Wissenswertes über Silber (Ag)

Der Name Silber leitet sich von der angelsächsischen Bezeichnung "seolfor" ab, die aus dem altgermanischen Wort "silabar" stammt. Wenn Sie diese Wörter aussprechen, können Sie hören, wie ähnlich sie dem Wort "Silber" klingen? Das chemische Symbol Ag ist eine Abkürzung für das lateinische Wort für Silber, "argentum". Argentum stammt vom Sanskrit-Wort "argunas" ab, das "glänzend" bedeutet. Es ist in der Tat leicht zu erkennen, dass Silber sehr glänzend ist. 

Silber ist das zweite Element in der Gruppe 11 des Periodensystems, nach Kupfer. Die Elemente der Gruppe 11 sind Teil der größeren Gruppe der Übergangsmetalle. Die Gruppe 11 enthält die "Münzmetalle" (Kupfer, Silber, Gold) sowie die Metalle mit der höchsten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit. Die Metalle der Gruppe 11 lassen sich nicht leicht oxidieren (was teilweise der Grund dafür ist, dass sie zur Herstellung von Münzen verwendet wurden).

Die Entdeckung von Silber

Silber ist ein wenig geheimnisvoll, weil es schon so lange von Menschen verwendet wird. Tatsächlich wissen wir nicht einmal genau, wann Silber zum ersten Mal entdeckt wurde oder wer es entdeckt hat. Silber gehört zu einer exklusiven Gruppe von Elementen; es ist eines der ersten fünf Metalle, die vom Menschen entdeckt und verwendet wurden (Gold, Kupfer, Blei und Eisen sind die anderen). Antike Minen in der Türkei und Griechenland deuten darauf hin, dass der Silberabbau um 3000 oder 4000 v. Chr. begann.

Diese antiken Zivilisationen entwickelten eine Methode, um das Silber von anderen Elementen wie Blei und Kupfer zu trennen, indem sie es auf sehr hohe Temperaturen erhitzten. Ist es nicht erstaunlich, dass die Menschen lange vor dem Aufkommen der modernen Technologie so erfolgreiche Chemiker waren? Silberminen waren ein Hauptfaktor für den Erfolg des Aufstiegs von Athen ab 600 v. Chr. bis in die römische Ära, und im Mittelalter wurden die deutschen Minen zur Hauptquelle für Silber in Europa. Auch antike Zivilisationen in Mittel- und Südamerika bauten Silber ab.

Allgemeine Daten zu Silber

• Ordnungszahl: 47
• Atomradius: 165 pm
• Atommasse: 107.868
• Symbol: Ag
• Gruppe: 11
• Periode: 5
• Elektronen-Konfiguration: [Kr] 4d10 5s1
• Anzahl der Protonen: 47
• Anzahl der Elektronen: 47
• Anzahl der Neutronen [in dem am häufigsten vorkommenden oder natürlich vorkommenden Isotop]: 60

Silbermetall ist bei Raumtemperatur ein Feststoff und hat eine silberweiße Farbe. Es ist weich (leicht zerkratzbar), verformbar und glänzend. Wenn Silber über einen längeren Zeitraum Schwefelbestandteilen in der Luft ausgesetzt war, bildet es eine schwarze Silbersulfidschicht auf der Oberfläche, die das bereits beschriebene Anlaufen darstellt. In reinem Sauerstoff und Wasser ist Silber jedoch stabil und wird nicht leicht oxidiert. Silber kommt in der Natur als Nugget (seltener) oder gemischt mit anderen Elementen (häufiger) vor. Blei und Silber kommen in der Natur häufig zusammen als das Mineral Bleiglanz (meist Bleisulfid) vor. Bleiglanz ist sehr glänzend und sieht metallisch aus.

Argentit (Silbersulfid) und Hornsilber (Silberchlorid) sind weitere silberhaltige Materialien, die in der Natur vorkommen. Diese Verbindungen werden als "Silbererze" bezeichnet und liegen in der Regel als Gestein vor, in dem der Silbergehalt insgesamt weniger als 1 % betragen kann. Das bedeutet, dass ein großer Aufwand betrieben werden muss, um eine relativ geringe Menge Silber zu gewinnen, und dass viel Abfallmaterial übrig bleibt. Obwohl Silber völlig ungiftig ist, sind die meisten Silbersalze giftig und einige sogar krebserregend. Bei Verschlucken färben diese Silbersalze nicht nur die Haut blau-grau, sondern verursachen auch Verbrennungen und innere Blutungen, die bei ausreichender Exposition zum Tod führen können.

