دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
همه چیز درباره عنصر نقره (Ag)
نقره، (به انگلیسی : Silver) با علامت اختصاری Ag و عدد اتمی ۴۷، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزات واسطه است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.
نقره فلزی نرم، سفیدرنگ، براق و جذاب است که در بین تمام عناصر، بالاترین میزان رسانایی الکتریکی و در بین تمام فلزات بیشترین میزان رسانایی گرمایی را دارد. نقره در طبیعت هم به صورت خالص و هم به صورت آلیاژ طبیعی همراه با طلا و دیگر فلزات و هم در برخی سنگ‌های معدنی یافت می‌شود. بیشترین تولید نقره جهان به عنوان جانبی از استخراج مس، نیکل، سرب و روی به دست می‌آید.
شناسنامه نقره
عدد اتمی: ۴۷
جرم اتمی: ۱۰۷.۸۶۸
نقطه ذوب : C° ۹۶۱.۷۸
نقطه جوش : C° ۲۱۶۲
شعاع اتمی : Å: ۱.۷۵
ظرفیت: ۱
رنگ: نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه: ۱۱
انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 731.0
شکل الکترونی: ۵s14d10
شعاع یونی : Å ۱.۲۶
الکترونگاتیوی: ۱.۹۳
حالت اکسیداسیون: ۱
دانسیته: ۱۰.۴۹۰
گرمای فروپاشی : Kj/mol 11.3
گرمای تبخیر : Kj/mol 250.58
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.0000000159
گرمای ویژه: J/g Ko 0.235
دوره تناوبی:۵
ویژگی های نقره
نقره خالص فلزی براق و نسبتا نرم است که تا اندازه ای سخت تر از طلا است. زمانیکه این فلز پرداخت شود، دارای درخشندگی می‌شود و می‌تواند ۹۵% از نور تابیده به خود را بازتاب نماید. این عنصر در میان کلیه فلزات ، مقام بهترین رسانادر زمینه گرما و الکتریسیته را دارا است و در زمینه قدرت چکش خواری و مفتول شوندگی دارای مرتبه دوم پس از طلا است.
چگالی نقره ۱۰.۵ برابر آب است، بصورتیکه یک مترمکعب از آن دارای وزن ۱۰۵۰۰ کیلوگرم می‌باشد. نقره در ۹۶۱ درجه سانتیگراد ذوب شدهو در حدود ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد می‌جوشد. طلا و نقره مانند محلول های واقعی می‌توانند در هر نسبتی با یکدیگر مخلوط شده و آلیاژ تشکیل دهند. کیفیت نقره و یا به عبارت بهتر عیار آن بر حسب تعدادقسمت نقره خالص در ۱۰۰۰ قسمت مخلوط فلزات بیان می‌گردد و بطور معمول نقره تجاری دارای عیار ۹۹۹ است.
کاربردهای نقره
بیشتر کاربردهای نقره به قابلیت‌های آن به عنوان یک فلز گران‌بها و همچنین توانایی رسانایی الکتریکی و گرمایی فوق‌العادهٔ آن مربوط می‌شود. بیشترین کاربرد نقره در صنعت به ویژه صنایع الکترونیک است. مصرف عنصر نقره در صنعت رو به افزایش است و در سال ۲۰۱۰ با ۲۰٬۷ درصد افزایش نسبت به سال قبل به ۴۸۷ میلیون اونس تروآ رسیده و انتظار می‌رود در سال ۲۰۱۱ هم افزایش داشته و رکورد ۴۹۱ میلیون اونس سال ۲۰۰۸ را بشکند.
مصرف نقره در ساخت جواهرات در ده سال اخیر بین ۱۵۸ تا ۱۷۴ میلیون اونس (۲۰۰۱) متغیر بوده‌است. نقره مرسوم در جواهرسازی نقره استرلینگ نام دارد و آلیاژی از ۹۲.۵ درصد نقره و ۷.۵ درصد مس است. مصرف این فلز برای ضرب سکه و مدال هم رو به افزایش است و به ۱۰۱ میلیون اونس در سال ۲۰۱۰ رسیده‌است.
