Hõbe

Allikas: Vikipeedia
Disambig gray.svg  See artikkel räägib keemilisest elemendist, perekonnanime kohta vaata artiklit Hõbe (perekonnanimi)

47


1
18
18
8
2
Ag
107,87
Hõbe
Elektrolüüsi teel saadud puhta (üle 99,95%) hõbeda kristall.

Hõbe on keemiline element sümboliga Ag (ladina keeles argentum) ja järjenumbriga 47. See asub keemiliste elementide perioodilisussüsteemi IB rühmas. Hõbe on iseloomuliku läikega, suurima peegeldusvõime, elektri- ja soojusjuhtivusega plastne ja pehme metall. Keemiliselt on see väheaktiivne, reageerib siiski vesiniksulfiidiga (niiskes õhus tumendab metalli pinda) ning lämmastikhappega ja kuumutamisel ka kontsentreeritud väävelhappega jt oksüdeerijatega, moodustab paljude metallidega sulameid. Ühendites on hõbeda oksüdatsiooniaste peamiselt +1, harvemini +2 või +3. Tähtsamad ühendid on hõbenitraat, -halogeniidid ja mõningad kompleksühendid. Looduses leidub hõbedat ehedalt ja ühenditena, peamiselt lisandina polümetallilistes maakides kulla ja teiste metallidega. Enamik hõbedat toodetakse vase, kulla, tina ja tsingi rafineerimise kõrvalproduktina. Ehedat hõbedat tunti juba 3000 aastat eKr Egiptuses, Pärsias, Hiinas.[1]

Hõbedat on juba kaua kasutatud väärismetallina, sellest vermitakse münte, tehakse kaunistusi, ehteid, kalleid laua- ja kööginõusid, lisaks on võimalik sellesse investeerida. Tööstuses kasutatakse hõbedat elektrijuhina, samuti peeglite valmistamiseks ning keemias keemiliste reaktsioonide katalüsaatorina. Hõbeda ühendeid kasutatakse fotofilmis, desinfektsioonivahendites ja biotsiidides.

Omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hõbe on väga plastne (veidi kõvem kui kuld) monovalentne mündimetall, millel on säravvalge läige. Hoolimata sellest, et see on suurima elektrijuhtivusega metall, on kalli hinna tõttu siiski elektriseadmetes kasutusel odavam vask. Kõrgeima elektrijuhtivuse tõttu on hõbe väikseima takistusega metall.

Metallide seas on hõbedal samuti kõrgeim soojusjuhtivus ja üks kõrgemaid peegeldustegureid (spektri nähtavas osas on alumiiniumil veidike parem peegeldustegur, hõbe peegeldab kehvasti ultraviolettkiirgust). Hõbeda säravvalge läike põhjustab elektronkonfiguratsioon, mille tulemusena peegelduvad kõik elektromagnetlained, mille lainepikkus on üle 300 nanomeetri. Seetõttu peegeldub tagasi kogu nähtav valguse spekter, mis moodustabki valge värvuse.

Hõbeda aatomil on tahkkesendatud kuupvõre (fcc). Hõbe sulab temperatuuril 962 °C, tihedus on 10,49 g/cm3, mistõttu on tegu kergeima väärismetalliga. [2]

Hõbe on puhtas õhus ja vees stabiilne, kuid tuhmub kokkupuutel õhu ja veega, mis sisaldav osooni või vesiniksulfiidi, millest viimase toimel moodustub must hõbesulfiidi kiht, mida saab eemaldada lahjendatud soolhappega (HCl).

Hõbeda levinuim oksüdatsiooniaste on +1 (näiteks hõbenitraat AgNO3), vähem levinumad on +2 (näiteks hõbe(II)fluoriid AgF2), +3 (näiteks kaaliumtetrafluoroargentaat KAgF4 ) ja +4 (näiteks kaaliumheksafluoroargentaat(IV) K2AgF6).