Physikalische Eigenschaften von Silber

• Schmelzpunkt: 961,8 °C = 1763,2 °F = 1234,9 K
• Siedepunkt: 2162 °C = 3924 °F = 2435 K
• Dichte: 10,5 g cm-3
• Phase bei Raumtemperatur: fest
• Stabile, natürlich vorkommende Isotope: 107Ag (51,84%), 109Ag (48,16%)

Chemische Eigenschaften von Silber

Silber wird als Übergangsmetall eingestuft. Alle Übergangsmetalle leiten Strom, aber Silber ist der beste Wärme- und Stromleiter unter den Metallen. Sollten wir ihm eine Goldmedaille verleihen? Ein Merkmal der Übergangsmetalle ist, dass ihre d-Orbitale in ihren freien Zuständen oder ihren üblichen Oxidationsstufen nicht vollständig gefüllt sind. Silber wird vor allem wegen seiner hohen Leitfähigkeit und seiner verschiedenen Oxidationsstufen (von denen eine kein volles d-Orbital aufweist) als Übergangsmetall angesehen, obwohl es auch als Katalysator für verschiedene Reaktionen verwendet wird.

• Oxidationsstufen: 1, 2, 3
• Spezifische Wärme: 235 J/kg*K
• Elektronegativität: 1,93 (Pauling-Skala)
• Schmelzwärme: 11,3 kJ/mol
• Verdampfungswärme: 255 kJ/mol
• Chemische Beständigkeit: Stabil, außer in HCl

Isotope von Silber

Silber hat viele bekannte Isotope (35), aber nur zwei sind stabil: 107Ag und 109Ag. Das natürlich vorkommende Silber ist ein Gemisch aus seinen beiden stabilen Isotopen. Die natürliche Häufigkeit von 107Ag und 109Ag beträgt 51,84 % bzw. 48,16 %. Es ist einzigartig, dass die Isotope des Silbers fast gleich häufig vorkommen.

Da Silber so weich (und teuer) ist, werden anstelle von reinem Silber mehrere verschiedene Silberlegierungen für unterschiedliche Anwendungen verwendet. Die meisten Legierungen sind ein Gemisch aus Silber und Kupfer. Sterlingsilber ist die häufigste Silberlegierung und besteht aus 92,5 % Silber und 7,5 % Kupfer. Besitzen Sie persönliche Gegenstände, von denen Sie glauben, dass sie aus echtem Silber sind? Prüfen Sie, ob auf dem Gegenstand in winziger Schrift "925" steht (hierzu eignet sich am besten eine Lupe). Wenn Sie irgendwo "925" aufgedruckt finden, bedeutet dies, dass der Gegenstand tatsächlich aus Sterlingsilber hergestellt ist. Dieses Material findet man am häufigsten bei Schmuck, Essbesteck und chirurgischen Geräten. Sterlingsilber wird verwendet, weil es das Aussehen von reinem Silber mit zusätzlicher Stärke durch das Kupfer beibehält.

Britannia-Silber wurde ursprünglich in den späten 1600er Jahren in England zur Herstellung von Münzen verwendet. Britannia-Silber besteht aus 95,84 % Silber und 4,16 % Kupfer. Diese Legierung wurde verwendet, um zu verhindern, dass die Münzen aus Profitgründen eingeschmolzen werden, wie es bei Münzen aus reinem Silber der Fall war.

Interessante Fakten über Silber

Da Silber so dehnbar ist, kann ein einziges Silberkorn (~65 mg) in ein Blatt gepresst werden, das 150 Mal dünner ist als ein durchschnittliches Blatt Papier. Und aus einer Unze Silber kann ein Draht mit einer Länge von 8.000 Fuß hergestellt werden. Kennen Sie die horizontalen Linien auf der Heckscheibe Ihres Autos, die im Winter zum Abtauen des Eises dienen? Sie werden aus Silber hergestellt, weil Silber von allen Metallen die beste Wärmeleitfähigkeit hat. Silber ist immer noch eng mit Geld und Währung verbunden. Die Wörter für "Silber" und "Geld" sind in mindestens vierzehn Sprachen identisch.

