銀(Silver, Argentum)的原子序數是47,原子量為107.8682,在元素周期表第五周期IB族,屬于過渡金屬元素。銀廣泛分布于自然界,存在形式有自然銀單質、銀化合物礦,以及存在于其他有色金屬礦中的伴生元素。
天然銀由兩種穩定同位素1o?Ag(51.839%)和1o? Ag(48.161%)組成。銀是史前人類已知的七種古代金屬之一,是第一種原始形式的貨幣。
純銀為白色金屬,有光澤,是立方晶系晶體。銀的熔沸點較高,銀比金略硬,延展性和柔韌性是除金外所有金屬中最好的。純銀具有最高的導電性、導熱性和最低的接觸電阻。銀可以與多種金屬如鋁、銅、金、鋅、鎘等形成各種用途的合金。銀化學性質較為穩定,在空氣中不與氧化合,但銀對硫及硫化物(H?S)極為敏感,銀器暴露在含有這些物質的空氣中會生成一層Ag?S的黑色薄膜,失去銀白色光澤。銀可以和鹵族元素緩慢發生反應,銀不能與稀鹽酸或硫酸作用放出氫氣,可溶于硝酸或熱的濃硫酸。銀可作為裝飾品及工藝品、原始貨幣,在醫療、材料學、化工等領域具有重要作用。
歷史
銀的名稱來源于盎格魯撒克遜語“siolfur”,符號Ag的起源來自拉丁語“argentum”。銀是史前人類已知的七種古代金屬之一,銅、銀和金在自然界中以金屬元素單質形式存在,是第一種原始形式的貨幣。
銀最早可能在公元前5000年左右被發現,當時史前人類挖掘了第一批銅礦,銀通常與銅礦脈一同出現。到公元前3000年,安納托利亞(Anatolia)開始使用金屬作為通用的交換媒介,由此對銀礦進行了大規模的開采。小亞細亞半島和愛琴海島嶼上的礦渣表明,人類早在公元前3000年就學會了區分銀和鉛。公元前3400年,埃及人已使用銀制品,《圣經》中曾多次提到銀。中國古代的銀金礦就是銀金合金(內含銀、金、汞、銅、鉑),在春秋時期(前8~前5世紀)已有“錯金銀”工藝。公元前1200年,古雅典在附近發現勞里厄姆(Laurium)銀礦,通過開采銀礦,古雅典獲得了大量財富用以支持陸軍和海軍,從波斯人手中贏得了對愛琴海的控制權。到公元前1100年,出口白銀的腓尼基(Phoenician)定居點一直處于迦太基(Carthage)的控制之下,此前伊比利亞人提取白銀的已有約3000年的歷史。公元前200年左右,腓尼基被羅馬共和國征服,西班牙成為羅馬帝國白銀的主要供應國。幾個世紀以來,西班牙的白銀為地中海的經濟提供了動力。西班牙的白銀為羅馬帝國的擴張提供了資金,在生產高峰期每年供應多達200噸白銀。1545年,西班牙在拉丁美洲發現大量銀礦床。1859年,美國第一個大型銀礦內華達州(Nevada)Comstock礦脈被發現,由此產生的白銀熱可與十年前的加利福尼亞州(California)淘金熱相媲美。
分布情況
銀廣泛分布于自然界,在地殼中含量約為1×10??%,在海水中含量約為1×10??%。銀的存在形式有自然銀、銀化合物礦,以及存在于其他有色金屬礦中的伴生元素。銀礦產資源基本分為兩種類型:(1)伴生礦,主要與、銅、、鉛、金和其他金屬伴生,銀作為副產物;如:鉛鋅礦床、硫化銅礦床、銀鈷礦床、銀銻礦床等;(2)銀礦,以銀為主要金屬產物。目前資源以前者為主。已知的銀礦石約有60種,具有經濟意義的主要有輝銀礦(Ag?S)、角銀礦(AgCl)、淡紅銀礦(Ag?AsS?)、硫銻銅銀礦(Ag??Sb?S??)、濃紅銀礦(Ag?SbS?)、脆銀礦(Ag?SbS?)、銀黝銅礦及碲化物礦。天然銀中有兩種穩定同位素,為銀-107和銀-109,還有56種放射性同位素和異構體。世界銀資源主要分布在墨西哥、秘魯、波蘭、智利、澳大利亞和中國。中國銀礦資源豐富,白銀資源分布廣泛,探明儲量相對集中。在已探明的銀礦儲量中,大礦少,小礦多;富礦少,貧礦多;單一銀礦少,伴(共)生礦多,開發利用難度較大。