Hõbedal on tugev antibakteriaalne toime. Näiteks on seetõttu tehtud hõbedast jooginõusid, mis hävitavad baktereid.[3]

Isotoobid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Looduslikult esineb hõbe kahe stabiilse isotoobina 107Ag ja 109Ag. Need on levinud peaaegu võrdselt, mis on keemiliste elementide puhul väga haruldane. Hõbeda suhteline aatommass on 107,8682(2)amü. Tuvastatud on 28 radioaktiivset isotoopi, nendest kõige stabiilsem on 105Ag poolestusajaga 41,29 päeva, järgnevad 111Ag poolestusajaga 7,45 päeva ja 112Ag poolestusajaga 3,13 tundi. Ülejäänud radioaktiivsete isotoopide poolestusajad on alla tunni, enamikul alla kolme minuti. Hõbeda isotoopide suhteline aatommass jääb 93,943 amü (94Ag) ja 126,936 amü (127Ag) vahemikku. [4] [5]

Ühendid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hõbe reageerib hästi lämmastikhappega (HNO3), moodustub tähtsaim hõbedasool hõbenitraat (AgNO3). Hõbenitraat on läbipaistev ja valgustundlik kristalne tahke aine, mida kasutatakse lähteainena paljude teiste hõbeda ühendite sünteesil.

3 Ag + 4 HNO3 → 3 AgNO3 + NO2 + H2O

Hõbe reageerib kergesti väävli või vesiniksulfiidiga (H2S), moodustub tume hõbesulfiid, mis tuhmistab hõbedast esmeid.

4 Ag + O2 + 2 H2S → 2 Ag2S + 2 H2O

Hõbekloriidi (AgCl) sadestatakse hõbenitraadi lahustest kloriidiooni juuresolekul. Hõbekloriidi kasutatakse klaaselektroodides pH määramisel ning potentsiomeetrilistel mõõtmistel.

AgNO3 + Cl- → AgCl + NO3-

Hõbeoksiidi, mida saadakse hõbenitraadi ja leelise vahelisel reaktsioonil, kasutatakse positiivse elektroodina (anood) patareides. Hõbedasoolade leelisega reageerimisel tekib hõbehüdroksiid, mis laguneb hõbeoksiidiks.

AgNO3 + NaOH → AgOH + 2 NaNO3 2AgOH → Ag2O↓ + H2O

Hõbekarbonaati, mida kasutatakse reagendina orgaanilises sünteesis, saadakse hõbenitraadi ja naatriumkarbonaadi vahelisel reaktsioonil, kus hõbekarbonaat sadeneb.

2 AgNO3 + Na2CO3 → Ag2CO3↓ + 2 NaNO3 [6]

Rakendused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hõbedal on palju tuntud kasutusalasid, millest suur osa põhineb selle väärismetalliomadustel, sealhulgas raha, dekoratiivesemed ja peeglid. Hõbeda soolasid on kasutatud juba keskajast saati, et värvida klaasi kollastesse või oranžidesse toonidesse.

Hõbe kui valuuta[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hõbemündid (elektroni kujul) võeti kasutusele Lüüdias juba 700 eKr. Hiljem hõbe rafineeriti ning münte toodeti puhtast hõbedast. Paljud rahvad kasutasid seda oma rahasüsteemi baasväärtusena. Näiteks Suurbritanna naelsterling vihjab oma nimes ühele Toweri naelale hõbedale (sterling silver). Sanskriti, hispaania, prantsuse ja heebrea keeles tähendab sõna „hõbe“ nii hõbedat kui ka raha. Küll aga liikusid paljud riigid hõbedastandardilt kullastandardile, sest 19. sajandil avastati Ameerikas väga suured hõbedavarud ning kardeti, et seetõttu hõbeda väärtus langeb tunduvalt. 20. sajand tõi endaga kaasa ka kullastandardist loobumise. Tõuke selleks andis Richard Nixon, kes aastal 1971 eemaldas USA dollarilt kullatagatise ning lasi kursi ujuvaks. Viimane kullastandardiga valuuta oli Šveitsi frank, mis loobus sellest aastal 2000. [7]

