Вырастить серебро в домашних условиях
Опубликовано: 23.04.2024
Глава I. Теоретическая часть
Бактерицидные свойства серебра…………………………………………. 2
Упорядоченные структуры дендриты……………………………………….4
Глава II. Практическая часть
§ 2.1 Выращивание кристаллов серебра……………………………………….8-9
Введение.
Проблема: Можно ли вырастить дендриты серебра в школьной лаборатории, если использовать металл (медь) стоящий после водорода в электрохимическом ряду металлов.
Актуальность нашего исследования в том, что при изучении темы «Реакции замещения» мы поняли, что реакция между металлом и раствором соли практически осуществима; при условии, что металл должен располагаться в ряду активности металлов левее металла, входящего в соль, т.е. быть активнее металла соли. Поэтому медь не вступает в реакцию с раствором соли свинца или железа, но зато вытесняет серебро из раствора нитрата серебра.
Цель работы: вырастить кристаллы металлического серебра, ознакомиться с образованием дендритов.
Задачи:
1.Ознакомиться со свойствами серебра
2. Получить кристаллическое серебро.
3. Ознакомиться с понятиями «дендриты», «фракталы» и их применением.
В ходе своей работы мы сфотографировали наш эксперимент. Находили ответы в литературных источниках и в интернете. Использовали следующие литературные источники:
1. Стрельникова Л. «Из чего всё сделано». Рассказы о веществе – М.: Яуза- пресс, 2011- 208с.
2. Книга для чтения по неорганической химии, Часть 2, Пособие для учащихся – М.: Просвещение, 1975-458с.
3. Популярная библиотека химических элементов. Книга первая, М.: Наука, 1977-483с.
4. Нанотехнологии. Азбука для всех под ред.Третьяков Ю.Д. –М.: Физматлит,2008-279с.
Основная часть
1.Теоретическая часть.
1.1 Бактерицидные свойства серебра.
Серебром люди стали пользоваться еще тогда, когда не было ученых. Объясняется это просто: как и золото, серебро когда-то довольно часто встречалось в самородном виде. Его не приходилось выплавлять из руд. О происхождении русского слова «серебро» ученые и доныне не пришли к единому мнению. Большинство из них считают, что это видоизмененное «сарпу», которое в языке древних ассирийцев означало как серп, так и полумесяц. В Ассирии серебро считалось «металлом Луны» и было таким же священным, как в Египте золото.[3]
Рисунок 1. Самородное серебро может иметь гидротермальное происхождение.
О серебре можно найти интересную информацию из следующих источников: Стрельникова Л. «Из чего всё сделано». Серебро - один из самых удивительных металлов. Он имеет массу вариантов использования в повседневной жизни - от ювелирных изделий, до оздоравливающих приборов.
О бактерицидных свойствах серебра, о целительности «серебряной» воды писали много. В особо крупных масштабах воду «серебрят» на океанских кораблях. В специальной установке, ионаторе, пропускают переменный ток через воду. Электродами служат серебряные пластинки. За час в раствор переходит до 10 г серебра. Этого количества достаточно, чтобы дезинфицировать 50 кубометров питьевой воды. Насыщение воды ионами серебра строго дозируют: избыток ионов представляет определенную опасность – в больших дозах серебро токсично. [3]
1.2 Использование серебра.
Серебро используется во всем мире, во многих мировых языках существуют разные названия этого металла, но по смыслу практически всегда они означают слово "белый" или "светлый".
Рисунок 3. Серебро всегда ценилось Рисунок 4. Космическая станция.
за красоту и блеск.
Первые украшения стали появляться в Египте, и вы удивитесь, но это было 6000 лет назад (рисунок 3). Антибактериальные свойства серебра известны во всем мире. Да и в нашей стране существует способ очистки воды - серебряной ложечкой в чашке.
На международной космической станции вода в употреблении только та, что прошла очищение серебром, и никакая другая (рисунок 4). Влияние серебра на здоровье человека также достаточно хорошо известно. Но не все знают, насколько оно обширно. Ученые проводили специальные исследования, и выяснили, что серебро способно повысить уровень гемоглобина и укрепить нервную систему человека, снимает головные боли и мигрени, успокаивает нервную систему и помогает преодолеть стрессы. Книга для чтения по неорганической химии.[2].
1.3 Упорядоченные структуры – дендриты.
В природе существуют процессы, при которых возникают упорядоченные структуры. К ним относятся, например, образование кристаллов. Некоторые кристаллы в природе растут в виде дендритов. Дендриты – это сложные кристаллические вещества, напоминающие по своему виду ветки дерева. Дендриты (от греческого Δένδρον - дерево) - сложные кристаллические образования, древовидной ветвящейся структуры. Термин этот давнего происхождения, Вернер упоминал «дендритные формы» минералов ещё в 1774 г. [5] Дендрит представляет собой ветвящееся и расходящееся в стороны образование, возникающее при ускоренной или стеснённой кристаллизации в неравновесных условиях, когда кристалл расщепляется по определённым законам. В результате он утрачивает свою первоначальную целостность, появляются кристаллографические блоки. Они ветвятся и разрастаются в разные стороны подобно дереву, тянущемуся к солнечному свету, кристаллографическая закономерность изначального кристалла в процессе его дендритного развития утрачивается по мере его роста. Дендриты могут быть трёхмерными объёмными (в открытых пустотах) или плоскими двумерными (если растут в тонких трещинах горных пород). Процесс образования дендрита принято называть дендритным ростом. [6]
Рисунок 5. Процесс образования дендрита серебра в пробирке.
