Номер 3, страница 218 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 46. Серебро. Глава 4. Металлы побочных подгрупп - номер 3, страница 218.

Условие.

3. Почему расплавленное на воздухе серебро при охлаждении «плюётся»?

Решение.

Решение 2.

2. Серебро (химический символ Ag, от лат. Argentum) — это благородный металл, который обладает целым рядом характерных физических и химических свойств.

• Физические свойства:
  • Внешний вид: Блестящий, ковкий, пластичный металл серебристо-белого цвета. Обладает самой высокой отражательной способностью среди всех металлов (отражает около 95% видимого света), что обуславливает его яркий блеск.
  • Электро- и теплопроводность: Серебро является эталонным проводником электрического тока и тепла. Его удельная электропроводность и теплопроводность — самые высокие среди всех металлов при нормальных условиях.
  • Пластичность и ковкость: Это очень пластичный и ковкий металл. Из одного грамма серебра можно вытянуть проволоку длиной до 2 км. По ковкости и тягучести уступает только золоту.
  • Плотность: $10,49 \text{ г/см}^3$ (при $20 \text{°C}$).
  • Температура плавления: $961,78 \text{°C}$.
  • Температура кипения: $2162 \text{°C}$.

• Химические свойства:
  • Химическая активность: Серебро — малоактивный, благородный металл. В электрохимическом ряду напряжений оно стоит значительно правее водорода.
  • Взаимодействие с кислородом и водой: При нормальных условиях не реагирует с кислородом воздуха и водой, благодаря чему сохраняет свой блеск.
  • Взаимодействие с кислотами: Не растворяется в неокисляющих кислотах (например, в разбавленной соляной или серной). Однако легко вступает в реакцию с кислотами-окислителями, такими как азотная кислота (любой концентрации) и концентрированная серная кислота при нагревании.
    Например, с концентрированной азотной кислотой: $Ag + 2HNO_3(\text{конц.}) \rightarrow AgNO_3 + NO_2\uparrow + H_2O$
  • Потемнение (образование сульфида): На воздухе серебряные изделия со временем темнеют. Это происходит не из-за окисления, а из-за реакции с серосодержащими соединениями (в первую очередь, с сероводородом $H_2S$), которые присутствуют в атмосфере в малых количествах. В результате на поверхности образуется тонкая плёнка сульфида серебра ($Ag_2S$) чёрного цвета.
    $4Ag + 2H_2S + O_2 \rightarrow 2Ag_2S + 2H_2O$
  • Взаимодействие с галогенами: Реагирует со свободными галогенами (фтором, хлором, бромом, йодом), образуя соответствующие галогениды. Галогениды серебра (особенно хлорид, бромид и йодид) обладают светочувствительностью, что нашло широкое применение в аналоговой фотографии.

Ответ: Серебро — это благородный металл серебристо-белого цвета, обладающий самой высокой электро- и теплопроводностью, высокой пластичностью и ковкостью. Химически оно малоактивно: не реагирует с водой и кислородом воздуха при нормальных условиях, но растворяется в окисляющих кислотах (например, азотной) и темнеет при контакте с соединениями серы, образуя черный налет сульфида серебра.

3. Явление, при котором расплавленное на воздухе серебро при охлаждении разбрызгивается, или «плюётся», связано с его уникальной способностью поглощать кислород из воздуха в жидком состоянии и бурно выделять его при затвердевании.

Процесс можно описать по шагам:

1. Растворение кислорода: В жидком состоянии серебро активно растворяет в себе кислород. Один объём расплавленного серебра способен поглотить до 22 объёмов газообразного кислорода. В отличие от многих других металлов, серебро не образует в расплаве устойчивого оксида, и кислород остаётся в растворённом виде.
2. Начало кристаллизации: Когда расплав остывает до температуры плавления, начинается процесс кристаллизации (затвердевания). Растворимость кислорода в твёрдом серебре практически равна нулю.
3. Образование корки и выделение газа: Охлаждение и затвердевание начинаются с поверхности, которая контактирует с более холодной средой. На поверхности расплава образуется тонкая твёрдая корочка. Под этой коркой всё ещё находится жидкое серебро, перенасыщенное кислородом, который не может оставаться в образующихся кристаллах.
4. «Плевок» серебра: По мере дальнейшего затвердевания всего объёма металла, весь ранее поглощённый кислород стремительно выделяется в виде газа. Давление этого газа под застывшей корочкой резко возрастает, и в итоге газ с силой прорывает её. Этот прорыв и сопровождается выбросом мелких капель ещё жидкого металла, что внешне напоминает «плевок». В результате поверхность застывшего слитка серебра становится неровной, пористой и покрытой мелкими кратерами.

Этот эффект является отличительной чертой серебра и используется как один из признаков его чистоты при купелировании (методе отделения благородных металлов от примесей).

Ответ: Расплавленное серебро активно поглощает кислород из воздуха. При охлаждении и затвердевании растворимость кислорода в серебре резко падает, и он бурно выделяется в виде газа. Этот газ прорывает образующуюся на поверхности твёрдую корочку, разбрызгивая капли жидкого металла, что и называется «плевком» серебра.