Причини потемніння срібла та способи очищення. Відмінний метод очищення срібла від потьмяніння Як уникнути потемніння срібла
Чому срібло темніє? Чому одні срібні прикраси зберігають м'який блиск роками, а іншими чорніють буквально за годинник? Чи пов'язане потемніння срібла з псуванням на його володарку? Чи срібло потемніло через її хворобу? Останнє твердження частково вірне, але не завжди.
На відміну від золота, срібло активно вступає у реакцію із сіркою, утворюючи сульфіди. Саме тому чисте срібло справді може потемніти – внаслідок взаємодії із сіркою. Але ювелірне срібло, з якого виготовлені сережки, ланцюжки, браслети та кільця, містить у своєму складі крім чистого срібла ще й мідь. Саме мідь, взаємодіючи з потом (що містить сірку), окислюється в ювелірному сплаві, викликаючи цим потемніння срібла. Тому що вище проба вашого срібного прикраси (що менше міді воно містить), то повільніше воно піддається окисленню.
Найменше схильне до окислення срібло проби 999. Трохи більше - 875 проби. Щоправда, сірка, що входить до складу поту, здатна викликати потемніння і у самого срібла. Але чисте срібло в металі окислюється в останню чергу.
Отже, що більше виділяється поту - то швидше чорніє срібло. Наприклад, срібло темніє швидше, якщо ви займаєтеся спортом, не знімаючи прикрас. Або ж якщо переживаєте стрес - адже людина завжди потіє більше, якщо нервує.
Також надмірне виділення шкірного сала може викликатись гормональними перебудовами організму. Найбільша кількість сальних залоз знаходиться на грудях. Якщо чорніють лише ланцюжки, це може бути пов'язане з «гормональними бурями», які спостерігаються, наприклад, у вагітних.
Кажуть, що срібло темніє, якщо його господар має проблеми з печінкою та нирками. Або ж якщо господар срібла зазнав псування. Але жодних доказів таких явищ немає. Є лише зайві переживання та зіпсовані нерви через необґрунтовані забобони.
Ювелірне срібло чорніє при взаємодії із сіркою. Причому це може бути сірка, що входить до складу повітря, так і входить до складу води, косметики, що виділяється разом із потом. Саме тому, щоб срібло довше не темніло, необхідно дотримуватись певних правил його носіння: знімати при застосуванні косметики, у душі, при купанні в морі. Знімайте будь-які прикраси перед виконанням роботи вдома. Не варто також одягати срібло в спортзал (це до того ж виглядає безглуздо).
Ще буває, що срібло починає темніти після прийому якихось ліків. Це пов'язано з тим, що ліки по-різному впливають на склад поту, що виділяється. Швидше за все, срібло чорніє завдяки зміні складу поту та збільшенню частки сірки у ньому.
Чорніти може і не вся срібна прикраса, а лише одна його сторона. Наприклад, срібний хрестик почорніє лише із зовнішнього боку. Як правило, внутрішня сторона хрестиків гладка, що забезпечує максимальну щільність прилягання до одягу та обмежує доступ повітря та сірки. А більш відкритий і рельєфний бік окислятимуться сильніше. Почорніння також може бути там, де прикраса треться про одяг.
Буває, що срібна прикраса чорніє відразу після чищення. Це пов'язано з тим, що відразу після чищення поверхня срібла легко вступає у всілякі реакції, і тому дасть сильний окисл від взаємодії з потом. Тому відразу після чищення краще не носити срібло пару днів, щоб на поверхні встиг утворитися тонкий захисний шар оксидів. Після такої «витримки» срібло темніє повільніше.
Але не все так сумно. Буває, що при носінні срібло навпаки світлішає. Одні пов'язують це зі світлою аурою, інші – знову ж таки з порушеннями функцій нирок. Насправді все знову ж таки просто: срібло освітлюють речовини, що містять азот, у складі людського поту, що вступають у реакцію з ним і повертають йому блиск.
Хоч би скільки ми писали про властивості срібла, необхідність знову і знову повертатися до цієї теми виникає постійно. Професійно та грамотно роз'яснити покупцю, «чому столове срібло швидко і нерівномірно темніє, чорніє, жовтіє?..» може далеко не кожен продавець ювелірного магазину навіть у столичних регіонах. На запитання представників рітейлу, які регулярно надходять до Клубу «Російська Ювелірна Торгівля», відповідає генеральний директор фабрики срібла «АргентА» Жанна Перевалова.
Відомо, що срібні вироби з часом покриваються патиною. Спочатку на металі утворюється тонка плівка жовтого відтінку, потім з'являється наліт темно-коричневого майже чорного кольору.
На деяких предметах, створених російськими майстрами дореволюційної епохи, утворюється бархатиста золотисто-коричнева плівка, яка не переростає в блискучу чорну. Іноді відтінок срібла, що потемніло, настільки гарний, що його воліють зберігати, незважаючи на те що початковий зовнішній вигляд виробу був, безсумнівно, іншим. Срібло активно вступає в реакцію із сіркою, яка повсюдно присутня в нашому житті (починаючи з навколишніх побутових предметів та складу атмосфери, закінчуючи їжею та продуктами життєдіяльності самої людини). Взаємодія із сіркою — ось головна причина того, що срібло неминуче темніє, хоча й інші небезпечні для нього реагенти — хлор, різні солі.
Сплав срібла 925-ї проби, з якого виготовляються столові прилади та посуд, містить у своєму складі мідь — у тій оптимальній пропорції з благородним металом, яку було визначено ще кілька століть тому майстрами ювелірної справи. Мідь необхідна для надання сплаву необхідної жорсткості, адже чисте срібло — метал досить м'який і мало придатний для функціональних предметів. З іншого боку, мідь сприяє прискоренню окислювальних процесів у металі. Тому що вище проба срібного вироби (іншими словами, що менше у ньому вміст міді), то повільніше воно піддається окисленню. Максимальна проба - 999.