1.4 Фракталы, дендримеры.
Необходимые условия для развития дендритов у кристаллов, растущих послойно, — большое переохлаждение и плохое перемешивание. Размеры дендритных ветвей зависят только от одного фактора — скорости охлаждения в интервале температур кристаллизации. Дендритами являются снежинки, живописные окислы марганца, имеющие вид деревьев в пейзажных халцедонах, также веточки самородной меди в зонах окисления рудных месторождений. Дендриты обладают фрактальными свойствами.[6]
Фрактал - фигура, составленная из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком. Фракталы живой природы: капуста, папоротник, раковины.
Рис. 6 Фрактальная форма: а) капуста - сорт Романеско, б) папоротник в) декоративная капуста, г) раковина.
Рис.7 Фрактальное дерево.
Фракталы широко применяются в компьютерной графике для построения изображений природных объектов, таких, как деревья, кусты, горные ландшафты, поверхности морей и так далее. Пифагор, доказывая свою знаменитую теорему, построил фигуру, где на сторонах прямоугольного треугольника расположены квадраты. В наш век эта фигура Пифагора выросла в целое дерево. В физике фракталы естественным образом возникают при моделировании нелинейных процессов, таких, как турбулентное течение жидкости, сложные процессы диффузии-адсорбции, пламя, облака и т. п. Фракталы используются при моделировании пористых материалов, например, в нефтехимии. В биологии они применяются для моделирования популяций и для описания систем внутренних органов (система кровеносных сосудов). Химики научились конструировать фрактальные крупные молекулы - дендримеры. Дендримеры [4], [5] представляют собой сильно разветвленные макромолекулы, включающие центральное ядро, промежуточные повторяющиеся единицы и концевые функциональные группы. Дендримеры могут служить своеобразными контейнерами для создания системы металлических наночастиц практически одинакового размера, которые могут использоваться как катализаторы химических реакций, при изготовлении электронных устройств, специальных покрытий. Это открывает возможности использования дендримеров в медицине в качестве носителей для направленной доставки генов или лекарственных веществ.
Рисунок 8. Формирование дендримера. Фото с сайта http://nano-edu.ulsu.ru/
Химики помещают внутрь дендримера магнитные наночастицы. Затем вводят соли металлов платины или палладия, из которых восстанавливаются металлы. Такая сложная молекула используется при катализе химических реакций для получения витаминов.[4] Наночастица металла внутри дендримера фото с сайта http://www.nanonewsnet.ru
II. Практическая часть. Выращивание кристаллов серебра.
На рисунке 1 представлен образец самородного серебра. Этот образец поразил нас красотой, и мы решили вырастить такие же блестящие кристаллы серебра.
Было выбрано вещество для получения серебра: раствор нитрата серебра, металл (медь) и вода. Исследовали условия для получения дендритов. Для того чтобы, получить серебро в виде кристаллов, необходимы центры кристаллизации, поэтому мы взяли медь как тонкую проволоку. В процессе реакции нитрата серебра и меди происходит реакция замещения металлов. Необходимо было обеспечить агрегацию - процесс слипания частиц серебра друг к другу. Для этого мы решили уменьшить процесс диффузии частиц, взяв раствор нитрата серебра низкой концентрации.
Техника безопасности: так как нитрат серебра оставляет на коже тёмные пятна, с ним необходимо работать в перчатках.
Выполнение эксперимента. Приготовили в чистом лабораторном стакане 1% раствор нитрата серебра (на 100 г воды, которую отмерили мензуркой- 100 мл, взяли 1 г чистого нитрата серебра, взвешенного на весах). Налили часть раствора в пробирку и опустили спирально закрученную медную проволоку. Наблюдали и фотографировали получаемый процесс. Сначала проволока потемнела, затем на ней стали осаждаться частицы чистого серебра, частицы как иголочки прилипали друг к другу, они были очень хрупкие, осаждались в виде дендрита. Опыт продолжался более двух часов. Результат: дендрит получился.
Рисунок 9. Наблюдаем осаждение и образование дендритов металла серебра.
Результаты экспериментов. В результате нашего эксперимента мы получили кристаллы металлов: серебра и меди. Очень хорошо заметны кристаллы серебра, хотя их мало на медной проволочке, т.е. серебро, отделилось из раствора и выделилось в виде кристаллов. В конечном итоге по истечении шести дней, во второй пробирке вода испарилась и очень хорошо видно образование дендритов цинка. А в первом стакане раствора было больше и на поверхности мы видим блестящий металл, раствор в течение недели становится все прозрачнее. Получилось очень мало чистого серебра т.к. раствор соли содержащей металл был взят разбавленный. И в конечном итоге раствор соли становится прозрачным. Это показывает, что выделяется из раствора нитрат серебра. Образовались дендриты серебра. Образуются из данной соли: кристаллы металла – серебра. В пробирке получились чистые дендриты серебра, более крупные.
Рис 10. Кристаллы серебра в стеклянном стакане на медной проволочке в пробирке.
Заключение
Выводы и результаты, полученные в ходе исследования:В процессе работы над исследованием мы познакомились со свойствами серебра; научились поиску литературы, постановке экспериментов в различных условиях, изучили понятия дендриты, фракталы. Провели наблюдения за процессом образования кристаллического серебра. Поставили эксперимент и наблюдали опыт по выращиванию кристаллов серебра в разбавленном растворе нитрата серебра. Мы ознакомились с условиями образования серебра в виде дендритов. В школьной лаборатории были получены дендриты серебра. Для их получения необходим 1% раствор нитрата серебра и металл для осаждения. Узнали применение дендритов, фракталов. Провели эксперимент и наблюдали за процессом образования кристаллического серебра. Наблюдали осаждение кристаллов серебра на медную поверхность. Получили дендриты серебра. Особенно хорошо получились дендриты в пробирке со свежеприготовленным (растворили в горячей воде) раствором нитрата серебра.
