Srebro

Srebro,  ₄₇Ag

Srebro u periodnom sistemu
↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Srebro, Ag, 47
Serija	Prelazni metali
Grupa, Perioda, Blok	11, 5, d
Izgled	bijeli sjajni metal
Zastupljenost	7,9 • 10-6 %
Atomske osobine
Atomska masa	107,8682 u
Atomski radijus (izračunat)	160 (165) pm
Kovalentni radijus	153 pm
Van der Waalsov radijus	172 pm
Elektronska konfiguracija	[Kr] 4d105s1
Broj elektrona u energetskom nivou	2, 8, 18, 18, 1
Izlazni rad	4,26 eV
1. energija ionizacije	731,0 kJ/mol
2. energija ionizacije	2070 kJ/mol
3. energija ionizacije	3361 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	čvrsto
Mohsova skala tvrdoće	2,5 - 3
Kristalna struktura	kubna plošno centrirana
Gustoća	10490 kg/m3
Magnetizam	dijamagnetičan
Tačka topljenja	1234,93 K (961,78 °C)
Tačka ključanja	2483 K (2210 °C)
Molarni volumen	10,27 · 10−6 m3/mol
Toplota isparavanja	254 kJ/mol
Toplota topljenja	11,3 kJ/mol
Pritisak pare	0,34 Pa pri 1234 K
Brzina zvuka	2600 m/s pri 293,15 K
Specifična toplota	235 J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost	61,35 · 106 S/m
Toplotna provodljivost	430 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	+1, +2, +3
Oksid	Ag2O, Ag2O2
Elektrodni potencijal	0,7991 V (Ag+ + e− → Ag)
Elektronegativnost	1,93 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR 105Ag sin 41,29 d ε 1,346 105Pd 106Ag sin 23,96 min ε 2,965 106Pd β- 0,195 106Cd 107Ag 51,839 % Stabilan 108Ag sin 2,37 min ε 1,649 108Cd ε 1,918 108Pd 109Ag 48,161 % Stabilan 110Ag sin 24,6 s β- 2,892 110Cd ε 0,893 110Pd 111Ag sin 7,45 d β- 1,037 111Cd
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja Simbol nepoznat
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: nema oznaka upozorenja R S: nema oznake upozorenja S
Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

Srebro (latinski: argentum) jeste hemijski element sa hemijskim simbolom Ag i atomskim brojem 47. Ubraja se u prelazne metale, u periodnom sistemu elemenata nalazi se u 5. periodi i prvoj sporednoj grupi (grupa 11) odnosno grupi bakra. Simbol elementa se izvodi iz latinske riječi argentum - srebro. Ubraja se u plemenite metale.

Ono je mehki, duktilni teški metal, vrlo lahko se oblikuje i ima najvišu specifičnu električnu provodljivost među svim hemijskim elementima kao i najvišu toplotnu provodljivost među svim metalima. Samo helij u obliku supratekućine, nemetalne kristalne forme ugljika (dijamant, grafen, grafenu slični grafit, ugljične nanocijevi) i bor-nitridi imaju bolju toplotnu provodljivost.

Historija

Ljudi su počeli obrađivati srebro od 5. milenija p.n.e. Postoje brojni dokazi da su ga upotrebljavali Asirci, Goti, antički Grci i Rimljani, stari Egipćani i Germani. U nekim periodima bilo je više vrijedno od zlata. Srebro se načešće dobijalo iz rudnika, poput Lauriona, oko 50 km južno od Atine. Kod starih Egipćana, srebro je bilo poznato kao mjesečev metal.

