Silber 07:05 min
Transkript Silber
Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um das Silber. Der Film gehört zur Reihe Elemente. Als Vorkenntnisse solltest du das Wissen der Naturwissenschaften des 8. Schuljahres besitzen. Ich möchte Dir in diesem Video einen Überblick über die Eigenschaften und die Verwendung des chemischen Elements Silber verschaffen. Der Film ist in 8 Abschnitte gegliedert. 1. Ein Metall des Altertums, 2. Silber im PSE, 3. Physikalische Eigenschaften, 4. Chemische Eigenschaften, 5. Technische Verwendung, 6. Silber im Alltag, 7. Silber in der Medizin und 8. Wer produziert Silber? 1. Ein Metall des Altertums Silber ist dem Menschen seit etwa 5000 Jahren bekannt. Es benutzten bereits die Assyrer, die Goten, Griechen, Römer, Ägypter und Germanen. Silber ist ein Metall des Altertums, dieses chemische Element hat keinen Entdecker. Silber wurde zunächst nur in gediegenem Zustand gefunden und weiter verarbeitet, wie bei diesen Silbernuggets. 2. Silber im PSE, im Periodensystem der Elemente: Schematisch sieht das Periodensystem der Elemente in etwa so aus, und hier befinden sich die Nebengruppen. In einer dieser Nebengruppen, in etwa hier, befindet sich das chemische Element Silber, das das Symbol Ag hat. Alle Nebengruppenelemente sind Metalle. Daher ist auch Silber ein Metall. Silber hat die Ordnungszahl 47 und eine Massenzahl von etwa 108. 3. Physikalische Eigenschaften: Silber ist ein silber glänzendes Metall. Es ist schwer und hat eine Dichte von 10,5g/cm³; damit liegt Silber zwischen dem Kupfer und dem Quecksilber. Silber verfügt über eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit. Es ist von allen Metallen der beste Leiter. Silber leitet den elektrischen Strom besser als Kupfer, Gold und Aluminium. Die Wärmeleitfähigkeit von Silber ist ebenfalls exzellent. Ein Löffel aus Silber in einen heißen Kaffee eingetaucht, führt schnell zu dessen Abkühlung. Silber ist sehr plastisch, man kann aus dem Metall Folien bis zu 0,25µm herstellen. 4. Chemische Eigenschaften: Silber ist ein Edelmetall. In der Geschichte wurde es häufig als Münzmetall verwendet. Chemisch edel bedeutet, das Silber an der Luft mit Sauerstoff nicht reagiert. Vorsicht vor Eiern, diese können Silber angreifen. Eier liefern immer in kleinen Mengen Schwefelwasserstoff, H2S, zusammen mit dem Sauerstoff der Luft kann dieser das Silber angreifen. Es bildet sich schwarzes Silbersulfid, Ag2S. Mit Salzsäure reagiert Silber nicht. Konzentrierte Salpetersäure zersetzt Silber vollständig. Silber ist sehr beständig gegenüber Laugen. Man nennt diese auch Basen oder Alkalien. Beispiele dafür sind Natronlauge oder Kalilauge. Diese Eigenschaft wird im chemischen Apparatebau ausgenutzt. 5. Technische Verwendung: Spiegel sind silberbeschichtete Glasplatten. Silber wird für die Fertigung von Scheinwerfern für Autos und Leuchttürmen verwendet. Auf Hochseeschiffen findet eine Wasserversilberung statt, dabei werden 10 Gramm Silberionen in 50000 Liter Wasser eingebracht. Es kommt zur Desinfektion des Wassers. Mit Silberverbindungen können Farbgläser hergestellt werden. Eine Gelbfärbung erfolgt durch reines Silber. Silber zusammen mit Gold gibt eine orangene Farbtönung. Silber benötigt man in der Schwarz-Weiß-Fotografie. Früher allgemein benutzt, heute hauptsächlich für künstlerische Zwecke verwendet. Um sie vor Korrosion zu schützen, werden bestimmte Rohrleitungen mit Silber beschichtet. Auch die innere Oberfläche von Autoklaven und chemischen Reaktoren wird mit Silber beschichtet. 6. Silber im Alltag: Über den Silberlöffel haben wir bereits gesprochen. Er fürchtet sich vor Eiern und kann Kaffee schnell zum Abkühlen bringen. Silberglöckchen haben einen besonders hellen Klang. Auch die Oberflächen von Küchen und Kühlschränken werden mitunter mit Silber beschichtet. In Wasserfiltern findet man ebenfalls Silber, genauso wie bei bestimmten Textilien. Das Hauptziel der Anwendung von Silber bei den letzten beiden Beispielen dürfte klar sein. Silber dient hier zur Desinfektion gegen Bakterien, Viren und Pilze. 7. Silber in der Medizin: Sterile Wundauflagen werden mit der Beschichtung durch Nanosilber erhalten. Auch endoskopische Tuben werden zwecks Desinfektion mit Silber beschichtet. Dotierte Kunststoffe finden in der Medizintechnik Verwendung. 8. Wer produziert Silber?: 2008 war der größte Silberförderer Peru mit 3500t, es folgte Mexiko mit 3000t, auf dem dritten Platz befand sich China mit 2500t. Die Gesamtweltförderung ergab sich zu etwa 20000t. Nach den heutigen Prognosen reichen die Vorräte an Silber für weniger als 30 Jahre. Mit diesen unschönen Aussichten möchte ich Euch verlassen. Ich wünsche Euch alles Gute. Auf Wiedersehen.
