Քննարկենք արծաթի ստացման որոշ ուղիներ, ինչպես նաև անդրադառնանք նրա ֆիզիկական և քիմիական հատկություններին: Այս մետաղը մարդկանց գրավել է հնագույն ժամանակներից։ Արծաթն իր անունը պարտական է սանսկրիտ «argenta» բառին, որը թարգմանվում է որպես «լույս»: «argenta» բառից առաջացել է լատիներեն «argentum»:
Հետաքրքիր փաստեր ծագման մասին
Այս խորհրդավոր մետաղի ծագման մասին բազմաթիվ վարկածներ կան։ Դրանք բոլորը կապված են հին աշխարհի հետ։ Օրինակ՝ հին Հնդկաստանում արծաթը կապված էր Լուսնի և Մանգաղի հետ՝ ֆերմերի ամենահին գործիքը: Այս ազնիվ մետաղի արտացոլումը նման է լուսնի լույսին, հետևաբար ալքիմիական ժամանակաշրջանում արծաթը նշանակվել է որպես լուսնի խորհրդանիշ։
Արծաթ Ռուսաստանում
Հին Ռուսաստանում արծաթե ձուլակտորները չափում էին տարբեր իրերի արժեքը: Այն դեպքերում, երբ առևտրի որոշ ապրանքներ արժեն ամենաքիչը՝ դրանիցկտրել իրի նշված արժեքին համապատասխան մաս. Այս մասերը կոչվում էին «ռուբլի», հենց դրանցից էլ առաջացավ Ռուսաստանում ընդունված դրամական միավորի անվանումը՝ ռուբլի։։
Դեռևս մ.թ.ա 2500 թվականին եգիպտացի մարտիկները արծաթն օգտագործում էին մարտական վերքերը բուժելու համար: Դրանց վրա արծաթյա բարակ թիթեղներ դրեցին, և վերքերը արագ լավացան։ Ռուս ուղղափառ եկեղեցում ծխականների համար սուրբ ջուրը պահվում էր միայն արծաթե անոթների մեջ։ Անցյալ դարի կեսերից ի վեր ի հայտ եկան այնպիսի ոլորտներ, ինչպիսիք են լուսանկարչությունը, էլեկտրատեխնիկան, ռադիոէլեկտրոնիկա, ինչը հանգեցրեց արծաթի պահանջարկի կտրուկ աճին, դրամական շրջանառությունից դրա դուրսբերմանը։
Բարձր էլեկտրական հաղորդունակություն, լավ ճկունություն, ցածր հալման կետ, արծաթի ցածր քիմիական ակտիվություն, որը նույնպես հետաքրքրում է ռադիոճարտարագետներին:
Հատկությունների բնութագրում
Արծաթի ստացման բոլոր եղանակները հիմնված են նրա հատկությունների վրա: Այն սպիտակ մետաղ է, որը գործնականում չի փոխվում մթնոլորտային թթվածնի կողմից սենյակային ջերմաստիճանում։ Օդում ջրածնի սուլֆիդի առկայության պատճառով այն ի վերջո ծածկվում է արծաթի սուլֆիդի Ag2S մուգ ծածկով: Հեռացրեք այս միացությունը արծաթե արտադրանքի մակերեսից մեխանիկորեն՝ օգտագործելով մաքրող մածուկներ կամ նուրբ ատամի փոշի:
Արծաթը բավականին դիմացկուն է ջրի նկատմամբ։ Աղաթթուն, ինչպես նաև նոսր ծծմբաթթուն և ջրային ռեգիան չեն ազդում դրա վրա, քանի որ դրա քլորիդ AgCl-ից պաշտպանիչ թաղանթ է գոյանում մետաղի մակերեսին։
Արծաթի նիտրատ ստանալը հիմնված է մետաղի մեջ մտնելու ունակության վրա.ռեակցիա ազոտաթթվի հետ. Կախված դրա կոնցենտրացիայից, բացի արծաթից, ռեակցիայի արտադրանքը կարող է պարունակել ազոտի օքսիդներ (2 կամ 4):
Արծաթի օքսիդի ստացումն իրականացվում է արծաթի նիտրատին ալկալային լուծույթ ավելացնելով։ Ստացված միացությունը մուգ շագանակագույն է։
Դիմումներ