U srednjem vijeku i ranom novom vijeku u Centralnoj Evropi otkrivena su značajna nalazišta rude srebra u Njemačkoj (na planini Harz, u okrugu Waldeck-Frankenberg kod Goddelsheima i Dorfittera, na Donnersbergu, u Tiringenskoj šumi, Saksoniji, južnom Schwarzwaldu) Češkoj (Kutná Hora) i Slovačkoj. Osim tih mjesta, velike zalihe rude srebra pronađene su kod Kongsberga u Norveškoj. Najveći proizvođač srebra u srednjem vijeku bio je gradić Schwaz u današnjoj Austriji. Iz okoline tog grada dobijalo se gotovo 80% tadašnje evropske proizvodnje ovog metala. Nakon što su Španci otkrili Novi svijet, preuzeli su primat na tržištu srebra, dovozeći enormne količine srebra iz Latinske Amerike. U 16. vijeku i Japan je bio je jedan od većih izvoznika srebra. Zbog povećane ponude srebra u Evropi, naglo je pala njegova tržišna cijena. Od 1870. godine kao standard vrijednosti valuta sve više se postavljalo zlato (zlatni standard), jer je srebro sve više gubilo svoju ekonomsku vrijednost. Odnos od oko 1:14 nakon nekog vremena pao je na 1:100, da bi kasnije nešto porastao. U januaru 2018. odnos cijena zlata i srebra iznosio je oko 1:78. Danas je ponuda srebra dosta ovisna o potrošnji i količini proizvodnje mnogih drugih metala.

Sredinom 19. vijeka razvijena je metoda proizvodnje nehrđajućeg čelika, kojim je zbog svoje niske cijene i lahkoće upotrebe nakon Prvog svjetskog rata potisnuo srebro iz mnogih industrijskih grana, kao što su kuhinjske plate za posluživanje, pribor za jelo, kućanski aparati i slično. Nasuprot tome, upotreba srebra je porasla tokom cijelog 20. vijeka u oblasti fotografije i fotohemije, koje su koristile soli srebra, ali je tokom 1990tih i ta grana značajno opala zbog prelaska na digitalnu fotografiju.

Srebro se i dalje značajno koristi u oblasti elektrike i elektrotehnike, kao i kontrole mikroorganizama. Smatra se da će i u bliskoj budućnosti upotreba srebra u RFID čipovima značajno rasti, jer se antene za emitovanje ovih čipova izrađuju od srebra. Također od srebra se danas izrađuju gornje površine solarnih ćelija. Time se još uvijek povećava potražnja za srebrom u svijetu.

Osobine

Fizičke

Srebro je svijetli sjajni plemeniti metal. Kao metal se kristalizira u kubičnom-plošno centriranom kristalnom sistemu. Pri normalnom atmosferskom pritisku, njegova tačka topljenja iznosi 961 °C, a tačka ključanja 2212 °C. Međutim, srebro već iznad 700 °C, iako je i dalje u čvrstom stanju, pokazuje značajan pritisak pare. Ono isparava dajući jednoatomnu plavkastu paru. Plemeniti metal ima gustoću od 10,49 g/cm³ (na 20 °C) i pripada teškim metalima, kao i svi drugi plemeniti metali.

Srebro ima metalni sjaj. Svjež, neoksidirani, poprečno presječeni komad srebra ima najveću refleksiju svjetlosti od svih metala, tako pripremljeno srebro može reflektirati preko 99,5% vidljive svjetlosti. Kao najsvjetliji od svih metala koji se koriste najčešće se koristi za izradu ogledala. Srebreni premaz ima nešto siviju nijansu bijele. Što su manja zrnca kristala, to je boja sve tamnija. Kada se kristali srebra isitne do mikroskopski malih čestica, dobijaju gotovo crnu boju. Spektar refleksije pokazuje značajan pomak blizu dužine ultraljubičastog zračenja.

Srebro najbolje provodi toplotu i elektricitet od svih metala. Zbog svoje mehkoće i lahkog izvlačenja (po Mohsovoj skali tvrdoće 2,5 do 4), srebro se može izvuči ili iskovati do najfinijih, plavo-zelenih folija debljine do 0,002 - 0,003 mm. Od 0,1g od 1g srebra moguće je izvuči gotovo 2 km dugu tanku srebrenu žicu (filigransko srebro).