Литература
1. Стрельникова Л. Из чего всё сделано. Рассказы о веществе – М.: Яуза- пресс, 2011- 208с.
2. Книга для чтения по неорганической химии, Часть 2, Пособие для учащихся – М.: Просвещение, 1975-458с.
3. Популярная библиотека химических элементов. Книга первая, М.: Наука, 1977-483с.
4. Нанотехнологии. Азбука для всех/ под ред. Третьяков Ю.Д. –М.: Физматлит,2008-279с.
5. Богданов К.Ю. Что могут нанотехнологии / http://kbogdanov5.narod.ru/15.htm
6. Третьяков Ю.Д. Дендриты, фракталы и материалы // Соросовский образовательный журнал, № 11, 1998г. МГУ им М.В. Ломоносова, 1998г. – с. 96-102
Чтобы вырастить кристаллы дома, сделайте насыщенный раствор соли или другого реактива. Подвесьте в нем небольшой кристаллик, и он постепенно начнет обрастать крупинками со всех сторон.
Можно ли дома вырастить кристалл
Выращивание кристаллов — интересное и познавательное занятие для ребенка. Оно достаточно безопасно, его легко выполнить даже учащимся младших классов под присмотром родителей. Опыт не требует наличия лаборатории, его можно провести в домашних условиях, что видно на видео.
Вещества для выращивания
Образовывать кристаллы способны все вещества, имеющие кристаллическую решетку. Однако для опыта нужно выбирать:
- Нетоксичные. Цианид калия KCN также кристаллизуется в воде. Однако он не подходит для экспериментов, проводимых дома, так как окисляется при контакте с кислородом, выделяя ядовитые газы.
- Растворимые в воде и вступающие с ней в обратную реакцию.
- Стабильные — достаточно долго сохраняющие исходный внешний вид и величину. В этом отношении не подойдут хромокалиевые квасцы. Хотя из них образуются красивые камни в форме октаэдра фиолетового цвета, но без раствора они быстро разрушаются в течение нескольких часов.
- Недорогие, потому что требуются достаточно большие объемы.
- Соль. Самый доступный способ — сделать кристалл из поваренной соли. Можно взять морскую.
- Сахар. В качестве бонуса вы получите сладкое к чаю, что особенно обрадует детей.
- Двойные соли — квасцы, из которых получаются красивые камни в виде правильного октаэдра. Это недорогой материал и свободно реализуется в аптеках, поскольку является средством для остановки кровотечения.
- Медный купорос. Образует камни выразительного голубого цвета. Можно приобрести в химических и сельскохозяйственных магазинах. Выглядит как порошок глубокого синего цвета. Зеленоватый и со свалявшимися комочками лучше не брать — это показывает, что он отсырел и имеет слишком много примесей. Выращивать кристалл из такого материала будет трудно.
- Соль Мора. Представляет собой белый или светло-голубой порошок. Из нее вырастают бледно-зеленые кристаллы. Реализуется в магазинах химреактивов.
- Нитрат аммония. Из него получаются длинные и плоские бесцветные кристаллы. Продается в магазине для удобрений под названием «аммиачная селитра».
- Нитрат серебра.
Красивые камни получаются из красной и желтой кровяной соли. Но при контакте с ними нужно соблюдать меры предосторожности. Смешиваясь с кислотами, кровяная соль становится ядовитой.
Инструкция по созданию камня
Принцип образования кристалла заключается в полном растворении реактива в воде и последующем его выпадении в осадок. Чем медленнее происходит процесс, тем более правильной формы получается камень.
Материалы, необходимые для опыта
Список вещей, необходимых для эксперимента:
- Вещество, из которого планируется сделать камень.
- Теплая вода, желательно дистиллированная, но не обязательно.
- 2 стеклянные или пластиковые емкости. Подойдут стаканы или банки, если вы хотите создать большой кристалл. Они должны быть прозрачными, чтобы можно было следить за процессом.
- Ложка для размешивания раствора.
- Стеклянная или пластиковая воронка, заложенная ватой или фильтровальной бумагой.
- Нитка или проволока для подвешивания затравочной крупинки. Лучше брать медную проволоку, так как она мягкая, легко закрепляется. К тому же у нее гладкая поверхность, поэтому кристаллики не будут беспорядочно расти вдоль ее длины, а сконцентрируются вокруг затравки.
- Палочка для закрепления нити на емкости. Можно взять карандаш. Но лучше использовать палочку от мороженого, потому что она плоская и не будет скатываться, как это видно на фото.
- Кружочек бумаги чуть больше горлышка банки.
- Перчатки, фартук.
При проведении опыта берите посуду, которая не используется для приема и приготовления пищи. Если только вы не собираетесь вырастить сольный кристалл (или сахарный).
Соляной кристалл
Чтобы вырастить свой кристалл, по инструкции нужно сначала сделать затравку, вокруг которой и будут настраиваться новые кирпичики. Для этого поэтапно выполняйте следующие действия:
- Налейте в сосуд горячую воду и постепенно добавляйте в нее поваренную соль, помешивая ложкой. Повторяйте процедуру до тех пор, пока пищевая соль не перестанет растворяться, а останется на дне контейнера. Это указывает на то, что вы сделали насыщенный раствор.
