Плотность серебра
Плотность серебра и другие его физические свойства
Чистое серебро характеризуется высокой мягкостью, ковкостью, пластичностью, оно легко вытягивается в проволоку. Из одного грамма серебра можно вытянуть проволоку длиной 165 м и диаметром 20 мкм. Серебро имеет высокую тепло- и электропроводности, однако наличие примесей в нем негативно сказывается на этих свойствах.
Рис. 1. Серебро. Внешний вид.
Расплавленное серебро способно растворять значительное количество кислорода, который выделяется при затвердевании металлов, часто вызывая его разбрызгивание.
Основные константы серебра приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность серебра.
|
Плотность, г/см3 |
10,50 |
|
Температура плавления, oС |
961 |
|
Температура кипения, oС |
2160 |
|
Тип кристаллической решетки |
гранецентрированная кубическая |
Серебро образует коллоидные растворы, которые достаточно устойчивы и могут сохраняться десятилетиями.
Нахождение серебра в природе
В природе серебро встречается как в самородном виде, так и в виде соединений. Общее содержание его в земной коре составляет 8×10-4% (масс.). Значительная часть серебра находится в форме сульфидов: «серебряный блеск» или аргентит Ag2S. В качестве примеси серебро присутствует почти во всех медных и особенно свинцовых рудах. Из этих руд получают около 80% всего добываемого серебра.
Краткое описание химических свойств и плотность серебра
Серебро располагается в ряду напряжений правее водороды и не вытесняет водород из воды и кислот-неокислителей.
Серебро взаимодействует с кислотами-окислителями аналогично меди, но с образованием солей серебра (I):
6Ag + 6HClO3 = AgCl↓ + 5AgClO3 + 3H2O.
Из-за образования малорастворимого сульфата, препятствующего быстрому растворению металла даже в горячем концентрированном растворе серной кислоты:
2Ag + 2H2SO4 (conc) = Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
лучшим способом для перевода серебра в раствор служит реакция с концентрированной азотной кислотой:
Ag + 2HNO3(conc) = AgNO3↓ + NO2↑ + H2O.
Образование малорастворимого сульфида серебра объясняет и потемнение изделий из серебра на влажном воздухе, содержащем соединения серы:
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S↓ + 2H2O.
Серебро не взаимодействует с щелочами, что позволяет использовать серебряные тигли для щелочного плавления. Данный металл не вступает в реакцию с кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонкой пленки может быть окислен кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом.
Галогенирование приводит к образованию соединений серебра (I). Реакция серебра с фосфором дает фосфиды состава AgP2 и Ag3P4. При нагревании серебро реагирует с серой, превращаясь в сульфид Ag2S.
С водородом, азотом и углеродом серебро непосредственно не реагирует даже при нагревании. Гидриды, нитриды и карбиды получают косвенными путями.
Примеры решения задач
| Задание | Относительная плотность газа по водороду – 8,5. Массовая доля элемента азота в нем – 82,35%, а элемента водорода – 17,65%. Определите формулу газа. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим число атомов азота в молекуле через «х», число атомов водорода через «у». Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов азота и водорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(N) = 14; Ar(H) = 1. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: x:y = ω(N)/Ar(N) : ω (H)/Ar(H); x:y = 82,35/14 : 17,65/1; x:y = 5,88: 17,65= 1 : 3. Значит простейшая формула соединения азота и водорода имеет вид NH3. Значение молярной массы газа можно определить при помощи его плотности по водороду: Mgas = M(H2) × DH2(gas); Mgas = 2 × 8,5 = 17 г/моль. Чтобы найти истинную формулу соединения азота и водорода найдем отношение полученных молярных масс: Mgas / M(NH3) = 54 / 27 = 2. M(NH3) = Ar(N) + 3 × Ar(H) = 14 + 3 × 1 = 14 + 3 = 17 г/моль. Таким образом формула вещества будет иметь вид NH3. Это аммиак. |
| Ответ | Формула газа — NH3 |
| Задание | Вычислите относительную плотность по воздуху угарного газа CO. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. Dair(CO) = Mr(CO) / Mr(air); Dair(CO) = 28 / 29 = 0,9655. Mr(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28. |
| Ответ | Относительная плотность по воздуху угарного газа равна 0,9655. |