Які ще фактори прискорюють процес утворення патини на сріблі?
Насамперед забруднення навколишнього середовища. У мегаполісі, де повітря переповнене вихлопними газами, продуктами горіння, викидами промислових об'єктів, це, очевидно, станеться швидше. Процес патинування буде помітнішим поблизу моря, ніж на континентальній рівнині.
Морська вода сама по собі дуже агресивне середовище для різних металів, але для срібла небезпечне і повітря цих місць, що активно насичується сірководнем. Підвищена температура та вологість - також фактори, що прискорюють утворення сульфідної плівки.
Тоді чому ж у всі часи настільки популярним був срібний посуд, якщо заздалегідь зрозуміло, що він темнітиме і втрачатиме «товарний вигляд»? Вся справа на користь!
Людство з давніх-давен використовує знезаражувальні, антимікробні, лікувальні властивості срібла, здатного часом посперечатися в ефективності з антибіотиками. Нові властивості цього металу, що благотворно впливають на здоров'я живих організмів, вчені продовжують відкривати і до цього дня. Буває, що на виробі зі срібла залишаються сліди від дотиків, навіть якщо його торкалися рукавички. Тонка тканина не захищає поверхню металу від локального впливу мікроелементів, що містять сірку. Іноді срібло чорніє відразу після чищення. Це пов'язано з тим, що саме після глибокого очищення поверхня металу легко входить у всілякі реакції, отже, легко окислюється. Тому краще витримати час і не використовувати виріб безпосередньо після процедури, щоб на поверхні встиг утворитися тонкий захисний шар оксидів. Тоді срібло темнітиме повільніше.
Не можна допускати, щоб срібний посуд стикався з гумою, оскільки в ній також міститься сірка, що каталізує самоокислення металу. Ще раз нагадаємо, що срібло метал м'який, тому легко дряпається. Необхідно дбайливо поводитися зі столовими приладами з цього дорогоцінного матеріалу. Такі предмети повинні знаходитись у спеціально призначених для цього футлярах у темному прохолодному місці. Дзеркальна поверхня полірованого срібла та початковий колір виробу зберігаються протягом тривалого часу, якщо після кожного миття або ополіскування воно ретельно витирається або висушується на відкритому повітрі.
Є думка, що вироби минулих століть більш якісні, повільніше темніють і легше чистяться. У цьому є частка істини.
Рівень науки і техніки сьогодні незрівнянно вищий, ніж, скажімо, наприкінці ХІХ ст., а сучасні лігатури (склади сплаву срібла) різноманітніші. Ці сплави можуть включати крім срібла та міді також домішки заліза, свинцю, сурми, вісмуту та ін. (Середній вміст яких, до речі, регламентовано ГО СТом 6839-80 для марки СрМ92,5). Виникає ще одне справедливе питання: навіщо ж свідомо «забруднювати» срібло, адже зрозуміло, що чим більше сторонніх домішок у лігатурі, тим більше воно піддається окисленню при впливі зовнішніх факторів. Відповідь проста: срібло має погану плинність при плавці. Тому, щоб отримати бюджетний легкий виріб, його потрібно зробити тонким, а без допоміжних металів, які оптимізують обробку, зробити це надзвичайно складно.
Але далеко не вся сучасна продукція зі срібла містить домішки. На ринку представлено безліч якісних колекцій, які не поступаються за своїми характеристиками «бабусиного срібла». «АргентА» відкриває секрет свого фірмового сплаву: лише срібло та безкиснева мідь. Причому лігатура не закуповується, а виготовляється безпосередньо для підприємства з метою жорсткого контролю складу металу.
Так, через відсутність допоміжних речовин ми можемо робити дуже легкі предмети. Відповідно, і ціна таких виробів трохи вища, зате ми впевнені, що наші колекції — на віки!
Текст роботи розміщено без зображень та формул.
Повна версія роботи доступна у вкладці "Файли роботи" у форматі PDF
Вступ………………………………………………………3
1.Дослідницька частина…………………………………. 4
1.1.Причини окислення срібних виробів………………4
1.3.Фізичні та хімічні властивості срібла……………5
2.Практична частина………………………………………… 6
2.1.Метод опитування…………………………………………… 6
2.2.Метод наукового експерименту………………………… 7
2.3.Результати експерименту……………………………… 8
Висновки……………………………………………………… 10
Заключение……………………………………………………11
Бібліографія…………………………………………………12
Додатки………………………………………………… 13
1.Пам'ятка при чищенні срібних виробів……………… 13
2.1-2.5Фотоматеріали проведених досліджень…… 14
Вступ
Срібло по праву вважається одним із найдивовижніших металів. Людина вже багато століть тому навчилася виготовляти з неї не лише посуд, а й ювелірні прикраси. Завдяки антисептичним властивостям срібло використовують при лікуванні різних захворювань. Пройшло багато століть, але і в даний час срібло популярно у різних сферах діяльності людини: медицини, техніки, науки, культури.
М. Максимов «Нарис про срібло»
Але, на жаль, з часом срібні вироби втрачають свій початковий блиск, стають тьмяними, покриваються нальотом чорного кольору. Кожна людина, яка носить срібні прикраси або користується столовими приладами з металу, стикалася з такою проблемою.
Ось і моє улюблене срібне колечко втратило свій первісний вигляд. Я попросила роз'яснення з цього питання вчителі хімії. А він, у свою чергу, запропонував мені дослідити цю проблему з хімічної точки зору. Так народилася ідея цієї роботи.
Ми поставили перед собою мета:дослідити причини потемніння срібла, підібрати доступні способи очищення, що не потребують великих витрат часу та грошей.
Для досягнення поставленої мети було сформульовано декілька завдань:
Вивчити наукову літературу з цієї проблеми.
З'ясувати причини потемніння об'єктів, що досліджуються.
Виявити найдоступніші способи очищення.
