Реферат на тему: «Медико-биологическое значение соединений меди, серебра, золота»
статья по химии (9 класс)

Реферат
на тему:

«Медико-биологическое значение соединений меди, серебра, золота»

История присхождения

  Золото - первый металл, с которым познакомилось человечество. Все началось с древнего Египта, где 6 тыс. лет тому назад самородное золото использовалось в качестве украшений. Изделия из золота были найдены в Египте - в культурных слоях эпохи Амра (неолит - медный век, 4500 лет до н. э.). Из него древние египтяне выковывали примитивные: иглы, зубильца, небольшие ножички, бусинки и прочие предметы. Золото, из которого сделаны древнейшие украшения, нечисто, в нем содержатся значительные примеси серебра, меди и других металлов. Лишь в VI в. до н. э. в Египте появилось практически чистое золото (99,8%). В эпоху среднего царства началась разработка нубийских месторождений золота (Нубия, или Эфиопия в древности). Отсюда произошло и древнее египетское название золота - нуб (Nub), а с латинского aurum означает «жёлтое» и родственно с «Авророй» (Aurora) — утренней зарёй. Огромные золотые богатства древнего Египта постоянно служили предметом зависти соседних государств. 

Человечеству к концу 15 века золота резко не хватало и оно металось по планете в его поисках. Благодаря открытию Христофором Колумбом Америки, в 1492 году, корабли нагруженные золотом из Нового Света потянулись в Старый. Только за первые 30 лет сразу было вывезено несколько десятков тонн золота, а всего с 16 по 18 век из Америки в Европу перекочевало около 2600 тонн золота. 
На смену золоту Америки, в 19 - 20 веке пришло золото Австралии, России и Аляски. Во многом благодаря этому металлу происходили географические открытия, открывались новые континенты, осваивались новые земли. Золото сыграло огромную роль в освоении и заселении огромных территорий России и Австралии. Но самый крупный подарок человечеству хранился в ЮАР (Африка), где на площади размером 100 х 270 км в 1873 году обнаружилось скопление, объемом около 70000 тонн золота. Больше половины золота из этого месторождения уже добыто. Все страны двух Америк и сегодня добывают ежегодно от 300 до 500 тонн металла.

Медь (англ. Copper, франц. Cuivre, нем. Kupfer) - один из первых металлов, которые человек стал применять для технических целей. Периоды использования меди и бронзы ознаменовали целые эпохи культурного развития человечества под названием медный век и бронзовый век. Древнейшие изделия, по-видимому, из самородной меди, найденные в Египте, относятся к тысячелетию до н. э. Позднее египтяне добывали медь из ее окисных руд (бирюзы, малахита и др.). Руды плавили при 1083oС в примитивных горнах с применением дутья. О выплавке таким же путем железа (т. пл. 1530oС) не могло быть и речи. Около II - III в. выплавка меди производилась в широком масштабе не только в Египте, но и в Месопотамии, на Кавказе и в других странах древнего мира. Огромное количество древних медных и бронзовых изделий, обнаруживаемых археологами, заставляет сомневаться в том, что медь выплавлялась только из окисных руд. Более поздние источники (Х - XI вв.) свидетельствуют об использовании для добычи меди сернистых руд. Например, в сочинении Теофила "О различных искусствах" описывается предварительная операция обработки руды - окислительный обжиг кусков руды на кострах (выжигание серы). В Х - ХII вв. до н.э. медные и бронзовые орудия труда и оружие начинают вытесняться железными. Однако это не помешало меди сохранить свое важное техническое значение до наших дней. Латинское название меди Cuprum (древн. Aes cuprium, Aes cyprium) произошло от названия острова Кипр, где уже в III в. до н. э. существовали медные рудники и производилась выплавка меди. У Страбона медь именуется халкосом от названия города Халкиды на Эвбее. Второе латинское название меди Aes (санскр, ayas, готское aiz, герм. erz, англ. ore) означает руда или рудник. Сторонники индогерманской теории происхождения европейских языков производят русское слово медь (польск. miedz, чешск. med) от древненемецкого smida (металл) и Schmied (кузнец, англ. Smith). Конечно, родство корней в данном случае несомненно, однако, по нашему мнению, оба эти слова произведены от греч. рудник, копь независимо друг от друга. От этого слова произошли и родственные названия - медаль, медальон (франц. medaille). Слова медь и медный встречаются в древнейших русских литературных памятниках. Алхимики именовали медь венера (Venus); в более древние времена встречается название марс (Mars).

История серебра богата и разнообразна, ведь оно привлекало внимание человека в течение тысячелетий. С 3000 года до нашей эры древние цивилизации находили его естественные месторождения, а около 2500 года его научились очищать от примесей. Сегодня мы можем видеть результат использования удивительного материала нашими предками в музеях. Согласно некоторым свидетельствам, драгоценный металл начали использовать в качестве валюты месопотамские торговцы около 700 года до нашей эры, а уже в 550 году появились первые серебряные монеты. Со временем эта практика закрепилась во многих частях света, включая древние Рим и Китай. С тех пор ценность материала только продолжала расти и достигла пика в колониальную эпоху.
Ориентировочные подсчеты показали, что всего извлечено из недр более 700 тысяч тонн этого благородного металла. И в будущем в мире устойчиво сохранится высокий спрос на серебро. Уже сейчас наблюдается нехватка серебра, что сдерживает развитие новейших технологий. Мировые запасы серебра оцениваются в 570 000 т.

При описании любого элемента принято указывать его первооткрывателя и обстоятельства открытия. Такими данными об элементе № 47 человечество не располагает. Ни один из прославленных ученых к открытию серебра не причастен.
О происхождении русского слова «серебро» ученые и доныне не пришли к единому мнению.
Латинское название серебра «аргентум», так же как древнегреческое «аргитос» означает «белое».
В виде самородков серебро встречается гораздо реже. Это, а также менее заметный цвет (самородки серебра обычно покрыты черным налетом сульфида) обусловило более позднее открытие его человеком. А отсюда поначалу большую редкость и большую ценность серебра.
История благородных металлов - одна из самых интересных глав истории материальной культуры. По мнению многих ученых, золото было первым металлом, который человечество начало использовать для изготовления украшений, предметов домашнего обихода и религиозного культа. Золотые изделия были найдены в культурных слоях эпохи неолита (V-IV тысячелетия до н.э.). Тогда золото и серебро считали одним металлом.

Проводя очистку золота расплавленным свинцом, в некоторых случаях вместо более яркого, чем природное золото, получали металл более тусклый. Но зато его было больше, чем исходного металла, который хотели очистить. Это бледное золото вошло в обиход с третьего тысячелетия до новой эры. Греки называли его электроном, римляне – электрумом, а египтяне – асем. Эти сплавы золота с серебром долгое время считали особым металлом.
Способ испытания золотых и серебряных изделий не состоял в сплавлении пробы металла со свинцом и затем в окислительном обжиге жидкого сплава в сосуде из пористого материала (костной золы). При этом свинец и другие неблагородные металлы окислялись. Расплавленная смесь оксида свинца PbO с другими оксидами всасывалась пористым материалом, а благородный металл оставался неокисленным. Зная массу взятой пробы и массу выделенного из него "королька” золота или серебра, определяли содержание благородного металла в пробе.
В древнем Египте, куда серебро привозили из Сирии, оно служило для изготовления украшений и чеканки монет. В Европу этот металл попал позже (приблизительно за 1000 лет до н. э.) и применялся для тех же целей. Светлый блеск серебра несколько напоминает свет Луны – серебро в алхимический период развития химии часто связывали с Луной и обозначали знаком Луны. Предполагалось, что серебро представляет собой продукт превращения металлов на пути их «трансмутации» в золото.
Финикяне открыли месторождения серебряных руд в Испании, Армении, на Кипре и в Сардинии. Серебро в рудах находилось в соединении с мышьяком, серой, хлором, а также и в виде самородного серебра. Самородный металл, конечно, стал известен раньше, чем научились извлекать его из соединений. Самородное серебро иногда встречается в виде очень больших масс; самый крупный самородок серебра весил 13,5 т.
И в древности, и в средние века основными областями применения золота и серебра были ювелирное дело и изготовление монет. После того, как был открыт Новый Свет, открыли и новые рудники, как серебра, так и золота. Серебряные и золотые деньги в это время стали исчезать. Такие монеты стали выкупать намного дороже их реальной цены.

Предполагается, что первые месторождения серебра находились в Сирии в (5000-3400 гг. до н. э.), откуда металл привозили в Египет.
В VI—V веках до н. э. центр добычи серебра переместился в Лаврийские рудники в Греции
C IV по середину I века до н. э. лидером по производству серебра были Испания и Карфаген.
Во II—XIII вв. действовало множество рудников по всей Европе, которые постепенно истощались.
Называя главные моменты ранней стадии периода первоначального накопления капитала, К.Маркс, прежде всего, отмечает открытие золотых и серебряных рудников в Америке. Были найдены богатые месторождения золота в Мексике (1500), в Перу и Чили (1532), в Бразилии (1577). Серебряные руды были обнаружены во второй трети XVI в. в Мексике и Перу. В XVI в. большие количества золота и серебра стали поступать из Нового Света в Европу.
Первую в России золотую россыпь обнаружил весной 1724 г. крестьянин Ерофей Марков в районе Екатеринбурга. Ее эксплуатация началась только в 1748 г. Добыча уральского золота медленно, но неуклонно расширялась. В начале XIX в. были открыты новые месторождения золота в Сибири. С 1821 по 1850 г. в России было добыто 3293 т золота, т.е. почти в 3,9 раза больше, чем во всех остальных странах мира (893 т).
С открытием богатых золотоносных районов в США (Калифорния, 1848 г.; Колорадо, 1858 г.; Невада, 1859 г.; Аляска, 1890 г.), Австралии (1851), Южной Африке (1884) Россия утратила свое первенство в добыче золота, несмотря на то, что были введены в эксплуатацию новые месторождения, главным образом в Восточной Сибири.
Добыча золота велась в России полукустарным способом, разрабатывались преимущественно россыпные месторождения. Свыше половины золотых приисков находилось в руках иностранных монополий. Самородная платина, по имеющимся данным, была известна в Древнем Египте, Эфиопии, Древней Греции и в Южной Америке. В XVIII в. испанские колонизаторы обнаружили в золотых россыпях в Колумбии самородки тяжелого тускло-белого металла, который не удавалось расплавить. Его назвали платиной (уменьшительное от исп. рlаtа - серебро).

Нахождение в природе меди и серебра

В природе медь и серебро встречаются в виде сульфидов. Серебро чаще встречается в виде примеси к сернистым минералам других элементов: свинца, цинка, меди. Сернистые руды подвергают обжигу, в результате чего они переходят в оксиды:

2 CuS+3O2 = t°C 2 CuO+2SO2

Полученные при обжиге оксиды металлов подвергаются воздействию различных восстановителей (С, СО, Н2). При обжиге сульфида серебра ввиду нестойкости оксидов получается непосредственно металл:

                                               AgS+O2 = t°C 2Ag+SO2

Медь, серебро иногда, а золото почти всегда встречаются в самородном состоянии.