در بازار سرمایه‌گذاری هم با توجه به روند رو به رشد قیمت این فلز میزان نقره خریداری شده توسط سرمایه‌گذاران ۱۷۸ میلیون اونس بیشتر از نقره‌های فروخته شده آن‌ها بوده‌است و تولیدکنندگان نقره برای پاسخ به این تقاضا حدود ۶۱ میلیون اونس از تولیدات انبار شده سال‌های گذشته خود را هم به فروش رسانده‌اند.
مصرف نقره در عکاسی در گذشته یکی از کاربردهای عمده این فلز را تشکیل می‌داد اما با ورود سیستم دیجیتال عکاسی در سال‌های اخیر کاهش چشمگیری داشته‌است. در سال ۱۹۹۸ حدود ۳۱ درصد عرضه نقره جهان در صنعت عکاسی مصرف شد اما این رقم در سال ۲۰۰۷ به ۱۴٫۵ درصد و در سال ۲۰۱۰ به حدود ۷ درصد معادل ۷۳ میلیون اونس کاهش یافته‌است.
استفاده از نقره در عکاسی به صورت نیترات نقره و هالیدهای نقره است. دیگر کاهش چشمگیر مصرف نقره هم در بخش ظروف و لوازم غذاخوری بوده که در طول نه سال اخیر به کمتر از نصف کاهش پیدا کرده و از ۱۰۶ میلیون اونس در سال ۲۰۰۱ به ۵۰ میلیون اونس (کمتر از ۵ درصد) رسیده‌است، این کاهش هم بیشتر به کاهش تقاضا در هندوستان مربوط می‌شود.
نقره همچنین به عنوان کاتالیزور فرایندهای شیمیایی نیز استفاده شده و در ساخت برخی ابزارهای جراحی نیز کاربرد دارد. ملغمه‌هایی (آمالگام) که در دندان‌پزشکی برای پر کردن دندان از آن‌ها استفاده می‌شود هم معمولاً ترکیبی از نقره و فلزهای دیگری همچون قلع و طلا با جیوه هستند. نقره در ساخت برخی سازهای بادی باکیفیت به ویژه فلوت‌ها، تولید آلیاژهای لحیم‌کاری و همچنین در راکتورهای هسته‌ای نیز کاربرد دارد.
آینه‌های معمولی با پوشاندن شیشه با لایه‌ای از آلومینیوم یا جیوه تولید می‌شوند اما آینه‌هایی که قدرت انعکاس بالایی دارند معمولاً با لایه‌ای از نقره در پشت آن‌ها ساخته می‌شوند.
در سال ۲۰۱۰ مصرف نقره در بخش صنعت ۴۸۷ میلیون اونس، در جواهرسازی ۱۶۷ میلیون اونس، در سکه و مدال ۱۰۱ میلیون اونس، در عکاسی ۷۳ میلیون اونس، و در ظروف و لوازم غذاخوری ۵۰ میلیون اونس بوده‌است.
در این سال مکزیک با ۱۲۸٫۶ میلیون اونس تولید پرو را پشت سر گذاشته و بزرگترین تولیدکننده نقره جهان شد. پرو با ۱۱۶٫۱ و چین با ۹۹٫۲ میلیون تن در رتبه‌های بعدی و استرالیا با ۵۹٫۹ میلیون تن در رتبه چهارم قرار گرفتند. شیلی، بولیوی، آمریکا، لهستان، روسیه و آرژانتین هم در رتبه‌های پنجم تا دهم تولید قرار دارند و ایران با ۳٫۴ میلیون اونس تولید در رتبه نوزدهم دنیا قرار دارد.