- Оставьте жидкость на сутки.
- В процессе остывания воды на дне контейнера появятся маленькие кристаллики. Выберите наиболее крупный из них – он и будет служить затравкой.
Инструкция для юных алхимиков по выращиванию кристаллов:
- Перелейте раствор в другой сосуд через фильтр, чтобы убрать мелкие частицы взвеси. Они могут начать расти, собирая вокруг себя исходный материал. Это уменьшит питание для основного зерна и замедлит его рост.
- Возьмите затравочный кристаллик и зафиксируйте его на нитке или проволоке. Длину крепления рассчитывайте так, чтобы камешек не касался стенок и дна емкости.
- Другой конец проволоки прикрепите к палочке.
- Опустите затравку в отфильтрованную жидкость.
- Прикройте банку бумагой, чтобы замедлить испарение влаги и предотвратить попадание в смесь пыли и посторонних частиц.
- Поставьте емкость в место с постоянной температурой. Жидкость нельзя взбалтывать и перемешивать.
- С каждым днем вы будете замечать, что кристаллик увеличивается в размерах.
- Если на дне и стенках емкости начнут образовываться незапланированные крупинки-паразиты, снова отфильтруйте жидкость.
- По мере испарения воды доливайте в банку новый соляной раствор той же концентрации, что и изначальный.
Вырастить кристаллы соли в домашних условиях можно любой величины.
Дендрит серебра
Кристаллизация серебра происходит в форме дендрита – сложного древовидного образования с ветвящейся структурой. Процесс основан на реакции замещения металлов и требует участия нитрата серебра, меди (взятой в виде проволоки) и воды.
Для 100 г нитрата серебра требуются:
- серебро (в форме кусочков или порошка) – 63,5 г;
- азотная кислота 65% – 114,13 г.
Чтобы вырастить кристаллы серебра в домашних условиях:
- Смешайте воду и нитрат серебра в соотношении 100:1. Перемешивать нужно в стеклянном сосуде несколько минут до тех пор, пока не остановится образование газа.
- Опустите в раствор закрученную спиралью проволочку из меди.
В процессе эксперимента наблюдается потемнение проволоки и появление на ней игольчатых наростов серебра, постепенно образующих расширяющиеся в стороны ветки. По истечении недели жидкость становится прозрачнее, так как содержащееся в ней серебро присоединяется к дендриту.
Цветной камень
Можно вырастить цветные кристаллы из сахарного раствора, добавив в него пищевой краситель. Также для этой цели подойдет медный купорос, который образует камни синего цвета, или соль Мора с бледно-голубыми кристаллами. Удобно пользоваться готовыми наборами для алхимиков:
- Лучистые кристаллы;
- Intellectico;
- Каррас;
- Lori.
Коробки с наборами содержат все необходимые реактивы и инструкцию для создания оранжевых, зеленых, голубых камней.
Как сделать кристалл в Майнкрафте
Кристаллы Энда находятся в измерении Эндер на вершинах обсидиановых башен. Они имеют вид розовых кубов, заключенных внутри двух прозрачных. Их свойством является подпитывание здоровья драконов. В версии Майнкрафт 1.8 вы получите кристалл, убив лошадь-скелет или лошадь-зомби.
Можно сделать кристалл Эндера самостоятельно (в версии 1.9). Для этого потребуются:
- стекла 7 – шт.;
- око Края – 1 шт.;
- слеза гаста – 1 шт.
В модификации Minecraft 1.12.2 вы найдете в шахтах и Эндере ванильные руды и породы из других модов. Все это нужно для кастования своих заклинаний. Также в Таумкрафте используются 6 разновидностей кристаллов и 2 вида, образующиеся при разрушении конструкций.
Видео, как выращивать кристаллы:
Для получения чистого драгоценного металла разработана технология его очистки от примесей. Она получила название аффинаж. Во время этой процедуры металл проходит несколько стадий обработки, в результате которых получается серебро, золото или платина заданной чистоты.
Очистка серебра считается промышленным процессом, но в настоящее время аффинаж белого металла можно провести и в домашних условиях. Как правило для очищения используется:
- ювелирный лом серебра;
- шламы от его электротехнической очистки;
- технологический серебросодержащий лом;
- “серебряная пена” из отходов свинцовых заводов.
Аффинаж состоит из трех частей: разбавление серебра в азотной кислоте, затвердевание металла и его сплавление и сама очистка электролизом (электролитическим способом).
Теперь обо всем по порядку.
Подручные инструменты и материалы
Чтобы провести аффинаж серебра дома и получить металл без примесей, необходимы небольшие познания в химии (на уровне средней школы), а также следующие материалы:
- азотная кислота 68,8%;
- деионизированная вода;
- стеклянная емкость;
- весы;
- кварцевая и латунная палочки;
- титановый тигль (емкость для сплавления);
- медные трубочки или любые другие медные изделия;
- фильтры для кофе;
- любой блок питания;
- пластиковая бутылка из под лимонада;
- вилка из нержавеющей стали и изолента;
- чайный фильтр;
- трубка для изоляции.
Растворение металла
Процесс начинается со смешивания кислоты и воды. Кислоту нужно разбавить водой в пропорции 1:1, размешать кварцевой палочкой и поместить в смесь серебро из расчета 50 г серебра на 1 л воды.
Внимание: кислота льется в воду, а не наоборот, кроме того, необходимо одеть перчатки и защитные очки. В ходе химической реакции раствор должен окраситься в голубой цвет. Процесс может занять время от несколько часов до суток. В результате вы получите нитрат серебра.