Общая характеристика
d- элементов I группы периодической системы

 Медь Сu, серебро Ag  и золото  Au каждый в своем периоде являются предпоследними d- элементами. Таким образом, в атомах элементов подгруппы меди в (n-1) d-состоянии должны находиться по девять электронов. Однако вследствие устойчивости d10 – конфигурации энергетически оказывается более выгодным переход одного из s – электронов в (n-1) d- состояние. Поэтому Сu, Ag Au в s- состоянии внешнего слоя имеют по одному, а в предпоследнем слое по 18(s2p6d10)  электронов.

Некоторые данные об элементах подгруппы меди приведены ниже:

                                                                     29 Сu                47Ag                  79 Au      

 Атомная масса                                         63,62              107,87                196,97

Валентные электроны                              3d104s1           4d105s1                5d106s1

Металлический радиус атома, нм           0,128             0,144                   0,144

Энергия ионизации, эВ

        Э0  → Э+                                                             7,726              7,576                  9,226

        Э+ → Э2+                                                             20,29              21,5                    20,5

        Э2+ → Э3+                                                                      36,9                34,82                  43,5

Содержание в земной коре,

    Мол, доли, %                                                 3,6.10-3           1,6.10-6                5,6.10-8        

Природные изотопы         63 Сu        107Ag                  197Au      

                                                                      (69,1%)             (51,35%)          (100%)

                                                                                                                   65 Сu            109Ag

                                                                   (30,9%)           (48,65%)

  Сходство между элементами подгруппы меди и s- элементами главной подгруппы, несмотря на сходное электронное строение внешнего уровня, ограничивается практически только образованием ими соединений со степенью окисления +1. Это объясняется тем, что щелочные металлы образуют первую половину периода, а медь, серебро и золото – вторую.

При значительно большем заряде ядра  они имеют меньший радиус. Поэтому энергии ионизации Сu, Ag  и Au малоактивны, причем инертность возрастает с увеличением атомной массы.Элементы подгруппы меди проявляют не только степень окисления +1, но и +2 и +3. Для меди наиболее характерна степень окисления +2, для золота +3, а для серебра +1. Особая устойчивость степени окисления +1 у серебра  объясняется относительно большей прочностью конфигурации 4d10 , так как эта конфигурация образуется уже у палладия, предшествующего серебру в периодической системе.  Интересно отметить, что сродство к электрону у Сu, Ag  и Au значительно больше не только сродства к электрону s- элементов I группы, но даже кислорода и  серы. Этот факт обязан эффекту проникновения s-электронов внешнего уровня к ядру.Все это обусловливает большую склонность меди и ее аналогов к образованию ковалентной связи, чем у щелочных металлов. Особенность электронной структуры атомов элементов подгруппы меди обусловливает относительно большую устойчивость двухатомных молекул   Сu2, Ag2, Au2  (энергия соответственно диссоциации 174,3, 157,5 и 210 кДж/моль) по сравнению с молекулами K2,  Rb2  и Cs2  энергия диссоциации порядка 40 кДж/моль). Прочность молекул Сu2, Ag2 и Au2  обусловливается дополнительным π-связыванием за счет свободных np- орбиталей и (n-1) d- электронных пар.Элементы подгруппы меди могут образовывать как катионные, так и анионные комплексы. Понятно, что по мере повышения степени окисления тенденция к образования анионных комплексов возрастает. Степени окисления элементов подгруппы меди и отвечающие им координационные числа и пространственные конфигурации комплексов приведены ниже:

Физические свойства группы

 По физическим свойствам все элементы подгруппы меди являются типичными металлами. Для них характерна высокая электрическая проводимость и теплопроводность. Все эти металлы обладают высокой пластичностью, они легко образуют сплавы с другими металлами. Сплавы меди с оловом называются бронзами, они отличаются большой прочностью, а изделия из них легко изготавливаются литьем. Сплавы меди с цинком называются латунями.  

Медь

    Медь в чистом виде представляет собой металл, цвет которого может варьироваться от розового до красного оттенка. На воздухе приобретает яркий желтовато-красный оттенок за счёт образования оксидной плёнки. Тонкие же пластинки при просвечивании зеленовато-голубого цвета. В чистом виде медь достаточно мягкая, тягучая и легко прокатывается и вытягивается. Примеси способны повысить её твёрдость.

Высокую электропроводность меди можно назвать главным свойством, определяющим её преимущественное использование. Также медь обладает очень высокой теплопроводностью. Такие примеси как железо, фосфор, олово, сурьма и мышьяк влияют на базовые свойства и уменьшают электропроводность и теплопроводность. По данным показателям медь уступает лишь серебру.

Радиус ионов меди, имеющих положительный заряд, может принимать следующие значения: если координационный показатель соответствует 6-ти — до 0,091 нм; если данный показатель соответствует 2 — до 0,06 нм.

Радиус атома меди составляет 0,128 нм, также он характеризуется сродством к электрону, равном 1,8 эВ. При ионизации атома данная величина может принимать значение от 7,726 до 82,7 эВ.

Медь — это переходный металл, показатель электроотрицательности которого составляет 1,9 единиц по шкале Полинга. Кроме этого, его степень окисления может принимать различные значения. При температурах, находящихся в интервале 20–100 градусов, его теплопроводность составляет 394 Вт/м*К. Электропроводность меди, которую превосходит лишь серебро, находится в интервале 55,5–58 МСм/м.

Так как медь в потенциальном ряду стоит правее водорода, она не может вытеснять этот элемент из воды и различных кислот. Ее кристаллическая решетка имеет кубический гранецентрированный тип.Медь хорошо поддаётся обработке: прокатывается в медный лист и медный пруток, протягивается в медную проволоку с толщиной, доведённой до тысячных долей миллиметра. Этот металл является диамагнетиком, то есть намагничивается против направления внешнего магнитного поля.  

Серебро

 Чистое серебро представляет собой довольно тяжелый, блестящий металл  белого цвета. По высказыванию Д.И. Менделеева в учебнике «Основы химии», серебро обладает наиболее «чистым» белым цветом среди всех металлов. Серебро проявляет большее сходство с палладием (за которым он следует в периодической системе), чем с рубидием (с которым он находится рядом в I группе периодической системы и в том же пятом периоде).

Расположение серебра в побочной подгруппе I группы периодической системы определяется электронной структурой атома, которая аналогична электронной структуре атома рубидия. Большое различие в химических свойствах серебра и рубидия определяется разной степенью заполненности электронами 4й-орбитали. Атом серебра отличается от атома палладия наличием одного электрона на 5й-орбитали.
По большинству физических и химических свойств серебро приближается к меди и золоту. В подгруппе меди серебро (средний элемент) обладает наиболее низкими температурами плавления и кипения и максимальным значением коэффициента расширения, максимальной тепло- и электропроводностью.Металлическое серебро в компактном полированном виде (бруски, трубки, проволока, пластинки, листы) представляет собой белый блестящий металл, обладающий большой отражательной–около 95% в видимой части спектра, что является наибольшим среди металлов. Именно это свойство серебра люди использовали для изготовления зеркал. Наиболее древнее из обнаруженных зеркал было изготовлено из отполированного серебра около 5 тысяч лет назад. Стоили серебряные зеркала очень дорого и, естественно, позволить себе обладать ими могли только очень богатые люди. Более привычные нам стеклянные зеркала появились лишь около 600 лет назад.Серебро в виде тонких листочков (они кажутся синими или фиолетовыми в проходящем свете) обладает электрическими и оптическими свойствами, отличными от свойств металлического серебра в слитках.Металлическое серебро обладает кубической гранецентрированной решеткой. В числе физико-механических свойств следует отметить пластичность, относительную мягкость (твердость 2,5-3 балла по шкале Мооса), ковкость и тягучесть (легко протягивается и прокатывается), малую прочность.При легировании устраняются основные недостатки серебра, такие, как мягкость, низкая механическая прочность и высокая реакционная способность по отношению к сере и сульфидам.Серебро обладает наибольшей теплопроводностью среди металлов. Поэтому следует аккуратно использовать серебряные столовые приборы с горячими блюдами. К примеру, серебряная чайная ложка в чашке с очень горячим чаем мгновенно нагревается и может даже стать причиной ожога.

Золото

Золото — один из самых тяжелых металлов, которые известны человеку. Металл относится к 11 группе таблицы им. Д.И. Менделеева. В настоящее время известно 37 изотопов элемента, из которых в природе можно найти только один — Au197.Золото как химический элемент известен еще в древнейших времен. Описание внешнего вида металла и его свойства интересовали многих ученых, относящихся к разным эпохам истории человечества. Золото — единственный металл, который обладает красивым желтым цветом изначально. В чистом виде цвет драгметалла яркий и теплый, не зря во все века его связывали с солнцем. В расплавленном состоянии цвет металла сменяется с желтого на бледно-зеленоватый. Чистое золото в слитках имеет характерный желтый цвет, при получении же в виде порошка цвет его меняется от темно-фиолетового до красного. В тонких листочках, при проходящем свете, оно кажется синевато-зеленым. Золото мягче серебра, но тверже олова. С помощью ковки можно получить золотую пластинку толщиной около 0,001 мм; она будет прозрачной и зеленоватой. Из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной более 300 м. «Золото через свой изрядно желтый цвет и блещущую светлость от прочих металлов отлично», - писал о нем М. В. Ломоносов. Золото – хороший проводник тепла и электричества, хотя по этим свойствам уступает серебру и меди. Удельный вес около 19,32 (он изменяется в зависимости от того, берется ли литое, кованое, или осажденное золото). При 1064ºС золото плавится и образует зеленую жидкость, способную легко переохлаждаться; застывая, оно сильно сокращается, так что не годится для тонких отливок. При сильном нагревании в пламени гремучего газа и в вольтовой дуге – оно легко обращается в пар. Чтобы изделия из этого 8 драгоценного металла служили долго, к нему для твердости добавляют серебро или медь. Кристаллическая решетка гранецентрированная кубическая. Твердость золота по шкале Мооса составляет всего лишь 2,5-3,0, в чистом виде металл отличается мягкостью. Именно поэтому в чистом виде драгметалл используется редко: для повышения твердости его сплавляют с другими элементами – серебром, медью, палладием. Многие при просмотре видео исторического характера или прочтении книг замечали, что часто герои пробуют золото «на зуб». Это действие как раз и помогало выявить обман: на золотых монетах оставался след от зуба, на поддельных из-за наличия других элементов в составе такой след оставить невозможно. Золото во все века использовалось для изготовления различных изделий – украшений, посуды, статуэток. Подобное применение металла обеспечивают два важнейших свойства металла: ковкость и пластичность. Желтый металл отличается от всех остальных наибольшей ковкостью. Его можно без нагрева расковать в тоненькие листочки толщиной до 0,1 мкм. Даже в таком «раскатанном» состоянии золото сохранит и цвет, и свои главные свойства. Примером подобного использования металла является сусальное золото для покрытия церковных куполов. Повышенная пластичность и тягучесть драгметалла также используется на благо промышленности: из золота растягивают тончайшие проволоки для микросхем. Физические свойства золота обеспечивают металлу широкое применение в области микроэлектроники. Металл отличается низким сопротивлением, хорошими показателями теплопроводности и устойчивостью к окислительным процессам. Способность драгметалла отражать инфракрасный свет используют при остеклении высоток, при изготовлении стекол для морских судов, самолетов и вертолетов, визоров шлемов космонавтов. Благодаря своим физическим свойствам желтый металл легко поддается самым разным видам обработки, включая полировку и пайку. Все эти качества наряду с легким вступлением в сплавы с другими металлами позволили золоту с древних времен занять лидирующее положение основного драгоценного металла и сырья большинства ювелирных изделий.

