Свойства ионов серебра

4

5

Муниципальное образовательное  учреждение « Средняя  общеобразовательная  школа №92»

 

 

 

 

 

Исследовательский реферат

На тему: «Свойства ионов серебра»

 

 

Выполнил:

Польников Андрей,

9 «А» класс, МОУ СОШ  №92

Руководитель:

Вольф Виктория Анатольевна,

учитель химии высшей категории МОУ СОШ №92,

viktoriya-volf@mail.ru

 

 

Красноярск 2011

Содержание

Краткая аннотация………………………………………………………...3 стр.

Введение………………………………….………………………………..4 стр.

Использование серебра в  древности……………………………………..5 стр.

Свойства серебра…………………………………………………………6 стр.

 

Физические

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткая аннотация

В данной работе описывается  действие ионов серебра на живые  организмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Актуальность  темы: многие люди прибегают к нетрадиционным методам лечения различных заболеваний и используют серебро, не задумываясь о том, какое влияние оно оказывает на организм. Факт бактерицидности серебра всем известен. В период эпидемий актуальным становится вопрос о мерах защиты и профилактики. Могу ли я использовать серебро для этих целей? Меня заинтересовало, почему же оно губительно  действует на микроорганизмы, в каких количествах и на кого воздействует.

Проблема: серебряная вода – панацея от всех бед?

Цель работы: дать новую информацию о влиянии ионов серебра на живые организмы.

Гипотеза: так как серебро обладает бактерицидными свойствами, серебряную воду и препараты серебра можно применять в любых количествах для лечения различных заболеваний.

Цель работы: выявить влияние ионов серебра на живые организмы.

Задачи: изучить теоретический материал по данному вопросу,

получить серебряную воду,

экспериментально доказать, что ионы серебра дезинфицируют воду.

Методы решения  задач: проанализировать литературу по данной теме, сопоставить разные точки зрения по данному вопросу, сравнить образцы воды (водопроводной и серебряной).

 

 

 

 

 

Использование серебра  в древности

Серебро известно человечеству с древнейших времён. Это связано с тем, что в своё время серебро, равно как и золото, часто встречалось в самородном виде — его не приходилось выплавлять из руд. Это предопределило довольно значительную роль серебра в культурных традициях различных народов. В Ассирии и Вавилоне серебро считалось священным металлом и являлось символом Луны.

 Понятия «Луна» и «серебро» связаны друг с другом в течение многих тысячелетий. Поэты часто прибегают к сравнению «серебристый свет Луны». Сияние лунного диска, его постепенное исчезновение («умирание») и вновь возрождение, наблюдаемое повсеместно, производили на людей неизгладимое впечатление.

Что же знаем мы об этом металле? Бактерицидные  свойства серебра известны давно. Египтяне, например, серебряной пластинкой покрывали раны, добиваясь быстрейшего их заживления. Известно, что около двух с половиной тысяч лет тому назад персидский царь – завоеватель Кир перевозил в походах воду в серебряных сосудах. Киру было известно, что в таких сосудах вода долго сохраняется свежей, годной для питья. Реформатор медицины XVI века Парацельс предлагал лечить заболевания нервной системы «лунным камнем» - азотнокислым серебром (его называли тогда ляпис). Ляпис называли также «адским камнем» за его свойство прижигать ткани.

Обеззараживающее действие серебра  было взято на вооружение не только медициной, но и церковью. Трудно было убедить верующего в том, что  полученная в церкви «святая вода»  ничем не отличается от обычной. Он усмехался в ответ на такие  доводы и не без основания указывал на то, что обычная вода, постояв  несколько дней, приобретает затхлость, в то время как «святая вода»  остается свежей.

На Руси популярным был чай с  «рублем». Серебряный рубль клали на дно стакана для стерилизации воды.

Свойства серебра

 

Физические  свойства

Чистое серебро — довольно тяжёлый (легче свинца, но тяжелее меди), необычайно пластичный серебристо-белый металл (коэффициент отражения света близок к 100 %). Тонкая серебряная фольга в проходящем свете имеет фиолетовый цвет. C течением времени металл тускнеет, реагируя с содержащимися в воздухе следами сероводорода и образуя налёт сульфида. Обладает высокой теплопроводностью. При комнатной температуре имеет самую высокую электропроводность среди всех известных металлов, поэтому серебро используют на космических кораблях, где требуются максимально электропроводные металлы.