Ehte- ja lauahõbe[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ehte- ja lauahõbe valmistatakse tavaliselt hõbedasulamist, kus on 92,5% hõbedat ja 7,5% vaske. USAs ei tohi reklaamida materjali hõbedana, kui seal sees ei ole hõbeda osakaal vähemalt 90%. Tavaliselt märgitakse väärismetallidele proov kolmekohalise numbrina, mis väljendab väärismetalli sisaldust konkreetses esemes. Näiteks proov 925 tähistab, et hõbeda sisaldus on 92,5%.[8]

Fotograafia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kogu 1998. aastal tarbitud hõbedakogusest kulus fototööstusele 30,98%. Tänu digitaalfotograafia tohutule arengule kahanes see näitaja oluliselt. Aastal 2001 moodustas fototööstuse osa 23,47%, 2007. aastal 13% ja 2012. aastal kõigest 5,5% kogu tarbitavast hõbedakogusest. Fototööstus kasutab peamiselt hõbehaliide ja hõbenitraati, et toota fotofilmi. [9]

Riietus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hõbe pärsib bakterite ja seente levikut riietel, näiteks sokkidel, seega lisavad mõned riidetootjad seda oma riietele, et vähendada ebameeldivad aroome ning bakterite või seente infektsiooni. Hõbe kantakse lõngale õhukese nanoosakeste kihina ning sellest lõngast valmistatakse hiljem riie. Teadmata on see, kuivõrd hästi hõbeda nanoosakesed riides püsivad ja kas sellel on mingi mõju inimese tervisele. Samuti ei osata öelda, missugust mõju see keskkonnale tekitab. [10] [11]

Toidus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hõbedat kasutatakse toiduvärvina. Euroopa Liidus on hõbeda kasutamine toitudes kiidetud heaks ning talle on omistatud E-aine kood E 174.[12] Hõbedat kasutatakse peamiselt saiakeste, kookide, tortide ja muude magustoitude kaunistusena. [13]

Hõbeda kaevandamine ja tootmine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Puhtal kujul hõbedat leidub looduses väga vähe, enamjaolt on ta kombineeritud väävli, arseeni, antimoni või klooriga erinevates maakides. Seega tuleb puhta hõbeda saamiseks maaki töödelda. Tänapäeval saadakse puhast hõbedat enamjaolt sulatamise teel, levinud on Parkesi protsess, mis on pürometallurgiline meetod hõbeda eemaldamiseks pliimaagist. Parkes’i protsess põhineb vedelik-vedelik ekstraktsioonil. See kasutab ära vedelal kujul oleva tsingi omadusi. Esiteks seda, et tsink ei segune pliiga ja teiseks, hõbe lahustub tsingis 3000 korda rohkem kui plii. Seega kui tsinki lisatakse vedelale pliile, mis sisaldab ka hõbedat, siis hõbe läheb üle tsingi kihti. Aga kuna tsink ja plii üksteises ei lahustu, siis on tsingi kiht lihtsasti eemaldatav. Seejärel tsingi-hõbeda segu kuumutatakse, kuni tsink aurustub, alles jääb puhas hõbe. Selle protsessi patenteeris aastal 1850 Alexander Parkes. [14] [15] [16] [17]

Ülemaailmne hõbeda tootmine kasvas 2012. aastal 787 miljoni untsini (u 22300 tonni), peamiselt tina/tsingi tööstuse kõrvaltoormena. 2012 oli suurim hõbeda tootja Mehhiko (4500 tonni), talle järgnes Hiina (3300 tonni), Peruu (3100 tonni) ja Austraalia (1600 tonni). Hõbeda nimekaim Argentiina (hõbe – argentum) oli alles 10. kohal 683 tonniga. [18]

Ajalugu[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hõbe avastati pärast kulda ja vaske umbes 5000 eKr. Esialgu tehti sellest ehteid ja teda kasutati vahetuskaubana. Kuna hõbedat looduses eriti puhtal kujul ei leidu, läks palju aega mööda, enne kui alustati maagi sulatamisega ja sealt hõbeda kätte saamisega. Üks tuntumaid iidseid kaevandusi paiknes Kreekas. Seda kaevandust kasutati aktiivselt aastatel 500–100 eKr. Ka Hispaania kaevandused olid suured hõbedaallikad. 16. sajandiks olid Hispaania konkistadoorid avastanud suured hõbedamaardlad Lõuna- ja Kesk-Ameerikast. Kiiresti arendati välja meetodid hõbedamaagist puhta metalli saamiseks tänapäeva Mehhiko, Boliivia ja Peruu aladel. Nende Uue Maailma kaevanduste tulemusena sai Lõuna- ja Kesk-Ameerikast suurim hõbedatootja maailmas. Et puhast hõbedat kätte saada, rakendati nn Mehhiko protsessi. Selle käigus hõbedamaak jahvatati ja seejärel segati soola, vasemaagi ja elavhõbedaga. Seda segu segasid loomad, kes olid seotud suure lihviposti külge ja käisid ringiratast ümber segukasti. Aegamööda muutus hõbe maagist puhtaks peeneks metalliks, see omakorda lahustus elavhõbedas. Aeg-ajalt elavhõbe eemaldati ja destilleeriti. Ühe ühiku hõbeda saamiseks kulus umbes kaks ühikut elavhõbedat. 19. sajandi keskel avastati suur kogus hõbedat USAs Nevadas, see tegi USAst maailma suurima hõbedatootja kuni 20. sajandini, mil möödusid Mehhiko ja Peruu. 21. sajandi alguseks on suurimateks hõbeda tootjateks saanud Mehhiko, Hiina, Peruu, Austraalia ja Venemaa. [2] [19]

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Eesti Nõukogude Entsüklopeedia 3, Tallinn: Kirjastus "Valgus", 1988
  2. 2,0 2,1 Silver processing -- Encyclopedia Britannica. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  3. http://www.v2rskeaju.eu/2014/01/antibakteriaalsed-sokid-ehk-mida-voiks-teada-hobedast-ja-tema-nanoosakestest/
  4. Atomic Weights and Isotopic Compositions for Silver (NIST). Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  5. WebElements » Chemistry » Periodic Table » Silver » Naturally occurring isotopes data. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  6. Silver: Chemical Reactions. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  7. What Was the Gold Standard?. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  8. Hammond, C. R. (2000). The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. CRC press. ISBN 0-8493-0481-4.
  9. Silver Supply & Demand. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  10. Lansdown, Alan B.G. Silver in Healthcare: Its Antimicrobial Efficacy and Safety in Use. (ISBN 1-84973-006-7). 2010. Royal Society of Chemistry. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  11. Duquesne, Sophie et al. Multifunctional barriers for flexible structure: textile, leather, and paper. (ISBN 3-540-71917-2). 2007. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  12. Toidutare - E174 - Hõbe. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  13. Andy Meisler. A Tempest on a Tea Cart. The Los Angeles Times. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  14. Pauling, Linus General Chemistry W.H.Freeman 1947 ed.
  15. Parkes process -- Encyclopedia Britannica. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  16. Tylecote, R. F. A history of metallurgy. (ISBN 9780901462886). 1992. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  17. Patents for inventions.. 1861. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  18. Silver Production. The Silver Institute. Kasutatud 8. oktoobril 2013.
  19. Mexican process -- Encyclopedia Britannica. Kasutatud 8. oktoobril 2013.


Keemiliste elementide perioodilisussüsteem
Metallid Poolmetallid Väärisgaasid Mittemetallid Leelismetallid Leelismuldmetallid Lantanoidid Aktinoidid

Berüllium - Magneesium - Alumiinium - Skandium - Titaan - Vanaadium - Kroom - Mangaan - Raud - Koobalt - Nikkel - Vask - Tsink - Gallium - Ütrium - Tsirkoonium - Nioobium - Molübdeen - Tehneetsium - Ruteenium - Roodium - Pallaadium - Hõbe - Kaadmium - Indium - Tina - Hafnium - Tantaal - Volfram - Reenium - Osmium - Iriidium - Plaatina - Kuld - Elavhõbe - Tallium - Plii - Vismut - Poloonium - Rutherfordium - Dubnium - Seaborgium - Bohrium - Hassium - Meitneerium - Darmstadtium - Röntgeenium - Koperniitsium - Ununtrium - Fleroovium - Ununpentium