მოდით განვიხილოთ ვერცხლის მიღების რამდენიმე გზა და ასევე ვისაუბროთ მის ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე. ეს მეტალი უძველესი დროიდან იზიდავდა ხალხს. ვერცხლი თავის სახელს სანსკრიტულ სიტყვას "argenta" ენიჭება, რაც ითარგმნება როგორც "სინათლე". სიტყვიდან "argenta" წარმოიშვა ლათინური "argentum"..
საინტერესო ფაქტები წარმოშობის შესახებ
ამ იდუმალი ლითონის წარმოშობის შესახებ მრავალი ვერსია არსებობს. ყველა მათგანი დაკავშირებულია ძველ სამყაროსთან. მაგალითად, ძველ ინდოეთში ვერცხლი ასოცირდება მთვარესთან და ნამგალთან, ფერმერის უძველეს იარაღთან. ამ კეთილშობილი ლითონის ანარეკლი მთვარის შუქის მსგავსია, ამიტომ ალქიმიურ პერიოდში ვერცხლი მთვარის სიმბოლოდ იყო მითითებული.
ვერცხლი რუსეთში
ძველ რუსეთში ვერცხლის ზოდები სხვადასხვა ნივთების ღირებულების საზომი იყო. იმ შემთხვევებში, როდესაც ვაჭრობის რომელიმე საგანი მისგან ყველაზე ნაკლები ბარი ღირდანივთის მითითებული ღირებულების შესაბამისი ნაწილის ამოჭრა. ამ ნაწილებს ეწოდა "რუბლი", სწორედ მათგან გაჩნდა რუსეთში მიღებული ფულადი ერთეულის სახელი - რუბლი..
ჯერ კიდევ ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 2500 წელს ეგვიპტელი მეომრები ვერცხლს იყენებდნენ საბრძოლო ჭრილობების სამკურნალოდ. ვერცხლის თხელი თეფშები დადეს და ჭრილობები სწრაფად შეხორცდა. რუსეთის მართლმადიდებლურ ეკლესიაში მრევლისთვის წმინდა წყალი მხოლოდ ვერცხლის ჭურჭელში ინახებოდა. გასული საუკუნის შუა ხანებიდან გამოჩნდა ისეთი ინდუსტრიები, როგორიცაა ფოტოგრაფია, ელექტროინჟინერია, რადიოელექტრონიკა, რამაც გამოიწვია ვერცხლის მოთხოვნის მკვეთრი ზრდა, ფულის მიმოქცევიდან მისი გაყვანა.
მაღალი ელექტროგამტარობა, კარგი ელასტიურობა, დაბალი დნობის წერტილი, ვერცხლის დაბალი ქიმიური აქტივობა ასევე დაინტერესებულია რადიო ინჟინრებით.
თვისებების დახასიათება
ვერცხლის მიღების ყველა მეთოდი დაფუძნებულია მის თვისებებზე. ეს არის თეთრი ლითონი, პრაქტიკულად უცვლელი ატმოსფერული ჟანგბადით ოთახის ტემპერატურაზე. ჰაერში წყალბადის სულფიდის არსებობის გამო, ის საბოლოოდ დაფარულია ვერცხლის სულფიდის მუქი საფარით Ag2S. ამოიღეთ ეს ნაერთი ვერცხლის პროდუქტის ზედაპირიდან მექანიკურად, საწმენდი პასტების ან თხელი კბილის ფხვნილის გამოყენებით.
ვერცხლი საკმაოდ მდგრადია წყლის მიმართ. მარილმჟავა, ისევე როგორც განზავებული გოგირდის მჟავა და აკვა რეგია არ მოქმედებს მასზე, ვინაიდან მისი ქლორიდის AgCl დამცავი გარსი წარმოიქმნება ლითონის ზედაპირზე.
ვერცხლის ნიტრატის მიღება ემყარება ლითონის შეღწევის უნარსრეაქცია აზოტის მჟავასთან. მისი კონცენტრაციიდან გამომდინარე, ვერცხლის გარდა, რეაქციის პროდუქტები შეიძლება შეიცავდეს აზოტის ოქსიდებს (2 ან 4).
ვერცხლის ოქსიდის მიღება ხდება ვერცხლის ნიტრატში ტუტე ხსნარის დამატებით. მიღებული ნაერთი მუქი ყავისფერია.
