料是一類大有發展前途的新材料。銀的焊接材料如純銀焊料、銀-銅焊料等。

感光材料

鹵化銀感光材料是用銀量最大的領域之一。目前生產和銷售量最大的幾種感光材料是攝影膠卷、相紙、X-光膠片、熒光信息記錄片、電子顯微鏡照相軟片和印 刷膠片等。上世紀90年代,世界照相業用銀量大約在6000~6500t。由于電子成像、數位化成像技術的發展,使鹵化銀感光材料用量有所減少,但鹵化銀 感光材料的套用在某些方面尚不可替代,仍有很大的市場空間。

化學化工材料

銀在這方面有兩個主要的套用,一是銀催化劑,如廣泛用于氧化還原和聚合反應,用于處理含硫化物的工業廢氣等。二是電子電鍍工業製劑,如銀漿、氰化銀鉀等。

工藝飾品

銀具有誘人的白色光澤,較高的化學穩定性和收藏觀賞價值,深受人們(特別是婦女)的青睞,因此有女人的金屬之美稱,廣泛用作首飾、裝飾品、銀器、餐 具、敬賀禮品、獎章和紀念幣。銀首飾在開發中國家有廣闊的市場,銀餐具備受家庭歡迎。銀質紀念幣設計精美,發行量少,具有保值增值功能,深受錢幣收藏家和 錢幣投資者的青眯。20世紀90年代僅造幣用銀每年就保持在1000~1500t上下,佔銀的消費量5%左右。

純銀套用

純銀是一種美麗的銀白色的金屬,它具有很好的延展性,其導電性和傳熱性在所有的金屬中都是最高的。銀常用來製作靈敏度極高的物理儀器元件,各種自動化裝置、火箭、潛水艇、電腦、核裝置以及通訊系統,所有這些設備中的大量的接觸點都是用銀製作的。在使用期間,每個接觸點要工作上百萬次,必須耐磨且性能可靠,能承受嚴格的工作要求,銀完全能滿足種種要求。如果在銀中加入稀土元素,性能就更加優良。用這種加稀土元素的銀製作的接觸點,壽命可以延長好幾倍。

銀條銀條

銀的最重要的化合物是硝酸銀。在醫療上,常用硝酸銀的水溶液作眼葯水。

生物體中作用

銀的離子以及化合物對某些細菌、病毒、藻類以及真菌顯現出毒性,但對人體卻幾乎是完全無害的。銀的這種殺菌效應使得它在活體外就能夠將生物殺死。然而,銀製品的測試以及標準化卻存在很大難度。

銀

希波克拉底曾經有描述銀在治療和防止疾病方面的功用。腓尼基人曾經用銀製瓶子來盛放水、酒和醋,以此防止這些液體腐敗。20世紀初期,人們也曾把銀幣放在牛奶裏,以此來延長牛奶的保鮮期。銀的殺菌機製長期以來一直為人們所爭論探討,但至此還沒有確鑿的定論。其中一個很好的例子是微動力效應,它成功的解釋了銀離子對微生物的作用,但卻不能解釋其對病毒的作用。

銀大量的增加于凝膠以及綳帶中。銀的抗菌性來源于銀離子。由于銀離子可以和一些微生物用于呼吸的物質(比如一些含有氧、硫、氮元素的分子)形成強烈的結合鍵,以此使得這些物質不能為微生物所利用,從而使得微生物窒息而亡。

在抗生素發明之前,銀的相關化合物曾在第一次世界大戰時用于防止感染。

銀作為效用廣泛的抗菌劑正在進行新的套用。其中一方面就是將硝酸銀溶于海藻酸鹽中,用于防止傷口的感染,尤其是燒傷傷口的感染。2007年,一個公司設計出一種表面鍍上銀的玻璃杯,這種杯子號稱具有良好的抗菌性。除此之外,美國食品和葯品管理協會(FDA)也審批通過了一種內層鍍銀的導氣管的套用,因為研究表明這種導氣管能夠有效的降低導氣管型肺炎。

銀並不會對人的身體產生毒性,但長期接觸銀金屬和無毒銀化合物也會引致銀質沉著症。因為身體色素產生變化,皮膚表面會顯出灰藍色。雖無毒性,但仍會影響面板。

處理措施

急救措施

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗 20~30 分鍾。如有不適感,就醫。

眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗 10~15 分鍾。如有不適感,就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。呼吸、心跳停止,立即進行心肺復甦術。馬上就醫。

食入:飲水,禁止催吐。如有不適感,就醫。

消防措施

有害燃燒產物:銀/氧化銀

滅火方法:用水霧、耐醇泡沫、幹粉或二氧化碳滅火。

滅火註意事項及措施:如必要的話,戴自給式呼吸器去救火。

泄漏應急措施

應急處理:防止粉塵的生成。 防止吸入蒸汽、氣霧或氣體。

操作與儲存

操作註意事項:在有粉塵生成的地方,提供合適的排風設備。一般性的防火保護措施。

儲存註意事項:貯存在陰涼處。 容器保持緊閉,儲存在幹燥通風處。對空氣敏感。

接觸控製

呼吸系統防護:不需要保護呼吸。

眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。

手防護:戴橡膠手套。

其他防護:根據工業衛生和安全使用規則來操作。 休息以前和工作結束時洗手。

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