Провести експерименти у шкільній лабораторії.
Узагальнити та проаналізувати отримані дані.
Практична значимість:результати дослідження допоможуть усім, хто хоче зберегти свої срібні вироби у первозданному вигляді.
Г іпотеза:
1) Ми вважаємо, що почорніння срібних виробів пов'язане з хімічним процесом, що відбувається між металом та повітряним середовищем.
2) Потемніння та відсутність блиску можна усунути в домашніх умовах доступними методами.
ДОСЛІДНИЙ ЧАСТИНА
Антисептичні властивості срібла відомі з найдавніших часів. Так, ще в Стародавньому Єгипті - 4500 років тому, перед військовим походом солдатам роздавали срібні пластини, які у разі потреби накладалися на місця поранень, що допомагало швидше впоратися із хворобою та уникнути зараження. Наші пращури не могли пояснити ці явища і приписували їх до дії вищих сил.
Рене Маркар «Коротка історія хімії та алхімії»
Причини окислення срібних виробів
Чому ж чорніє срібло? Це питання хвилювало людину з давніх-давен. З розвитком науки з'ясувалися причини, що призводять до такого результату. Виявляється, мідь, що входить до складу срібла, взаємодіє із сіркою. В результаті відбувається окислення металу, і як наслідок – потемніння. Кількість міді у складі срібла залежить від проби. Чим нижче проба, тим більше міститься у сплаві міді. Звідки береться сірка? Наукою було доведено, що речовини, що містять сірки, виділяє людський піт. Тому під час занять спортом рекомендується знімати прикраси. Сальні залози людини починають інтенсивно працювати не тільки при фізичних навантаженнях, а й під час стресових ситуацій, а також при різноманітних захворюваннях. Крім того, сірку можуть містити косметичні засоби, лікарські препарати, повітря і вода. http://www.stramam.ru
Існує версія, що потемніння срібла вказує на неправильну роботу нирок чи печінки. Зміна кольору срібла може свідчити про проблеми з нервовою системою. А потемніння срібних виробів на певних частинах тіла може розповісти про локальні збої у роботі ендокринної системи.
Фізичні та хімічні властивості срібла
Срібло – м'який метал, що має біле забарвлення.
Щільність його 10,5 г/см 3 його вважають важким металом.
Срібло має за звичайних умов найкращою електричною провідністюіз усіх металів.
Срібло здатне відбивати 95% видимої частини спектра. Серед металів це найкращий показник. Ця властивість обумовлює неповторний блиск виробів, виготовлених із нього.
У срібла спостерігається найбільша теплопровідністьсеред металів
Срібло не таке м'яке як золото, але пластичності, тобто. здатність змінювати форму під впливом зовнішніх сил, перевершує його. Завдяки всім цим якостям та властивостям срібло знаходить широке застосування у ювелірній справі. Хімічна інформація. Довідник
Хімічні властивості срібла
Срібло – хімічно малоактивне, тому його відносять до сімейства шляхетних металів.
Срібло не взаємодіє з киснем, водою, розчинами лугів, хлороводневою та розведеною сірчаною кислотами.
Але срібло розчиняється в азотній та концентрованій сірчаній кислотах, наприклад:
Ag + 2HNO 3 (конц.) = AgNO 3 + NO 2 + H 2 O
Розчиняється воно у хлорному залозі, що застосовується при травленні заліза.
Ag+FeCl 3 →AgCl + FeCl 2
Кисень повітря, навіть при високих температурах, срібло не окислюється.
Але в присутності слідів двовалентної сірки (сірководень) у вологому повітрі утворюється сульфід срібла - малорозчинна речовина, яка і зумовлює потемніння срібних виробів:
4Ag+2H 2 S+O 2 →2Ag 2 S+2H 2 O
З сіркою при нагріванні срібло утворює сульфід:
Через утворення плівки хлориду на поверхні срібло не розчиняється в царській горілці (суміш концентрованої соляної та азотної кислот у співвідношенні 1:3). Ця властивість відрізняє його від золота.
І.Г. Хомченко «Загальна хімія»
ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА
Метод опитування
Перед тим як розпочати практичну частину дослідницької роботи ми провели опитування учнів нашого класу щодо срібних виробів.
Було опитано 27 людей. У ході опитування було отримано такі результати:
74,0% (20 осіб) мають срібні вироби;
90,0% (18 осіб) зіштовхнулися із проблемою почорніння виробів зі срібла;
10,0% (2 особи) вміють проводити очищення самостійно;
0% чистять у ювелірній майстерні;
75% носять потемнілий виріб;
5 осіб не носять потемнілу прикрасу через цей недолік;
100% (27 осіб) хочуть навчитися самостійно чистити свої прикраси.
Метод наукового експерименту
Вивчивши літературу з цієї теми, і виділивши причини окислення срібних виробів, ми відібрали доступні шість способів їхнього очищення.
Як об'єкт дослідження були використані вироби зі срібла мої та моїх друзів.
Методики експериментів:
У невелику ємність помістити вироби, які потрібно почистити та залити 10%-м розчином нашатирного спирту (можна купити в аптеці).
Через 20-30 хвилин можна дістати, промити водою і протерти серветкою для видалення крапель води і каламутності.
Ag 2 S + NH 3 + H 2 O 2Ag(NH 3)2 OH
У результаті реакції утворюється легко розчинний аміакат срібла.
http://www.mycharm.ru
Готуємо содовий розчин із розрахунку 0,5 л води з двома столовими ложками соди. Ретельно перемішати та поставити на вогонь. Після закипання розчину занурюємо в нього алюмінієву фольгу, а потім виріб, який необхідно почистити. Навіть найбрудніший виріб через 15 хвилин можна діставати і ретельно промити водою.
http://www znajko.ru
3Ag 2 S+2Al+5NaOH+3H 2 O →6Ag↓+2Na+3NaHS
По рівнянню видно, що в ході реакції срібло відновлюється алюмінієм до металу в чистому вигляді в лужному середовищі, яке утворюється внаслідок розчинення соди у воді.