a估計。
b包括可從基本金屬礦石中獲得的銀。
c由于四舍五入的原因,各小項加起來不等于總數。
資料來源:U.S. Department of the Interior, Mineral Commodity Summaries 2017.(美國內政部,《2017年礦產商品摘要》)
表格信息來源于
主要性質
物理性質
銀在自然界中以自生式共生狀態(如在脆銀礦、輝銀礦、淡紅銀礦、深紅銀礦和角銀礦中)存在。純銀是一種具有金屬光澤的白色金屬,其晶體結構為面心立方。純銀在室溫下的密度約為10.5克/立方厘米(或10490千克/立方米)。銀的熔沸點較高,銀比金略硬,延展性和柔韌性是除金外所有金屬中最好的。純銀具有最高的導電性、導熱性和最低的接觸電阻,銀有很強的反光能力,對可見光的反射能力是所有金屬中最強的,對長波紅外線的反射能力僅次于金,經拋光后,能反射95%的可見光。銀在汞和低熔點的金屬如鈉、鉀及它們的混合物中能很好地溶解。銀可以與多種金屬如鋁、銅、金、鋅、鎘等形成各種用途的合金。
化學性質
銀原子的電子組態為[Kr]4d1o5s1,由于最外層s電子和次外層d電子的能量相差不大,可以失去電子形成+1、+2、+3三種氧化態(其中+1價最為常見)。
銀較為穩定,在空氣中不與氧化合,但銀對硫及硫化物(H?S)極為敏感,銀器暴露在含有這些物質的空氣中會生成一層Ag?S的黑色薄膜,失去銀白色光澤。在酸性條件或堿性條件下,銀在水中的電極電勢都大于氫的電極電位,所以銀在水中穩定,不與水發生反應析出氫氣。銀可以和鹵族元素緩慢發生反應,銀不能與稀鹽酸或硫酸作用放出氫氣,可溶于硝酸或熱的濃硫酸。
化學反應
與氧氣反應
銀在常溫下不易被空氣氧化,但加熱至200℃時即有氧化銀(Ag?O)薄膜產生,至400℃分解。
銀金屬在正常條件下的清潔空氣中穩定,但當空氣中含有H?S,銀器很容易與氧氣發生反應變為黑色,這就是銀器年久變黑的原因。
與酸反應
溶于氧化性酸
銀易溶于硝酸生產AgNO?,也易溶于熱的濃硫酸生產Ag?SO?,但不溶于冷的硫酸,在熱的稀硫酸中微溶。
生成難溶物或配合物
因為碘化物能與銀離子形成溶度積很小的AgI,從而使得溶液中的銀離子濃度很低,將Ag?的還原電勢降低到了0以下,所以銀可以與HI反應生成碘化銀和氫氣。
與FeCl?反應
Ag可以與氧化性物質Fe3?發生氧化還原反應生成Ag?:
與硫反應
銀對硫及其化合物很敏感,易形成黑色的Ag?S,從而使銀器失去光澤。
與CN?反應
銀單質與CN?的反應常被用來提取礦石中的銀,反應后生成銀的配位化合物可溶解于溶液中,便于銀元素的富集。
重要化合物
氧化數為+1的銀鹽中只有AgNO?、AgF和AgClO?等少數幾種鹽溶于水,其他難溶于水。Ag?形成配合物的傾向很大,把難溶鹽轉化成配合物是溶解難溶鹽的重要方法。銀的化合物熱穩定性差,見光、受熱易分解,銀鹽的顏色變化與離子極化有關。
氧化銀
在AgNO?溶液中加入氫氧化鈉溶液,首先析出白色 AgOH 沉淀,常溫下AgOH極不穩定,立即脫水生成暗棕色Ag?O沉淀。如果用溶于90%乙醇的AgNO?溶液,在低于 228 K 下和氫氧化鉀反應,可得到白色AgOH沉淀。
Ag?O微溶于水,Ag?O具有氧化性,能將CO氧化成CO?或將H?O?氧化成O?:
硝酸銀
硝酸銀還能與許多有機化合物發生氧化還原反應,例如皮膚或布與硝酸銀接觸后都會變黑。10%的硝酸銀溶液在醫藥上可用作化學消毒劑和腐蝕劑。大量的硝酸銀用于制造照相底片上的鹵化銀,它也是重要的分析試劑。
鹵化銀
AgCl、AgBr 和 AgI 都不溶于稀硝酸。AgCl、AgBr、Agl都具有感光性,可做感光材料,常用于照相術。