Рекомендуется проводить аффинаж на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом помещении.
Цемент из серебра
Задачей следующего этапа станет получение металла из нитрата серебра. Для этого понадобится медь. Поскольку нитрат серебра имеет голубой оттенок, то в нем уже содержится медь. Чем раствор светлее, тем он лучше. В качестве источника меди можно взять обычные трубы. Подойдут старые водопроводные, только их нужно очистить от грязи и отложений.
Кусочки медных труб помещают в серебряный раствор. Медь служит катализатором и ускоряет процесс. Трубы быстро покрываются серебряным налетом – цементом. Периодически их нужно вынимать и стряхивать цемент в банку с раствором. Медные трубы постепенно растворяются, отдавая медь нитрату серебра. Если их недостаточно, следует добавить новые.
Трубы в таком положении можно оставить на 1-2 дня, периодически проверяя их и следя за тем, чтобы в емкость не попали посторонние предметы. Процесс завершается образованием осадка из серебряного цемента на дне емкости и прекращением реакции.
Раствор необходимо профильтровать. Для этого понадобится воронка и несколько фильтров для кофе. Промывание осадка нужно сделать не менее 5 раз чистой водой. Из остатков цемента выпаривается влага (можно подождать, пока она не испарится естественным способом).
Не торопитесь выбрасывать раствор после фильтрации: в нем еще есть серебро. Добавьте в него немного поваренной соли и оставьте в сторонке. Через некоторое время в емкости появится хлорид серебра.
Серебряный цемент, состоящий из крошек и пыли нужно собрать в единый кусок. Делается это при помощи его нагревания в тигле. Нагревать нужно равномерно и не спеша, иначе серебряная пыль будет разлетаться в разные стороны. Полученное на втором этапе в домашних условиях серебро, не является чистым, условно его можно обозначить 980 пробой. Брусок подвергнется дальнейшем очистке электролизом.
Серебро высшей пробы
В заключительной части аффинажа нужно соорудить электролитическую ванну. В качестве емкости подойдет дно от обрезанной лимонадной бутылки. Высота емкости должна быть такой, чтобы в нее вместилось не менее 1 литра раствора.
В чайный фильтр помещается брусок, полученный из серебряного цемента. Заранее к нему приваривается лента чистого серебра и цепляется посередине латунной палочки. На нее необходимо одеть изоляцию, так как она сыграет роль анода. Палочка продевается в края чайного фильтра и располагается над ванной.
Рукоятка вилки обматывается изолентой, а ее конец изгибается таким образом, чтобы вилку можно было подвесить на край ванночки. Получилась миниатюрная электролитическая емкость.
Раствор с нитратом серебра разбавляется дистиллированной водой в пропорции 1:1 и заливается в ванну. Жидкость не должна касаться места сцепления серебряного бруска и ленты, иначе металл растворится.
Вилка помещается в ванную, от блока питания к ней идет кабель “минус”, к латунной палочке – “плюс”. Следите за тем, чтобы напряжение тока было не более 4-8 W и мощность в 5 А.
Сразу же начинается реакция: стены ванночки покрываются кристаллами серебра, а брусок постепенно уменьшается. Чайный фильтр служит для сбора взвеси и мусора. Кристаллы не должны доходить до чайного пакетика, иначе произойдет короткое замыкание.
Раствор с электролитом убрать в емкость. Полученные кристаллы несколько раз нужно промыть в воде, высушить и сплавить в один кусок, как ранее это проделывалось с серебряным цементом.
Аффинаж завершен, в результате вы получили серебро 999 пробы, из которого можно делать оригинальные ювелирные украшения.
Запись обновлена: Окт 9, 2020
Актуальность аффинажа серебра растет с каждым годом за счет легкости процесса, по сравнению с очисткой золота (из радиодеталей, микросхем, процессоров) и металлов платиновой группы (платина, палладий и др.). Благодаря доступной цене этого драгметалла и тому, что он употребляется в производстве часто, а это ведет к выработке большого количество лома – спрос на добычу чистого серебра не падает.
Меры безопасности при аффинаже
Прежде чем начать процесс аффинажа серебра, на предприятиях и в домашних условиях, требуется соблюсти обязательные меры предосторожности и инструкции по безопасности:
- хорошая вентиляция помещения;
- применение резиновых перчаток, специальной одежды и защитных очков;
- работа с азотной кислотой подразумевает обязательное применение респиратора. Пары азота очень ядовиты;
- при смешивании воды и кислоты, ни в коем случае нельзя добавлять воду в концентрированную кислоту, только наоборот.
Необходимые материалы, инструменты и оборудование
Для аффинажа требуются следующие материалы:
- Кислоты и щелочи.
- Вода.
Инструменты, применяющиеся при аффинаже:
- Стеклянная ёмкость.
- Стеклянная палочка.
- Медная шина или трубка.
- Флацанги, круглогубцы, кусачки и шило.
- Мешочки из ткани.
Оборудование для разных методов аффинажа серебра:
- Печь.
- Тигель в форме чашки.
- Трансформатор (блок питания).
- Горелка.
- Специальные ячейки из песчаника или пластика.
- Специальная посуда.
Способы и методы аффинажа серебра в домашних условиях
При реализации очистки серебра применяются разные методы:
- Химический аффинаж – с применением кислот.
- Электролитический – методом электролиза аффинажа технического серебра.
- Аффинаж из радиодеталей.
- Купелированный – применение специальной печи.
- Аффинаж серебра медью.
- Аффинаж из фотопленки.