U istopljenom stanju, čisto srebro može iz zraka apsorbirati gotovo 20 puta veću količinu kisika, koji se pri otvrdnjavanju istopljenog srebra oslobađa, pri čemu se kida već formirana kora. Već malo legirano srebro ne pokazuje ovu osobinu.

Hemijske

Potamnjela srebrena kovanica od 5 Reichs maraka iz 1927. godine, zbog naslaga srebro-sulfida

Srebro spada u plemenite metale, a ima elektrodni potencijal od +0,7991 V. Iz tog razloga je relativno inertno. Također, pri višim temperaturama ono ne reagira sa kisikom iz zraka. Pošto je u zraku sadržana neznatna količina vodiksulfida H₂S, tokom vremena površina srebra potamni, jer elementarno srebro sa vodik sulfidom u prisustvu zraka daje srebro-sulfid (Ag₂S):

$\mathrm {4\ Ag\ +\ 2\ H_{2}S\ +\ O_{2}\rightarrow \ 2\ Ag_{2}S\ +\ 2\ H_{2}O}$.

Srebro se rastvara samo u oksidirajućim kiselinama, kao što je dušična kiselina. U neoksidirajućim kiselinama, srebro se ne rastvara. Također se rastvara u cijanidnim rastvorima u prisustvu kisika, dajući veoma stabilne srebrene cijanidne komplekse, zbog čega je elektrohemijski potencijal jako pomaknut. U koncentriranim sumpornoj i dušičnoj kiselini, srebro se rastvara samo pri povišenoj temperaturi, čime se stvara srebro-nitrat i srebro-sulfat koji pasiviziraju ostali dio srebra. Srebro je stabilno i u istopljenim alkalnim hidroksidima kao što je natrij hidroksid. U laboratoriji se zbog toga srebro koristi za držanje ovih otopina, umjesto tiglova od porcelana ili platine.

Biološko-medicinske

Srebro u praškastom, vrlo usitnjenom obliku djeluje baktericidno, ali i blago otrovno, a razloge treba tražiti u velikoj reaktivnoj površini isitnjenog srebra i nastajanju ogromne količine rastvorljivih iona srebra. U živim organizmima, ioni srebra po pravilu se vrlo brzo vežu za sumpor te se istalože iz krvotoka kao tamni, teško rastvorljivi srebro-sulfid. Djelovanje zavisi od površine. Ova osobina je korisna u medicini za prekrivanje rana kao naprimjer za invazivne aparata poput endotraheralnih cijevčica. Po pravilu srebro se koristi u medicini u antibakteriološke svrhe u medicinskim proizvodima kao pokrivajući sloj ili u koloidnom obliku, a odnedavno i kao nano-srebro. Ioni srebra su upotrebu pronašli kao sredstvo za dezinfekciju i kao sredstvo u liječenju otvorenih rana. Oni mogu reverzibilno inhibirati uzroke osjetljivosti na srebro nakon relativno dugog vremena, a i pored toga mogu djelovati bakteriostatički ili čak baktericidno. U tom slučaju govori se o oligodinamičkom efektu. U mnogim slučajevima, dodaju se i spojevi hlora, da bi se povećalo slabo djelovanje srebra.

Pri tome djeluju različiti mehanizmi djelovanja:

• Blokiranje enzima i onemogućavanje njihovog spajanja čime se ugrožavaju životno važne transportne funkcije u ćeliji,
• Uticaj na čvrstoću ćelijske strukture,
• Oštećenja strukture membrane.

Opisani efekti mogu izazvati i smrt ćelije.