تولید و ارزش نقره
بیشتر عنصر نقره دنیا از معادن سنگ‌های مس، مس – نیکل، سرب و سرب – روی در کشورهایی چون مکزیک، پرو، چین، استرالیا، شیلی و بولیوی به دست می‌آید. تولید جهانی نقره در سال ۲۰۱۰ بیش از ۲۲ هزار تن (۷۳۵٫۹ میلیون اونس تروا) بوده که بیشتر از ۵ برابر تولید طلاست و افزایش ۲٫۵ درصدی را نسبت به سال قبل نشان می‌دهد. اما کل عرضه نقره در دنیا ۱۰۵۶ میلیون اونس بوده که بقیه آن به بازیافت نقره (حدود ۲۱۵ میلیون اونس) و فروش نقره توسط دولت‌ها و افراد مربوط می‌شود.
بهای نقره در ماه مارس ۲۰۱۴ بیش از ۲۱ دلار برای هر اونس تروا معادل بیش از ۲ میلیون تومان برای هر کیلوگرم بوده‌است که تقریباً یک پنجاه‌وهشتم قیمت طلاست. در طول یکصد سال اخیر قیمت نقره از یک پانزدهم تا یک صدم طلا متغیر بوده‌است.
نقره نیز همانند دیگر فلزات گران‌بها به دلیل عرضه و تقاضاهای مربوط به سرمایه‌گذاری نوسانات شدید را تجربه کرده‌است. قیمت نقره در اوایل دهه ۱۹۷۰ کمتر از دو دلار برای هر اونس بود اما در سال ۱۹۸۰ تا ۴۹.۹۵ دلار برای هر اونس رشد کرد.
سپس به کمتر از ۱۰ دلار کاهش یافته و در طول دهه ۱۹۹۰ عمدتاً در قیمت ۴ تا ۶ دلار معامله می‌شد. در سال ۲۰۰۷ قیمت نقره پس از حدود دو دهه دوباره دورقمی شد و در سال‌های پس از آن با یک رشد سریع تا قیمت ۴۹.۷۶ دلار در آوریل ۲۰۱۱ افزایش یافت. از سال ۲۰۱۲ قیمت نقره دوباره کاهش یافت و میانگین قیمت آن در سال ۲۰۱۳ به ۲۳.۷۹ دلار رسیده و در مارس ۲۰۱۴ بیش از ۲۱ دلار برای هر اونس معامله می‌شود.
ترکیبات عنصر نقره
نقره در ترکیباتش اکثرا بصورت یک ظرفیتی است. لکن اکسید ، فلوئورید وسولفید دو ظرفیتی نقره نیز ملاحظه شده است. تعدادی از ترکیبات مهم نقره عبارتند از:
– نیترات نقره(AgNO_3):
ترکیبی بی‌رنگ ، بسیار محلول ، اساسا سمی و به سادگی به نقره فلزی احیا می‌شود و از آن در تهیه ترکیبات نقره ، آئینه های نقره ، جوهرها استفاده می‌شود.
– هیدروکسید دی آمین نقره Ag(NH_3)_2]OH]:
ترکیب کوئوردیناسیونی محلول در آب که به وسیله افزودن هیدروکسید آمونیوم به محلول های املاح نقره ، تشکیل می‌شود. این ترکیب در اثر ماندن تشکیل ترکیب بسیار منفجره نقره فولمینات شده را می‌دهد.
– سیانید نقره(AgCN):
مورد مصرف بوسیله سیانید سدیم یا پتاسیم اضافی در آبکاری برای تشکیل یون های کمپلکس-Ag(CN)_2و –Ag(CN)_3که به فلز نقره احیا می‌شوند.
– کلرید نقره(AgCl):
ترکیب سفید نامحلول که در هیدروکسید آمونیوم حل شده تشکیل یون های کمپلکس +Ag(NH_3)_2 می‌دهد. در عکاسی و نیز بعنوان آشکار کننده یونیزاسیون برای اشعه های کیهانی، کاربرد دارد.
