7. Механические свойства серебра

Прочностные и пластические свойства серебра в большой степени зависят от его чистоты, предшествующей механической обработки и режимов последующего отжига. На временное сопротивление серебра большое влияние оказывает не только температура и продолжительность последующего отжига, но и степень предшествующей холодной пластической деформации. С увеличением степени деформации временное сопротивление после отжига возрастает.

При повышении температуры модуль нормальной упругости Е снижается и при 700 °С составляет ~0,5 его значения при комнатной температуре.

Модуль сдвига G в зависимости от температуры:

Т, °С…………….…27 130 225 399 590 655 811

G, ГПа……………26,78 25,99 23,93 21,38 15,59 14,22 10,39

Коэффициент Пуассона серебра υ = 0,38. Сжимаемость серебра κ = 1,01∙10^–11Па^–1.

8. Взаимодействие серебра с простыми и сложными окислителями

Серебро в своих соединениях проявляет преимущественно степень окисления +1. Окисление до двухвалентного состояния может быть произведено действием озона или персульфата на соли серебра(I). Серебро(II) устойчиво преимущественно в комплексных соединениях. Для серебра известна также степень окисления +3.

В химическом отношении серебро – малоактивный металл, нормальный электродный потенциал реакции Ag – е ↔ Ag⁺, φ₀= 0,799 В. Растворы щелочей не действуют на металлическое серебро. Серебро находится в ряду напряжений положительнее водорода.

Серебро устойчиво по отношению к кислороду воздуха, однако при повышенных температуре и давлении образует окись Ag₂O. Серебро, особенно расплавленное, погло-щает значительные количества кислорода — до 22 объемов. Оно не реагирует непос-редственно даже при высоких температурах с азотом и углеродом, однако сравнительно легко соединяется с серой, образуяAg₂Sчерного цвета. При длительном пребывании на воздухе серебро постепенно темнеет, что объясняется образованием тонкой пленкиAg₂Sпод влиянием сероводорода, находящегося в атмосфере в ничтожных количествах. Ско-рость потускнения возрастает с увеличением влажности воздуха. Сульфидную пленку удаляют путем полирования или нагревания металла до 400 °С; при этой температуре сульфид серебра разлагается. Избежать потускнения серебра можно нанесением на его поверхность тонкого слоя лака. Хорошие результаты дает катодная пассивация серебра в растворах некоторых минеральных солей. Высокая коррозионная стойкость серебра объясняется главным образом его положением в ряду потенциалов и в меньшей степени способностью к образованию защитной пленки на поверхности. Высокое значение нор-мального электродного потенциала серебра предопределяет его высокую коррозионную стойкость в паре с такими металлами, как алюминий, хром, коррозионностойкая сталь.

Со свободными галогенами серебро медленно реагирует даже при комнатной температуре.

При нагревании серебра в атмосфере кислорода до 300–400 °С образуется более толстая пленка оксида Ag₂О, имеющая темно-бурый цвет. При избыточном давлении кислорода (до 20 МПа) и повышенных температурах серебро может окислиться полностью. В твердом состоянии серебро практически не растворяет кислород. Напротив, в жидком серебре кислород растворяется хорошо. Поэтому при затвердевании серебра происходит выделение кислорода, иногда сопровождающееся разбрызгиванием металла.

Теплота образования Ag₂0 из элементов ΔH_ОБР= 53,14 кДж/моль.

Водород растворяется в жидком и твердом серебре. Равновесная концентрация водорода в твердом серебре пропорциональна парциальному давлению водорода в атмосфере. При повышении температуры растворимость водорода в твердом металле также возрастает.

Диффундирующий в нагретое серебро водород взаимодействует с растворенным в нем кислородом, частично восстанавливая оксиды, образованные различными примесями, что приводит к образованию водяного пара внутри металла. Выходящий на поверхность пар способствует возникновению на поверхности металла трещин и газовых пор («водородная» болезнь).

Соляная и разбавленная серная кислоты на серебро не действуют. Концентрированная серная кислота действует на него с выделением сернистого газа:

2Ag + 2H₂SO₄ = Ag₂SO₄ + SO₂ + 2Н₂0

Ag⁰ – е^– → Ag⁺ | 2

| 1

Концентрированная и разбавленная азотная кислоты растворяют серебро с образованием нитрата серебра. Так, реакция с разбавленной кислотой происходит по уравнению:

3Ag + 4HNO₃ = 3AgNO₃ + NO + 2H₂0

Ag⁰ – е^– → Ag⁺ | 3

| 1

Реакция с концентрированной кислотой происходит по уравнению:

Ag + 2HNO₃ = AgNO₃ + NO₂ + H₂0

Ag⁰ – е^– → Ag⁺ | 1

| 1

Также серебро взаимодействует со смесью соляной и азотной кислот (царской водкой):

Ag + HNO₃ + 3HCl → AgCl₃ + NO + 2H₂O

Действием озона или персульфата аммония ионы Ag⁺ могут быть окислены до Ag(II). Известен фторид серебра AgF₂, получаемый при взаимодействии мелкораздробленного ме-таллического серебра и фтора. При электролизе раствора AgNО₃ на платиновом аноде выде-ляется соединение Ag₇NО₁₁, в котором часть серебра находится в степени окисления +2.

С рядом элементов V, VI, VII и VIIIA групп периодической системы – ванадием, танталом, вольфрамом, железом и иридием серебро не взаимодействует. Особенности взаимодействия серебра с такими тугоплавкими металлами, как гафний, ниобий, молибден, рений, не установлены. Большое число металлических соединений серебро образует с элементами НА подгруппы - бериллием, магнием, кальцием, стронцием и барием, а также с металлами III и IVA групп - скандием, иттрием, лантаном, титаном и цирконием.