Получение меди, серебра, золота

Получение меди

1.Для получения меди применяют пирометаллургический метод, который  заключается в получении меди из сульфидных руд, например CuFeS2:

2CuFeS2+5O2=+2SiO2=2Cu+2FeSiO3+4SO2
2. Медь получают окислением сернистых руд до оксидов меди, которые затем восстанавливаются, реагируя с избытком сульфида:

2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2

3. Для отделения меди от железа и пустой породы медную руду обжигают на воздухе:

2(Cu2S.FeS) +5O2 +2SiO2= 4Cu+2FeSiO3+4SO2

4. Гидрометаллургический метод заключается в растворении минералов меди в разбавленной серной кислоте или в растворе аммиака; из полученных растворов медь вытесняют металлическим железом:

CuSO4+Fe=Cu+FeSO4

5.Электролиз раствора сульфата меди:

CuSO4 + H2O=Cu +O2 +H2SO4

6.Еще в промышленности медь получают:

CuO+H2=Cu+H2O
CuO + CO =Cu+CO2
CuO+Al=Cu+Al2O3

Получение серебра

Серебро добывают главным образом пирометаллургическим путём при плавке свинцовых и медных концентратов. Из чернового свинца  серебро извлекают с помощью цинка. Серебро лучше растворимо в цинке, чем в свинце, насыщенном цинком, поэтому основная масса его переходит в слой цинка с образованием сплава Ag2Zn3.

При добыче серебра из серебряных руд, руду дробят и измельчают, крупные частицы серебра извлекают гравитационным обогащением или амальгацией. Непосредственно амальгации поддаются самородное серебро и хлориды серебра. Другие минералы серебра амальгируются только после предварительного обжига. В настоящее время амальгация потеряла самостоятельное значение и служит подсобным процессом при цианированию для извлечения из пиритных огарков и других отходов, а также для подготовки к цианированию, производят хлорирующий обжиг с NaCl. На тонкоизмельчённые минералы серебра действуют раствором NaCN с доступом кислорода воздуха:

2Ag + 4NaCN + ЅO2 + H2O → 2Na[Ag(CN)2] +2NaOH

AgCl + 2NaCN → Na[Ag(CN)2] + NaCl

Ag2S + 4 NaCN → Na[Ag(CN)2] + Na2S

Во всех этих случаях серебро переходит в раствор в виде комплекса. Из цианистого раствора серебро осаждают цинком или алюминием со щелочью:

2Ag(CN)2- + Zn → Zn(CN)42- + 2Ag

3Ag(CN)2- + Al →Al3- + 3Ag + 6CN-

Полученный осадок плавят и аффинируют.

Возможно извлечение серебра более новыми методами: ионообменными смолами и жидкостной экстракцией с использованием органических растворителей.

Серебро получают методом  электролиза:

4AgNO3+2 H2O=4Ag+ O2+4HNO3

2AgNO3+Zn=Zn(NO3)2+2Ag

Получение золота

 Метод извлечения золота из руд с помощью растворов цианидов калия или натрия был разработан в 1843 году русским инженером П.Р.Багратионом. Этот метод, принадлежащий к гидрометаллургическим способам получения металлов, в настоящее время наиболее распространён в металлургии золота. Самородное золото, имеющее примеси серебра и меди, существенно отличается от искусственных сплавов с этими же металлами. Сплав имеет однородную структуру, которая образуется в результате затвердевания расплавленной смеси металлов. Самородный металл появляется в результате кристаллизации из водных растворов. Золото отделяется от песка и измельченной кварцевой породы промыванием водой, которая уносит частицы песка, как более лёгкие, или обработкой песка жидкостями, растворяющими золото. Чаще всего применяется раствор цианида натрия (NaCN), в котором золото растворяется в присутствии кислорода с образованием комплексных анионов [Au(CN)2]-:

4Au + 8NaCN + O2 + 2H20 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

Из полученного раствора золото выделяют цинком:

2Na [Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au

Освобождённое золото обрабатывают для отделения от него цинка разбавленной серной кислотой, промывают и высушивают. Дальнейшая очистка золота от примесей (главным образом от серебра) производится обработкой его горячей концентрированной серной кислотой или путём электролиза.

Химические свойства

Химические свойства меди

В сухом воздухе медь практически не окисляется, с водой не взаимодействует и является довольно инертным металлом.

1. Взаимодействие с неметаллами

С кислородом в зависимости от температуры взаимодействия медь образует два оксида: при 400–500°С образуется оксид двухвалентной меди:

2Cu + O2 = 2CuO;

при температуре выше 1000°С получается оксид меди (I):

4Cu + O2 = 2Cu2O.

Аналогично реагирует с серой: при 400°С образуется сульфид меди (II):

Cu + S = CuS;

при температуры выше 400°С получается сульфид меди (I):

2Cu + S = Cu2S.

При нагревании с фтором, хлором, бромом образуются галогениды меди (II):

Cu + Br2 = CuBr2;

с йодом – образуется йодид меди (I):

2Cu + I2 = 2CuI.

Медь не реагирует с водородом, азотом, углеродом и кремнием.

2. Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов медь расположена после водорода, поэтому она не взаимодействует с растворами разбавленной соляной и серной кислот и щелочей.

Растворяется в разбавленной азотной кислоте с образованием нитрата меди (II) и оксида азота (II):

3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

Реагирует с концентрированными растворами серной и азотной кислот с образованием солей меди (II) и продуктов восстановления кислот:

Cu + 2H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2 + 2H2O;

Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

С концентрированной соляной кислотой медь реагирует с образованием трихлорокупрата (II) водорода:

Cu + 3HCl = H[CuCl3] + H2.

3. Взаимодействие с аммиаком

Медь растворяется в водном растворе аммиака в присутствии кислорода воздуха с образованием гидроксида тетраамминмеди (II):

2Cu + 8NH3 + 2H2O + O2 = 2[Cu(NH3)4](OH)2.

4.  Восстановительные свойства

Медь окисляется оксидом азота (IV) и хлоридом железа (III):

2Cu + NO2 = Cu2O + NO;

Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2.

При нагревании металла на воздухе или в кислороде образуются оксиды меди: желтый или красный Cu2Oи черный CuO. Повышение температуры способствует образованию преимущественно оксида меди(I) Cu2O. В лаборатории этот оксид удобно получать восстановлением щелочного раствора соли меди(II) глюкозой, гидразином или гидроксиламином:

2CuSO4+ 2NH2OH + 4NaOH = Cu2O + N2+ 2Na2SO4+ 5H2O

Эта реакция – основа чувствительного теста Фелинга на сахара и другие восстановители. К испытываемому веществу добавляют раствор соли меди(II) в щелочном растворе. Если вещество является восстановителем, появляется характерный красный осадок. [5]

Поскольку катион Cu+ в водном растворе неустойчив, при действии кислот на Cu2O происходит либо дисмутация, либо комплексообразование:

Cu2O + H2SO4= Cu + CuSO4+ H2O

Cu2O + 4HCl = 2 H[CuCl2] + H2O

Оксид Cu2O заметно взаимодействует со щелочами. При этом образуется комплекс:

Cu2O + 2NaOH + H2O=2Na[Cu(OH)2]

Для получения оксида меди(II) CuO лучше всего использовать разложение

нитрата или основного карбоната меди(II):

2Cu(NO3)2= 2CuO + 4NO2+ O2

(CuOH)2CO3= 2CuO + CO2+ H2O

Оксиды меди не растворимы в воде и не реагируют с ней. Единственный гидроксид меди Cu(OH)2 обычно получают добавлением щелочи к водному раствору соли меди(II). Бледно-голубой осадок гидроксида меди(II), проявляющий амфотерные свойства (способность химических соединений проявлять либо основные, либо кислотные свойства), можно растворить не только в кислотах, но и в концентрированных щелочах. При этом образуются темно-синие растворы, содержащие частицы типа [Cu(OH)4]2–. Гидроксид меди(II) растворяется также в растворе аммиака:

Cu(OH)2+ 4NH3H2O = [Cu(NH3)4](OH)2+ 4H2O

Гидроксид меди(II) термически неустойчив и при нагревании разлагается образуя черный осадок:

Cu(OH)2= CuO + H2O

Есть сведения о существовании темно-красного оксида Cu2O3, образующегося при действии K2S2O8 на Cu(OH)2. Он является сильным окислителем, при нагревании до 400° С разлагается на CuO и О2.

Химические свойства серебра

1. Взаимодействие с кислородом

С химической точки зрения серебро достаточно инертно - это малоактивный металл, который не проявляет способности к ионизации и легко вытесняется из соединений более активными металлами или водородом. В атмосфере воздуха серебро не окисляется ни при комнатных температурах, ни при нагревании, однако при повышении давления кислорода ведет к развитию реакции окисления и серебро все-таки превращается в оксид.

2Ag + 2O3=Ag2O2 + 2O2
2Ag + O3=Ag2O + O2

Самые распространенные это оксиды одновалентного серебра. Оксид серебра Ag2O получают при обработке растворов AgNO3 щелочами или растворами гидрооксидов щелочноземельных металлов:

2AgNO3 + 2NAOH =Ag2O + 2NaNO3+ H2O

Оксид серебра Ag2O представляет собой диамагнитный кристаллический порошок (кубические кристаллы) бурого цвета с плотностью 7,1 – 7,4 г/см3 ,который медленно чернеет под воздействием солнечного света, высвобождая кислород При нагревании до +200? С оксид серебра разлагается на элементы :           Ag 2О = 2Ag + O2

Оксид серебра Ag2О незначительно растворяется в воде (0,017 г/л) . Получающийся раствор имеет щелочную реакцию и, подобно щелочам, осаждает гидроксиды некоторых металлов из растворов их солей. Водород, оксид углерода, перекись водорода и многие металлы востанавливают оксид серебра в водной суспензии до металлического серебра:

Ag2О + H 2 (t 40 ?C) = 2Ag + Н2О

Ag2О + CO =2Ag + CO2

Ag2О + H 2O 2+ 2Ag + H 2O + O 2

Оксид серебра растворяется в плавиковой и азотной кислотах , в солях аммония, в растворах цианидов щелочных металлов, в аммиаке и т.д.