Очищення срібних виробів сірчаною кислотою.
Готуємо розчин сірчаної кислоти 10%-ної концентрації, дотримуючись запобіжних заходів. Опустити срібло, поставити на вогонь і дати покипіти 1-2 хвилини. Після того, як розчин охолоне ретельно промити водою і протерти.
Необхідно бути акуратним, у жодному разі не допускайте попадання кислоти на шкіру чи одяг та не вдихати її пари.
Ag 2 S + H 2 SO 4 Ag 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O
Ag 2 S + Ag 2 SO 4 4Ag +2SO 2
Чищення срібла сіллю.
Розчиняємо 2 ч. ложки кухонної солі у склянці води та залишаємо на ніч срібло у розчині. Для більшої ефективності можна 10 хвилин покип'ятити його вранці в содовому розчині.
Після закінчення процедури промиваємо водою та протираємо м'якою тканиною.
Ag 2 S + 2NaCl 2AgCl +Na 2 S
2AgCl + Na 2 CO 3 → 2Ag + 2NaCl + CO 2 ￪ + O 2 ￪
Очищення срібних виробів зубною пастою.
Для такого чищення необхідна зубна щітка та паста.
На виріб нанести зубну пасту та ретельно потерти. Потім промити водою та просушити. www helprf.com/Uvlikbez/Cerebro
Результати дослідження
У ході експериментів були виявлені переваги та недоліки за кожним методом.
Очищення срібних виробів розчином аміаку.
Переваги даного методу:
Доступний;
Простий у створенні;
Ефективний;
Недоліки:
сильний запах нашатирного спирту;
людям із захворюванням верхніх дихальних шляхів та алергікам не можна застосовувати даний метод;
Очищає срібні вироби алюмінієвою (харчовою) фольгою в содовому розчині.
Переваги даного методу:
ефективність;
швидкість у виконанні;
відсутність різких запахів;
первозданний блиск;
Переваги даного методу:
швидкість;
ефективність;
Недоліки:
сірчана кислота - це агресивна хімічна речовина, яка може завдати шкоди здоров'ю;
недоцільність використання сильної кислоти, оскільки вона негативно впливає на поверхні металу;
Чищення срібла сіллю:
Переваги даного методу:
простота у виконанні;
Недолік:
срібний виріб очистився не повністю;
Переваги даного методу:
простота у виконанні;
Недолік:
процес трудомісткий;
залишилися подряпини на поверхні виробу;
Висновки
Гіпотеза дослідницької роботи підтвердилася. Усі поставлені собі завдання ми вирішили. Наша мета досягнута – причини потемніння з'ясовані, доступні способи очищення підібрані, сформульовані рекомендації, що дозволяють проводити очищення срібних виробів у домашніх умовах без особливих витрат сил та часу.
На підставі одержаних результатів сформульовані такі висновки:
Потемніння срібних виробів обумовлено хімічним процесом взаємодії металу із сполуками сірки, що містяться в повітрі, а також у ґрунті чи організмі людини.
Вивчено деякі можливі та доступні способи очищення та виявлено найбільш прості та ефективні.
На нашу думку, найбільш ефективним є спосіб з алюмінієвою фольгою в содовому розчині. Він безпечний для здоров'я людини, використовуються доступні реактиви, не забирає багато сил та часу. Вироби набувають первозданного вигляду.
На підставі результатів проведених досліджень можна запропонувати такі рекомендації:
Необхідно знімати прикраси перед відвідинами лазні або сауни.
Не допускати контакту виробу із хімічно агресивними речовинами.
Зберігати срібні вироби окремо у щільно закритій скриньці.
Висновок
На закінчення хочеться сказати, що втрата блиску та почорніння виробів зі срібла пов'язане з багатьма чинниками. Це може бути і присутність у повітрі сірковмісних сполук та підвищена вологість повітря та гормональні зміни, що відбуваються в організмі людини. Але повернути колишній блиск і сяйво можливо самотужки, в домашніх умовах. І ми вважаємо, що ця робота допоможе всім охочим вирішити цю проблему.
Результати досліджень були представлені моїм однокласникам на уроці хімії, які одразу зацікавилися питанням очищення. Сподіваюся, що наші рекомендації допоможуть їм зберегти свої улюблені прикраси у первозданному вигляді.
Сріблом не можна не захоплюватися: у всі часи воно асоціювалося з достатком та гідністю, заспокоювало та дарувало таємничу красу. А при правильному догляді срібні вироби багато років радуватимуть нас та наших близьких.
Бібліографія
І.Г. Хомченко «Загальна хімія» // Нова Хвиля, 2001р
Рене Маркар «Коротка історія хімії та алхімії» // Енігма, 2014р
Хімічна інформація Довідник Хімія, 1988р
М. Максимов «Нарис про срібло», Надра, 1981г
В.Станцо, М.Черненко «Популярна бібліотека хімічних елементів» Книга 2, Наука 1983г
І.В. П'ятницький «Аналітична хімія срібла» // Наука, 1975г
Інформаційні ресурси:
http://www.mycharm.ru
http://www.stramam.ru
http://www znajko.ru
http://www helprf.com/Uvlikbez/Cerebro
Додаток 1
ПАМ'ЯТКА ПРИ ЧИЩЕННІ СРІБНИХ ВИРОБІВ
Якщо ювелірний виріб потемнів, промити його в 10% розчині нашатирного спирту, потім промити в чистій воді і висушити (ніколи не залишайте ювелірний виріб мокрим).
Наливаємо в ємність 0,5 літра води, додаємо 1-2 столові ложки харчової соди, перемішуємо і ставимо на вогонь. Після закипання содового розчину, опускаємо в розчин алюмінієву фольгу та срібний виріб. Через 10-15 хвилин виріб можна діставати, промити водою.
