ვერცხლი

ვერცხლი - ქიმიური ელემენტი სიმბოლოთი Ag (ტრადიციული ლათინური სიტყვის argentum შემოკლება). ის არის რბილი, თეთრი, მბზინვარე გარდამავალი ლითონი, რომელსაც ახასიათებს უმაღლესი ელექტრო და თერმული გამტარობა. ვერცხლი - წარმოადგენს მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეხუთე პერიოდის მეთერთმეტე ჯგუფის ელემენტს. ატომური ნომერია 47. მარტივი ნივთიერება ვერცხლი - ჭედადი, პლასტიკური თეთრი-ვერცხლისფერი კეთილშობილი ლითონი. კრისტალური მესერი — კუბური წიბოცენტრული. დნობის ტემპერატურა - 960 °C, სიმკვრივე - 10.5 გ/სმ³.

ვერცხლი გვხვდება როგორც ლითონთა შორის ისე მინერალებში, ასევე თავისუფალი ფორმითაც. ვერცხლს იყენებენ მონეტებში, სამკაულებში, ჭურჭელში, ფოტოგრაფიასა და სარკეებში, ასევე თანამედროვე ტექნოლოგიებში.

ისტორია

ცნობილი იყო ჯერ კიდევ ძვ. წ. IV ათასწლეულში ეგვიპტეში, სპარსეთში, ჩინეთში. ეს განპირობებული იყო იმით რომ ის როგორც ოქრო ძალიან ხშირად იყო თავისუფალი თვითნაბადი სახით, და არ იყო საჭირო მისი მადნიდან მიღება. ასურეთში და ბაბილონში ვერცხლი ითვლებოდა წმინდა ლითონად და მთვარის სიმბოლო იყო. სასაქონლო წარმოების პირობებში ოქროსთან ერთად ვერცხლი ასრულებდა საყოველთაო ეკვივალენტის ფუნქციას და ფულად იქცა, რასაც ხელი შეუწყო ვერცხლის თვისებებმა - ერთგვაროვნებამ, დამუშავების სიადვილემ და სხვ. თავდაპირველად ვერცხლი მიმოქცევაში იყო სხმულების სახით. ძვ. აღმოსავლეთის ქვეყნებში, აგრეთვე საბერძნეთსა და რომში, ვერცხლი, როგორც ოქრო და სპილენძი, ფართოდ გავრცელებული ფულადი ლითონი იყო. ადრეულ საუკუნეებში უპირატესად ოქროს მონეტებს ჭრიდნენ. XVI ს-დან ოქროს უკმარისობისა და ევროპაში ვერცხლის მოპოვების გაფართოების გამო ვერცხლი ევროპის ქვეყნებში ძირითად ფულად ლითონად იქცა.

კაპიტალის თავდაპირველი დაგროვების ეპოქაში თითქმის ყველა ქვეყანაში არსებობდა ვერცხლის მონომეტალიზმი და ბიმეტალიზმი. ოქროს მსოფლიო მოპოვების ზრდამ დააჩქარა მიმოქცევიდან გაუფასურებული ვერცხლის გამოდევნა. მსოფლიოს ბევრ ქვეყანაში ოქროს ვალუტით ვერცხლის ვალუტის გამოდევნა XX ს-ის დასაწყისისათვის დამთავრდა. მეორე მსოფლიო ომამდე მოპოვებული ვერცხლის 75%-ს მონეტების მოსაჭრელად იყენებდნენ, 1971 წლისათვის ეს მაჩვენებელი 5%-მდე შემცირდა