表:四種鹵化銀的基本性質
表格來源:引用資料
配合物
Ag?與N給體、P給體和S給體配位形成種類繁多的配位化合物,如[AgCl?]?、[Ag(NH?)?]?、[Ag(CN)?]?、[Ag(S?O?)?]3?等。
銀配離子廣泛應用于照相技術和電鍍工業中。例如,熱水瓶膽上的鍍銀就是利用[Ag(NH?)?]?與甲醛或葡萄糖的反應:
這個反應叫銀鏡反應,也可利用此反應鑒定醛(R-CHO)。
有機銀化合物
硝酸銀與四烷基鉛化合物在甲醇或乙醇中在低溫下反應可生成基銀化合物AgR:
將氟化銀加到全氟丙烯上得到的全異丙基銀,硝酸銀與四烯基鉛反應可制備烯烴銀化合物。硝酸固體銀與二芳基鋅化合物的醚溶液反應,幾乎可以定量地生成相應的芳基銀化合物。硝酸銀或高氯酸銀在氨存在下可以與水、甲醇或乙醇反應生成$$\rm?AgC\equiv CR$$型炔基銀化合物,硼酸與硝酸銀反應可以制備熱穩定的環戊二烯金屬配合物有機銀衍生物。
同位素
天然存在的銀(??Ag)由兩種穩定同位素1o?Ag和1o?Ag組成,比例幾乎相等,其中1o?Ag的豐度略高(51.839%自然豐度)。銀有一百多種人工合成的放射性同位素,目前已經對28種人工合成的銀放射性同位素進行了表征,其中最穩定的是1o?Ag,半衰期為41.29天,111Ag半衰期為7.45天,以及112Ag的半衰期為3.13小時。
備注:mAg:激發核異構體,核異構體是具有相同質量數A和原子數Z的原子,但是在原子核中具有不同的激發狀態;IT:異構體轉變
表格來源于資料
制備方法
銀多與銅、鉛、鋅等重金屬硫化礦共生。主要的提銀方法是通過選礦使銀富集于重金屬硫化物精礦中,在冶煉這些重金屬過程中提取;與金共生的銀,在金的氰化過程中回收。粗顆粒的自然銀和銀-金礦采用混汞法或重選-混汞法處理。輝銀礦和角銀礦可用重選法富集,也可直接化。
礦物提取過程
在選礦前需要進行礦物原料準備作業,如粉碎(包括破碎和磨碎)、篩分和分級,有時還包括洗礦。將礦山采出的粒度較大的礦塊碎裂至粒度較小后,礦物原料經粉碎作業后進入選別作業,使有用礦物和脈石分離,或使各種有用礦物彼此分離,主要方法包括:①重選法。利用礦物原料在介質(主要是水)流中顆粒比重的不同進行選別;②浮選法。利用各種礦物原料顆粒表面對水的潤濕性(疏水性或親水性)的差異進行選別;③混汞法。利用銀與汞形成汞齊的特點,使銀同其他金屬礦物和脈石分離,所得汞膏經加熱蒸餾除汞后得到銀;④氰化物法。此方法是近代從礦石中提取銀最有效、最常用的方法,包括氰化浸出、鋅置換和銀泥熔煉等工序。從軟錳礦中提取銀,須先進行還原焙燒,使高價錳的氧化物還原為MnO,然后再氰化,以減少氰化劑的消耗。具體反應式如下:
然后用鋅或鋁把銀還原出來:
再把金屬銀熔鑄成粗銀塊,供電解法制成純銀。
陽極泥提取銀過程
從陽極泥中提取銀,是現代生產銀的重要手段。熔煉含銀硫化銅、鉛精礦的過程中,銀富集于銅、鉛電解精煉的陽極泥中。銀和金在銅、鉛陽極泥中呈單質狀態,或同、、氯形成化合物(Au?Se,Ag?Se,Au?Te,Ag?Te,AgCl)。大部分銀都是在生產有色金屬(如銅、鉛等)時作為副產品而產生的。例如在生產銅的過程中的陽極泥經處理除去大部分雜質金屬,最后在硝酸鹽中進行電解,可得到純度高于99.9%的銀。以銅陽極泥提銀為例,其具體步驟如下:
(1)硫酸化焙燒:將含水的銅陽極泥與工業用濃硫酸混合送入外加熱回轉窯進行焙燒,使陽極泥中的銅轉化為硫酸鹽。
(2)水浸脫銅:硫酸化焙燒后的銅陽極泥中,大部分銅和部分銀轉化為硫酸鹽,用水浸出(見浸取)。再用金屬銅置換銀,銅進入溶液,銀沉積成單質銀。