Videobeschreibung
Das folgende Video beschäftigt sich mit dem chemischen Element Silber. Jeder von uns kennt es, trägt es oder hat es schon einmal in der Hand gehabt; das Silber. Silber ist seitdem Altertum der Menschheit bekannt und wurde seither vielseitig genutzt als Werkstoff, Zahlungsmittel und so weiter. Im Video werden dir die chemischen Eigenschaften von Silber beschrieben, die Stellung im Periodensystem der Element gezeigt und die Reaktivität von Silber erläutert. Silber weißt dabei besonderen Nutzen in der Elektrotechnik und im Gerätebau auf durch seine guten Eigenschaften als Leiter und seine gute Formbarkeit. Wenn du mehr erfahren willst, schau dir das Video an.
Der Tutor:
Dr. rer. nat.
Silber
Silber Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Silber kannst du es wiederholen und üben.
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Beschreibe die Eigenschaften von Silber.
Tipps
Rom war eine Weltmacht, die hohen Bedarf an Metallen hatten.
Wenn ein Element rein in der Natur, also nicht in Verbindungen vorkommt, nennt man es gediegen.
Das Element, welches eine Stelle weiter rechts im PSE steht, ist Cadmium mit der OZ 48.
Lösung
Silber ist ein sehr wichtiges Metall, da zahlreiche Anwendungsprodukte daraus gefertigt werden. Es ist den Menschen seit etwa 5000 Jahren bekannt und hat keinen festen Entdecker. Zahlreiche frühe Hochkulturen wie etwa die Ägypter, Assyrer und Griechen benutzten Silber bereits. Silber kann in der Natur in reiner, gediegener Form gefunden werden.
Im PSE findet sich Silber in den Nebengruppenelementen. Es ist ein Metall mit einer hohen Dichte und der Massenzahl 108. Die Ordnungszahl von Silber ist 47. Silber besitzt neben der besten elektrischen Leitfähigkeit auch eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit.
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Nenne Alltagsgegenstände, für die Silber eine Rolle spielt.
Tipps
Silber ist und war als Münzmetall bekannt.
Silber erzeugt eine spiegelnde Oberfläche.
Die Verbindung Silberbromid wurde bei der Schwarz-Weiß-Fotographie genutzt.
Lösung
Silber ist ein sehr altes Metall, welches von den Kulturen dieser Welt seit etwa 5000 Jahren benutzt wird. Silber galt in frühen Zeiten als ein Münzmetall. Daher waren die Münzen auch noch mehr wert als heutzutage. Heute, da Silber seltener geworden ist, kosten Silbermünzen viel Geld. Dennoch wird Silber, ebenso wie Gold, als Kapitalanlage genutzt. Bei der Fotographie mit alten Apparaten wurden Silbersalze genutzt, um die fertigen Fotos zu entwickeln. Es entstanden die schwarzen und weißen Stellen, die später nach dem fertigen Entwicklungsprozess beim fertigen Foto schwarz oder weiß waren. Auch bei normalen Haushaltswaren kann Silber gefunden werden. So wird besonders edles Essbesteck aus Silber gemacht oder wird mit einer Silberlegierung überzogen. Da Silber sehr edel ist, läuft dieses Besteck nicht so schnell an wie herkömmliche Bestecke. Auch für Spiegel wird Silber genutzt, da es stark spiegelt.
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Vervollständige die Reaktionen mit Silber.
Tipps
Die chemische Formel für Schwefelwasserstoff lautet: ${ H }_{ 2 }S$.
Stickstoffmonoxid drückt man chemisch als $NO$ aus.
Salpetersäure drückt man chemisch als $HN{ O }_{ 3 }$ aus.
Lösung
Silber ist ein Metall und reagiert dementsprechend. Allerdings ist es sehr edel, sodass man keine Reaktion mit Luftsauerstoff hat, wie etwa mit Zink. Dafür reagiert Silber sehr gerne mit Schwefel, da Schwefelsulfid ein sehr stabiler Stoff ist, der gerne ausfällt. So läuft auch Silberbesteck an, wenn es mit Schwefelwasserstoffgas reagiert. Dabei ensteht Wasser und Silbersulfid, welches schwarz ist:
$2{ H }_{ 2 }S~ +~ 4Ag~ + { O }_{ 2 } \rightarrow ~ 2{ Ag }_{ 2 }S ~+~ 2{ H }_{ 2 }O$.