Vorkommen und Häufigkeit von Silber

Silber kommt in der Erdkruste vor und wird hauptsächlich durch Bergbau gewonnen. Silber wird in vielen Ländern der Welt abgebaut, aber die größten Produzenten befinden sich in Nord- und Südamerika: Mexiko, USA, Kanada, Peru und Bolivien. In den letzten Jahren hat sich auch China zu einem großen Produzenten entwickelt. Wie bereits erwähnt, kommt Silber manchmal in reiner Form vor, wird aber häufig als Erz (vermischt mit einem anderen Element) gefunden. In der Geschichte der Menschheit wurden schätzungsweise über 1,5 Millionen Tonnen Silber abgebaut, und jedes Jahr kommen weitere 700 Millionen Unzen hinzu. Im Gegensatz zu Gold wird das meiste Silber nicht recycelt oder wiederverwendet.

Silber kommt in der Erdkruste häufiger vor (7,9×10-6 %) als im Universum (6×10-8 %), aber beide Werte sind recht gering. Angesichts der Nachfrage nach Silber in der Gesellschaft und des relativ geringen Vorkommens ist es leicht zu verstehen, warum reines Silber so teuer ist (~$15/oz.). Silber wird im menschlichen Körper nicht für biologische Prozesse verwendet, so dass die Menge des im Körper vorhandenen Silbers nahezu Null sein sollte. Lesen Sie jedoch weiter, um den einen Grund zu erfahren, warum Sie Silber in Ihrem Körper finden könnten.

Im täglichen Leben finden Sie Silber hauptsächlich in Schmuck und Besteck/Essgeschirr (oft in Form von Sterlingsilber). Es wird auch in Spiegeln verwendet, da es das beste bekannte Material für die Reflexion von sichtbarem Licht ist (es reflektiert 95 % des sichtbaren Spektrums). Aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit ist es nicht verwunderlich, dass Silber zur Herstellung von elektrischen Kontakten und Schaltkreisen verwendet wird. Hatten Sie schon einmal Handschuhe, die mit Touchscreen-Geräten verwendet werden können? In der Regel sind diese Handschuhe mit Silberfäden in den Fingerspitzen ausgestattet. Silbersalze sind seit jeher dafür bekannt, dass sie wegen ihrer Lichtempfindlichkeit in der Fotografie verwendet werden, und einige Quellen behaupten, dass bis zu 30 % des industriellen Silberverbrauchs in den Vereinigten Staaten für fotografische Zwecke verwendet werden.

Weitere Verwendungen von Silber

Seit kurzem werden die antibakteriellen Eigenschaften von Silber genutzt, um zu verhindern, dass Kleidung mit Körpergeruch behaftet ist. Silbernanopartikel, die in die Kleidung eingearbeitet werden, verhindern, dass Bakterien Körpergeruch erzeugen. Wenn Sie schon darauf gewartet haben, von dem einen Fall zu hören, in dem Sie Silber in Ihrem Körper finden könnten, hier ist er. Wenn Ihre Zahnhygiene jemals mangelhaft war und zu einer Füllung geführt hat, haben Sie möglicherweise Silber im Mund, wenn Sie sich für eine Amalgamfüllung oder eine silberne Füllung entschieden haben. Diese Arten von Füllungen sind auch dafür berüchtigt, Quecksilber (ein giftiges Element) zu enthalten. Überlegen Sie also zweimal und recherchieren Sie, bevor Sie sich eine glänzende neue Füllung in Ihren Backenzahn einsetzen lassen.

Bemerkenswerteste Verwendungen  von Silber in der Wissenschaft

Silber wird in der wissenschaftlichen Forschung für Hochleistungsbatterien, als Katalysator für verschiedene Reaktionen und für medizinische Zwecke (aufgrund seiner antibakteriellen Eigenschaften) verwendet. Für diese Anwendungen wird häufig reines Silber verwendet. In der Forschung werden jedoch oft Ersatzstoffe oder Alternativen zu Silber bevorzugt, da es sich um ein Edelmetall handelt, das als sehr teuer gilt.

Silber in der Zukunft

Es wird erwartet, dass die Solarindustrie in Zukunft die Nachfrage nach Silber steigern wird. Da Silber ein Edelmetall ist, das Wärme und Elektrizität hervorragend leitet, ist es ideal für die Verwendung in Solarzellen. Da die Solarindustrie selbst exponentiell wächst, wird erwartet, dass sie auch die Nachfrage nach Silber in die Höhe treibt. Darüber hinaus ist es möglich, dass die antimikrobiellen Eigenschaften von Silber zunehmend für die Wasseraufbereitung genutzt werden.