Sisukord:
2. tund keemiline element protsent (Mai 2024)
Hõbe (Ag), keemiline element, valge läikiv metall, mida hinnatakse dekoratiivse ilu ja elektrijuhtivuse poolest. Hõbe asub perioodilise tabeli rühmas 11 (Ib) ja 5. perioodis vase (periood 4) ja kulla (periood 6) vahel ning tema füüsikalised ja keemilised omadused on nende kahe metalli vahel vahepealsed.
Viktoriin
Perioodilise tabeli viktoriin
W
Elemendi omadused
| aatomnumber | 47 |
|---|---|
| aatommass | 107,868 |
| sulamispunkt | 960,8 ° C (1,861,4 ° F) |
| keemispunkt | 2212 ° C (4,014 ° F) |
| erikaal | 10,5 (20 ° C [68 ° F]) |
| oksüdatsiooniseisundid | +1, +2, +3 |
| elektronide konfiguratsioon | [Kr] 4d 10 5s 1 |
Omadused, kasutusalad ja esinemine
Koos kulla ja plaatina rühma metallidega on hõbe üks nn väärismetallidest. Hõbedat on oma võrdleva vähesuse, särava valge värvuse, painduvuse, elastsuse ja atmosfääri oksüdeerumiskindluse tõttu pikka aega kasutatud müntide, kaunistuste ja ehete tootmisel. Hõbedal on kõigi metallide teadaolev kõrgeim elektri- ja soojusjuhtivus ning seda kasutatakse trükitud elektriskeemide valmistamisel ja elektrooniliste juhtmete aurustunud kattekihina; see on ka legeeritud selliste elementidega nagu nikkel või pallaadium, mida kasutatakse elektrikontaktides. Samuti leiab hõbe katalüsaatorina oma ainulaadse võime muuta etüleen etüleenoksiidiks, mis on paljude orgaaniliste ühendite eelkäija. Hõbe on siirdeelementidest üks õilsamaid, see tähendab keemiliselt vähem reageerivaid.
Kuninglikest hauakambritest on leitud hõbeehteid ja -kaunistusi, mis ulatuvad 4000 bce-ni. On tõenäoline, et kõigis Induse ja Niiluse vahelistes riikides kasutati nii kulda kui ka hõbedat 800-kordselt.
Hõbe on looduses laialt levinud, kuid üldkogus on teiste metallidega võrreldes üsna väike; metall moodustab 0,05 osa miljonist maakoorest. Praktiliselt kõik plii, vase ja tsingi sulfiidid sisaldavad veidi hõbedat. Hõbedased maagid võivad sisaldada hõbedat vahemikus mitme tuhande trooja untsini avoirdupoisi tonni kohta ehk umbes 10 protsenti.
Erinevalt kullast on hõbe paljudes looduslikult esinevates mineraalides. Hõbeda tähtsam hoiused kaubanduslikult on sellised ühendid nagu mineraalid Tetrahedrite ja argentite (hõbe sulfiid, Ag 2 S), mis on tavaliselt seotud teiste sulfiidid nagu need plii ja vask, samuti mitmed teised sulfiidid, millest mõned sisaldavad ka antimonit. Hõbe leidub tavaliselt plii-, vask- ja koobalt-arseniidi maakides ning seda seostatakse looduses sageli ka kullaga. Enamik hõbedat saadakse kaevandatud ja töödeldud maakide kõrvalsaadusena nende teiste metallide saamiseks. Natiivse (keemiliselt vaba või ühendamata) hõbeda hoiused on samuti kaubanduslikult olulised.
Kuna suurem osa hõbedat sisaldavatest maakidest sisaldab ka olulisi metalle, pliid, vaske või tsinki või nende kolme kombinatsiooni, eraldatakse nende maakide hõbedat sisaldav fraktsioon sageli vase ja plii tootmise kõrvalsaadusena. Seejärel saadakse puhas hõbe toorfraktsioonist sulatamise ja tule- või elektripuhastamise teel. (Hõbeda taaskasutamise ja rafineerimise kohta vt hõbeda töötlemine.)
