نقره،خواص،مصارف

نقره یک عنصر شیمیایی با علامت Ag است. نقره فلزی نرم، سفیدرنگ، براق و جذاب است که در بین تمام عناصر، بالاترین میزان رسانایی الکتریکی و در بین تمام فلزات بیشترین میزان رسانایی گرمایی را دارد. نقره در طبیعت هم به صورت خالص و هم به صورت آلیاژ طبیعی همراه با طلا و دیگر فلزات و هم در برخی سنگ‌های معدنی یافت می‌شود. بیشترین تولید نقره جهان به عنوان محصول جانبی از استخراج مس، نیکل، سرب و روی به دست می‌آید.
نقره یکی از فلزات گران‌بها به شمار می‌رود و بیشتر کاربردهای آن نیز ناشی از قابلیت‌های آن به عنوان یک فلز گران‌بها و همچنین قابلیت رسانایی بالای آن است. در سال‌های اخیر بیشترین مصرف نقره به ترتیب در بخش صنعت (به ویژه صنایع الکترونیک)، ساخت جواهرات و لوازم تزئینی، تولید سکه و مدال، عکاسی و ساخت ظروف و لوازم غذاخوری بوده‌است. از دیگر کاربردهای نقره می‌توان به ساخت آینه و دوربین، به عنوان کاتالیزور فرایندهای شیمیایی، ملغمه پرکردن دندان و ساخت برخی سازهای موسیقی اشاره کرد. ضمن اینکه سکه‌ها و شمش‌های نقره برای سرمایه‌گذاری و به عنوان پناه امن سرمایه به‌کار می‌روند.
تولید جهانی نقره در سال 2010 بیش از 22 هزار تن بوده که بیشتر از 5 برابر تولید طلاست. بهای این فلز هم در ماه مارس 2014 بیش از 21 دلار برای هر اونس تروا معادل بیش از 2 میلیون تومان برای هر کیلوگرم بوده‌است که تقریباً یک پنجاه‌وهشتم بهای طلاست. در طول یکصد سال اخیر قیمت نقره از یک پانزدهم تا یک صدم قیمت طلا متغیر بوده‌است.
مکزیک با 4500 تن بزرگترین تولیدکننده نقره جهان است و پرو و چین با اختلاف کمی پس از آن قرار می‌گیرند. در سال 2010 استرالیا، شیلی، بولیوی، آمریکا، لهستان، روسیه و آرژانتین به ترتیب در رتبه‌های چهارم تا دهم تولید نقره قرار دارند.

کاربردها
بیشتر کاربردهای نقره به قابلیت‌های آن به عنوان یک فلز گران‌بها و همچنین توانایی رسانایی الکتریکی و گرمایی فوق‌العاده آن مربوط می‌شود. بیشترین کاربرد نقره در صنعت به ویژه صنایع الکترونیک است. مصرف نقره در صنعت رو به افزایش است و در سال 2010 با 20٬7 درصد افزایش نسبت به سال قبل به 487 میلیون اونس تروآ رسیده و انتظار می‌رود در سال 2011 هم افزایش داشته و رکورد 491 میلیون اونس سال 2008 را بشکند.

مصرف نقره در ساخت جواهرات در ده سال اخیر بین 158 تا 174 میلیون اونس (2001)متغیر بوده‌است. نقره مرسوم در جواهرسازی نقره استرلینگ نام دارد و آلیاژی از 92.5 درصد نقره و 7.5 درصد مس است. مصرف این فلز برای ضرب سکه و مدال هم رو به افزایش است و به 101 میلیون اونس در سال 2010 رسیده‌است.

در بازار سرمایه‌گذاری هم با توجه به روند رو به رشد قیمت این فلز میزان نقره خریداری شده توسط سرمایه‌گذاران 178 میلیون اونس بیشتر از نقره‌های فروخته شده آن‌ها بوده‌است و تولیدکنندگان نقره برای پاسخ به این تقاضا حدود 61 میلیون اونس از تولیدات انبار شده سال‌های گذشته خود را هم به فروش رسانده‌اند.

مصرف نقره در عکاسی در گذشته یکی از کاربردهای عمده این فلز را تشکیل می‌داد اما با ورود سیستم دیجیتال عکاسی در سال‌های اخیر کاهش چشمگیری داشته‌است. در سال 1998 حدود 31 درصد عرضه نقره جهان در صنعت عکاسی مصرف شد اما این رقم در سال 2007 به 14٫5 درصد و در سال 2010 به حدود 7 درصد معادل 73 میلیون اونس کاهش یافته‌است. استفاده از نقره در عکاسی به صورت نیترات نقره و هالیدهای نقره است. دیگر کاهش چشمگیر مصرف نقره هم در بخش ظروف و لوازم غذاخوری بوده که در طول نه سال اخیر به کمتر از نصف کاهش پیدا کرده و از 106 میلیون اونس در سال 2001 به 50 میلیون اونس (کمتر از 5 درصد)رسیده‌است، این کاهش هم بیشتر به کاهش تقاضا در هندوستان مربوط می‌شود.