(3)熔煉金銀合金:脫銅、硒后的陽極泥配入煤粉、石灰(CaO)、碳酸鈉(Na?CO?)、鐵屑等,在貴鉛爐內進行還原熔煉,使金銀富集于貴鉛(指鉛與貴金屬形成的鉛合金)中,其他金屬大部分進入煙氣或爐渣中。將貴鉛在分銀爐內進行氧化精煉,其中的雜質被氧化成不溶于金銀的氧化物,進入煙氣或形成爐渣除去,產出含金、銀約97~98%的合金。
(4)銀電解精煉:將金銀合金鑄成陽極、用銀板或不銹鋼板作陰極,在硝酸銀溶液中進行電解。在電解過程中,銀和比銀電負性更大的金屬如銅、鉍、錫、鐵、鎳等都進入溶液。陽極中的鉛部分進入溶液,部分氧化成二氧化鉛附著于陽極表面。金和大部分鉑、鈀不溶而留在陽極泥中,僅少量鉑、鈀進入溶液,陰極析出呈樹枝狀的銀結晶。
應用領域
銀的精細化工產品主要包括超細銀粉、片狀銀粉、硝酸銀、氧化銀、硫酸銀、碘化銀等等,銀在電子工業、電鍍業、感光業、化工業和醫藥等行業發揮著重要的作用。
裝飾品及工藝品
由于銀的化學性能穩定,光澤質地良好,易于加工,所以自古以來銀就是首飾、裝潢、美術工藝的理想材料。直至今天,世界各國仍有大量白銀用于珠寶行業。
貨幣
銀是人類發現和使用最早的金屬之一。中國古代和近代一直以銅和白銀作為貨幣在社會上流通。銅銀合金主要用于鑄造銀幣,美國、蘇聯、法國、意大利、德國、比利時和瑞士生產含銀為90%的銀幣、英國生產含銀92.5%的銀幣,中國古代和近代的銀幣含銀95.83%。
當地時間2025年5月27日,美國佛州州長羅恩·德桑蒂斯簽署一項立法,承認白銀為該州的法定貨幣,德桑蒂斯稱此舉是為了保護佛羅里達人免受美元貶值的影響。這項立法建立了一個法律框架,法案規定,純度達99.9%的銀幣可在佛州擁有法幣地位、免除銷售稅、監管其保管人,并允許在交易中任意使用金銀硬幣(需立法機構批準實施規則)。
醫療用途
公認的銀的醫療作用包括水凈化、促進愈合的傷口敷料、預防和治療感染、牙齒衛生(預防和糾正膿漏、牙齦炎和口臭)、眼部疾病(主要是預防新生兒眼炎)和其他感染性并發癥。銀是次于汞的殺菌金屬,19世紀中葉,人民開始用AgNO?及膠態Ag處理傷口。在癲癇和中樞神經系統疾病、各種消化系統疾病以及用于關節炎、痔瘡、頭皮屑和疣的治療方面,銀的有效性的證據尚不明確。銀也被推薦用于治療各種其他疾病,但其有效性存疑,這些疾病包括糖尿病、中度肥胖、感冒、牛皮癬、過敏等。銀化合物在藥物上的應用的一個突破是開發了磺胺嘧啶銀(AgSD)用于治療燒傷和傳染性皮膚病。利用Ag?的抗菌和殺菌特性,還能制備各種具有殺菌性能的材料,如食品包裝材料及各種消毒劑。微粒銀具有很強的殺菌作用,除醫治傷口外,還在太空船上用作凈水劑。
化工設備
銀因其低化學反應性、高導熱性和易于加工而可用于制造化學設備。白銀在工業中廣泛用于制造合金及其制品,如軸承合金、焊料、觸媒、裝飾品、獎章、獎杯及各種生活用具。由于白銀具有很好的耐堿性能,在化學工業中用作設備結構材料,如用于制造氫氧化鈉的堿鍋,用于制造實驗室熔融氫氧化鈉、氫氧化鉀的銀坩堝。
電子產品
銀具有最好的導電性、導熱性和光波反射性能以及良好的化學穩定性和延展性,因此,銀在航天工業(如航天飛機、飛船、衛星、火箭)、電子、電器工業中具有廣泛的用途。
材料學應用
1.電接觸材料:銀及其合金,是目前最重要、較經濟的電接觸材料,適用于中等負荷和大負荷的電器中,如銀-氧化鎘合金,便是理想的高負荷電接觸材料。白銀還用于制造電子計算機、電視機、電話、電冰箱、雷達等的各種導線和接觸器。
2.電阻材料:金、銀及其合金,常用作電阻材料。如銀-錳(錫)合金的電阻系數適中,電阻溫度系數低,對銅熱電勢小,可用作標準電阻。又如金-鈀-鐵合金中再加鋁、鈦、籬及鉬等元素,可得到高電阻系數、低溫度系數的電阻材料。