– برمید نقره (AgBr):
ترکیب نامحلول زرد روشن که نسبت به AgCl نامحلولتر است و بیشتر در عکاسی به مصرف می‌رسد.
– یدید نقره(AgI):
ترکیب نامحلول زرد رنگ و نامحلول تر از AgBr است و برای اصلاح وضعیت ابرها به منظور بارندگی(Cloud Seading) و در عکاسی کاربرد دارد.
– سولفید نقره(Ag_2S):
نامحلولترین نمک نقره ، سیاه رنگ و جزء اصلی تشکیل دهنده تیرگی ظروف نقره می‌باشد.
اثرات نقره بر روی سلامتی
نمک های محلول نقره به ویژه AgNO3، با غلظت بیش از ۲ گرم (۰.۰۷۰ اوز) کشنده هستند. ترکیبات نقره به آهستگی توسط بافتهای بدن جذب می شوند و پیگمان هایی آبی یا سیاه در پوست ایجاد می کنند.
تماس با چشم: اگر مایع آن در تماس با چشم قرار گیرد، باعث آسیب شدید قرنیه می شود.
تماس با پوست: باعث سوزش پوست می شود. تماس مداوم با پوست باعث ایجاد آلرژی می شود.
خطرات تنفس: قرار گرفتن در معرض بخار نقره با غلظت بالا باعث سرگیجه، مشکلات تنفسی، سردرد یا سوزش مجاری تنفسی می شود. غلظت بسیار بالای آن باعث خواب آلودگی، گیج خوردن، گیجی، بیهوشی، کما و در نهایت مرگ می شود.
مایع یا بخار آن باعث سوزش پوست، چشم، گلو یا ریه می شود. استفاده غلط از آن و تنفس مقداری از این محصول، زیان آور یا کشنده است.
خطرات خوردن: نسبتا سمی است. باعث اختلالات معده، حالت تهوع، استفراغ، اسهال و خواب آلودگی می شود. اگر این ماده بلعیده شود، به ششها آسپیره می شود یا اگر استفراغ رخ دهد، باعث پنومونیتیس شیمیایی می شود که کشنده است.
اندامهای هدف: قرار گرفتن در معرض این ماده یا ترکیبی از آن، بر روی جانوران آزمایشگاهی اثرات زیر را داشته است:
– آسیب کلیه
– آسیب چشم
– آسیب شش
– آسیب کبد
– آنمی
– آسیب مغز
قرار گرفتن در معرض این ماده یا ترکیبی از آن در انسان اثرات زیر را به دنبال دارد:
– ناهنجاری های قلب
– اگر انسان دائما یا برای مدتی طولانی در معرض این ماده قرار داشته باشد، باعث آسیب مغز و صدمه سیستم عصبی می شود.
– تنفس مداوم یا تماس مداوم اتیل کتون با دست احتمال تشکیل نوروتوکسین هایی مانند هگزان را افزایش می دهد به ویژه اگر این تماس همزمان باشد.
اثرات زیست محیطی نقره
به طور کلی یون نقره، تحت شرایطی که غلظت یون نقره موجود در آب کم است، برای جانداران آبزی آب شیرین سمیت زیادی ندارد و pH آب، سختی، سولفیدها و بارهای محلول و آلی را افزایش می دهد. یون نقره برای جانداران بسیار سمی است. یون آزاد نقره با غلظت ۱–۵ µg/litre برای گونه های گیاهی آبزی و حساس، بی مهرگان و ماهیان استخوانی مضر است واگر غلظت آن ۰.۱۷ µg/litre باشد رشد ماهی قزل آلا را با مشکل مواجه می کند . غلظت ۰.۳–۰.۶ µg/litre. آن ، برای گونه های فیتوپلانکتون کشنده است.
پیشنهادی: همه چیز درباره عنصر طلاعنصر نقره _ دانشچی