При легкому забрудненні достатньо протерти виріб ганчірочкою, змоченою в розчині, а при сильному потемнінні прикраси можна просто опустити його в розчин і почекати.
Вироби з дорогоцінним та напівдорогоцінним камінням слід чистити дуже обережно за допомогою м'якої фланелевої тканини.
Не використовуйте при чищенні, зубні щітки та інші жорсткі матеріали, які можуть мати шкідливий вплив на виріб.
Не використовуйте агресивні хімічні речовини для чищення. Це завдасть шкоди вашому здоров'ю.
Додаток 2.1
Фотоматеріали проведених досліджень
Очищення розчином аміаку
Процес очищення срібної ложки розчином аміаку (10%)
Додаток 2.2
Очищає срібні вироби алюмінієвою (харчовою) фольгою в содовому розчині.
Виріб до чищення Виріб після чищення
Процес очищення срібного виробу алюмінієвою (харчовою) фольгою у содовому розчині.
Додаток 2.3
Очищення срібних виробів сірчаною кислотою:
Виріб до чищення Виріб після чищення
Процес очищення срібного виробу сірчаною кислотою:
Додаток 2.4
Очищення срібних виробів сіллю:
Виріб до чищення Виріб після чищення
Процес очищення срібного виробу сіллю:
Додаток 2.5
Очищення срібних виробів зубною пастою:
Чистячий матеріал:
Виріб після чищення.
Джерело: SCIFUN.ORG
Якщо у вас є щось срібне або вкрите сріблом, то ви знаєте, що яскрава блискуча поверхня металу поступово темніє і втрачає блиск. Це тим, що срібло хімічно взаємодіє з сірковмісними речовинами у повітрі. За допомогою хімії ви можете звернути потьмяніння назад, і знову зробити срібло блискучим.
Для цього вам знадобляться:
- Потьмяніле срібло,
- Каструля, в яку можна буде повністю занурити ваше срібло,
- Алюмінієва фольга для покриття дна каструлі,
- Вода для наповнення каструлі,
- Кухонні прихватки,
- 200 г харчової соди на 4 літри води.
Покрийте дно каструлі дюралевою фольгою. Покладіть на фольгу ваше срібло – воно має стосуватися алюмінію.
Закип'ятіть воду, зніміть її з плити та поставте в раковину. У киплячу воду додайте 200 г соди на 4 літри води. Суміш буде трохи пінитися, тому ми ставимо каструлю в раковину.
Залийте суміш у каструлю зі сріблом так, щоб вона повністю покривала срібло.
Потьмяніння почне зникати майже одразу. Якщо срібло потьмяніло лише трохи, блиск повернеться вже за кілька хвилин. Якщо срібло сильно забруднене, то вам можливо треба буде знову розігріти суміш і повторити процедуру кілька разів, щоб прибрати весь наліт.
Коли срібло тьмяніє, воно з'єднується із сіркою та формує сульфід срібла. Сульфід срібла – чорний. Коли тонкий шар сіркового сульфіду формується на поверхні срібла, воно темніє. Сріблу можна повернути колишній блиск, видаливши сульфід срібла з його поверхні.
Є два способи видалення сульфіду срібла. Один із них полягає у його видаленні з поверхні. Другий звертає назад хімічну реакцію і перетворює сульфід срібла назад на срібло. При використанні першого методу частина срібла видаляється в процесі полірування. Другий метод дозволяє зберегти все ваше срібло. Поліролі з вмістом абразиву в процесі полірування стирають сульфід срібла і частину срібла разом з ним. Інший розчинник нальоту розчиняє сульфід срібла рідини. Ці поліролі використовують занурення срібла у рідини, або втирання рідини у срібло за допомогою тканини з подальшим промиванням срібла. Вони також видаляють частину металу.
Метод видалення нальоту, описаний тут, використовує хімічну реакцію перетворення сульфіду срібла назад в срібло. Багато інших металів крім срібла утворюють сполуки із сіркою. Деякі з них притягують сірку сильніше, ніж срібло. Алюміній – один із таких металів. У цьому експерименті сульфід срібла входить у реакцію з алюмінієм. У ході атоми сірки передаються від срібла до алюмінію, звільняючи срібло і формуючи сульфід алюмінію.
Реакція між сульфідом срібла і алюмінієм відбувається, коли ці два метали занурені в розчин соди і стикаються. Реакція відбувається швидше, коли теплий розчин. Розчин переносить сірку зі срібла до алюмінію. Сульфід алюмінію може приєднатися до алюмінієвої фольги, або утворити крихітні, блідо-жовті пластівці на дні каструлі. Срібло та алюміній повинні бути в контакті один з одним, тому що в процесі реакції між ними утворюється не сильний електричний струм. Реакції цього використовуються в акумуляторних батареях для отримання електроенергії.
При обробці сплавів срібла від зливка до готового виробу однією з найважливіших операцій є рекристалізаційний відпал, який на підприємствах галузі в більшості випадків проводять на повітрі та рідше у захисній атмосфері або вакуумі. Якщо нагрівання здійснюється на повітрі, то поверхня виробу окислюється і після травлення спостерігається знебарвлення та погіршення механічних властивостей сплаву. Причина цих явищ полягає у властивостях самого срібла і змісту легуючих добавок, які при відпалі утворюють оксиди. Зумовлені окисленням недоліки, особливо при частому і тривалому відпалі, можуть ускладнити подальшу обробку, і для їх усунення потрібно тривале травлення або шліфування, а іноді сплав робиться зовсім непридатним для обробки. Якісний сплав, що поставляється ливарним цехом, можна повністю зіпсувати неправильною термообробкою.
Усунення цих недоліків представляє значний економічний інтерес, оскільки це призведе до зменшення безповоротних втрат дорогих сплавів, зниження відсотка шлюбу та усунення труднощів, які при обробці сплавів срібла. Однак, перш ніж усувати ці недоліки, необхідне знання процесів окислення, що проходять при відпалі, правильна розробка та дотримання технологічного процесу термообробки.