 

 

Химические  свойства

В ряду напряжений серебро  расположено значительно дальше водорода, поэтому соляная и разбавленная серная кислоты на него не действуют. Со щелочами серебро также не взаимодействует. Растворяется же серебро в азотной  кислоте (HNO₃), и это важное свойство используется для его очистки и анализа.

Серебро проявляет необычные  свойства по отношению к кислороду: расплав серебра поглощает большие  объемы кислорода, при охлаждении расплава происходит бурное выделение кислорода. Серебро - эффективный катализатор  окисления в химико-технологических  процессах.

Серебро, будучи благородным  металлом, отличается относительно низкой реакционной способностью, оно не растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах. Однако в окислительной среде (в азотной, горячей концентрированной серной кислоте, а также в соляной кислоте в присутствии свободного кислорода) серебро растворяется:

Ag + 2HNO₃(конц.) = AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O

Растворяется оно и в хлориде железа (III), что применяется для травления:

Ag + FeCl₃ = AgCl + FeCl₂

Серебро также легко растворяется в ртути, образуя амальгаму (жидкий сплав ртути и серебра).

Серебро не окисляется кислородом даже при высоких температурах, однако в виде тонких плёнок может быть окислено кислородной плазмой или озоном при облучении ультрафиолетом. Во влажном воздухе в присутствии даже малейших следов двухвалентной серы (сероводород), образуется налёт малорастворимого сульфида серебра, обуславливающего потемнение серебряных изделий:

4Ag + 2H₂S + O₂ = 2Ag₂S + 2H₂O

Свободные галогены легко окисляют серебро до галогенидов:

2Ag + I₂ = 2AgI

Однако на свету эта реакция  обращается, и галогениды серебра (кроме  фторида) постепенно разлагаются.

При нагревании с серой серебро  даёт сульфид.

Наиболее устойчивой степенью окисления  серебра в соединениях является +1. В присутствии аммиака соединения серебра (I) дают легко растворимый в воде комплекс [Ag(NH₃)₂]⁺. Серебро образует комплексы так же с цианидами. Комплексообразование используют для растворения малорастворимых соединений серебра, для извлечения серебра из руд. Более высокие степени окисления (+2, +3) серебро проявляет только в соединении с кислородом (AgO, Ag₂O₃) и фтором (AgF₂, AgF₃), такие соединения гораздо менее устойчивы, чем соединения серебра (I).

Соли серебра (I), за редким исключением (нитрат, перхлорат, фторид), нерастворимы в воде, что часто используется для определения ионов галогенов (хлора, брома, йода) в водном растворе.

Серебро проявляет химические свойства, характерные для элементов Iб подгруппы периодической системы  Менделеева. В соединениях обычно одновалентно.

Серебро находится в конце  электрохимического ряда напряжений, его нормальный электродный потенциал Ag = Ag+ + ê равен 0,7978 в.

Большая часть Серебра (около 80%) извлекается попутно из полиметаллических  руд, а также из руд золота и  меди. При извлечении Серебра из серебряных и золотых руд применяют  метод цианирования - растворения  Серебра в щелочном растворе цианида  натрия при доступе воздуха:

2Ag + 4NaCN + ½O₂ + H₂O = 2Na[Ag(CN)₂] + 2NaOH.

Из полученных растворов  комплексных цианидов Серебро выделяют восстановлением цинком или алюминием:

2[Ag(CN)2]^-+ Zn = [2Zn(CN)₄]^2- + 2Ag.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воздействие на живые  организмы

Серебро это микроэлемент, являющийся необходимой и постоянной составной  частью тканей любого животного и  растительного организма. Его находят  в коровьем, козьем, женском молоке, в печени, легких, тканях головного  мозга, костях скелета, изолированных  ядрах нервных клеток. Постоянно  обнаруживается серебро в железах  внутренней секреции, особенно много  его в придатке головного мозга  – гипофизе. 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. Особенно богата серебром пигментная оболочка нашего глаза. Видимо, светочувствительность  солей серебра природа использовала задолго до того, как человек дошел  до этого своим разумом. В суточном рационе человека в среднем должно содержаться 88 мкг ионов серебра. Установлено, что в организме  животных и человека содержание серебра  составляет 20 мкг на 100 г сухого вещества.