نقره همچنین به عنوان کاتالیزور فرایندهای شیمیایی نیز استفاده شده و در ساخت برخی ابزارهای جراحی نیز کاربرد دارد. ملغمه‌هایی (آمالگام)که در دندان‌پزشکی برای پر کردن دندان از آن‌ها استفاده می‌شود هم معمولاً ترکیبی از نقره و فلزهای دیگری همچون قلع و طلا با جیوه هستند. نقره در ساخت برخی سازهای بادی باکیفیت به ویژه فلوت‌ها، تولید آلیاژهای لحیم‌کاری و همچنین در راکتورهای هسته‌ای نیز کاربرد دارد.

آینه‌های معمولی با پوشاندن شیشه با لایه‌ای از آلومینیوم یا جیوه تولید می‌شوند اما آینه‌هایی که قدرت انعکاس بالایی دارند معمولاً با لایه‌ای از نقره در پشت آن‌ها ساخته می‌شوند.

در سال 2010 مصرف نقره در بخش صنعت 487 میلیون اونس، در جواهرسازی 167 میلیون اونس، در سکه و مدال 101 میلیون اونس، در عکاسی 73 میلیون اونس، و در ظروف و لوازم غذاخوری 50 میلیون اونس بوده‌است. در این سال مکزیک با 128/6 میلیون اونس تولید پرو را پشت سر گذاشته و بزرگترین تولید کننده نقره جهان شد. پرو با 116/1 و چین با 99/2 میلیون تن در رتبه‌های بعدی و استرالیا با 59٫9 میلیون تن در رتبه چهارم قرار گرفتند. شیلی، بولیوی، آمریکا، لهستان، روسیه و آرژانتین هم در رتبه‌های پنجم تا دهم تولید قرار دارند و ایران با 3/4 میلیون اونس تولید در رتبه نوزدهم دنیا قرار دارد.

مشخصات
جامد سفید جلا دار٬شکل پذیر و نرم و چکش خوار است. در برابر اکسیداسیون مقاوم است اما در هوا وقتی ترکیب‌های گوگردی بر آن اثر بگذارد تیره می‌شود. جرم حجمی 10/53 ٬نقطه ذوب 961 نقطه جوش 2212 رسانایی گرمایی 1/01 کالری بر سانتیمتر مکعب در نقطه ذوب به شدت اکسیژن را جذب می‌کند.

خواص شیمیایی نقره
اگرچه نقره از نظر شیمیایی در میان فلزات نجیب فلزی بسیار واکنش پذیر تلقی می‌گردد، لکن باید توجه داشت که در مقایسه با سایر عناصر از مرتبه واکنش پذیری قابل ملاحظه‌ای برخوردار نمی‌باشد. این عنصر به آسانی اکسیده شدن آهن اکسید نمی‌شود، لکن با گوگرد و هیدروژن سولفید واکنش داشته و تشکیل همان تیرگی آشنا را می‌دهد که در نقره‌هایتان ملاحظه می‌کنید.
برای رفع این نقیصه می‌توان آبکاری نقره را با کمک رودیم به انجام رسانیده و از وقوع تیرگی مورد نظر پیشگیری نمود همچنین با استفاده از کرم (Cream)یا پولیش نقره می‌توان لایه تیره بسیار نازکی را که نقره در ترکیب با گوگرد بوجود آورده است را زدوده و آن را مجددا براق نمود. از طرف دیگر این تیرگی را می‌توان از نظر شیمیایی بوسیله حرارت دادن ظرف مورد نظر در محلوا رقیقی از کلرید سدیم و کربنات هیدروژن سدیم یا قرار دادن قسمت تیره در تماس با فلزی فعالتر مانند آلومینیوم که می‌تواند با گوگرد ترکیب شود و مجددا فلز را به حالت اولیه برگرداند، از بین برد.
نقره نمی‌تواند با اسیدهای غیر اکسیدکننده مانند اسیدهای کلریدریک و سولفوریک یا بازهای قوی مانند هیدروکسید سدیم واکنش نماید، لکن اسیدهای اکسنده مانند اسید نیتریک یا اسید سولفوریک غلیظ آن را در خود حل کرده و یون یک مثبت نقره (+Ag)را تشکیل می‌دهند. این یون که در کلیه ترکیبات ساده و محلول نقره وجود دارد، تقریبا بصورت ساده ای با استفاده از عوامل احیا کننده آلی مانند آنچه در آئینه های نقره ای ملاحظه می‌شود، به فلز آزاد احیا می‌گردد. برای آبکاری نقره لازم است یونهای کمپلکس نقره احیا شود. یون (+Ag)بی‌رنگ است، لکن تعدادی از ترکیبات نقره بدلیل نفوذ سایر اجزای تشکیل دهنده ساختمانی رنگینند. باید توجه داشت که اکسیژن درحد حیرت انگیزی در نقطه ذوب نقره به میزان 20 قسمت حجمی از اکسیژن در یک قسمت حجمی نقره حل می‌شود. پس از سرد کردن مایع مورد نظر نیز اکسیژن به میزان 75% قسمت (از نظر حجمی)در نقره باقی می‌ماند.