ვერცხლი ბუნებაში

ვერცხლის საშუალო შემცველობა დედამიწის ქერქში (ვინოგრადოვის მიხედვით) 70 მგ/ტ. მისი მაქსიმალური კონცეტრაციაა თიხნარ ფენებში სადაც აღწევს 900 მგ/ტ. ვერცხლი ხასიათდება იონების დაბალი ენერგეტიკულობით, რაც იწვევს ამორფიზმის უმნიშვნელო გამოვლინებას და სხვა ლითონების მესრებში შედარებით რთულად შესვლას. შეინიშნება მხოლოდ ტყვიისა და ვერცხლის იონების იზომორფიზმი. ვერცხლის იონები შედიან თვითნაბადი ოქროს მესერში სადაც მისი რაოდენობა საკმაოდ დიდია. ვერცხლის იონების მცირე რაოდენობა შედიან სპილენძის სულფიდების მესრებში, ასევე ტელურიდებში, ოქრო-კვარცულ საბადოებში. კეთილშობილი და ფერადი ლითონების გარკვეული ნაწილი ბუნებაში გვხვდება თვითნაბადი სახით. დოკუმენტურად დამტკიცებულია და ცნობილია ვერცხლის არათუ დიდი არამედ უზარმაზარი თვითნაბადი ვერცხლის პოვნა. მაგალითად, 1477 წელს «წმინდა გიორგის" მაღაროებში (შნეებერგის საბადო ქალაქ ფრეიბერგიდან 40-45 კმ დაცილებით) იქნა აღმიჩენილი თვითნაბადი ვერცხლი წონით 20 ტ. ლოდი ზომით 1 х 1 х 2.2 მ გამოიტანეს მაღაროდან, და მასზე მოაწყვეს სადღესასწაულო სადილი, შემდეგ გახეთქეს და აწონეს. დანიაში კოპენჰაგენის მუზეუმში, ინახება თვითნაბადი ვერცხლი წონით 254 კგ, რომელიც 1666 წელს ნორვეგიის კონგსბერგის საბადოში იპოვეს. კანადის პარლამენტის შენობაში ინახება კობალტის საბადოებში ნაპოვნი თვითნაბადი ვერცხლის ფირფიტები წონით - 612 კგ. მეორე ფირფიტას რომელიც იქვე იქნა აღმოჩენილი უწოდეს "ვერცხლის საცალფეხო გზა " რადგან ის 30 მ. სიგრძის იყო და წონით 29 ტ. ვერცხლი ქიმიურად უფრო აქტიურია ვიდრე ოქრო ამიტომაც თვითნაბადი ვერცხლი უფრო იშვიათად გვხვდება ვიდრე ოქროსი. ამიტომაც მისი ხსნადობა უფრო მაღალია ვიდრე ოქროსი, ამიტომაც ზღვის წყალში მისი შემცველობაც შედარებით მაღალია (მიახლოებით 0,04 მკგ/ლ და 0,004 მკგ/ლ შესაბამისად ).

ცნობილია 50 მეტი ვერცხლის მინერალი, რომელთაგან სამრეწველო მნიშვნელობისაა მხოლოდ 15-20, მათ შორის:

• თვითნაბადი ვერცხლი;
• ელექტრუმი (ოქრო-ვერცხლი);
• კრუსტელიტი (ვერცხლი-ოქრო);
• არგენტიტი (ვერცხლი-გოგირდი);
• პრუსტიტი (ვერცხლი-დარიშხანი-გოგირდი);
• ბრომარგერიტი (ვერცხლი-ბრომი);
• კერარგირიტი (ვერცხლი-ქლორი);
• პირარგირიტი (ვერცხლი-სტიბიუმი-გოგირდი);
• სტეფანიტი (ვერცხლი-სტიბიუმი-გოგირდი);
• პოლიბაზიტი (ვერცხლი-სპილენძი-სტიბიუმი-გოგირდი);
• ფრეიბერგიტი (სპილენძი-გოგირდი-ვერცხლი);
• არგენტოიაროზიტი (ვერცხლი-რკინა-გოგირდი);
• დისკრაზიტი (ვერცხლი-სტიბიუმი);
• აგვილარიტი (ვერცხლი-სელენი-გოგირდი) და სხვა.

როგორც ყველა კეთილშობილი ლითონი, ვერცხლსაც ახასიათებს ორი ტიპის გამოვლინება:

თითონ ვერცხლის საბადოები, სადაც შემცველი სასარგებლო კომპონენტების ღირებულების 50 %-ზე მეტს შეადგენს;

კომპლექსური ვერცხლშემცველი საბადოები (სადაც ვერცხლი შედის ფერადი, კეთილშობილი, ლეგირირებადი ლითონების მადნებში, როგორც მეორადი კომპონენტი).