Відомо, що срібло є добрим провідником кисню і утворює з ним ряд хімічних сполук, нестійких при високих температурах.
При відпалі срібла в атмосфері, що містить кисень, спостерігається зменшення ваги і поява шорсткості на поверхні виробу. Це пояснюється утворенням летючого при високих температурах оксиду срібла. При цьому срібло випаровується з поверхні. Лейрокс і Рауб при дослідженні леткості оксидів срібла встановили, що з 1 м 2 поверхні срібного листа при десятигодинному відпалі повітря при 750 o З втрачається близько 3 грамів, при 850 o З середі кисню - близько 8 грамів.
Недорогоцінні добавки мають значно більшу схильність до окислення, ніж срібло, і утворюють з киснем стійкі оксиди, які можуть бути леткими, як, наприклад, окис цинку або окис кадмію. Найважливіший для срібла присадковий метал - мідь утворює з киснем два види оксидів Сu 2 Про СуО.
Сплави срібло-мідь утворюють із закисом міді при температурі 776 o потрійну евтектику Аg-Сu-Сu 2 Про складу: 66,5% Аg; 32,8% Сu; 0,7% Сu 2 Про близьку до бінарної евтектики Аg - Сu.
Окислення міді у процесі відпалу сплавів срібло-мідь причиною більшості дефектів під час обробки тиском.
Поряд з появою окисного шару на поверхні всередині зразка може виникнути внутрішня окисна зона.
Якщо зовнішнє окислення викликає зміна якості поверхні і збільшує безповоротні втрати, то процес внутрішнього окислення в сріблі та його сплавах змінює хімічні, фізичні та механічні властивості матеріалу, у тому числі корозійну стійкість, електропровідність, межу міцності при розтягуванні, межу плинності тощо. буд.
На відміну від зовнішнього шару оксиду, внутрішня окисна зона гетерогенна і складається з металевої матриці, в яку вкраплені частинки оксиду неблагородного компонента.
Срібло та його сплави з неблагородними металами, внаслідок істотної відмінності спорідненості до кисню у срібла та неблагородних металів, мають схильність до внутрішнього окиснення. При високих температурах через високий тиск дисоціації оксиду срібла утворюються тільки оксиди неблагородних компонентів металу. Крім того, внутрішньому окисленню сприяє велика розчинність і значна швидкість дифузії кисню в срібло.
У технічно чистого срібла (ступінь чистоти 99,9 - 99,99%) основною домішкою є мідь, вміст якої коливається не більше 0,1-0,01%.
Окислювальний відпал викликає швидке перетворення міді, що утворює твердий розчин зі сріблом, на закис міді, кристали якої розташовуються переважно по межах зерен срібла. Це призводить до суттєвої зміни властивостей металу.
Процеси внутрішнього окислення технічно чистого срібла та срібних сплавів можуть розглядатися як процеси утворення оксидів, що протікають у системі сплав - газ, причому роль переносника кисню відіграє срібло. У зв'язку з цим швидкість перебігу процесу визначається швидкістю дифузії кисню в срібло, яка, своєю чергою, залежить від температури.
Швидкість окислення, або швидкість зростання окисного шару при внутрішньому окисленні срібла та його сплавів може бути виражена як збільшення вмісту кисню в міліграмах на одиницю поверхні чи грам сплаву.
Шпенглер, досліджуючи внутрішнє окислення срібла та її сплавів, визначив, що процес внутрішнього окислення хімічно чистого срібла (ступінь чистоти 99,999%, інше - мідь) підпорядковується лінійному закону.
Технічно чисте срібло, що містить до 0,1% міді, утворює твердий гомогенний розчин міді зі сріблом. При отжиге при температурах вище 300 o З внутрішнього окислення підпорядковується параболическому закону. Розчинений кисень повітря, з'єднуючись з міддю, що утворює твердий розчин із сріблом, викликає утворення закису міді. Частинки закису міді потім коагулюють, розташовуючись переважно за межами зерен срібла. Це призводить до збільшення електропровідності і твердості, причому твердість зросте тим більше, чим нижче температура окислення, тобто чим дисперсніше частинки закису міді, що виділилися. Електропровідність, навпаки, збільшується з підвищенням температури відпалу, так як при цьому зростають розміри кристалів закису міді.
Внутрішнє окиснення при відпалі сплавів срібло-мідь залежить більшою мірою, ніж у хімічно і технічно чистого срібла, від таких факторів, як температура, тривалість відпалу, розмір зерна, парціальний тиск окислювача у навколишній атмосфері тощо.
Для опису внутрішнього окиснення сплавів срібла з міддю зазвичай застосовується параболічний закон. Однак ряд дослідників дійшли висновку, що при температурі відпалу близько 500 o С має місце кубічна залежність, а при нижчих температурах логарифмічна або зворотно-логарифмічна залежність.
Кількість кисню, поглинене сплавом, отже, і ступінь окислення, залежить від часу отжига. При короткочасному відпалі максимум поглинання кисню посідає сплав з 90% срібла.
При тривалому відпалюванні максимум зсувається до сплаву з вмістом 80% срібла. Мінімум поглинання кисню знаходиться в районі сплавів з евтектичною структурою. За Леройкс і Раубу загальну кількість кисню, адсорбоване сплавами срібло-мідь в залежності від часу відпалу, можна розрахувати за формулою:
x 2 = k. t
де х- кількість адсорбованого кисню, г;
t- час відпалу, сік;
k- Постійне окислення.
На швидкість внутрішнього окислення впливає розмір зерна.
Велике зерно, незалежно від умов утворення, сприяє внутрішньому окисленню, в той час як дрібнозерниста структура перешкоджає проникненню кисню в сплав. Зі збільшенням вмісту міді в сплаві зменшуються великі кристали срібла, що добре проводять кисень і збільшується кількість евтектики.
Проходження кисню через численні межі зерен та евтектичні пластинки не може, і окислення сплаву відбувається в основному на поверхні. Тонкодисперсна евтектична структура при 72% Аg зумовлює тому мінімум окислюваності.
По Раубу і Платі при тривалому відпалі при температурі 700 o З внутрішня зона окислення вдвічі більше, ніж за того ж часу відпалу при 600 o З.
Високий парціальний тиск кисню в атмосфері відпалу сприяє дифузії кисню в срібло та сприяє внутрішньому окисленню.
При низькому парціальному тиску окислювача дифузії його в сплав зменшується, і в цьому випадку переважає переважно зовнішнє окислення, тобто на поверхні сплаву утворюється окисний шар з тонкою зоною внутрішнього окислення, що лежить під ним.
Процеси внутрішнього окислення срібла та його сплавів можна простежити на фотографіях мікрошліфів, наведених у роботі Шлегеля.
На рис. 1 показано структуру відполірованої поверхні пластини, виготовленої з технічно чистого срібла. Після 4-х годинного відпалу серед кисню, межам зерен срібла виділилися частки закису міді.
У сплаву срібла 960 проби після годинного відпалу повітря при температурі 700 o З під зовнішнім окисним шаром утворилася внутрішня гетерогенна окисна зона, товщиною 96 мк (рис. 2). При 6-годинному відпалі ця зона збільшилася до 214 мк (рис. 3). По межах зерен металу в окисній зоні починають виділятися частки закису міді.
Крихкі частинки окису і закису міді, що утворюються при окисленні міді, руйнують структуру металу. Крім того, закис міді Сu 2 Про шкідливий ще й тим, що при відпалі вона має схильність до утворення великих фракцій, які накопичуються у вигляді пластин або смуг під поверхневим шаром. Це сильно погіршує оброблюваність сплавів.
У технології обробки сплавів срібло-мідь зовнішній окисний шар видаляють травленням у гарячому розчині сірчаної кислоти. При повторному відпалюванні на повітрі мідь знову дифундує на поверхню і знову окислюється. Після декількох відпалів і травлення на поверхні з'являється зона, збагачена сріблом, через яку легко проникає кисень. Подальше окислення міді відбувається не на поверхні, а під цим збагаченим шаром срібла. На рис. 4 показаний розріз пластини зі сплаву срібла 800 проби підданої багаторазового відпалу при температурі 700 o З травлення. Під поверхнею пластини утворився окисний шар, що складається із СуО. Під цим шаром знаходиться гетерогенна зона Сu 2 Про, за якою слідує неокислений метал. Окисні шари, що утворюються, ускладнюють подальшу обробку. При прокаті, штампуванні, волочении ці окисні шари можуть викликати розшарування металу, утворення на поверхні тріщин, надривів і т. д. При шліфуванні або поліруванні зовнішній збагачений сріблом шар знімається, і на поверхню виступає внутрішній окислений шар у вигляді сірий .
Процес окислення виробів, покритих, сріблом, або біметалів, одним із шарів яких є срібло, відбувається так само, як окислення сплавів срібла при багаторазовому відпалі та травленні. Кисень проходить через шар срібла та окислює основний метал. На межі з'єднання металів утворюється окисна зона, яка послаблює зчеплення металів, або навіть призводить до розшарування. На рис. 5 показана зона зчеплення в біметалічній пластині із заліза та еребра після 6-годинного відпалу на повітрі при температурі 700 o С. Частинки заліза дифундують у срібло і там окисаються киснем. На межі зчеплення металів утворюється окисна зона. Міцність з'єднання металів при цьому зменшується, а обробка тиском утруднена.
Якщо в біметалі застосовується не чисте срібло, а сплав срібла, наприклад 960 проби, то дифузія кисню через цей шар уповільнюється через взаємодію його з міддю сплаву та утворення внутрішньої зони окислення.
При відпалі окислених сплавів срібла або технічно чистого срібла в атмосфері водню містить водень дифундує в метал і відновлює оксиди міді до міді з утворенням парів води.
Зменшення деформованості сплавів у разі стає особливо помітним. На рис. 6 показаний розріз пластини зі сплаву срібла 960 проби після окисного відпалу на повітрі при температурі 700 o С протягом 5 годин і далі, після невеликої деформації, підданої відпалу в водневому середовищі. У структурі металу є багато пір. Відпал срібла і його сплавів у середовищі водню можливий тільки в тому випадку, якщо плавка металу проводилася в вакуумі або в середовищі інертного газу.
Окис і закис міді, що утворилися в процесі внутрішнього окислення, мають більший питомий обсяг ніж метал, а це призводить до утворення внутрішніх напруг, які, у свою чергу, ведуть до появи тріщин при незначній обробці тиском і до підвищення твердості сплаву. Виникають при прокатці, вальцьовуванні або волочении тріщини на поверхні заготовок призводять не тільки до концентрації напруги в надривах, але також і ще більш глибокого окислення при проміжних відпалах Такі заготовки важко піддаються обробці тиском. З них неможливо отримати тонкі листи чи дріт.
Межа міцності при розтягуванні, подовження, поперечне звуження у високопробних сплавів срібла спочатку різко зменшуються зі збільшенням ступеня окислення, проте далі, зі збільшенням тривалості відпалу та збільшенням внутрішньої окисної зони, залежність механічних властивостей від ступеня окислення знижується.
Для усунення дефектів, що виникають через окислення міді в сплавах срібло-мідь при відпалі та для успішного виконання операцій подальшої обробки необхідно дотримуватись наступних умов відпалу:
1. Для зменшення окислення міді необхідно звести до мінімуму кількість проміжних відпалів, тобто при обробці тиском давати гранично допустиму наклеп. Так, при обробці найбільш уживаних сплавів сеебро-мідь із вмістом срібла від 80 до 90% слід давати наклеп до 80%. Наприклад, прокатку зливка з товщини 10 до 2 мм або волочіння дроту з 3 до 1,4 мм проводити без проміжного відпалу. Сильно деформовані сплави рекристалізуються швидше і за нижчих температур. При цьому виходить дрібнозерниста стругура. Великі зливки сплавів із вмістом срібла понад 92% перед обробкою тиском слід піддавати загартування у воду;
2. Тривалість відпалу залежить від розмірів виробів і від виду теплообміну (нагрів в електричних муфельних печах, соляних ваннах, відкритим газовим полум'ям і т. д.). структури, що погіршує механічні властивості сплаву, крім того, велике зерно сприяє окисленню сплаву;
3. Дрібні та тонкі деталі з високопробних сплавів срібла, які через складну обробку доводиться часто відпалювати, особливо схильні до окислення. Для запобігання його необхідно проводити відпал під шаром прожареного деревного вугілля або перед відпалом покривати бурою або борною кислотою. Хороші результати дає відпал сплавів срібла у соляних ваннах.
Останнім часом широке застосування знаходить відпал сплавів благородних металів у печах із захисною атмосферою. Як захисна атмосфера при відпалі сплавів срібла з міддю найбільш сприятливою є слабко відновна атмосфера екзогазу, одержувана шляхом спалювання природного газу з коефіцієнтом витрати повітря α = 97-99.
Зі сказаного вище випливає, що окислення срібла та його сплавів при відпалі - явище небажане і його слід уникати. Однак у деяких випадках внутрішнє окислення може бути використане підвищення механічних властивостей срібла та її сплавів. Такі властивості, як міцність втоми, межа міцності при розтягуванні, повзучість, залежать від умов утворення шару внутрішнього окислення і, зокрема, від розмірів і розподілу частинок оксидів, які в свою чергу залежать від концентрації легуючого металу і температури окислення.
Зі сказаного вище випливає, що окислення срібла та його сплавів при відпалі - явище небажане і його слід уникати. Однак у деяких випадках внутрішнє окислення може бути використане підвищення механічних властивостей срібла та її сплавів. Такі властивості, як міцність втоми, межа міцності при розтягуванні, повзучість, залежать від умов утворення шару внутрішнього окислення і, зокрема, від розмірів і розподілу частинок оксидів, які в свою чергу залежать від концентрації легуючого металу і температури окислення
Шпенглер виявив, що додавання 1% нікелу до гомогенних сплавів срібло-мідь зменшує розмір виділень окису міді на межі зерен при внутрішньому окисленні. При цьому внаслідок виділення дрібнодисперсних частинок окису міді механічні властивості сплавів після окислення вищі, ніж у сплавів, що не містять нікель.
Мейжерлінг та Дрюнвестейн (9) вивчили зміцнення великої кількості бінарних сплавів на основі срібла та міді. Вони виявили, що сплави срібло-мідь можуть мати набагато більш високу твердість в результаті внутрішнього окислення. Так, після 2-годинного нагріву на повітрі до 800 o З твердість по Віккерсу сплаву срібла, що містить 1,2% магнію, підвищується від 40 до 170 кг/мм 2 . При заміні магнію на 1,6% алюмінію, 2,4% берилію або марганцю твердість сплаву відповідно дорівнює 160, 135 та 140 кг/мм 2 .
добавка 1,3% Zn; 1,4 Sn або 1% Сd або зовсім не підвищує твердість, або підвищує її дуже мало (відповідно 60, 40 кг/мм 2). Звідси можна дійти невтішного висновку, що з отримання певних механічних властивостей сплавів срібла з міддю у випадках слід використовувати внутрішнє окислення, а чи не розробляти нові сплави.
ЛІТЕРАТУРА
1. Усов В. В., Муравйова Є. М. Дослідження внутрішнього окислення сплавів срібла з кадмієм та міддю. Фізика металів та металознавство. Вип. 2, 1956.
2. Leroux A. und Raub E. "Untersuchungen fiber das Verhalten von Silber-Kupfer-Legierungen beim Cliihcn in Sauerstoff und Luft". Anorg, Allg. Chem. 188, 1930.
3. Raub E. und Plate W. "Einflu8 der inneren Oxydation auf die yechnishen Eigenschaften von Silber-Legierungen". Z, Metall, 10, 1955.
4. Raub E. "Die Edelmetalle und ihre Legierungen". Берлін, 1940.
5. Sch1ege1 H. «Діє окислення під Gliihen als Fehlerursache bei der Verarbeitung der Silber-Kupfer-Legierungen». Feinmechanik und Optik, 75, 1958, No 7, 8.
6. Brepohl E. "Theorie und Praxis des Goldschmieds". VEB, Leipzig, 1962.
7. Raub E. und Plate W. "Uber das Verhalten der Edelmetalle und ihrer Legierungen zu Sauerstoff bei hoher Temperatur irn festen Zustand". Z. Metallkunde, 48, 1957.
8. Speng1er H. "Die innere Oxydation von Silber und Silberlegierungen". Z. Metall, 1970, 24, No 7.
9. Meijering J. L. та Druyvesteyn M. J. Philips Res Rep.1947, v. 2, p. 81, 260.
10. Ghaston JC J Inst Metals, 1945, vol. 71, p. 23.
11. І. Берн р Ж. Окислення металів. М. Металург, т. 2, 1969.
12. Фрацевич І. М„ Воткович Р. Ф, Лавренко В. А. Високотемпературне окислення металів та сплавів. Київ, 1963.
13. Frohlich K "Das System Kupfer-Silber-Sauerstoff". Mitteilun-aus dem Forschungsinstitut und Probieramt fiir Edelmetalle, Ichwabisch Gmiind, Nr 10, 11, 1932, S. 100.
14. SpenglerH. "Die Zunderung технолог Goldlegierungen und ihre Vermeidung bei Wahrmebehandlung" Z. Metal], 10, 1956, S. 617-620.