Osim argirije, nepovratnog tamnjenja i sivila kože i sluzokože, kod akumuliranja velikih količina srebra u tijelu, može doći i do poteškoća u čulu okusa, preosjetljivosti čula mirisa kao i cerebralnih grčeva i napada. Sporno je i terapeutsko uzimanje koloidnog srebra, koje je posljednjih godina ponovno došao u fokus javnosti, a putem interneta i drugih komunikacijskih kanala se jako promovira. Reklamira se prvenstveno kao univerzalni antibiotik i trebao bi imati osobine liječenja drugih tegoba. Naučne studije o takvom djelovanju nisu provedene. Već u poređenju sa uobičajenim antibioticima, njegova peroralna primjena i djelovanje se dovodi u sumnju. Prema podacima Američke agencije za zaštitu okoline EPA, oralno uzeta količina srebra do 5 mikrograma dnevno po kilogramu tjelesne mase ne bi trebala predstavljati nikakvu opasnost po zdravlje čovjeka.

Mitološke

U mnogim narodnim predanjima, pričama i bajkama, srebro se smatra jedinim metalom kojim je u mogućnosti ubiti vukodlake i druga mitološka bića. Čak i u modernim naučno-fantastičnim romanima i filmovima često koristi taj motiv.

Rasprostranjenost

Vremenski trend proizvodnje srebra

Najznačajnija nalazišta srebra nalaze se u Sjevernoj Americi (Meksiko, Sjedinjene Američke Države i Kanada) i Južnoj Americi (Peru i Bolivija). Sa oko 30% ukupne svjetske proizvodnje 2009. godine Peru je bio najveći pojedinačni proizvođač srebra. Po zvaničnim podacima, Peru je tokom 2009. godine proizveo 5,7 miliona unci srebra, što je porast od 1,4% u odnosu na prethodnu godinu. U 2011. godini Meksiko je bio najveći proizvođač na svijetu sa oko 4.500 t srebra, dok je Kina u 2009. godini povećala proizvodnju za 3,57% u odnosu na 2008. godinu.

Najveći dio srebra se dobija iz ruda srebra, koje se često javljaju zajedno sa rudama olova, bakra i cinka, kao sulfidi i oksidi. Značajna nalazišta samorodnog srebra nalaze se na gorju Erzgebirge u Njemačkoj, Tirolu u Austriji, Kongsbergu u Norveškoj (gdje su pronađeni i veći kristali srebra), Sankt Andreasberg u gorju Harz u Njemačkoj, poluostrvu Keweenaw u SAD (gdje se nalazi samorodno zajedno sa bakrom), u Batopilas u Meksiku i drugim mjestima.

Od početka 20. vijeka do kraja Drugog svjetskog rata svjetska godišnja proizvodnja srebra je bila varijabilna ali je ostala prilično konstantna. Nakon Drugog svjetskog rata do danas svjetska proizvodnja se više nego udvostručila.

Dobijanje

Iz rude srebra

Oko 20% svjetske proizvodnje srebra se dobija iz njegove rude. Iz nje se srebro izdvaja u cijanidnom procesu pomoću 0,1%-tnog rastvora natrij-cijanida. Prije toga se ruda srebra usitni, samelje do sitnog praha. Naposlijetku se dodaje rastvor natrij cijanida. U tom procesu važna je ventilacija mjesta na kojem se odvija, jer su za ovaj proces neophodne velike količine kisika.

Pri dodavaju natrij-cijanida u rastvor se izdvaja elementarno srebro kao i srebrena ruda (Ag₂S, AgCl) u vidu dicijanoargentata(I) [Ag(CN)₂]⁻:

$\mathrm {2\ Ag+H_{2}O+\ ^{1}/_{2}\ O_{2}+4\ NaCN\rightarrow \ 2\ Na[Ag(CN)_{2}]\ +\ 2\ NaOH}$,

$\mathrm {Ag_{2}S\ +4\ NaCN\rightarrow \ 2\ Na[Ag(CN)_{2}]\ +\ Na_{2}S}$,

$\mathrm {AgCl\ +2\ NaCN\rightarrow \ Na[Ag(CN)_{2}]\ +\ NaCl}$.