Hõbe
| riik | kaevanduste tootmine 2016 (tonnides) * | % maailma kaevanduste toodangust | näidatud varud 2016 (tonnides) * | % kogu maailmas näidatud varudest ** |
|---|---|---|---|---|
| * Hinnanguline. | ||||
| ** Hõlmab mitteväärismetallimaakidest saadavat hõbedat. | ||||
| *** Detail ei lisa ümardamise tõttu antud summat. | ||||
| Allikas: USA siseministeerium, mineraaltoodete kokkuvõtted 2017. | ||||
| Mehhikos | 5600 | 20,7 | 37 000 | 6.5 |
| Peruu | 4100 | 15,2 | 120 000 | 21,1 |
| Hiina | 3600 | 13,3 | 39 000 | 6.8 |
| Tšiili | 1500 | 5.6 | 77 000 | 13,5 |
| Austraalia | 1400 | 5.2 | 89 000 | 15,6 |
| Poola | 1400 | 5.2 | 85 000 | 14,9 |
| Venemaa | 1400 | 5.2 | 20 000 | 3.5 |
| Boliivia | 1300 | 4.8 | 22 000 | 3.9 |
| Ühendriigid | 1100 | 4.1 | 25 000 | 4.4 |
| teised riigid | 5400 | 20 | 57 000 | 10 |
| kogu maailmas | 27 000 | 100 *** | 570 000 | 100 *** |
Ajalooliselt on hõbe peamiselt kasutatud rahaliselt, hõbedavarude ja müntide kujul. 1960. aastateks ületas aga tööstuses, eriti fototööstuses kasutatava hõbeda nõudlus kogu maailmas toodetava aasta kogumahu. 21. sajandi alguses asendati digitaalkaameratega need, mis kasutasid filme, kuid nõudmine hõbeda järele muudest sektoritest - näiteks steriliseeritud ja pinnatud hõbeesemed, kaunistused, ehted, mündid, elektroonilised komponendid ja fotoelemendid - oli endiselt oluline.
Hõbedasulamid koos vasega on kõvemad, vastupidavamad ja kergemini sulanduvad kui puhas hõbe. Neid kasutatakse eheteks ja mündiks. Hõbeda osakaal neis sulamites on esitatud peenuse järgi, mis tähendab hõbeda osi sulami tuhande kohta. Hõbe sisaldab 92,5 protsenti hõbedat ja 7,5 protsenti muud metalli, tavaliselt vaske; st selle peenusaste on 925. Ehtedhõbe on sulam, mis sisaldab 80 protsenti hõbedat ja 20 protsenti vaske (800 trahvi). Ehetes kasutatav kollane kuld koosneb 53 protsendist kullast, 25 protsendist hõbedast ja 22 protsendist vasest. (Hõbeda kasutamise kohta dekoratiiv- ja majapidamistarvetes vt metallitööd.)
Naturaalne hõbe koosneb kahe stabiilse isotoobi segust: hõbe-107 (51,839 protsenti) ja hõbe-109 (48,161 protsenti). Metall ei reageeri niiske õhu ega kuiva hapnikuga, vaid oksüdeeritakse niiske osooniga pealiskaudselt. See tuhmub toatemperatuuril kiiresti väävli või vesiniksulfiidi abil. Sulatatud olekus võib hõbe lahustada hapniku ruumalast kuni 22 korda; tahkestumisel väljutatakse suurem osa hapnikust, seda nähtust nimetatakse hõbeda sülitamiseks. Seda saab kontrollida deoksüdandi, näiteks süsi, lisamisega sulatatud hõbedale. Hõbe lahustub kergesti lämmastikhappes ja kuumas kontsentreeritud väävelhappes. Samuti lahustub metall oksüdeerivates hapetes ja tsüaniidi ioone sisaldavates lahustes hapniku või peroksiidide juuresolekul. Lahustumine tsüaniidilahustes on tingitud väga stabiilse ditsüanoargentaadi [Ag (CN) 2] - iooni moodustumisest.
Sarnaselt vasega on ka hõbedal üks s elektron, mis asub väljaspool valminud d kesta, kuid vaatamata elektrooniliste struktuuride ja ionisatsioonienergia sarnasusele on hõbeda ja vase vahel vähe lähedasi sarnasusi.
Ühendid
Hõbeda jaoks on ülitähtis oksüdatsiooni olek kogu selle tavalises keemias olek +1, kuigi olekud +2 ja +3 on teada.
Hõbeühendite hulka kuuluvad hõbekloriid (AgCl), hõbebromiid (AgBr) ja hõbejodiid (AgI). Kõiki neid sooli kasutatakse fotograafias. Hõbekloriid on valgustundlik materjal fototrükipaberites ja koos hõbebromiidiga teatavates filmides ja plaatidel. Jodiidi kasutatakse ka fotopaberite ja filmide valmistamisel, samuti pilvekülviks kunstliku vihma valmistamiseks ja mõnedes antiseptikumis. Kõik kolm halogeniidi on saadud hõbenitraadist (AgNO 3), mis on anorgaanilistest hõbedasooladest tähtsaim. Lisaks nendele teistele sooladele on hõbeda nitraat ka lähtematerjalina hõbeda tsüaniidi tootmisel, mida kasutatakse hõbeda pindamisel.