Silber bildet wie jedes andere Metall ionische Salzverbindungen. So reagiert es beispielsweise mit den Halogenen, der vorletzten Hauptgruppe, zu Halogen-Metallverbindungen. Dieses Silberiodid fällt als gelber Niederschlag aus:
${ Ag }^{ + }~ +~{ I }^{ - }~ \rightarrow ~ AgI$.
Dennoch sind die meisten Silberverbindungen gegen Licht anfällig, da es sie spaltet:
$2AgCl ~\rightarrow ~ 2Ag ~ +~ { Cl }_{ 2 }$.
Zuletzt reagiert ist Silber wenig anfällig auf Säuren. So erfolgt etwa keine Reaktion mit Salzsäure. Dennoch können starke Oxidationsmittel wie die Salpetersäure Silber zur Reaktion bringen. Man benötigt hier ein saures Medium. Silber kann auf diese Weise gelöst werden:
$3Ag~ +~{ HNO }_{ 3 }~+~3{ H }^{ + }~ \rightarrow ~ 3{ Ag }^{ + }~ +~ NO~ +~ 2{ H }_{ 2 }O$.
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Erkenne die Edelmetalle.
Tipps
Edelmetalle rosten nicht im klassischen Sinne. Es findet keine oder nur sehr wenig Reaktion mit dem Luftsauerstoff statt.
Edelmetalle sind oftmals glänzend und spiegelnd.
Edelmetalle weisen keinerlei Reaktion mit Salzsäure auf.
Lösung
Silber gehört zu den sogenannten Edelmetallen,welche allesamt Metalle in den Nebengruppen sind. Von den Hauptgruppenelementen gibt es keine Edelmetalle. Edelmetalle sind Silber, Quecksilber, Gold und die Platingruppe. Diese Metalle haben nicht nur ein sehr schönes Äußeres, sondern auch physikalische und chemische Besonderheiten.
Zuerst findet keine bzw. kaum Korrosion mit dem Luftsauerstoff statt. Edelmetalle reagieren nicht wie etwa Eisen, welches langsam rotbraun wird, da es zu Eisenoxid reagiert. Ebenfalls reagieren die Edelmetalle weniger schnell als beispielsweise Zink. So reagieren diese Metalle nicht mit Salzsäure. Auch sind die Verbindungen nicht stabil. Silberoxid beispielsweise zerfällt leicht wieder in seine Bestandteile. Alle Edelmetalle weisen eine gute elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit auf.
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Bestimme die Leitfähigkeit der Metalle.
Tipps
Kupfer wird in vielen Leitungen verwendet. Es leitet hervorragend und ist günstiger als viele Edelmetalle.
Aluminium ist das Unedelste der Metalle und leitet den Strom am schlechtesten.
Lösung
Silber hat zahlreiche chemische und physikalische Eigenschaften, die dieses Element sehr nützlich machen. Eine der wichtigsten davon ist die hervorragende Leitfähigkeit:
Die Leitfähigkeit eines Stoffes gibt das Maß des Stoffes an, Energie zu leiten. Metalle haben generell eine gute Leitfähigkeit, sowohl elektrisch als auch was Wärme angeht. Meist korrespondieren diese beiden Eigenschaften. Die elektrische Leitfähigkeit wird als Siemens/Meter angegeben. Je höher dieser Wert ist, desto besser leitet der Stoff.
Metalle leiten, im Gegensatz zu anderen Stoffen wie etwa Holz, den elektrischen Strom. Dennoch gibt es auch hier Unterschiede in der Leitfähigkeit. Silber leitet den Strom von allen Metallen am besten, danach Kupfer, Gold und Aluminium. Diese vier Metalle sind die besten Leiter. Trotzdem ist es heute möglich, sogenannte Supraleiter herzustellen, die noch besser den Strom leiten als diese Metalle.
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Vervollständige die Nebengruppenelemente.
Tipps
Gold hat die Ordnungszahl 79, Blei dagegen die 82 und Platin die 78.
Eisen weist ähnliche Eigenschaften auf wie Nickel, Chrom und Mangan. Sie stehen daher in derselben Zeile.
Kupfer, Silber und Gold stehen in einer Reihe.
Lösung
Silber ist ein sogenanntes Edelmetall und findet sich im PSE in den Nebengruppen.
Die Nebengruppen sind allesamt Metalle, weisen jedoch etwas unterschiedliche Eigenschaften auf. Insgesamt gibt es 10 verschiedene Nebengruppen, wie etwa die Eisengruppe (Fe, Ru, Os). In diesen Gruppen sind Elemente mit ähnlichen Eigenschaften zusammengefasst.
In der Kupfergruppe beispielsweise befinden sich Kupfer, Silber und Gold. Alle diese Metalle weisen einen eher edlen (nur Kupfer) Charakter auf, sind entsprechend gute Leiter und relativ wertvoll. Eine Gruppe beinhaltet also immer drei verschiedene Metalle, die untereinander stehen, äquivalent zu den Hauptgruppenelementen.
Der edle Charakter der Nebengruppenelemente steigt von der ersten Gruppe, der Scandiumgruppe, immer weiter an bis hin zur Goldgruppe.