Da bi reakcija natrij cijanida sa srebro sulfidom bila u ravnoteži, mora se ukloniti natrij sulfid bilo oksidacijom sa kisikom ili putem taloženja (naprimjer kao olovo sulfid). Na kraju se istaloži čisto srebro sa cinkom, slično kao i kod proizvodnje zlata:

$\mathrm {2\ Na[Ag(CN)_{2}]\ +Zn\rightarrow \ Na_{2}[Zn(CN)_{4}]+\ 2\ Ag}$.

Dobijeno sirovo srebro (radno srebro) se dalje prerađuje i čisti (rafiniranjem).

Iz rude olova

Kod dobijanja srebra iz rude olova kao što je galenit, nakon prženja i reduciranja rude nastaje takozvano sirovo olovo ili radno olovo. Ono sadrži primjese uglavnom srebra (između 0,01 i 1%). U narednom koraku plemeniti metal se uklanja te se dobija kao vrlo vrijedni sporedni proizvod.

Prije početka proizvodnje potrebno je srebro odvojiti od većeg dijela olova. To se događa procesom koji se naziva Parkesov proces (po Alexander Parkesu, koji ga je razvio 1842. godine). Proces se zasniva na različitim osobinama rastvorljivosti srebra i olova u cinku. Na temperaturi od oko 400 °C olovo (tečno) i cink (čvrsto) se praktično ne miješaju. Zatim se pri temperaturama preko 400 °C istopljenom olovu dodaje cink. Poslije toga se mješavina hladi. Pošto je srebro lahko rastvorljivo u istopljenom cinku, ono prelazi preko cinkove faze. Na kraju istopljeni cink otvrdne u takozvanu cinkovu pjenu (mješavina kristala cinka i srebra). Time se srebro najvećim dijelom odvojiti od olova. Ova cinkova pjena se također naziva i osiromašeno olovo. Zatim se ono zagrijava do tačke topljenja olova (327 °C) , tako da se i preostali dio olova istopi i ukloni. Poslije toga se preostala smjesa srebra i cinka zagrijava do tačke topljenja cinka (908 °C) kada se cink izdestilira. Tako dobijeni proizvod se naziva obogaćeno olovo, a sadrži 8-12% srebra.

Da bi se srebro dalje obogatilo, potrebno je izvršiti čišćenje mješavine. Zbog toga se obogaćeno olovo stavlja u peć i topi. Pri tome se kroz istopljenu smjesu provodi mlaz zraka. To dovodi do oksidiranja olova na olovo(II) oksid, a srebro kao plemeniti metal se ne mijenja. Olovo oksid se odmah uklanja te se tako udio olova u smjesi postepeno smanjuje. Kada se udio olova smanji u toj mjeri da se na površini istopljenog metala više ne formira sivi sloj olovo oksida, te se počinje vidjeti sjajni sloj srebra, tradicionalno se govori o srebrenom pogledu. Takva legura srebra se sastoji od oko 95% čistog srebra.

Iz rude bakra

Srebro se može nalaziti i u rudi bakra. Pri proizvodnji bakra, pored drugih plemenitih metala, pojavljuje se i srebro u takozvanom anodnom mulju. On se najprije najvećim dijelom oslobađa od preostalog bakra djelovanjem sumporne kiseline i zraka. Na kraju se on topi i oksidira u peći, pri čemu preostali neplemeniti metali prelaze u šljaku i zatim se mogu izdvojiti.

Rafiniranje

Kristal čistog srebra, dobijen elektrolitički sa jasno vidljivom dendritičnom strukturom

Sirovo srebro se pročišćava elektrolitičkim putem. Pri tome se sirovo srebro priključuje u elektrolitičku ćeliju kao anoda. Kao katoda služi lim od čistog srebra, a kao elektrolit rastvor srebro-nitrata u dušičnoj kiselini.