3.測溫材料:貴金屬中的金、銀和鉑、鈀、、組成的合金,可作測溫元件。如PtRh10-AuPd40的熱電偶,用于航空測溫儀表;Ag-Pd熱電偶,在400℃以下很穩定,用作標準溫度計。
4.銀也常作為焊接材料,銀基合金焊料的熔點低,強度高,塑性和加工性能好,在各種介質中有良好的耐蝕性以及良好的導電性。如AgMn15合金用來釬接高溫工作零件,例如噴氣式發動機的渦輪導向葉片和燃燒室零件等。
電池
銀及銀的氧化物常用作電池正極的放電材料,常見的含銀電池有銀-鋅蓄電池、銀-鉛蓄電池和氫-氧燃料電池等。銀-鋅蓄電池的正極使用大量的Ag?O和Ag,負極使用Zn和Zn(OH)?。該電池的重量輕,體積小,適合于大電流放電。銀-鉛蓄電池一般用在航天、火箭上作為化學電源。在鋰-鉻酸銀電池中用Ag?CrO?作為正極的氧化劑。在氫-氧燃料電池中正極材料用Ag?O作為去極化劑和催化劑。
化合物應用
由銀制備的硝酸銀是最重要的化工原料,除少部分直接用于人工降雨﹑藥用、化學分析及膠片沖洗等領域外,還可以加工成銀的系列產品。
溴化銀感光快,成像力強,是生產感光材料的主要原料。作為感光材料,銀化合物在印刷業的照相制版電影拍攝和攝影中應用廣泛。據統計,全世界每年用于攝影、電視、電影、印刷照相制版方面的白銀高達200t以上。
其他
純銀電鍍一般用于防腐、裝飾、電工儀器、接觸零件、反光器材、化學器皿等。銀基合金電鍍,用于提高鍍層硬度、耐磨性、耐蝕性。銀在制鏡、熱水瓶膽領域也廣泛使用,銀粉可用作化驗室和實驗室電器設備的防腐蝕涂料。銀還可以用于制造銀鹽和合金,作為催化劑和還原劑等。
安全事宜
對人體的危險性
銀可通過吸入和通過食入被吸收到體內,短期接觸可能對眼睛和呼吸道產生機械性刺激,長期或反復接觸可能導致眼睛、鼻子、咽喉和皮膚(銀中毒、銀質沉著病)變色,變成灰藍色,長期皮膚接觸可能導致皮膚永久性變色。
表:銀的危害性及預防急救措施
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物理及化學危險性
微細分散的銀具有易燃和易反應性,當銀以粉末或顆粒與空氣混合,可能發生粉塵爆炸,大塊的銀則穩定不易燃。銀與許多其他物質如氧化劑發生反應形成化合物,有著火和爆炸的危險。
環境危險性
銀對水生生物有極高毒性,可能對水生環境造成長期影響。按照按照聯合國GHS標準:信號詞:警告,對水生生物毒性非常大并具有長期持續影響;聯合國危險性類別:9;聯合國包裝類別:III。
參考資料 >
Silver(Element).PubChem.2023-05-11
銀 . Chemical Book.2023-05-11
Silver: historical information.webelements.2023-05-11
The History Of Silver: Timeline and Infographic.gainesvillecoins.2023-05-11
銀.中國大百科全書數據庫.2023-05-11
Silver-Britannica Academic.Academic.2023-05-11
Silver: Chemical reactions . Pilgaard Elements.2023-05-11
選礦.中國大百科全書數據庫.2023-05-11
金.中國大百科全書數據庫.2023-05-11
美國佛州官宣金銀為法定貨幣.百家號.2025-05-29
美國佛州簽署法案,承認金銀為法定貨幣.百家號.2025-05-29
為規避美元貶值風險,美佛州承認金銀為法定貨幣,分析稱明年底金價有望接近4000美元.抖音短視頻.2025-05-29
銀.ILO.2023-05-11