Нашли серебро в теле ряда морских животных. Установили, что  шелковичный червь просто нуждается  в серебре в период своего развития. Другие примеры приводят ученых к  выводу, что серебро – микроэлемент, необходимый организму, но в чем  заключается его биологическое  действие – еще вопрос не решенный.

В лаборатории вирусологии Киевского  государственного университета проводились исследования по изучению физиологического действия серебра. 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.

Основоположником научного изучения механизма действия серебра  на микробную клетку является швейцарский  ботаник Карл Негели, который в 80-е  годы XIX века установил, что взаимодействие не самого металла, а его ионов  с клетками микроорганизмов вызывает их гибель. Это явление он назвал олигодинамией (от греч. «олигос» – малый и «динамос» – действие, т.е. действие следов). Ученый доказал, что серебро проявляет олигодинамическое действие только в растворенном (ионизированном) виде. В последующем его данные были подтверждены и другими исследователями.

Немецкий ученый Винцент, сравнивая активность некоторых  металлов, установил, что наиболее сильным  бактерицидным действием обладает серебро, меньшим – медь и золото. С.С.Боткин, а затем А.П. Виноградов, объяснили этот факт зависимостью биологических  свойств микроэлементов от места, занимаемого  ими в Периодической системе  Д.И. Менделеева.

Так, дифтерийная палочка погибала на серебряной пластинке через три дня, на медной – через шесть дней, на золотой – через восемь. Стафилококк погибал на серебре через два дня, на меди через три, на золоте – через девять дней. Тифозная палочка на серебре и меди погибала через 18 ч, а на золоте – через шесть - семь дней.

Большой вклад в изучение антимикробных свойств серебряной воды, ее применения для обеззараживания  питьевой воды и пищевых продуктов  внесен академиком Л.А. Кульским. Его  экспериментами, а позднее и работами других исследователей доказано, что  именно ионы металлов и их диссоциированные соединения (вещества, способные в  воде распадаться на ионы) вызывают гибель микроорганизмов. Во всех случаях  при бактерицидном эффекте степень  активности серебра тем больше, чем  выше концентрация ионов серебра.

При сравнении противомикробных свойств ионизированного серебра  и других препаратов обнаружено, что  его бактерицидный эффект в 1750 раз сильнее карболовой кислоты и в 3,5 раза сильнее сулемы и хлорной извести. Причем спектр противомикробного действия серебра значительно шире многих антибиотиков и сульфаниламидов.

На золотистый стафилококк, вульгарный протей, синегнойную и  кишечную палочки, представляющих особый интерес для клиницистов, ионы серебра оказывают различное противомикробное действие – от бактерицидного (способность убивать микробы) до бактериостатического (способность препятствовать размножению микробов).

Среди многочисленных теорий, объясняющих механизм действия серебра  на микроорганизмы, наиболее распространенной является адсорбционная теория, согласно которой клетка теряет жизнеспособность в результате взаимодействия электростатических сил, возникающих между клетками бактерий, имеющих отрицательный  заряд, и положительно заряженными  ионами серебра при адсорбции  последних бактериальной клеткой.

Некоторые исследователи  особое значение придают физико-химическим процессам. В частности окислению  протоплазмы бактерий и ее разрушению кислородом, растворенным в воде, причем серебро играет роль катализатора.

Противомикробные свойства серебра объясняются способностью его ионов блокировать SH- и СООН- группы ферментов бактерий и выводить их из строя (Вораз и Тоферн (1957)). В микробах ионы серебра подавляют усвоение фосфатов, угнетают функции ДНК, повреждают клеточные мембраны и ингибируют трансмембранный транспорт органических и неорганических веществ, инактивирует ферменты. Морфологические изменения в бактериальных клетках подтверждены результатами электронной микроскопии.