აღსანიშნავია რომ მთლიანად ვერცხლის მოპოვების 75%-ს შეადგენს კომპლექსურ საბადოებში ვერცხლის მიღება.

საბადოების მდებარეობა

ვერცხლის მნიშვნელოვანი საბადოები მდებარეობენ შემდეგი ქვეყნების ტერიტორიებზე:

გერმანია, ესპანეთი, პერუ, ჩილე, მექსიკა, ჩინეთი, კანადა, აშშ, ავსტარლია, პოლონეთი, რუსეთი, ყაზახეთი, რუმინეთი, შვედეთი, ჩეხეთი, სლოვაკეთი, ავსტრია, უნგრეთი, ნორვეგია.

ასევევ ვერცხლის საბადოები არის, სომხეთში, კვიპროსში, სარდინიაზე.

ფიზიკური თვისებები

წმინდა ვერცხლი - საკმაოდ მძიმეა (ტყვიაზე მჩატე, მაგრამ სპილენძზე მძიმეა), ძალიან პლასტიკური ლითონია (შუქის არეკვლის კოეფიციენტი 100 %-ს უახლოვდება). ვერცხლის თხელ ქაღალდს (ფოლგა, კილიტა) შუქის გავლისას აქვს იისფერი. დროთა განმავლობაში ლითონი ფერმკთალდება, რეაგირებს ჰაერში არსებული გოგირდწყალბადის ნარჩენებთან და წარმოქმნის ვერცხლის სულფიდის ზედა საფარ ფენას. გააჩნია მაღალი თბოგამტარობა. ოთახის ტემპერატურაზე მას გააჩნია ყველაზე მაღალი კუთრი გამტარობა სხვა ლითონებთან შედარებით.

ქიმიური თვისებები

ვერცხლი, როგორც კეთილშობილი ლითონი, გამოირჩევა შედარებით დაბალი რეაქციის უნარით, ის არ იხსნება მარილმჟავასა და გაზავებულ გოგირდმჟავაში. მაგრამ დამჟანგავ გარემოში (აზოტმჟავაში, ცხელ გოგირდმჟავაში, ასევე მარილმჟავაში თავისუფალი ჟანგბადის თანხლებით) ვერცხლი იხსნება:

Ag + 2HNO₃(კონც.) = AgNO₃ + NO₂↑ + H₂O

იხსნება ის რკინის ქლორიდში:

Ag + FeCl₃ = AgCl + FeCl₂

ვერცხლი ასევე ადვილად იხსნება ვერცხლისწყალში, ამალგამის წარმოქმნით (ვერცხლისა და ვერცხლისწყლის თხევადი შენადნობი).

ვერცხლი ჟანგბადით არ იჟანგება ნაღალი ტემპერატურის პირობებშიც, მაგრამ ჟანგბადის პლაზმით ან ოზონით და ულტრაიისფერი დასხივებით მის ზედაპირზე წარმოიქმნება ჟანგის ფენა. ნოტიო ჰაერში სადაც არის ძალიან უმნიშვნელო ორ ვალენტიანი გოგირდის ნარჩენებ (გოგირდწყალბადი, ნატრიუმის ტიოსულფატი, რეზინი) წარმოიქმნება ნაკლებად ხსნადი ვერცხლის სულფიდის ფენა, აპკი, რაც ვერცხლის გამუქებას იწვევს:

4Ag + 2H₂S + O₂ = 2Ag₂S + 2H₂O

თავისუფალი ჰალოგენები ადვილად ჟანგავენ ვერცხლს ჰალოგენიდებამდე:

2Ag + I₂ = 2AgI

მაგრამ შუქზე ეს რეაქცია შებრუნებადია და ვერცხლის ჰალოგენიდები (ფტორიდის გარდა) თანდათან იშლება.

ვერცხლის გოგირდთან ერთად გახურებისას წარმოიქმნება სულფიდი.