تجزیه و شناسایی
محلولهای حاوی یون نقره را می‌توان به آسانی تشکیل رسوب کلرید نقره بوسیله افزایش اسید کلریدریک، شناسایی کرد. این رسوب را می‌توان از رسوبهای سرب و جیوه یک ظرفیتی، بوسیله قدرت حل شدن آن درهنگام افزودن هیدروکسید آمونیوم اضافی و ایجاد رسوب مجدد با افزودن اسید نیتریک متمایز نمود. مضافا تجزیه وزنی بوسیله کلرید نقره یا برمید نقره که به آسانی قابل رسوب دادن، خشک کردن و توزین می‌باشند، میسر می‌باشد. همچنین می‌توان یون نقره را بوسیله عمل الکترولیز به نقره فلزی احیا و بدین روش توزین نمود. از محلول تیوسیانات پتاسیم استاندارد شده نیز می‌توان برای تجزیه حجمی نقره استفاده کرد.
ترکیبات نقره
نقره در ترکیباتش اکثرا بصورت یک ظرفیتی است. لکن اکسید، فلوئورید و سولفید دو ظرفیتی نقره نیز ملاحظه شده است. تعدادی از ترکیبات مهم نقره عبارتند از:
    نیترات نقره (AgNO_3): ترکیبی بی‌رنگ، بسیار محلول، اساسا سمی و به سادگی به نقره فلزی احیا می‌شود و از آن در تهیه ترکیبات نقره، آئینه های نقره، جوهرها استفاده می‌شود.
    هیدروکسید دی آمین نقره Ag(NH_3)_2]OH]: ترکیب کوئوردیناسیونی محلول در آب که به وسیله افزودن هیدروکسید آمونیوم به محلولهای املاح نقره، تشکیل می‌شود. این ترکیب در اثر ماندن تشکیل ترکیب بسیار منفجره نقره فولمینات شده را می‌دهد.
    سیانید نقره (AgCN): مورد مصرف بوسیله سیانید سدیم یا پتاسیم اضافی در آبکاری برای تشکیل یونهای کمپلکس-
    Ag(CN)_2و --
    Ag(CN)_3که به فلز نقره احیا می‌شوند.
    کلرید نقره (AgCl): ترکیب سفید نامحلول که در هیدروکسید آمونیوم حل شده تشکیل یونهای کمپلکس +
    Ag(NH_3)_2 می‌دهد. در عکاسی و نیز بعنوان آشکار کننده یونیزاسیون برای اشعه های کیهانی، کاربرد دارد.
    برمید نقره (ArBr): ترکیب نامحلول زرد روشن که نسبت به AgCl نامحلولتر است و بیشتر در عکاسی به مصرف می‌رسد.
    یدید نقره (AgI): ترکیب نامحلول زرد رنگ و نامحلولتر از AgBr است و برای اصلاح وضعیت ابرها به منظور بارندگی (Cloud Seading)و در عکاسی کاربرد دارد.
    سولفید نقره (Ag_2S): نامحلولترین نمک نقره، سیاه رنگ و جزء اصلی تشکیل دهنده تیرگی ظروف نقره می‌باشد.

کمپلکس های نقره
نقره یک ظرفیتی تعداد زیادی از ترکیبات پایدار کوئوردیناسیونی تشکیل می‌دهد. این ترکیبات اغلب دو کوئوردینانسی بوده، دارای دو گروه یونی یا مولکولی پیوسته به یک یون مرکزی +
Ag مانند Ag(CN)_2 می‌باشند. کمپلکسهای کوئوردیناسی مانند -AgCl_3]
2] نیز شناخته شده‌اند و احتمالا کمپلکسهای چهار کوئوردیناسی مانند-AgCl_4]
3] در محلولها رخ می‌دهد. نقره دو ظرفیتی می‌تواند در برابر تجزیه، بوسیله تشکیل یون +Ag
2 با استفاده از ترکیبات آلی مانند ارتو_ فنانترولین، پیریدین و alpha'،\alpha\ _ دی پیریدیل پایدار شود. یون نقره سه ظرفیتی (+Ag
3)نیز با استفاده از کمپلکس شدن به وسیله اتیلن دی بی گوایند پایدار می‌شود. از طرف دیگر کلیه فلزات ضرب سکه، یعنی مس، نقره و طلا به آسانی با موادیکه اتمهای نیتروژن، گوگرد یا هالوژن برای اتصال با آنها تدارک می‌کنند، کمپلکس می‌شوند (در مقایسه با موادیکه تدارک اکسیژن می‌نمایند). بعنوان مثال کمپلکسهای نقره با یون هیدروکسید (در مقایسه با کمپلکسهای هیدروکسیدروی که کوئوردینانس‌شونده خوبی با اکسیژن هستند)خیلی پایدار نیستند، بنابراین اکسید نقره در محلولهای قوی هیدروکسید سدیم فقط به میزان کمی حل می شود، در حالیکه هیدروکسید روی با توجه به کوئوردیناسیون شدنش با هیدروکسید، در آن حل می‌شود.