Метод электролиза
Выделение серебра из посеребренных изделий с помощью электролиза можно проводить в домашних условиях. Понадобится электролит – жидкость, пропускающая ток. Для его приготовления понадобятся: аммиачная селитра и вода. Электролит готов, когда нитрат аммония полностью растворился в воде. Устройством для перебойной подачи тока будет служить трансформатор (блок питания) до 5 Вольт, подключенный к сети. Для электролиза понадобятся электроды, например, графит (катод) и любая посеребренная деталь (анод). Они соединяются с минусовым и плюсовым контактами. Графит и изделие с серебром опустить в электролит под напряжением.
За счет силы тока в аммиачной среде серебро начинает отделяться и растворяться.
Легкость и доступность такого электролитического метода заключается в том, что серебро быстро выпадает в осадок, и его легко можно собрать через фильтр. С помощью соляной кислоты извлеченные крупинки чистого серебра переплавляются в небольшой слиток.
Химические (использование кислот) и карбонатные методики аффинажа
Процесс отделения серебра химическими методами при помощи серной и азотной кислоты, а также хлоридом, содой или перекисью водорода, довольно прост.
Подготовленный сплав помещают в кислоту, которая растворяет металл (при подогревании реакция происходит быстрее).
Для выделения хлорида серебра используется обычная соль. Полученный в реакции осадок примесей проходит фильтрацию и промывается водой. Потом в него добавляется серная или азотная кислота.
Процесс кристаллизации металла происходит с добавлением порошка цинка и последующем подогревании. Получившееся вещество опять промывается содой.
В этом методе в обязательно добавляется сульфат натрия. Процедура продолжается до полного выделения сульфата серебра. В результате серебро будет в осадке. С помощью фильтра легко достается из раствора.
С применением перекиси водорода серебро извлекают следующим способом:
Соль 5 грамм (катализатор), трехпроцентная перекись водорода – 100 мл, лимонная кислота – 30 гр. Залить изделия с серебром перекисью, туда же высыпать соль. Перемешать до полного растворения солей. Дождаться полного растворения металлов. Достать изделие и дать высохнуть. Горелкой быстро нагреть, что позволит выгореть остатку меди. Серебро приобретет молочный цвет. Опустить в соляную кислоту. После того, как чистое серебро отделилось от примесей, с помощью фильтрации его легко извлечь и выплавить.
Купелирование
Сплавы низкопробного серебра аффинируются купелированием – это окисление посеребренных изделий со свинцом. Для этого метода используется печь с тиглем в виде чашки.
Этот метод основан на окислении свинца, расплавленного с серебром, который отделяется от металла вместе с примесями. Не отделяется только золото, платина и другие металлы платиновой группы, которые остаются в сплаве с серебром. Печь покрыта мергелью – губчатой глиной, которая впитывает окись свинца, испаряющийся из жидкого сплава под воздействием потока воздуха. После завершения окисления и перехода свинца в окись, поверхность сплава принимает радужную окраску, через которую при растрескивании прорывается яркий блеск серебра.
Метод аффинажа без кислот
Выделить серебро без применения азотной кислоты можно следующим образом. При помощи молотка с небольшой наковальней и нагревания посеребренные контакты доводятся до состояния тончайшей проволоки. Используются: печь, песок, емкость, термическая палочка, фильтр, реагенты (хлорид аммония, концентрированный раствор аммиака), проволока из меди. Последовательность действий: соли размешиваются, песочная баня с емкостью ставится на печку, в нее помещаются контакты, засыпанные реагентами.
Далее в течение десяти минут при нагревании происходит реакция с выделением белого газа (выделение хлорида серебра). По окончании полученные вещества остужаются и тщательно промываются. Сплав фильтруется, и необходимый осадок остается на фильтре, который в свою очередь заливается концентрированным аммиаком для получения чистого хлорида серебра. В полученный раствор погружается медная проволока. При реакции вымещается серебро, которое затем выплавляется.
Технология аффинажа серебра из фотопленки
Фотопленку замочить в хлорном растворе извести. Через 10 минут использованные и обесцвеченные (весь налет растворился в хлоре) куски вынимаются. Раствор молочного цвета отстаивается около трех часов. В целях ускорения процесса удаления эмульсии с экспонированной фотопленки, в раствор можно добавить сернокислый глинозем (0,18-0,4 кг на 1000 л раствора).
По истечению трех часов осадок фильтруют, сушат и обрабатывают для извлечения серебра.
Ключевые этапы аффинажа серебра в домашних условиях
Аффинаж серебра в домашних условиях пошагово в три этапа: выделение серебра в азотной кислоте, фильтрация металла и его выплавка, очистка электролизом (электролитическим способом).
#1. Получение металла из примесей. Процесс начинается с соединения воды и кислоты. Раствор окрашивается в светло-синий цвет. Весь процесс занимает до нескольких часов времени. В результате получается нитрат серебра.
#2. Серебряный цемент. Получение драгметалла из нитрата серебра. Для этого понадобится медь. Светло-синий цвет раствора говорит о том, что в нем уже присутствует медь. Можно использовать любые содержащие медь изделия. Медь как катализатор собирает на своей поверхности частицы серебра. В процессе медь под действием серебра полностью растворяется, превращая раствор в нитрат серебра. В результате образовывается осадок из серебряного цемента. Раствор необходимо отфильтровать. Для этого нужны воронка и фильтр. Несколько раз осадок промывается водой. После добавляется немного обычной соли. Через некоторое время в емкости появится хлорид серебра.
Выплавка в тигле позволит слепить серебряные фрагменты.
#3. Далее в третьем этапе кусок серебра подвергается дальнейшей очистке электролизом.