აპლიკაციები
მისი ფიზიკური და მექანიკური თვისებების გამო, ეს არის ვერცხლი, რომელიც გამოიყენება რადიო კომპონენტების დასაფარად, ელექტროგამტარობისა და კოროზიის წინააღმდეგობის გაზრდის მიზნით. მეტალის ვერცხლი გამოიყენება ვერცხლის ელექტროდების წარმოებაში სხვადასხვა ტიპის თანამედროვე ბატარეებისთვის. ელექტროლიტური ვერცხლის და ნიკელის მოოქროვების საკითხებს დიდი ხნის განმავლობაში ამუშავებდნენ ელექტრული დარგის სპეციალისტები: A. F. და P. F. სიმონენკო, A. P. საპოჟნიკოვი და სხვები ი.მ. ფედოროვსკიმ საფარების ანტიკოროზიული წინააღმდეგობის საკითხი ლაბორატორიიდან სამრეწველო წარმოებაში გადაიტანა. ვერცხლის ნაერთები (AgBr, AgCl, AgI) გამოიყენება ფილმისა და ფოტომასალის წარმოებისთვის.
მარილების ხსნარების ელექტროლიზი
განვიხილოთ ვერცხლის წარმოება მისი მარილების ელექტროლიზით. აწყობილია ელექტრული წრე, რომელშიც გალვანური მშრალი უჯრედი მოქმედებს როგორც დენის წყარო. მაქსიმალური დენი წრეში არ უნდა აღემატებოდეს 0,01 ა-ს. მშრალი ბატარეის (4,5 ვ) გამოყენებისას დენი შემოიფარგლება გამტარის დამატებით, რომლის წინააღმდეგობა არ აღემატება 1000 ohms-ს.
ნებისმიერი შუშის ჭურჭელი შეიძლება იყოს აბაზანის სახით მოვერცხლის პროცესისთვის. აბაზანის ანოდი არის ლითონის ფირფიტა 1 მმ სისქით და ოდნავ უფრო დიდი ფართობით,ვიდრე თავად ნაწილი. ანოდური საფარისთვის არჩეულია ვერცხლი. ლაპის ხსნარი მოქმედებს როგორც სამუშაო ხსნარი (ელექტროლიტი) ვერცხლის მისაღებად. დავერცხლისთვის აბაზანაში ჩასვლამდე აუცილებელია ნაწილის ცხიმის გაწმენდა და გაპრიალება, შემდეგ კბილის პასტით გაწმენდა.
ცხიმის მოცილების შემდეგ ირეცხება გამდინარე წყლით. სრული ცვენის შეფასება შესაძლებელია ნაწილის მთლიანი ზედაპირის წყლით ერთგვაროვანი დასველებით. რეცხვისას გამოიყენეთ პინცეტი ისე, რომ ნაწილზე ცხიმიანი ანაბეჭდები არ დარჩეს. დაბანისთანავე ნაწილს ამაგრებენ მავთულზე და ათავსებენ აბაზანაში. ვერცხლის წარმოების დრო ვერცხლის ანოდით არის 30 - 40 წუთი.
თუ ანოდად არჩეულია უჟანგავი ფოლადი, მაშინ პროცესის სიჩქარე იცვლება. ნიტრატიდან ვერცხლის მიღება იქნება 30 წუთი.
აბაზანიდან ამოღებული ნივთი კარგად გარეცხილია, აშრობს, პრიალდება ბზინვარებამდე. მუქი ვერცხლის დეპოზიტის წარმოქმნით, დენი მცირდება, ამისათვის დაკავშირებულია დამატებითი წინააღმდეგობა. ეს შესაძლებელს ხდის ელექტროქიმიური მეთოდით ვერცხლის მიღების ხარისხის გაუმჯობესებას. ელექტროლიზის პროცესის დროს საფარის ერთგვაროვნებისთვის, ნაწილი პერიოდულად ბრუნავს. ლითონი შეგიძლიათ შეიტანოთ სპილენძზე, ფოლადზე, ბრინჯაოზე.
პროცესის ქიმია
რა პროცესები უკავშირდება ვერცხლის მიღებას? რეაქციები ეფუძნება ლითონის მდებარეობას წყალბადის შემდეგ მთელ რიგ სტანდარტულ ელექტროდულ პოტენციალებში. კათოდზე ვერცხლის კათიონები მისი ნიტრატიდან სუფთა ლითონამდე დაიყვანება. ანოდზე წყალი იჟანგება, რასაც თან ახლავს აირის წარმოქმნაჟანგბადი, ვინაიდან ლაპისი წარმოიქმნება ჟანგბადის შემცველი მჟავით. ელექტროლიზის საერთო განტოლება ასეთია:
4Ag NO3 + 2H2O ელექტროლიზი 4Ag + O 2 + 4HNO3
ლაბორატორიული მიღება
სამუშაო ხსნარი (ელექტროლიტი) შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფიქსატორი, რომელიც შეიცავს ვერცხლის კატიონებს. ამ ლითონის ჰალოიდები ქმნიან კომპლექსურ მარილების სერიას თიოსულფატთან ერთად. ელექტროლიზის დროს კათოდზე გამოიყოფა ვერცხლი - ლითონი. ანალოგიური გზით მის მიღებას თან ახლავს გოგირდის გამოყოფა, რაც იწვევს მის ზედაპირზე ვერცხლის სულფიდის თხელი შავი ფენის გაჩენას.
მოპოვება და აღმოჩენა
ვერცხლის მოპოვების პირველი ნახსენები დაკავშირებულია საბადოებთან, რომლებიც აღმოაჩინეს ფინიკიელებმა კვიპროსში, სარდინიაში, ესპანეთში, სომხეთში. ლითონი მათში იყო გოგირდთან, ქლორთან, დარიშხანთან ერთად. ასევე შესაძლებელი იყო შთამბეჭდავი ზომის მშობლიური ვერცხლის აღმოჩენა. მაგალითად, ყველაზე დიდი ვერცხლის ნაგლეჯი არის ნიმუში, რომლის წონაა ცამეტნახევარი ტონა. ნატურალური ნუგბარი გამდნარი ტყვიით გაწმენდისას მიიღეს დუნიანი ლითონი. ძველ საბერძნეთში მას ეწოდებოდა ელექტრონი, რაც ითვალისწინებდა მის შესანიშნავ ელექტროგამტარ თვისებებს.
ამჟამად, მეტალის ვერცხლის მკვრივი ფენა წარმოიქმნება ელექტროლიზით. როგორც ელექტროლიტი, გამოიყენება არა მხოლოდ ნიტრატი, არამედ ციანიდები. ვერცხლის სპილენძისგან გამოყოფა ხორციელდება ელექტროლიზის ჩატარებით ცივი ხსნარიდან, რომელიც შეიცავს დაახლოებითერთი პროცენტი გოგირდის მჟავა, 2-3% კალიუმის პერსულფატი. დაახლოებით 20 მგ ლითონის გამოყოფა შესაძლებელია სპილენძისგან 20 წუთში დაახლოებით 2 ვ ძაბვის გამოყენებით.
ელექტროლიზის პროცესში ხსნარში უნდა დარჩეს კალიუმის პერსულფატის ჭარბი რაოდენობა. ასევე ამ ლითონების გამოყოფის ვარიანტებს შორის შეიძლება განიხილოს მდუღარე ძმარმჟავას ნარევის ელექტროლიზი. ამჟამად გამოიყენება მეთოდები, რომლებიც მოიცავს კომპლექსური საშუალებების გამოყენებას. ხსნარში, რომელიც შეიცავს ეთილენდიამინტეტრაძმარმჟავას (EDTA) იონს მჟავე გარემოში, ვერცხლი 25 წუთში აგროვებს. იგი გამოყოფილია ფირფიტიდან ელექტროლიტური დეპონირების გზით 2,5-3 საათის განმავლობაში.
ვერცხლი გამოიყოფა ბისმუტისა და ალუმინისგან აზოტის მჟავას ხსნარის ელექტროლიზით მისი ნარევის სპილენძთან გამოყოფის მსგავს პირობებში.
დასკვნა
გაითვალისწინეთ, რომ ვერცხლის აცეტილენიდის წარმოება არის თვისებრივი რეაქცია ორგანულ ქიმიაში აცეტილენისა და სხვა ალკინების არსებობაზე ნარევში, რომელშიც სამმაგი ბმა მდებარეობს პირველ პოზიციაზე. სამრეწველო მასშტაბით, ვერცხლი გამოიყენება ელექტრო და მეტალურგიულ მრეწველობაში. ეს არის არგენიტის (ვერცხლის სულფიდი) შემცველი რთული ლითონის სულფიდების დამუშავების გვერდითი პროდუქტი.
პირმეტალურგიული დამუშავების პროცესში თუთიის, სპილენძის, ვერცხლის პოლიმეტალური სულფიდების პირომეტალურგიული დამუშავების პროცესში გამოიყოფა ვერცხლის შემცველი ნაერთების სახით ძირითადი ლითონებთან ერთად. გამდიდრების მიზნითვერცხლის შემცველი ტყვიის სუფთა ვერცხლი, გამოიყენეთ Parkes ან Pattison პროცესი. მეორე მეთოდი ეფუძნება გამდნარი ტყვიის გაციებას, რომელიც შეიცავს ვერცხლს. ლითონებს აქვთ დნობის სხვადასხვა წერტილი, ამიტომ ისინი მონაცვლეობით ილექება და გამოირჩევიან ხსნარისგან. პატისონმა შესთავაზა დარჩენილი სითხის დაჟანგვა ჰაერის ნაკადში. პროცესს თან ახლდა ტყვიის ორვალენტიანი ოქსიდის წარმოქმნა, რომელიც ამოღებულია და დნობის სახით დარჩენილი ვერცხლი გაწმენდილია მინარევებისაგან.
ძველ საბერძნეთშიც კი გამოიყენებოდა ვერცხლის კუპელაციით მიღების მეთოდი.
ეს ტექნოლოგია კვლავ გამოიყენება ინდუსტრიაში. მეთოდი ეფუძნება გამდნარი ტყვიის უნარს დაჟანგდეს ატმოსფერული ჟანგბადით.