Իր ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների շնորհիվ դա արծաթն է, որն օգտագործվում է ռադիո բաղադրիչները ծածկելու համար էլեկտրական հաղորդունակությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը բարձրացնելու համար: Մետաղական արծաթը օգտագործվում է տարբեր տեսակի ժամանակակից մարտկոցների համար արծաթե էլեկտրոդների արտադրության մեջ: Էլեկտրոլիտային արծաթապատման և նիկելապատման հարցերով երկար ժամանակ զբաղվել են էլեկտրապատման ոլորտի մասնագետներ՝ Ա. Ֆ. և Պ. Ֆ. Սիմոնենկոն, Ա. Պ. Սապոժնիկովը և ուրիշներ Ի. Մ. Ֆեդորովսկին ծածկույթների հակակոռոզիոն դիմադրության հարցը լաբորատորիայից տեղափոխեց արդյունաբերական արտադրություն։ Արծաթի միացությունները (AgBr, AgCl, AgI) օգտագործվում են ֆիլմերի և լուսանկարչական նյութերի արտադրության համար։
Աղային լուծույթների էլեկտրոլիզ
Դիտարկենք արծաթի արտադրությունը նրա աղերի էլեկտրոլիզի միջոցով: Հավաքվում է էլեկտրական միացում, որի մեջ որպես հոսանքի աղբյուր հանդես է գալիս գալվանական չոր բջիջը: Շղթայում առավելագույն հոսանքը չպետք է գերազանցի 0,01 Ա-ը: Չոր մարտկոց (4,5 Վ) օգտագործելիս հոսանքը սահմանափակվում է 1000 ohms-ից ոչ ավելի դիմադրությամբ հաղորդիչ ավելացնելով:
Ցանկացած ապակե անոթ կարող է ծառայել որպես լոգանք արծաթապատման գործընթացի համար։ Լոգանքի անոդը մետաղյա ափսե է 1 մմ հաստությամբ և մի փոքր ավելի մեծ տարածքով,քան ինքնին մասը: Անոդային ծածկույթի համար ընտրված է արծաթը: Լապիսի լուծույթը գործում է որպես աշխատանքային լուծույթ (էլեկտրոլիտ) արծաթ ստանալու համար։ Արծաթապատման համար լոգարան իջեցնելուց առաջ անհրաժեշտ է յուղազերծել և փայլեցնել հատվածը, այնուհետև սրբել ատամի մածուկով։
Ճարպը հեռացնելուց հետո այն լվանում են հոսող ջրով։ Ամբողջական յուղազերծումը կարելի է դատել մասի ամբողջ մակերեսը ջրով միատեսակ թրջելով: Լվացվելիս օգտագործեք պինցետ, որպեսզի հատվածի վրա յուղոտ մատնահետքեր չմնան։ Լվացվելուց անմիջապես հետո հատվածը ամրացվում է մետաղալարի վրա և տեղադրվում լոգարանում։ Արծաթի արտադրության ժամանակը արծաթե անոդով 30 - 40 րոպե է։
Եթե որպես անոդ ընտրվում է չժանգոտվող պողպատը, ապա գործընթացի արագությունը փոխվում է: Նիտրատից արծաթ ստանալը կկազմի 30 րոպե։
Լոգանքից հանված իրը մանրակրկիտ լվանում է, չորացնում, փայլեցնում է փայլը: Մուգ արծաթե ավանդի ձևավորմամբ հոսանքը նվազում է, դրա համար միացված է լրացուցիչ դիմադրություն: Սա հնարավորություն է տալիս բարելավել էլեկտրաքիմիական մեթոդով արծաթի ստացման որակը։ Էլեկտրոլիզի գործընթացում ծածկույթի միատեսակության համար հատվածը պարբերաբար պտտվում է: Դուք կարող եք մետաղ դնել արույրի, պողպատի, բրոնզի վրա:
Գործընթացի քիմիա
Որո՞նք են արծաթի ստացման հետ կապված գործընթացները: Ռեակցիաները հիմնված են մի շարք ստանդարտ էլեկտրոդների պոտենցիալներում ջրածնից հետո մետաղի գտնվելու վայրի վրա: Կաթոդում արծաթի կատիոնները նիտրատից վերածվելու են մաքուր մետաղի: Անոդում ջուրը օքսիդանում է, ուղեկցվում է գազային գոյացմամբթթվածին, քանի որ լապիսը ձևավորվում է թթվածին պարունակող թթվով: Էլեկտրոլիզի ընդհանուր հավասարումը հետևյալն է.