Proces je dosta sličan elektrolitičkom pročišćavanju bakra. Tokom elektrolize, srebro i svi neplemeniti sastojci sirovog srebra (poput bakra ili olova) oksidiraju i prelaze u rastvor. Plemeniti sastojci poput zlata i platine ne mogu oksidirati te padaju ispod elektrode. Tamo se postepeno stvara anodni mulj, koji je važan izvor plemenitih i rijetkih metala. Na katodi se izdvaja gotovo isključivo čisto srebro. Ovo izuzetno čisto srebro naziva se elektrolitičko ili fino srebro.

Upotreba

Srebrena šipka od 5 kg

U historiji najčešća i najvažnija upotreba srebra bila je izrada vrijednosnih predmeta, ponajviše srebrenih kovanica kao platežnog sredstva. U antici i srednjem vijeku za izradu kovanica koristili su se samo srebro, zlato i bakar odnosno bronza. Najčešće je vrijednost kovanice odgovarala vrijednosti tog metala. U 17. vijeku u Sarajevu kovane su osmanlijske akče sultana Murata IV iz 1623. godine, a sam naziv akča je izveden iz turske riječi ak - bijel, tako da bi akča značila sitni bijeli novac. Neposredno prije početka Drugog svjetskog rata, u Kraljevini Jugoslaviji puštene su u opticaj srebrene kovanice nominalne vrijednosti 20 i 50 dinara sa likom mladog jugoslavenskog kralja Petra II. U Njemačkoj sve do 1871. godine u opticaju su bile srebrene kovanice (Taleri), valuta koja je bila pokrivena srebrenim standardom. Nakon 1871. godine zamijenjen je zlatnim standardom. Razlog za primjenu ovih plemenitih metala kao sredstva čuvanja vrijednosti su njihova rijetkost i trajnost. Tek u moderna vremena počele su se kovati kovanice od drugih metala kao što su željezo, nikl i cink, čija je vrijednost metala bila niža i nije odgovarala nominalnoj vrijednosti kovanice. Danas se srebro koristi za izradu posebnih numizmatičkih kovanica, povodom nekih godišnjica, proslava i slično.

Srebro je, pored zlata i dragog kamenja (dijamanata i drugog) najvažniji materijal za izradu nakita. Vijekovima se srebro koristilo za skupocjeni i trajni pribor za jelo (srebreninu) i sakralne predmete. Na nakitu, šipkama i vjerskim predmetima, ako je navedeno, može biti otisnut pečat o čistoći i sadržaju srebra.

Srebrene medalje u mnogim sportskim takmičenjima, poput Olimpijskih igara, su nagrada za postignuto drugo mjesto u takmičenju. To je iz razloga što se srebro tradicionalno smatra kao drugi po vrijednosti plemeniti metal nakon zlata. Međutim, danas se zlatna medalja proizvodi od 92,5% srebra pozlaćena sa 6 grama čistog zlata. I u drugim oblastima, pojam srebreni označava drugu po važnosti nagradu, odličje ili oznaku uspješnosti. Srebro je cijenjeno i u industriji muzičkih instrumenata, jer zbog svoje gustoće daje lijep, topli ton, a pored toga se može i lahko obrađivati.

Srebro ima najveću električnu provodljivost od svih metala, te veliku provodljivost toplote i izražene osobine refleksije svjetlosti. Zbog tog je našlo primjenu u elektrici, elektronici i optici. Mogućnosti refleksije staklenih ogledala se zasnivaju na hemijskom posrebravanju staklenih ploha. Ovaj princip se koristi i za izradu optičkih svjetlosnih ili toplotnih reflektora. Suspenzija srebrenog praha u ljepilu koristi se za električna i termička ljepila.

Srebro se koristi i kao dodatak prehrambenim namirnicama i označava E-brojem E 174. Uglavnom se koristi kao preliv na slatkišima poput pralina i likera. Soli srebra boje staklo i email u žuto.

Također pogledajte

• Kategorija:Spojevi srebra
• Srebrenka

Vanjski linkovi

• WebElements.com – srebro (en)
• EnvironmentalChemistry.com – srebro (en)