Полученные фрагменты чистого серебра снова несколько раз промываются и сплавляются в самородок.
Ошибки при аффинаже серебра
- Избыточное количество азотной кислоты приведёт к скверной реакции, выделению оксида азота («рыжий хвост») в частности.
- Вертикальное расположение электродов друг над другом при аффинаже серебра электролизом значительно ослабевает воздействие электролита, и серебро очень медленно отделяется.
- При электролизе избыточный ток может привести к окиси серебра, в результате чего драгметалл почернеет.
- Фатальной ошибкой является несоблюдение правил безопасности при аффинаже серебра любым способом. Вдыхание ядовитых химических паров, ожоги и другое не обрадуют серебродобытчика.
Полезное видео по аффинажу серебра
Пошаговая инструкция, как в домашних условиях можно извлечь серебро из сплавов, представлена в видео.
Для очистки серебра от примесей применяется процедура под названием аффинаж.
Такая технология позволяет при помощи физических действий и использования свойств химических реакций добиться высокой чистоты металла.
Кроме того, аффинаж позволяет добыть серебро из различных устройств радиодеталей.
Процесс проведения реакции для получения конечного результата занимает различное время, которое зависит от выбранного способа аффинажа и загрязнения перерабатываемого сплава.
В статье мы расскажем о различных способах очистки технического серебра от примесей, а также представим вашему вниманию видео на эту тему.
Для выполнения работ потребуются:
- химические реактивы;
- необходимые навыки;
- оборудованное место работы.
Где содержится серебро?
Основным источником технического серебра является радиоаппаратура, электрическое промышленное оборудование советского производства.
Нужно немалое количество контактов с «посеребренкой», которые
возможно извлечь из следующих, отслуживших свой срок, приборов, радиодеталей и устройств:
- шахтные магнитные пускатели;
- шахтные подстанции;
- реле;
- термодатчики;
- аппаратура связи;
- электро-вычислительная техника современного и давнего производства.
Ошибки при аффинаже серебра
- Избыточное количество азотной кислоты приведёт к скверной реакции, выделению оксида азота («рыжий хвост») в частности.
- Вертикальное расположение электродов друг над другом при аффинаже серебра электролизом значительно ослабевает воздействие электролита, и серебро очень медленно отделяется.
- При электролизе избыточный ток может привести к окиси серебра, в результате чего драгметалл почернеет.
- Фатальной ошибкой является несоблюдение правил безопасности при аффинаже серебра любым способом. Вдыхание ядовитых химических паров, ожоги и другое не обрадуют серебродобытчика.
Способы очистки от примесей
В наше время в свободной продаже можно купить химические реактивы, поэтому произвести процедуру аффинажа контактов с посеребрением у себя дома не составит большого труда.
Необходимо соблюдать технику безопасности, использовать средства защиты путей дыхания, глаз и рук.
Реакции проводить при хорошем воздухообмене, с вытяжкой или еще лучше – на улице. При сплавке полученного металла соблюдать противопожарную безопасность.
Аффинаж электролитом и аммиачной селитрой
Способ подходит для тех, кто не может приобрести и использовать азотную кислоту.
Смысл данной реакции заключается во взаимодействии аммиачной селитры и серной кислоты, находящейся в электролите при повышении температуры. В результате подогрева получается устойчивое соединение азотной кислоты, которая растворяет сплав технического серебра.
Для проведения реакции потребуется:
- химически стойкая стеклянная посуда;
- электролит на основе серной кислоты;
- аммиачная селитра;
- электрическая печка;
- песочная баня;
- стружка цинка для выделения металлизированного серебра;
- поваренная соль;
- соляная кислота;
- горячая вода.
Для успешного проведения химической реакции растворения 100 г технического серебра используется 2 части электролита (1 литр), 1 часть аммиачной селитры (0,5 кг). Временной промежуток процесса растворения занимает около 24 часов.
Порядок выполнения действий:
- стеклянная емкость (трехлитровый бутыль) устанавливается на песочную баню, подогреваемую электрической печкой;
- в тару засыпается перерабатываемый материал и реактивы: 150 г селитры, 300 мл электролита;
- с повышением температуры происходит реакция, визуально наблюдается кипение, выделение красноватого газа, изменение цвета жидкости (появляется синий оттенок);
- при затухании процесса растворения добавляются химические составляющие в выбранной пропорции;
- после полного растворения погруженного металла используются теплая вода и поваренная соль для получения хлорида серебра;
- бутыль заполняется H2O практически до горлышка, после чего засыпается соль, количество которой определяется окончанием выпадения хлопьев хлорида в осадок;
- выполняется фильтрация для отделения хлорида серебра от жидкости;
- в той же стеклянной емкости полученный отфильтрованный материал белого цвета заливается соляной кислотой, высота покрытия — 2 cм над осадком;
- в подготовленный раствор засыпается стружка цинка, который реагирует с HCl и вытесняет металлизированное серебро, реакция сопровождается выделением водорода;
- так как газ взрывоопасный, необходимо принять меры предосторожности: проветривание, отсутствие источников огня и нагрева;
- через 20 – 30 минут получается осадок земляного цвета – это Ag;
- следует проверить на наличие в растворе кислоты: необходимо окунуть при помощи пинцета стружку Zn в жидкость, в результате должна происходить реакция растворения;
- если взаимодействия нет, тогда необходимо добавить в емкость HCl для удаления цинка из металлизированного серебра, чтобы при сплавке не получить хрупкий, не пригодный для использования металл;
- осадок промывается и сплавляется в тигле при помощи бензиновой или газовой горелки.