4Ag NO3 + 2H2O էլեկտրոլիզ 4Ag + O 2 + 4HNO3
Լաբորատոր ստացում
Աշխատանքային լուծույթը (էլեկտրոլիտը) կարող է օգտագործվել ֆիքսատոր, որը պարունակում է արծաթի կատիոններ։ Այս մետաղի հալոգենիդները թիոսուլֆատի հետ կազմում են մի շարք բարդ աղեր։ Էլեկտրոլիզի ժամանակ կաթոդում արծաթ է արտազատվում՝ մետաղ։ Նմանատիպ եղանակով այն ստանալն ուղեկցվում է ծծմբի արտազատմամբ, ինչը հանգեցնում է դրա մակերեսի վրա արծաթի սուլֆիդի բարակ սև շերտի առաջացմանը։
Արտահանում և բացահայտում
Արծաթի արդյունահանման մասին առաջին հիշատակումը կապված է հանքավայրերի հետ, որոնք հայտնաբերել են փյունիկեցիները Կիպրոսում, Սարդինիայում, Իսպանիայում, Հայաստանում: Դրանցում մետաղը առկա է եղել ծծմբի, քլորի, մկնդեղի հետ միասին։ Հնարավոր է եղել հայտնաբերել նաև տպավորիչ չափի բնիկ արծաթ։ Օրինակ, ամենամեծ արծաթե բեկորը տասներեք ու կես տոննա կշռող նմուշ է: Հալած կապարով բնական նագեթները մաքրելիս ձեռք է բերվել ձանձրալի մետաղ։ Հին Հունաստանում այն կոչվում էր Էլեկտրոն՝ կանխատեսելով նրա հիանալի էլեկտրական հաղորդիչ հատկությունները:
Ներկայումս էլեկտրոլիզով արտադրվում է մետաղական արծաթի խիտ շերտ: Որպես էլեկտրոլիտ օգտագործվում է ոչ միայն նիտրատ, այլև ցիանիդներ։ Արծաթի պղնձից անջատումն իրականացվում է սառը լուծույթից էլեկտրոլիզ կատարելով, որը պարունակում է մոտ.մեկ տոկոս ծծմբաթթու, 2-3% կալիումի պերսուլֆատ: Մոտ 20 մգ մետաղ կարելի է առանձնացնել պղնձից 20 րոպեում մոտ 2 Վ լարման միջոցով։
Էլեկտրոլիզի գործընթացում լուծույթում պետք է մնա կալիումի պերսուլֆատի ավելցուկ: Նաև այս մետաղների տարանջատման տարբերակներից կարելի է դիտարկել եռացող քացախաթթվի խառնուրդի էլեկտրոլիզը։ Ներկայումս օգտագործվում են մեթոդներ, որոնք ներառում են կոմպլեքսատորների օգտագործումը: Լուծույթում, որը պարունակում է էթիլենդիամինետրաքացախաթթվի (EDTA) իոն թթվային միջավայրում, արծաթը նստում է 25 րոպեում։ Այն 2,5-3 ժամ էլեկտրոլիտիկ նստվածքով անջատվում է թիթեղից։
Արծաթը բիսմութից և ալյումինից առանձնացվում է ազոտաթթվի լուծույթի էլեկտրոլիզի միջոցով՝ իր խառնուրդը պղնձի հետ բաժանելուն նման պայմաններում։
Եզրակացություն
Նշենք, որ արծաթի ացետիլենիդի արտադրությունը օրգանական քիմիայում որակական ռեակցիա է խառնուրդում ացետիլենի և այլ ալկինների առկայությանը, որոնցում եռակի կապը գտնվում է առաջին դիրքում: Արդյունաբերական մասշտաբով արծաթը օգտագործվում է էլեկտրական և մետաղագործական արդյունաբերության մեջ։ Արգենիտ (արծաթի սուլֆիդ) պարունակող բարդ մետաղների սուլֆիդների վերամշակման կողմնակի արտադրանք է։
Պիրոմետալուրգիական մշակման գործընթացում ցինկի, պղնձի, արծաթի բազմամետաղային սուլֆիդները արդյունահանվում են հիմնական մետաղների հետ միասին՝ որպես արծաթ պարունակող միացություններ։ Հարստացնելու նպատակովմաքուր արծաթ արծաթ պարունակող կապար, օգտագործեք Parkes կամ Pattison գործընթացը: Երկրորդ մեթոդը հիմնված է հալած կապարի սառեցման վրա, որը պարունակում է արծաթ։ Մետաղներն ունեն տարբեր հալման կետեր, այդ պատճառով նրանք հերթով նստում են և առանձնանում լուծույթից: Պատիսսոնն առաջարկեց մնացած հեղուկը ենթարկել օքսիդացման օդային հոսքի մեջ: Գործընթացն ուղեկցվել է երկվալենտ կապարի օքսիդի առաջացմամբ, որը հեռացվել է, իսկ հալած վիճակում մնացած արծաթը մաքրվել է կեղտից։
Նույնիսկ Հին Հունաստանում օգտագործվում էր գավաթի միջոցով արծաթ ստանալու եղանակը։
Այս տեխնոլոգիան դեռ օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ: Մեթոդը հիմնված է հալած կապարի՝ մթնոլորտային թթվածնով օքսիդանալու ունակության վրա։