Ag 2O + 2HF = 2AgF +Н 2О

Ag 2O + 2HNO 3= 2AgNO 3 + Н 2О

Оксид серебра – энергичный окислитель по отношению к соединениям хрома Cr2O3 , 2Cr(OH)3:

5Ag 2О + Cr 2O 3 = 2Ag2CrO4+ 6Ag

3Ag 2O + 2Cr(OH) 3 + 4NaOH = 2Na 2CrO 4 + 6Ag + 5H 2O

Кроме оксида одновалентного серебра Ag2O известны также оксиды Ag(II),Ag(III) AgO и Ag2O3. Оксид серебра AgO получают действием озона на металлическое серебро или на Ag2O:

Ag 2O + O 3 = 2AgO + O2

Кроме этого AgO можно получить обработкой раствора AgNO3 раствором K2S2O 8+ K2S2O8

2AgNO3  + 4KOH = 2AgO + 2K2SO4 + 2KNO3 + 2H2O

2. Взаимодействие с галогенами.

Серебро дает прочные соединения с галогенами : AgF, AgCl, AgBr , AgI.

Фторид серебра AgF получают прямым взаимодействием элементов при нагревании, действием плавиковой кислоты на оксид или карбонат серебра, термическим разложением при +200 С .причем наряду с AgF образуется BF3:

2Ag + F2 = 2AgF 97,4 ккал

Ag 2CO3 + 2HF = 2AgF + H2O + CO2

Ag 2O + 2HF = 2AgF+ H2O

Ag(BF4) = AgF + BF3

Хлорид серебра AgCl может быть получен несколькими способами :обработкой металлического серебра хлорной водой, действием газообразного HCl на серебра при температуре выше +1150 С, обработкой соляной кислотой серебра в присутствие воздуха (кислорода или другого окислителя), действием растворимых хлоридов на серебро, обработка растворов солей серебра соляной кислотой или раствором какого-либо хлорида. Ниже приведена одна из таких реакций:

AgNO3 + KCl = AgCl + KNO3

Хлорид серебра AgCl представляет собой диамагнитные белые кубические кристаллы с температурой плавления +455 С и температурой кипения +1554 ?С. Это вещество не растворяется в воде и кислотах, но растворяется в растворах хлоридов (NaCl, KCl, NH4Cl, CaCl2,MnCl2),цианидов, тиасульфатов, нитратов щелочных металлов и в аммиаке с образованием растворимых и бесцветных координационных соединений:

AgCl + KCl = K(AgCl2)

AgCl + 2Na2S2O3 = Na2[Ag(S2O3)2] + NaCl

AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + KCl

AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl

Под действием света хлорид серебра постепенно темнеет, разлагаясь с выделением металлического серебра и хлора:

AgCl = Ag + 1/2Cl2

На этой реакции основывается применение AgCl в фотопленках. Хлорид серебра встречается в природе в виде минерала кераргита , который `используется для получения промышленного серебра методом цианирования, основанного на склонности серебра образовывать сложные комплексные соединения с цианидами – солями цианисто-водородной кислоты(HCN):

AgCl + 2NaCN = [Ag(CN)2]+ 2Na + +Cl-

Бромид серебра AgBr может быть получен в темноте обработкой раствора AgNO3 раствором HBr (или бромида щелочного металла), либо непосредственным взаимодействием брома с металлическим серебром (получение AgBr осуществляется в темноте, чтобы исключить фотовосстановление):

AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3

Ag+1/ 2 Br2 = AgBr + 27,4 ккал

Соединение AgBr может существовать либо в коллоидной форме, либо в виде диамагнитных желтых кубических гранецентрированных кристаллов с плотностью 6,47 г/см3 ,температурой плавления +434 ?С и температурой кипения +1537 ?С. Бромид серебра плохо растворим в воде и растворяется в аммиаке, тиосульфатах щелочных металлов и в концентрированной серной кислоте:

AgBr + 2NH4OH = (Ag(NH3)2)Br = 2H2O

2AgBr + H2SO4 = Ag2SO4 = 2HBr

Бромид серебра более чувствителен к свету, чем хлорид серебра и под действием света разлагается на элементы:

2AgBr = 2Ag +  Br2

Бромистое серебро востанавливается цинком в кислой среде или металлами(свинец или медь) при нагревании, а также сплавлением с безводным карбонатом натрия:

2AgBr + Na2CO3 = 2Ag + 2NaBr + CO2

Бромид серебра применяется для изготовления фотопленок и в качестве катализатора при получении монокарбоновых жирных кислот или олефинов с помощью реактива Гриньяра. В природе бромид серебра встречается в виде минерала бромаргерита.

Иодид серебра AgI может быть получен в темноте путем непосредственного взаимодействия паров йода с металлическим серебром, хлоридом или бромидом серебра при нагревании:

AgNO 3 + HI = AgI + HNO 3

Ag + V 2I 2 = AgI +29,3 ккал

AgNO 3 + KI = AgI + KNO 3

3. Взаимодействие с кислотами.

В ряду напряжений серебро расположено значительно дальше водорода, поэтому соляная и разбавленная серная кислота на него практически не действуют. Разбавляют серебро обычно в азотной кислоте (HNO3). Так как в азотной кислоте в качестве окислителя формально выступает азот в степени окисления +5, максимальное значение электронного потенциала для нитрат-иона разбавленной кислоты как окислителя равно 0,96В. Большее значение потенциала отражает то, что азотная кислота – более сильный окислитель чем серная. Взаимодействие азотной кислоты с серебром показано следующим уравнением:

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2+ H2O

Можно также растворить серебро и в концентрированной кипящей серной кислоте H2SO4:

2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O

Соляная и бромистоводородная кислоты в концентрированных растворах медленно реагируют с серебром:

2Ag + 4HCl = 2H(AgCl 2) + H 2

2Ag + 4HBr = 2H(AgBr 2) +H 2

Серебро также реагирует с йодистоводородной кислотой:

2Ag + 2HI = 2AgI + H 2

Эта реакция возможна только в связи с малой растворимостью AgI в воде и сдвига реакции вправо по мере выпадения иодида серебра в осадок.

С плавиковой, угольной кислотами и со смесью кислот «царская водка» серебро не реагирует. Органические кислоты также не реагируют с металлическим серебром.

4.  Взаимодействие с неметаллами.

Часто мы можем наблюдать почернение серебрянных предметов – это результат образования на их поверхности соединения серебра и серы – сульфида серебра AgS2. Это происходит под влиянием содержащегося в воздухе сероводорода. Сероводород в присутствие кислорода воздуха и воды взаимодействует с металлическим серебром при комнатной температуре по уравнению:

2Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O

Сульфид серебра мало растворим в воде, аммиаке, тиосульфатах щелочных металлов, Ag2S растворяется в азотной кислоте и растворах цианидов щелочных металлов. Ag2S растворяется в тетрацианоцинкате натрия по реакции:

Ag2S + Na2(Zn(CN)4) = 2Na(Ag(CN)2) + ZnS

В природе сульфид серебра находиться в минерале аргентиде. Серебро из аргентида добывается методом цианирования :

Ag2S + 5NaCN + H2O + ? O2 = 2Na(Ag(CN) 2) + 2NaOH + NaSCN

Сульфат серебра Ag2SO4 представляет собой диамагнитные орторобические мелкие кристаллы белого цвета. Сульфат серебра растворяется в воде, его можно восстановить до металлического серебра водородом, медью, цинком, железом. Сульфат серебра получают взаимодействием серебра, оксида серебра, нитрата или карбоната серебра с серной кислотой.

Тиосульфат серебра Ag2S2O3 представляет собой порошок белого цвета, он мало растворим в воде и растворяется в аммиаке и растворах тиосульфатов щелочных металлов с образованием координационных соединений. Получают тиосульфат серебра взаимодействием ацетата или фторида серебра с тиосульфатом натрия.

Наибольшее практическое значение имеет азотнокислое серебро или нитрат серебра AgNO3. Нитрат серебра получают при взаимодействии азотной кислота с металлическим серебром (непосредственно азот не взаимодействует с серебром):

3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O

Нитрат серебра это хорошо растворимая в воде бесцветная соль, которая является обычным исходным веществом при изучении различных реакций ионов серебра.

Кроме воды нитрат серебра растворим в метаноле, этаноле, ацетоне, пиридине. Нитрат серебра применяется в производстве фотоматериалов, при изготовлении зеркал, в гальванотехнике, в производстве несмываемых чернил и красителей для хлопчатобумажных тканей. В медицине раствор нитрата серебра называют ляписом и применяется при лечение различных поражений кожи. Расплавленный нитрат серебра может служить средой для криоскопии (криоскопическая константа 26,5 град/моль). Термическое разложение данной соли наступает при температуре выше 350 С. Из нитрата серебра металлическое серебро можно осадить сульфатом железа, металлическим цинком, фармальдегидом в аммиачной среде или нитратом марганца в щелочной:

3AgNO3 + 3FeSO4 = 3Ag + Fe(NО3)3 + Fe2(SO4)3

2AgNO3 + Zn = 2Ag + Zn(NО3)2

2(AgNН3)2)OH + HCHO = 2Ag + 3NH3 + HCOONH4 + Н2О

2AgNO3 + Mn(NO3)2 + 4NaOH = 2Ag + MnO2 + 4NaNО3 + 2Н2О

Цианид серебра AgCN представляет собой бесцветные ромбоэдрические кристаллы с плотностью 3,95 г/см3 и температурои плавления +320…350 С. Он плохо растворим в воде, растворяется в амммиаке или растворах солей аммония, цианидов и тиосульфатов щелочных металлов с образованием координационных соединений:

AgCN + 2NH4OH = (Ag(NH3)2CN +2H2O

AgCN + KCN = K(Ag(CN)2)

Цианид серебра применяют при гальваническом серебрении, в производстве нитрилов и изонитрилов.

Оксалат серебра Ag2C2O4 представляет собой моноклинные кристаллы белого цвета с плотностью 5,029 г/см3, он плохо растворим в воде, чувствителен к свету ,разлагается при нагревании до +100?С. При температуре +140 ?С Ag2C2O4разлагается со взрывом. Получают оксалат серебра путем взаимодействия нитрата серебра с щавелевой кислотой или оксалатом щелочного металла.

Ортофосфат серебра Ag 3PO4 представляет собой кубические кристаллы желтого цвета , плотностью 6,37 г/см3 .Он мало растворим в воде и чувствителен к свету. Растворяется ортофосфат серебра в аммиаке и минеральных кислотах.. Получают Ag 3PO4 взаимодействием нитрата серебра с подкисленным раствором ортофосфата натрия и применяют для изготовления светочувствительной бумаги и эмульсий.

Карбонат серебра Ag2 CО3 представляет собой ромбоэдрические кристаллы желтовато-белого цвета, плотностью 3,95 г/см3 .Он мало растворим в воде и растворяется в аммиаке или растворах цианидов и тиосульфатов щелочных металлов. Разлагается при кипячении с большим количеством воды или нагревание на воздухе. Получают карбонат серебра при взаимодействие нитрата серебра с карбонатом или гидрокарбонатом натрия.

2AgNO3 + Na2CO3 = Ag2CO3 + 2NaNO3

                Химические свойства золота

Золото не реагирует с водородом, азотом, фосфором, углеродом, а галогены с золотом при нагревании образуют соединения: AuF3, AuCl3, AuBr3 и AuI. Особенно легко, уже при комнатной температуре, идет реакция с хлорной и бромной водой. В быту опасность для золотых колец представляет йодная настойка - водно-спиртовой раствор йода и иодида калия:

2Au + I2 + 2KI = 2K[AuI2]

Щелочи и большинство минеральных кислот на золото не действуют. На этом основан один из способов определения подлинности золота. Весь истолченный металл пересыпается в фарфоровую чашку, куда наливается азотная кислота в количестве, достаточном для покрытия всего металла. Чашку с кислотой и металлом, при непрерывном помешивании стеклянной палочкой, подогревают на примусе до кипения. Если при этом не происходит растворения металла и выделения пузырьков газа, то металл является золотом. Смесь концентрированных азотной и соляной кислот («царская водка») легко растворяет золото:

Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O

После осторожного выпаривания раствора выделяются желтые кристаллы комплексной золотохлористоводородной кислоты HAuCl4 ·3H2O. Царскую водку, способную растворять золото, знал еще арабский алхимик Гебер, живший в 9-10 веке. Менее известно, что золото растворяется в горячей концентрированной селеновой кислоте:

2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O

В концентрированной серной кислоте золото растворяется в присутствии окислителей: йодной кислоты, азотной кислоты, диоксида марганца. В водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется с образованием очень прочных дицианоауратов:

4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 > 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

эта реакция лежит в основе важнейшего промышленного способа извлечения золота из руд - цианирования.

Действуют на золото и расплавы из смеси щелочей и нитратов щелочных металлов:

2Au + 2NaOH + 3NaNO3= 2Na[AuO2] + 2Na2O,

пероксиды натрия или бария:

2Au + 3BaO2 = Ba[AuO2]2 + 3BaO

водные или эфирные растворы высших хлоридов марганца, кобальта и никеля:

3Au + 3MnCl4 = 2AuCl3 + 3MnCl2

тионилхлорид:

2Au + 4SOCl2 = 2AuCl3 + 2SO2 + S2Cl2

Золото в растворах находится исключительно в виде комплексных ионов. Хлорид золота при растворении в воде присоединяет молекулу воды:

AuCl3+ H2O= H[AuOCl3],

а при растворении  в хлороводородной кислоте – молекулу HCl:

AuCl3+ HCl= H[AuCl4]

Для соединений Cu (I) и Au(I) характерные также реакции диспропорционирования:

2 CuCl(т) = Cu+CuCl2(р)

3AuCl(т)  + KCl (р) = K[AuCl4] (р)+2Au(т) 

Оксид  и гидроксид Au(III) – амфотерные соединения с преобладанием кислотных признаков. Так, Au(OH)3 легко растворяется в щелочах, образуя гидроксоаураты (III):

NaOH+ Au(OH)3= Na[Au(OH)4]

Даже растворение в кислотах Au(OH)3 происходит за счет образования анионных комплексов:

Au(OH)3+ 4HNO3 =H[Au(NO3)4]+3H2O

Комплексные соединения серебра.

Подобно меди, серебро обладает склонностью к образованию комплексных соединений.

Многие нерастворимые в воде соединения серебра, например, оксид cepe6pa(I) и хлорид серебра, легко растворяются в водном растворе аммиака. Причина растворения заключается в образовании комплексных ионов [Аg(NН3)2]+. Например, равновесия, устанавливающиеся при взаимодействии хлорида серебра с водным раствором аммиака можно представить следующей схемой:

AgCl ↔Ag++ Cl– +2NH3 ↔ [Аg(NН3)2]+

В насыщенном растворе хлорида серебра устанавливается динамическое равновесие между ионами Ag+ и С1– и осадком AgCl. Вводимые в раствор молекулы аммиака связываются с ионами серебра в комплексные ионы [Ag(NH3)2]+ и осадок растворяется. Таким образом, в аммиачном растворе серебро находится в виде комплексных катионов [Ag(NH3)2]+. Но наряду с ними в растворе всегда остается и некоторое, хотя и незначительное, количество ионов серебра вследствие диссоциации комплексного иона согласно уравнению:

[Аg(NН3)2]+ ↔ Ag++ 2NНз

Комплексные цианистые соединения серебра применяются для гальванического серебрения, так как при электролизе растворов этих солей на поверхности изделий осаждается плотный слой мелкокристаллического серебра. При пропускания тока через раствор K[Ag(CN)2] серебро выделяется на катоде за счет незначительного количества ионов серебра, которое получается вследствие диссоциации комплексного аниона:

[Аg(СN)2] ↔ Ag+ + 2CN–

Все соединения серебра легко восстанавливаются с выделением металлического серебра. Если к аммиачному раствору оксида серебра(I), находящемуся в стеклянном сосуде, прибавить в качестве восстановителя немного глюкозы или формалина, то металлическое серебро выделяется в виде плотного блестящего зеркального слоя на поверхности стекла. Этим способом готовят зеркала, а также серебрят внутреннюю поверхность стекла в сосудах Дьюара и в термосах для уменьшения потери тепла лучеиспусканием.

Соли серебра, особенно хлорид и бромид, ввиду их способности разлагаться под влиянием света с выделением металлического серебра, широко используются для изготовления фотоматериалов — пленки, бумаги, пластинок. Фотоматериалы обычно представляют собою светочувствительную суспензию AgBr в желатине, слой которой нанесен на целлулоид, бумагу или стекло.

Реакция взаимодействия между AgBr и тиосульфатом натрия. При этой реакции получается растворимая комплексная соль:

AgBr + 2Nа2S2OЗ = Na3 [Ag(S2O3)2] + NaBr

Ионы серебра подавляют развитие бактерий и уже в очень низкой концентрации (~10-10 г-ион/л) стерилизуют питьевую воду. В медицине для дезинфекции слизистых оболочек применяются стабилизированные специальными добавками коллоидные растворы серебра (протаргол, колларгол и др.).

Комплексные соединения золота

В водных растворах и флюидах золото является типичным комплексообразователем. Согласно электростатической теории [Янсон, 1968] центральные ионы в комплексах обладают большой поляризующей способностью и могут сами значительно деформироваться. Золото хорошо поляризуется, а ионы Au+ и Au3+ характеризуются пустующими s- и d-орбиталями. Заполнение орбиталей сопровождается образованием устойчивых комплексных соединений с прочными гибридными связями.

Роль акваионов крайне невелика, и, по данным Б.И. Пещевицкого с сотрудниками, растворы с акваионами Au3+ и Au+ получить не удалось, поскольку ион Au+ является сильным окислителем и концентрация его в растворах исчезающе мала [Еренбург, Пещевицкий, 1969]. Константа кислотной диссоциации акваиона Au3+ по четырём ступеням приблизительно равна 1•101, т.е. в крепких кислотах присутствуют если не комплекс с анионом кислоты, то, во всяком случае, – гидроксоформы [Пещевицкий, Белеванцев, 1969].

Изучено много комплексных ионов и соединений золота с различными лигандами :

1. Хлоридные – [AuCl2]–, [AuCl4]–; трихлорид золота присутствует в растворах в гидратированной форме H2[OAuCl3].

2. Гидроксохлоридные – [AuCl3(OH)]–, [AuCl2(OH)2]–; допускается образование [AuCl(OH)]–.

3. Гидкрооксокомлексы – Au(OH), [Au(OH)2]–, [Au(OH)4]–, [Au(OH)5]2–.

4. Бромидные – [AuBr2]–, [AuBr4]–.

5. Иодидные – [AuI2]–, [AuI4]–.

6. Фторидные – [AuF4]–, [AuF6]–.

7. Сернистые (сульфидные и гидросульфидные) – Au(HS), [Au(HS)22]–, [Au(HS)2S]2–, [AuS]–.

8. Тиосульфат – [Au(S2O3)2]3–.

9. Цианидные – [Au(CN)2]–.

10. Золотоорганические.

Важнейшую роль в переносе золота в растворах имеют воднорастворимые соединения с хлором, серой и углеродом.

Комплексные соединения меди.

 Характерное свойство двухзарядных ионов меди — их способность соединяться с молекулами аммиака с образованием комплексных ионов.

Если к раствору сульфата меди приливать раствор аммиака, то выпадает голубой осадок основной соли, который легко растворяется в избытке аммиака, окрашивая жидкость в интенсивный синий цвет. Прибавление щелочи к полученному раствору не вызывает образования осадка гидроксида меди Сu(ОН)2, следовательно, в этом растворе так мало ионов Cu2+, что даже при большом количестве ионов ОН— не достигается произведение растворимости Сu(ОН)2. Отсюда можно заключить, что ионы меди вступают во взаимодействие с прибавленным аммиаком и образуют какие-то новые ионы, которые не дают нерастворимого соединения с ионами ОН— . В то же время ионы SO4 остаются неизмененными, так как прибавление к аммиачному раствору хлорида бария тотчас же вызывает образование осадка сульфата бария (характерная реакция на ион SO4).

Исследованиями установлено, что темно-синяя окраска аммиачного раствора обусловлена присутствием в нем сложных ионов [Cu(NH3)4]2+, образовавшихся путем присоединения к иону меди четырех молекул аммиака. При испарении воды ионы [Cu(NH3)4]2+ связываются с ионами SO42· и из раствора выделяются темно-синие кристаллы, состав которых выражается формулой [Cu(NH3)4]SO4 · Н2О.

 Таким образом, при взаимодействии сульфата меди(II) с аммиаком происходит реакция:

СuSO4 + 4NН3 = [Cu(NH3)4] SO4

или в ионной форме:

Cu2++ 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ 

Ионы, которые, подобно [Cu(NH3)4]2+, образуются путем присоединения к данному иону нейтральных молекул или других ионов противоположного знака, называются комплексными ионами. Соли, в состав которых входят такие ионы, получили название комплексных солей. При написании формул комплексный ион обычно заключает в квадратные скобки. Этим отмечается, что при растворении данного соединения в воде комплексный ион практически не диссоциирует.

Подобно сульфату меди(II) реагируют с аммиаком и другие соли двухвалентной меди. Во всех этих случаях получаются темно-синие растворы, содержащие комплексные ионы [Сu(NНЗ)4]2+.

Гидроксид меди(II) тоже растворяется в аммиаке с образованием темно-синего раствора, содержащего ионы[Cu(NH3)4]2+: 

Cu(OH)2+ 4NНЗ = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH—

 Получающийся раствор обладает способностью растворять целлюлозу (вату, фильтровальную бумагу и т. п.) и применяется при изготовлении одного из видов искусственного волокна.

Гидроксид меди(II) растворяется также в очень концентрированных растворах щелочей, образуя сине-фиолетовые растворы купритов — солей, содержащих комплексный ион [Сu(ОН)4]2–

Cu(OH)2 + 2NaOH ↔ Na2[Cu(OH)4]

или в ионной форме:

Cu(OH)2+2OH– ↔[Cu(ОН)4]2–

 В отличие от аммиачных комплексов меди, в этом случае ион меди присоединяет к себе не нейтральные молекулы, а ионы ОН– , вследствие чего образуются комплексные анионы, а не катионы. Куприты очень нестойки и при разбавлении щелочных растворов водой разлагаются, выделяя гидроксид меди(II) в осадок.

Из других комплексных анионов меди(II) отметим ионы [CuCl4]2–, образующиеся в концентрированных растворах хлорида меди(II) и обусловливающие их зеленую окраску: 

                               CuCl2 + 2Cl– ↔ [Cu(OH)4]2–

При разбавлении растворов водой ионы [CuC14]2– превращаются
в обычные гидратированные ионы меди [Cu(Н20)4]2+ и зеленая
окраска растворов переходит в сине-голубую:

[CuCl4]2 + 4Н2О ↔ [Cu(H2O)4]2+ + 4CI–

Медь принадлежит к числу микроэлементов. Такое название получили Fe, Cu, Мп, Мо, В, Zn, Со в связи с тем, что малые количества их необходимы для нормальной жизнедеятельности растений. Микроэлементы повышают активность ферментов, способствуют синтезу сахара, крахмала, белков, нуклеиновых кислот, витаминов и ферментов. Микроэлементы вносят в почву с микроудобрениями. Удобрения, содержащие медь, способствуют росту растений на некоторых малоплодородных почвах, повышают их устойчивость против засухи, холода и некоторых заболеваний.

Качественные реакции на ионы меди, серебра

Ион меди можно открыть, прилив к раствору ее соли раствор аммиака. Появление интенсивного сине-голубого окрашивания связано с образованием комплексного иона меди [Cu(NH3)4]2+: 

CuSO4+4NH4OH→[Cu(NH3)4]SO4+4H2O

Медь интенсивно окрашивает пламя в зеленый цвет.

Реакция серебряного зеркала — это реакция восстановления серебра из аммиачного раствора оксида серебра (реактив Толленса).

В водном растворе аммиака оксид серебра растворяется с образованием комплексного соединения — гидроксид диамминсеребра(I) [Ag(NH3)2]OH

Ag2O+4NH4OH=2 [Ag(NH3)2]OH+H2O,

при добавлении к которому альдегида происходит окислительно-восстановительная реакция с образованием металлического серебра:

R-CH=O+2 [Ag(NH3)2]OH=2Ag+R-COONH4+3NH3+H2O

Если реакция проводится в сосуде с чистыми и гладкими стенками, то серебро выпадает в виде тонкой плёнки, образуя зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро выделяется в виде серого рыхлого осадка.

Реакция «серебряного зеркала» может использоваться как качественная реакция на альдегиды

Медико-биологические свойства и токсическое действие элементов и их соединений на живые организмы

 На Руси существовал обычай крестить новорожденных в воде, в которую предварительно бросали серебряную монетку.
История серебра рассказывает о событии 327 года д. н. эры, когда данный металл чудесным образом спас военачальников армии Александра  Македонского.  Когда воины вошли на территорию Индии с целью покорить ее, рядовые воины подхватили желудочно-кишечные расстройства, а военачальники не заболели, а все это произошло, потому что рядовые употребляли пищу из оловянной посуды, а военачальники кушали из серебряной посуды.
История серебра также свидетельствует о том, что во время его открытия учеными были проведены исследования, которые доказали, что данный металл обладает обеззараживающими свойствами для воды. Исходя из этого, серебро стало применяться для очищения питьевой воды.
На сегодняшний день используются специальные фильтры для очищения воды, которые содержат угольный фильтр и серебро. Они помогают делать воду абсолютно чистой, избавляют ее от хлорки и примесей. И она становится по вкусу, как родниковая.
Серебро содержится во многих живых организмах. В тканях млекопитающих его концентрация составляет около 0,02 мг/кг веса. Биологическая роль серебра в организме человека до конца не изучена. Самая высокая его концентрация обнаружена в головном мозгу, точнее, в ядрах нейронов (до 0,08% от сухого вещества).Серебро является антисептиком, о чем люди знали еще в древние времена. Серебряные сосуды использовались для хранения воды и продуктов во время дальних походов. В настоящее время обеззараживание воды с помощью серебра производят электрохимическим методом. Обеззараживающие свойства серебра намного сильнее, чем у хлорки.В Средние века серебром пытались лечить чуть ли не все болезни, поскольку лекари еще не знали о механизме его действия на организм. Определенные улучшения при использовании препаратов серебра наступали в лечении инфекционных заболеваний верхних дыхательных путей, глаз, (конъюнктивит), мочеполовой системы (цистит), тифа, оспы и холеры.

Да, золото в организме присутствует, впрочем, как и многие другие редкоземельные и благородные металлы. В организме есть и платина, и никель, и многие другие ценные металлы, но, само собой, в микроскопическом количестве. Во всем организме содержится не более 10мг золота, и большинство этого металла сосредоточено в наших костях. При среднем весе человека в 80 000 000 мг - 10 мг это не так уж и много. Также золото находится в костях и крови, в среднем 1мг золота на литр крови. Коллоидные соединения золота чаще всего расположены в печени, растворимые соединения задерживаются в почках.

Применение золота в современной медицине

В современной медицине золото применяется для диагностики и лечения злокачественных опухолей. Помимо достаточно распространенной химиотерапии, в которой используются коллоидные растворы нанозолота, сегодня существует совершенно новый современный метод, которым предусмотрено введение в опухолевую ткань микроскопических золотых нано-капсул и воздействие на них инфракрасными лучами. При этом раковые клетки погибают, а здоровая ткань остается неповрежденной.
Для сохранения молодости золото применяется в пластической хирургии. Для этого тончайшие нити из этого металла толщиной всего несколько микрон с помощью специального проводника вводятся под кожу. Через несколько недель вокруг каждой из них формируется эластичная коллагеновая ткань, которая становится "каркасом" для кожи.
В медицине широкое применение получили препараты, содержащие соединения солнечного металла, для лечения ревматоидного артрита и полиартрита.
Впервые ауротерапия (от лат. aurum - золото) - лечение золотом артритов была применена еще в 1929 году. Новый метод оказывал выраженный и стабильный эффект. Ауротерапия и сегодня остается одним из самых эффективных методов лечения ревматоидного артрита наряду с применением нестероидных противовоспалительных средств (например, ацетилсалициловой кислоты и салицилата натрия). Механизм ее действия основан на способности соединений золота, введенных в организм, угнетать макрофаги, тормозя тем самым развитие последующих патологических иммунных реакций.
Важным преимуществом препаратов золота по сравнению с другими иммунодепрессантами является то, что их можно назначать больным с сопутствующими хроническими инфекциями или онкологическими заболеваниями. Кроме того, некоторые препараты золота обнаружили антибактериальное действие, в частности, против Helicobacter pylori, а также антигрибковую активность.

Ученые из Массачусетского университета установили, что наночастицы золота могут стабилизировать белковые энзимы на границах раздела сред вода-воздух - тем самым сфера применения энзимов значительно расширяется.

Мнения специалистов относительно таких препаратов неоднозначны. Очевидно, что эти препараты, безусловно, помогают больному, но, кроме того, они дают ярко выраженный побочный эффект.

Несмотря на целебные свойства золота, чрезмерное увлечение украшениями из него может быть небезопасно для здоровья. Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам и тромбоцитопении.
Отравления золотом - весьма редкое явление в наши дни (в основном встречается у работников аффинажных заводов, которые работают с золотой пылью), и легко лечится.
Слюнотечение, рвота, головокружение, боли в костях - признаки отравления золотом.

Медь в организме человека

Для организма человека медь является одним из самых важных веществ, и относится к незаменимым микроэлементам. В организме медь концентрируется в костях и мышцах, в мозге, крови, почках и печени. Неудивительно, что при её нехватке нарушается работа всех жизненно важных органов.

Медь в продуктах

Много меди в орехах, сыром яичном желтке, печени, бобовых, злаках, кисломолочных продуктах, овощах, фруктах и ягодах. Медь есть в свежем мясе животных, рыбе, морепродуктах, проросшей пшенице, сое, ржаном хлебе, спарже, картофеле и травах: укропе, лапчатке прямостоячей, марене красильной, сушенице, листьях чайного куста, лобелии вздутой. Питьевая вода тоже содержит медь - примерно 1 мг на литр.
Обычно той меди, которая попадает в организм человека с продуктами питания, бывает вполне достаточно, так что нехватка меди чаще всего обусловлена природными особенностями или нарушением обменных процессов.
Учёные считают, что людям с тёмными волосами требуется больше меди, чем светловолосым, потому что медь необходима для поддержания окраски волос. Нехватка меди проявляется ранней сединой, поэтому темноволосым людям следует стараться включать в рацион больше продуктов, в которых её содержится много.

Роль меди в организме огромна. Прежде всего, она принимает активное участие в построении многих необходимых нам белков и ферментов, а также в процессах роста и развития клеток и тканей. Медь необходима для нормального процесса кроветворения и работы иммунной системы.
Без меди организму трудно и даже невозможно превращать железо в гемоглобин; аминокислота тирозин, являющаяся одним из основных факторов, отвечающих за цвет кожи и волос, тоже без меди не может в полной мере использоваться организмом.
Что касается процесса кроветворения, то медь, являясь частью ферментов, синтезирующих эритроциты и лейкоциты, для него действительно необходима.
Также она выполняет функцию снабжения клеток всеми веществами, необходимыми для нормального обмена: именно медь транспортирует железо из печени туда, куда нужно, поддерживая состав крови и нормальное состояние всех органов и тканей. Если меди не хватит, переносить железо будет некому, и оно останется лежать там, где накопилось - а это чревато серьёзными последствиями.

Участвуя в синтезе коллагена, необходимого для образования белкового каркаса скелетных костей, медь делает здоровыми и крепкими наши кости. Людям, имеющим хрупкие кости и склонным к переломам, часто бывает достаточно ввести в рацион питания добавки с медью - и переломы прекращаются, так как перестают вымываться минералы, укрепляется костная ткань, предотвращается развитие остеопороза.
Благодаря меди наши кровеносные сосуды принимают правильную форму, долго оставаясь прочными и эластичными. Медь способствует образованию эластина - соединительной ткани, образующей внутренний слой, выполняющий функцию каркаса сосудов.

Вместе с аскорбиновой кислотой медь поддерживает иммунную систему в активном состоянии, помогая ей защищать организм от инфекций; ферменты, отвечающие за защиту организма от свободных радикалов, тоже содержат в своём составе медь.
Особенно нужна медь для поддержания структуры фермента супероксиддисмутазы, обладающего мощным антиоксидантным действием. Этот фермент играет не последнюю роль в предупреждении преждевременного старения кожи - отвечает за целостность клеток, поэтому он часто входит в состав самых эффективных антивозрастных косметических средств.

Упругость и эластичность кожи поддерживается с помощью коллагена - в его составе тоже есть медь.

Медь стимулирует активность гормонов гипофиза и поддерживает в норме работу эндокринной системы. Так, белки и углеводы в присутствии меди усваиваются лучше, а активность инсулина повышается.

Улучшая работу желез внутренней секреции, способствуя выработке необходимых ферментов и соков, медь нормализует процесс пищеварения и защищает пищеварительную систему от повреждений и воспалений.

Некоторые специалисты отмечают, что медь может предотвратить возникновение язвы желудка при длительном приёме аспирина, назначаемого врачами для лечения различных заболеваний. Если больной вместе с аспирином будет принимать медь, то язвенная болезнь не возникнет: медь останавливает воспаления и быстро заживляет образующиеся язвочки.

Без меди не может нормально формироваться мозг и нервная система - медь является основным компонентом миелиновых оболочек, без которых нервные волокна не могут проводить импульсы, а потом просто разрушаются.

Очень интересны сведения о лечебных свойствах меди, используемых с древних времён. Гален и Авиценна считали медь лекарственным средством и именно с этой точки зрения описывали её свойства в своих научных трудах; Аристотель ложился спать, держа в руке медный шарик; египетская царица Клеопатра, известная не только своей красотой, но и познаниями в науках, вместо серебряных и золотых браслетов носила медные, понимая, что они помогают ей сохранять здоровье и красоту.

Воины античных армий имели гораздо больше шансов выиграть сражение, если были одеты в медные доспехи: они дольше не утомлялись, а их раны не гноились и заживали быстро.

Кочевники, используя медную посуду, предохраняли себя от пищевых отравлений и инфекций, а цыгане ещё и на голове носили медные обручи, чтобы защититься от вирусов и бактерий, хотя и не знали об их существовании.

О способности меди уничтожать возбудителей заболеваний красноречиво говорит история: во времена эпидемий чумы и холеры люди, работающие и живущие на медных рудниках, а позже на медных заводах, оставались здоровыми, тогда как вокруг все умирали тысячами. Наверное, из этих соображений в больницах дверные ручки раньше делали медными - так можно было уменьшить вероятность распространения инфекции.

В России медью лечили ушибы и переломы, артриты и радикулиты. Кузнецы, постоянно получающие нагрузку на суставы и позвоночник, не болели радикулитами, потому что подпоясывались медной проволокой. При болях в суставах пальцев носили медные кольца: боли уменьшались, и возвращалась подвижность; при эпилепсии больным давали в руки медные шарики, кольца, монеты. Удивительный и оригинальный метод лечения лихорадки применялся с XVIII века. Медный екатерининский пятак раскаляли и бросали в горячую воду, которой потом поили больного - во множестве случаев лихорадка отступала.

Чтобы удовлетворять потребность в меди, человеку достаточно просто разнообразно питаться. Взрослому человеку достаточно 2 мг меди в день, а с пищей обычно попадает в 2-3 раза больше - если питание правильное. Усваивается, как правило, только третья часть всей попадающей в организм меди, так что ни дефицита, ни переизбытка наблюдаться не должно. Переизбыток меди - вообще явление редкое, за исключением некоторых заболеваний, провоцирующих её накопление.

Дефицит тоже редок, однако сегодня нехватка меди наблюдается чаще, чем в прежние времена. Дело в том, что раньше в почву не вносили в таких количествах азотистые удобрения, образующие аммиак, способный «забирать» медь из почвы. К тому же азотистые удобрения не только лишают нас меди, но и часто образуют нитраты, известные своим негативным влиянием на здоровье.

Вегетарианство и различные диеты тоже могут уменьшать количество меди в организме. Это приводит к снижению уровня гемоглобина в крови, и таким заболеваниям, как аритмия, ишемия, нервно-психические расстройства и бесплодие.

Недостаток меди также приводит к задержке роста, развитию анемии, потере веса, накоплению холестерина, атрофии сердечной мышцы, остеопорозу, кожным заболеваниям, потере волос, утомляемости и частым инфекциям.

При хроническом дефиците может возникнуть опаснейшее заболевание - аневризма, характеризующееся расширением и выпячиванием стенок крупных кровеносных сосудов. Возникает также варикозное расширение вен, кожа рано покрывается морщинами, а волосы седеют.

Дополнительно медь назначается при различных хронических заболеваниях - например, анемии и воспалениях, физических нагрузках, а также в целях профилактики.

При нехватке меди следует отказаться от употребления чёрного чая, не принимать большие дозы препаратов железа, цинка и аскорбиновой кислоты. В этом случае лечащие врачи должны подробно объяснять, как питаться и что принимать, так что не стесняйтесь их расспрашивать.

Применение меди в медицине

В медицине медь в виде сульфата меди также применяется в качестве антисептического и вяжущего средства в виде глазных капель при конъюнктивитах и глазных карандашей для лечения трахомы. Раствор сульфата медь используют также при ожогах кожи фосфором. Иногда сульфат меди применяют как рвотное средство. Нитрат меди употребляют в виде глазной мази при трахоме и конъюнктивитах.

Серебро в организме человека

Серебро обнаружено в организме морских животных, млекопитающих и птиц. Его биологическая роль в организме человека изучена недостаточно. Оно содержится во всех органах и тканях, в том числе в костях и зубах, но в наибольшем количестве - в мозге (0,03 мг на 100 г свежей ткани), пигментной оболочке глаза, гипофизе, а также в желчных и мочевых камнях (0,02-0,04 мг).

С пищей человек ежедневно получает 0,088 мг серебра. В частности, оно содержится в коровьем и козьем молоке, а вот в 100 г яичного желтка - 0,2 мг. Выводится серебро из организма с калом, в незначительном количестве - с мочой.

Обмен этого микроэлемента в организме изучали с помощью радиоактивного серебра, в выведении которого главную роль играет печень. Радиоактивное серебро используют для установления локализации абсцессов и опухолей. При введении в организм серебро фагоцитируется лейкоцитами и переносится в очаги воспаления, где и накапливается.

Применение в медицине

Бактерицидные свойства серебра известны с глубокой древности. Еще в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах. В религиозных индусских книгах встречаются упоминания об обеззараживании воды путем кратковременного погружения в нее раскаленного серебра, либо в результате длительного контакта с этим металлом в обычных условиях.
Американские первооткрыватели, путешествуя, часто клали серебряный доллар в молоко, чтобы задержать его скисание.

Широкое распространение при лечении ран серебро получило во время Великой Отечественной войны. Серебряную воду применяли при лечении свищей и язв, образовавшихся в результате костного туберкулеза и туберкулеза лимфатических желез с распадом и нагноением. Результаты лечения, как правило, были положительные: язвы и свищи, не закрывавшиеся у некоторых больных несколько лет, несмотря на систематическое лечение кварцем, рыбьим жиром, мазью Вишневского и другими препаратами, после применения серебряной воды полностью закрывались и заживали.

Пионером исследований в области серебра считают французского врача Бенье Креде, который в конце XIX века сообщил об успехах в лечении сепсиса ионами серебра. Продолжая исследования, он выяснил, что серебро в течение трех дней убивает дифтерийную палочку, в течение двух - стафилококки, а возбудитель тифа - за сутки.

В конце XIX столетия швейцарский ботаник ботаник Карл Негель установил, что причиной гибели клеток микроорганизмов является воздействие на них ионов серебра. Ионы серебра выступают в роли защитников, уничтожая болезнетворные бактерии, вирусы, грибки. Их действие распространяется более чем на 650 видов бактерий (для сравнения - спектр действия любого антибиотика 5-10 видов бактерий). Интересно, что полезные бактерии при этом не погибают, а значит не развивается дисбактериоз, столь частый спутник лечения антибиотиками.

При этом серебро не просто металл, способный убивать бактерии, но и микроэлемент, являющийся необходимой составной частью тканей любого живого организма. В суточном рационе человека должно содержаться в среднем 80 мкг серебра. При употреблении ионных растворов серебра не только уничтожаются болезнетворные бактерии и вирусы, но и активизируются обменные процессы в организме человека, повышается иммунитет.

Когда бактерицидные свойства серебра были изучены, оказалось, что решающую роль здесь играют положительно заряженные ионы серебра Ag+. Ионизация серебра повышает активность в водных растворах. Катионы серебра подавляют деятельность фермента, обеспечивающего кислородный обмен у простейших микроорганизмов болезнетворных бактерий, вирусов и грибков (порядка 700 видов патогенной "флоры" и "фауны"). Скорость уничтожения зависит от концентрации ионов серебра в растворе: так, кишечная палочка погибает через 3 мин при концентрации 1 мг/л, через 20 мин - при 0,5 мг/л, через 50 мин - при 0,2 мг/л, через 2 ч - при 0,05 мг/л. При этом обеззараживающая способность серебра выше, чем у карболовой кислоты, сулемы и даже таких сильных окислителей, как хлор, хлорная известь, гипохлорид натрия.

Серебро - не просто металл, но важный для организма микроэлемент, необходимый для нормального функционирования желез внутренней секреции, мозга и печени. Но серебро - тяжелый металл, и его насыщенные растворы не полезны человеку: предельно допустимая концентрация серебра - 0,05 мг/л. При приеме 2 г солей серебра возникают токсические явления, а при дозе в 10 г вероятен летальный исход. Кроме того, если превышать предельную дозу в течение нескольких месяцев, возможно постепенное накапливание металла в организме.

Высокая биологическая активность микроэлементов-металлов в организме связана, прежде всего, с участием их в синтезе некоторых ферментов, витаминов и гормонов. По данным А.И. Войнара, в суточном рационе человека в среднем должно содержаться 80 мкг ионов серебра. Установлено, что в организме животных и человека содержание серебра составляет 20 мкг на 100 г сухого вещества. Наиболее богаты серебром мозг, железы внутренней секреции, печень, почки и кости скелета.

Ионы серебра принимают участие в обменных процессах организма. В зависимости от концентрации его катионы могут как стимулировать, так и угнетать активность ряда ферментов. Под влиянием серебра в два раза усиливается интенсивность окислительного фосфорилирования в митохондриях головного мозга, а также увеличивается содержание нуклеиновых кислот, что улучшает функцию головного мозга.

Повышение концентрации ионов серебра до 0,01 мкг снижало степень поглощения кислорода клетками этих органов, что свидетельствует об участии катионов серебра в регуляции энергетического обмена.

Установлено, что дозы серебра 50; 200 и 1250 мкг/л оказывают благотворное влияние на экспериментальных животных. Крысы, которые пили воду, содержащую ионы серебра, прибавляли в весе и развивались быстрее, чем животные контрольной группы. С помощью спектрального анализа в печени экспериментальных животных было обнаружено 20 мкг серебра на 100 г сухой массы, что соответствовало нормальному содержанию серебра в печени крыс.

Этими исследованиями было доказано, что дозы серебра 50-250 мкг/л являются физиологическими и не оказывают вредного воздействия на организм при длительном применении. К такому же выводу пришли ряд исследователей, изучая влияние серебра, вводимого в дозах, значительно превышающих предельно допустимые, на органы и системы человека и животных.

Длительное применение больших доз серебра - концентрацией раствора 30 - 50 мг/л в течение 7-8 лет c лечебной целью, а также при работе с соединениями серебра в производственных условиях может привести к отложению серебра в коже и изменению окраски кожи - аргирии, профессиональной болезни ювелиров ("цвет загара"), которая является следствием фотохимического восстановления ионов серебра.

При изучении действия препаратов серебра на организм человека отмечено его стимулирующее действие на кроветворные органы, проявляющееся в исчезновении молодых форм нейтрофилов, увеличении количества лимфоцитов и моноцитов, эритроцитов и гемоглобина.

В последние годы в научной литературе появились сведения о том, что серебро является мощным иммуномодулятором, сравнимым со стероидными гормонами. Установлено, что в зависимости от дозы, серебро может как стимулировать, так и подавлять фагоцитоз. Под влиянием серебра повышается количество иммуноглобулинов классов А, М, G, увеличивается процентное содержание абсолютного количества Т-лимфоцитов.

Таким образом, в свете современных представлений, серебро рассматривается как микроэлемент, необходимый для нормального функционирования внутренних органов и систем, а также как мощное средство, повышающее иммунитет и активно воздействующее на болезнетворные бактерии и вирусы. В концентрации 0,05-0,1мг/л серебро оказывает омолаживающее воздействие на кровь и благотворно влияет на протекание физиологических процессов в организме.

Что самое интересное, при применении допустимых концентраций, серебряная вода, убивая всю патогенную и условно-патогенную флору организма, остаётся относительно безопасной для собственной полезной флоры организма (сапрофитов). Ещё один интересный факт: если при лечении инфекции, из-за образования антибиотико-устойчивых форм бактерий приходиться менять препарат каждый 5 дней, то к серебряной воде ни одна бактерия или вирус не образуют устойчивых форм. Серебряная вода также оказывает губительное действие и на антибиотико-устойчивые формы.

Установлено, что растворы серебра являются самым эффективным средством при непосредственном соприкосновении с поверхностями, гноящимися и воспалёнными вследствие бактериального заражения.

Результаты применения серебряной воды свидетельствуют об эффективности её действия при желудочно-кишечных заболеваниях, холециститах, инфекционных гепатитах, холангитах, панкреатитах, дуоденитах, любых кишечных инфекциях без опасения погубить собственную полезную микрофлору и вызвать дисбактериоз.

Действие серебра специфично не по инфекции (как у антибиотиков), а по клеточной структуре. Любая клетка без химически устойчивой стенки (такое клеточное строение имеют бактерии и другие организмы без клеточной стенки, например, внеклеточные вирусы) подвержена воздействию серебра. Поскольку клетки млекопитающих имеют мембрану совершенно другого типа (не содержащую пептидогликанов), серебро никаким образом не действует на них.

Препараты, содержащие серебро в неионизированном состоянии: в виде коллоидных частиц металлического серебра (препарат колларгол) и золя окиси серебра (препарат протаргол), модификации которых прослужили в медицине более ста лет. В отличие от ранее применяемых солей серебра они не обладали прижигающим эффектом.

Серебро в форме внутривенного введения с успехом применялось при лечении септических артритов, ревматизма, ревматических эндокардитов, ревматоидного артрита, бронхиальной астмы, гриппа, острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмоний, гнойных септических заболеваний, бруцеллеза, внутрь - при лечении гастритов, анастомозитов и гастродуоденальных язв, наружно - при лечении венерических заболеваний, гнойных ран и ожогов.

Интересен тот факт, что более половины авиакомпаний мира используют воду, обработанную серебром, как способ защиты пассажиров от инфекций, таких, как дизентерия. Во многих странах коллоидные ионы серебра используются для дезинфекции воды в бассейнах.

В Швейцарии широко применяют серебряные фильтры для воды в домах и офисах. На Международной Космической Станции употребляется только серебряная вода.

Токсичность

Некоторые соединения меди могут быть токсичны при превышении ПДК в пище и воде. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) сформулировала в 1998 году это правило так: «Риски для здоровья человека от недостатка меди в организме многократно выше, чем риски от её избытка». Дозы 1-2г медного купороса вызывают тяжелые симптомы отравления со смертельным исходом. 10 мг/сутки меди – является предельно допустимой дозой для человека. Неорганические соли меди в ничтожной концентрации, проникая в организм, производят гемолиз и агглютинацию эритроцитов. При попадании соединений меди в желудок сразу появляется тошнота, рвота, диарея. Быстро наступает гемолиз крови, выражающийся желтухой и появлением крови в моче. Поражение почек проявляется белком в моче и быстро развивающимися явлениями уремии. Вдыхание медной пыли или паров соединений меди вызывает заболевание "медную лихорадку", выражающуюся сильным ознобом, высокой температурой - до 39 град. С, затем проливным потом и судорогами в икроножных мышцах. В 2003 году в результате интенсивных исследований ВОЗ пересмотрела прежние оценки токсичности меди. Было признано, что медь не является причиной расстройств пищеварительного тракта.

Существовали опасения, что Гепатоцеребральная дистрофия (болезнь Вильсона — Коновалова) сопровождается накоплением меди в организме, так как она не выделяется печенью в желчь. Эта болезнь вызывает повреждение мозга и печени. Однако причинно-следственная связь между возникновением заболевания и приёмом меди внутрь подтверждения не нашла. Установлена лишь повышенная чувствительность лиц, в отношении которых диагностировано это заболевание к повышенному содержанию меди в пище и воде.

Бактерицидные свойства меди и её сплавов были известны человеку давно. В 2008 году после длительных исследований Федеральное Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) официально присвоило меди и нескольким сплавам меди статус веществ с бактерицидной поверхностью (агентство подчёркивает, что использование меди в качестве бактерицидного вещества может дополнять, но не должно заменять стандартную практику инфекционного контроля). Особенно выражено бактерицидное действие поверхностей из меди (и её сплавов) проявляется в отношении метициллин-устойчивого штамма стафилококка золотистого, известного как «супермикроб» MRSA. Летом 2009 была установлена роль меди и сплавов меди в инактивировании вируса гриппа A/H1N1 (т. н. «свиной грипп»).

Ионы меди придают излишку меди в воде отчётливый «металлический вкус». У разных людей порог органолептического определения меди в воде составляет приблизительно 2—10 мг/л. Естественная способность к такому определению повышенного содержания меди в воде является природным механизмом защиты от приёма внутрь воды с излишним содержанием меди. 

В начале 1970-х нижний предел бактериостатического действия серебра оценивался содержанием его в воде порядка 1 мкг/л. По данным 2009 года — нижний предел действия находится на уровне 50-300 мкг/л, что уже опасно для человека.

Как и все тяжёлые металлы, серебро при избыточном поступлении в организм токсично.
По санитарным нормам США содержание серебра в питьевой воде не должно превышать 0,05 мг/л.

При длительном поступлении в организм избыточных доз серебра развивается аргирия, внешне выражающаяся серой окраской слизистых оболочек и кожи, причем преимущественно на освещённых участках тела, что обусловлено отложением частичек восстановленного серебра. Какие-либо расстройства самочувствия заболевших аргирией наблюдаются далеко не всегда. Вместе с тем отмечалось, что они не подвержены инфекционным заболеваниям.

Согласно действующим российским санитарным нормам серебро относится к высокоопасным веществам (класс опасности 2 по санитарно-токсикологическому признаку вредности), и предельно допустимая концентрация серебра в питьевой воде составляет 0,050 мг/л.

Некоторые соединения золота токсичны, накапливаются в почках, печени, селезёнке и гипоталамусе, что может привести к органическим заболеваниям и дерматитам, стоматитам, тромбоцитопении. Органические соединения золота (препараты кризанол и ауранофин) применяются в медицине при лечении аутоиммунных заболеваний, в частности ревматоидного артрита.

Применение в фармации

Комплексные соли золота применялись в китайской медицине еще в 3-м тысячелетии до н.э., но только в середине XX в. был обнаружен их терапевтический эффект при лечении ревматоидных артритов. Золото, проявляя свойства мягкой кислоты, образует прочные химические связи с мягкими основаниями (л-лигандами), например, тиоловыми (RS—) или фосфи-новыми группами (R3P—). Полагают, что в основе терапевтического эффекта этих препаратов лежат именно механизмы кислотно-основного взаимодействия золота с мягкими биогенными основаниями.

Для серебра возможно существование ионной формы Ag+, но только в области низких значений рН и положительных потенциалов. Ионы серебра проявляют бактерицидные свойства, взаимодействуя с тиоловыми соединениями бактериальных клеток.

В медицинской практике применяют меди(II) сульфат, серебра нитрат, коллоидные препараты серебра и комплексные соединения золота.

Лекарственные средства меди

Медь в природе встречается в виде самородного металла или различных руд, чаще всего серных (медный колчедан CuFeS2, медный блеск Cu2S). Ионы меди содержатся в морской воде и обнаружены в воде некоторых минеральных источников.

Лекарственные средства «элементов I группы Периодической системы элементов»

Несмотря на многообразие функций меди в живых организмах, лишь в 1924 г. стало ясно, что этот элемент является необходимым компонентом пищи. Медь настолько широко распространена в пищевых продуктах, что не было зарегистрировано случаев, чтобы у человека наблюдались признаки ее недостаточности. Недостаточность меди изредка встречается у животных: иногда вследствие того, что поглощению Си + препятствует антагонист меди — ион Zn2+. У животных с недостатком меди развиваются нарушения в костной ткани, нарушается синтез гемоглобина.

В организм взрослого человека поступает 1 — 5 мг меди в день, из которых усваивается около 30 %. Общее содержание меди в организме человека составляет приблизительно 100 мг, причем как поглощение, так и выделение меди (в составе желчи) строго регулируются. Избыток меди оказывает токсическое действие. Известно заболевание (болезнь Вильсона—Коновалова), при котором медь накапливается в печени и в мозге из-за генетически обусловленного нарушения системы регуляции меди.

Вывод

История золота, серебра и меди - одна из самых интересных глав истории материальной культуры. По мнению многих ученых, золото было первым металлом, который человечество начало использовать для изготовления украшений, предметов домашнего обихода и религиозного культа.

Еще в глубокой древности золото ассоциировалось в сознании людей с цветом солнца, алхимики называли его царем металлов, совершеннейшим из всех веществ, медь играет важную роль в процессах жизнедеятельности организмов, блеск серебра напоминал таинственное лунное сияние и алхимики, которые использовали в качестве символа элемента знак луны.

Если рассматривать эти элементы по отдельности, то о них можно узнать много интересного и необычного, если же рассматривать их совместно, то можно понять, что они очень похожи по свойствам и применению.

Самое интересное в окружающем нас мире – это то, что он очень сложно устроен, и к тому же постоянно изменяется. Меняются люди, меняется и то, что их окружает.

Химия занимает центральное место среди наук о природе и обладает фантастической созидательной силой.