Использование азотной кислоты
Процесс отделения чистого серебра из технического сплава при помощи азотной и серной кислоты не отличается особой сложностью.
Для 100 г обрабатываемого материала потребуется 200-300 мл каждого реагента.
Используются следующие приспособления и материалы:
- кислоты в нужном количестве, исходя из веса предложенного материала;
- поваренная соль для получения хлорида серебра;
- цинк в виде стружки или порошка;
- стеклянная химическая посуда;
- электрическая печка;
- песочная баня;
- сода;
- фильтровальная бумага, лейка;
- инструменты для плавки полученного металла.
- Подготовленный сплав помещают в сосуд с налитой азотной кислотой. Дальше происходит реакция растворения с большим выделением тепла и едкого красного дыма. Следует соблюдать правила безопасности, использовать проветривание, защищать органы дыхания, глаза. Растворение происходит быстрее при дополнительном нагревании.
- Полученный раствор разводится теплой водой: на 0,5 литра растворенного в кислоте металла, добавляется около 2 литров H2O.
- Для выделения хлорида серебра загружается поваренная соль. Выбирая необходимое количество, руководствуются принципом «кашу маслом не испортишь».
- Полученный осадок фильтруется и промывается водой.
- После чего он растворяется серной кислотой в посуде для выпаривания.
- Процесс кристаллизации металлического серебра происходит при добавлении порошка цинка в раствор H2SO4 и подогревании на песочной бане.
- Получившееся вещество промывается растворенной в воде содой и сплавляется в тигле при помощи горелки.
Метод без кислот
Выделить серебро из сплава возможно без использования кислот. Для этого необходимо подготовить обрабатываемый материал.
Процесс аффинажа такого вида рассмотрим на примере контактов из технического серебра.
При помощи молотка с наковальней либо путем прокатывания на ювелирных вальцах пластины контактов необходимо довести до тончайшего состояния.
Операция травления производится на свежем воздухе или под хорошей вытяжкой.
- электрическая печь;
- песочная баня;
- керамическая или стеклянная емкость либо тигель;
- термическая палочка;
- фильтровальная бумага;
- воронка и емкость для промывки;
- реагенты: хлорид аммония — 2 части, аммиачная селитра — 1 часть;
- концентрированный раствор аммиака;
- медная проволока для вымещения серебра из хлорида.
Количество хлорида аммония равняется весу обрабатываемого сырья.
Последовательность действий:
- подготавливаются соли, взвешиваются и перемешиваются;
- на печку устанавливается песочная баня со стеклянной тарой, в которую помещены контакты, засыпанные реагентами;
Извлечение электролизом
Данный вид аффинажа использует свойства постоянного электрического тока. Заряженные электрические частицы серебра перемещаются с катода на анод.
В качестве положительного электрода выступает лом технического серебра, отрицательным контактом представлена серебряная пластина.
Потребуется следующие приспособления:
- трансформатор постоянного тока с выходным напряжением 2 В;
- зажимы «крокодилы»;
- емкость с электролитом (серебро, растворенное в азотной кислоте);
- тестер с табло, для контроля напряжения.
Порядок действий:
- к положительному электроду подключается очищаемый фильтруемый материал;
- к отрицательному контакту подсоединяется серебряная пластина;
- трансформатор подключается к сети электрического тока;
- через 20 – 30 минут контролируется процесс.
На аноде собирается чистое серебро, которое сплавляется.
Способ электролиза простой, не требует промывок и использования большого количества химических реактивов, подходит для использования в домашних условиях. Единственное условие — наличие азотной кислоты для получения электролита.
Необходимые материалы и инструменты
В соответствии с описаниями каждого из отдельных способов аффинажа серебра в домашних условиях приведём перечни необходимых для их проведения материалов и инструментов.
Купелирование:
- Печь.
- Тигель в форме чашки, покрытой мергелью.
- Свинец.
Электролиз:
- Специальные ячейки из песчаника или пластика.
- Азотная кислота.
- Мешочки из ткани.
Химические способы:
- Сульфит натрия.
- Хлорид аммония.
- Поваренная соль.
- Азотная кислота.
- Серная кислота.
- Специальная посуда, материал для которой выбирают в зависимости от компонентов процедуры.
Что собой представляет эта процедура?
Для того чтобы получить металл в чистом виде, используются технологии, позволяющие очистить его от примесей. Аффинажем называется совокупность таких технологий. Эта процедура — процесс сугубо промышленный, но сейчас не представляет сложности осуществлять аффинаж серебра в домашних условиях.
Процесс аффинажа серебра
Добыть серебро можно из лома украшений, шлама от электротехнической очистки серебра, технологического лома, серебряной пены. Сделать это можно тремя основными способами:
- купелированием;
- электролитическим;
- химическим.
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Выбор зависит в первую очередь от состава и состояния продукции, из которой серебро добывают, и объема производства.
Химический аффинаж
Из растворов солей или коллоидов можно извлечь серебро химическими технологиями. Процесс является многостадийным. Для проведения процедуры требуется сульфит натрия, при добавлении которого происходит обменная реакция с выпадением черного осадка новой соли благородного металла. По факту завершения взаимодействия к полученному раствору приливается нашатырь (хлорид аммония) или поваренная соль. Смесь отстаивается до момента четкого фракционного разделения – должны образоваться мутная и прозрачная части. Серебро считается осажденным полностью, если дополнительное введение солей не вызывает помутнения.
Существует два способа выделения чистого металла из хлорида – сухой и мокрый.
Читайте также: