Карбонат серебра: свойства и применение

Карбонат серебра - уникальное химическое соединение, которое обладает ценными свойствами и широким спектром применения. В этой статье вы узнаете об основных характеристиках карбоната серебра, способах его получения и областях использования.

Свойства карбоната серебра

Карбонат серебра имеет химическую формулу Ag₂CO₃ и представляет собой желто-зеленый порошок без запаха. Его основные физико-химические свойства:

• Плотность - 6,077 г/см^3.
• Температура плавления - 218°C с разложением.
• Растворимость в воде - 0,031 г/л при 15°C.
• Нерастворим в спирте, ацетонах, жидком аммиаке.
• Магнитная восприимчивость - 80,9·10^-6 см³/моль.
• Кристаллическая решетка - моноклинная.

Согласно закону произведения растворимости, растворимость карбоната серебра крайне мала и составляет 8,46·10^-12 моль/л. Это объясняется образованием малорастворимых осадков солей серебра.

Карбонат серебра желтый, но типичные образцы сероватые из-за присутствия элементарного серебра

В отличие от большинства других карбонатов металлов, карбонат серебра обладает отрицательной магнитной восприимчивостью за счет диамагнетизма ионов Ag+.

Получение карбоната серебра

В промышленности для синтеза карбоната серебра используют три основных метода:

1. Химическое осаждение из растворов солей серебра.
2. Термическое разложение азотнокислого серебра.
3. Гидролиз ацетата или карбоната серебра.

Рассмотрим подробнее первый способ - химическое осаждение. В качестве исходных реагентов применяют азотнокислое серебро и карбонат калия:

AgNO₃ + K₂CO₃ → Ag₂CO₃↓ + 2KNO₃

Полученный осадок карбоната серебра отфильтровывают, промывают водой и сушат. Процесс осуществляется при комнатной температуре.

Контроль качества готового продукта включает определение внешнего вида, насыпной плотности, влажности, растворимости и других показателей. Например, карбонат серебра марки ХЧ содержит не менее 99% основного вещества.

Применение карбоната серебра

Карбонат серебра находит применение в различных областях:

• Производство микросхем, чипов, проводящих полимеров.
• Изготовление зубных пломб для предотвращения кариеса.
• Антимикробное покрытие медицинских инструментов и имплантатов.
• Гистохимическое окрашивание биопрепаратов.

Основные требования потребителей к качеству карбоната серебра:

Перспективным направлением является использование карбоната серебра в фармацевтике для создания новых лекарственных препаратов с антимикробным и противовоспалительным действием.

Рынок карбоната серебра

Мировой рынок карбоната серебра характеризуется устойчивым ростом спроса при умеренном увеличении предложения. Основными производителями являются компании из Китая, Индии, Японии и Европы.

По оценкам аналитиков, в 2020 году мировое производство карбоната серебра составило около 35 тонн. К 2025 году ожидается увеличение выпуска продукции до 45 тонн в год.

Наиболее крупным потребителем карбоната серебра является микроэлектронная промышленность (до 60%), за ней следуют медицина и фармацевтика.

Цены на карбонат серебра

За последние 5 лет наблюдается повышение цен на карбонат серебра. Так, если в 2017 году средняя цена за 1 кг продукта составляла 340 долларов США, то к 2022 году она выросла до 520 долларов.

Основными факторами, влияющими на ценообразование, являются:

• Стоимость серебра на мировых рынках.
• Спрос со стороны микроэлектронной промышленности.
• Предложение на рынке карбоната серебра.

Требуемое качество

В зависимости от области применения к карбонату серебра предъявляются различные требования по чистоте, гранулометрическому составу, влажности и другим показателям.

Например, для производства микросхем необходим особо чистый порошок с содержанием основного вещества не менее 99,999%, размером частиц менее 1 мкм и влажностью не более 50 ppm.

В то же время в медицине применяют менее чистый карбонат серебра (99%) с частицами до 100 мкм.

Растворение карбоната серебра

Карбонат серебра практически не растворяется в воде, однако под действием соляной кислоты или азотной кислоты образует растворимые соли - хлорид или нитрат серебра:

Ag2CO3 + 2HCl → 2AgCl + CO2 + H2O

Ag2CO3 + 2HNO 3 → 2AgNO 3 + CO2 + H2O

При этом выделяется углекислый газ, а карбонат серебра полностью переходит в раствор.

Транспортировка и хранение

При транспортировке и хранении карбоната серебра необходимо соблюдать особые меры предосторожности, чтобы предотвратить загрязнение продукта.

Карбонат серебра упаковывают в герметичные полиэтиленовые пакеты, которые помещают в специальные пластиковые или металлические контейнеры.

Перевозка осуществляется в крытом транспорте при температуре не выше +25°C. Обязательно наличие сопроводительных документов с маркировкой груза.

Склады для хранения карбоната серебра должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией, защищены от попадания прямых солнечных лучей, иметь контроль температурно-влажностного режима.

Безопасное обращение с карбонатом серебра

При работе с карбонатом серебра необходимо соблюдать правила техники безопасности, поскольку это вещество относится к 3 классу опасности.

Средства индивидуальной защиты

Персонал должен быть обеспечен спецодеждой, защитными очками, перчатками и респираторами. Рекомендуется применять противопылевые респираторы марки РПГ-67 или РУ-60М с патронами марки В.

Предельно допустимые концентрации

В воздухе рабочей зоны содержание карбоната серебра не должно превышать:

• Максимальная разовая ПДК – 0,05 мг/м3.
• Среднесуточная ПДК – 0,01 мг/м3.

При превышении указанных норм необходимо проветрить помещение или временно прекратить работу.

Действия при разливе продукта

При случайном просыпании или разливе карбоната серебра следует:

1. Надеть средства индивидуальной защиты.
2. Собрать просыпанное вещество в специальные контейнеры.
3. Поверхность протереть влажной тканью.
4. Проветрить помещение в течение не менее 30 минут.
5. Утилизировать согласно правилам обращения с отходами.

Оказание первой помощи

При контакте карбоната серебра с кожей необходимо промыть пораженный участок большим количеством воды. При попадании в глаза - промыть их водой в течение 10-15 минут.

В случае появления раздражения, покраснения, отека тканей следует обратиться к врачу.

Утилизация отходов

Твердые отходы карбоната серебра собирают в плотно закрывающиеся полиэтиленовые емкости желтого цвета и направляют на утилизацию и обезвреживание.

Жидкие отходы нейтрализуют раствором щелочи (например, карбонатом натрия) до рН 7, после чего также утилизируют.

Нормативные документы

Основным документом, регулирующим обращение с отходами карбоната серебра, является Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО).

Карбонат серебра и содержащие его отходы относятся к 3 классу опасности и имеют коды по ФККО 49 129 02 01 3 и 49 129 02 02 3.

Утилизация отходов

Твердые отходы карбоната серебра собирают в плотно закрывающиеся полиэтиленовые емкости желтого цвета и направляют на утилизацию и обезвреживание.

Жидкие отходы нейтрализуют раствором щелочи (например, карбонатом натрия) до рН 7, после чего также утилизируют.