ყველაზე მდგრად დაჟანგვის ხარისხს ნაერთებში წარმოადგენს +1. ამიაკის თანხლებით ვრეცხლის ნაერთები (I) იძლევიან წყალში ადვილად ხსნად კომპლექს [Ag(NH₃)₂]⁺. ვერცხლი ასევე ქმნის კომპლექსებს ციანიდებთან. კომპლექსოწარმოქმნა გამოიყენება ვრცხლის ნაკლებად ხსნადი შენაერთების გასახსნელად, მადნებიდან ვერცხლის გამოსაყოფად. უფრო მაღალი დაჟანგვის ხარისხს (+2, +3) ვერცხლი ავლენს მხოლოდ ჟანგბადთან (AgO, Ag₂O₃) და ფტორთან (AgF₂, AgF₃), ასეთი ნაერთები უფრო არამდგრადები არიან, ვიდრე ვერცხლის (I) ნაერთები.

ვერცხლის მარილები (I), იშვიათი გამონაკლისის გარდა (ნიტრატი, პერქლორატი, ფტორიდი), წყალში უხსნადებია, რაც გამოიყენება ჰალოგენების იონების განსაზღვრისთვის (ქლორი, ბრომი, იოდი) წყლის ხსნარებში.

გამოყენება

რადგანაც მას გაჩნია კარგი ელექტრო გამტარობა, თბოგამტარობა და მდგრადია ჟანგბადით დაჟანგვისადმი (ჩვეულებრივ პირობებში) გამოიყენება ელექტროტექნიკაში კონტაქტებისთვის, მაგალითად სარელეო კონტაქტები, ასევე მრავალფენოვანი კერამიკული კონდენსატორები.

ჩრჩილვის დროს: სპილენძ-ვერცხლის ჩრჩილვა პსრ-45 გამოიყენება სპილენძის ქვაბებისათვის, რაც უფრო მეტია ვერცხლის შემცველობა მით უფრო მაღალია ხარისხი; ზოგჯერ, ჩრჩილვის მასალად კალას ცვლიან ტყვიასა და ვერცხლს (რაოდენობის 5 %).

შენადნობების შენადგენლობაში: ბატარეის გალვანური ელემენტის კათოდების დასამზადებლად).

გამოიყენება როგორც ძვირფასი ლითონი საიუველირო საქმეში (ჩვეულებრივ სპილენძთან შენადნობში, ზოგჯერ კი ნიკელთან ერთად).

გამოიყენება მონეტების მოსაჭრელად, ორდენებისა და მედლების დასამზადებლად.

ვერცხლის ჰალოგენიდები და ვერცხლის ნიტრატი გამოიყენება ფოტოგრაფიაში, რადგან გააჩნია მაღალი შუქმგრძნობიარობა.

იოდოვანი ვერცხლი გამოიყენება კლიმატის მართვისათვის («ღრუბლების დაშლა»)

გამოიყენება მაღალი არეკვლის უნარის მქონე სარკის ზედაპირის დასაფარად (ჩვეულებრივ სარკეებში გამოიყენება ალუმინი).

ხშირად გამოიყენება როგორც კატალიზატორი ჟანგვის რეაქციებში, მაგალითად მეთანოლიდან ფორმალდეგიდების მისაღებად.

გამოიყენება როგორც სადეზინფექციო საშუალება, ძირითადად წყლისათვის. რამოდენიმე ხნის წინ გაცივების სამკურნალოდ.

ვერცხლის გამოყენების სფეროები თანდათან ფართოვდება და მას არა მარტო შენადნობებში არამედ ქიმიურ შენაერთებშიც გამოიყენებენ. ვერცხლის ქლორიდი გამოიყენება ქლორი-ვერცხლი-თუთიის ბატარეებში, ზოგიერთი რადარის ზედაპირის დასაფერავად.

ვერცხლის ფტორიდის მონოკრისტალი გამოიყენება 0,193 მკმ ლაზერული გამოსხივების გენერაციისას (ულტრაიისფერი გამოსხივება).

ვერცხლი გამოიყენება აირწინაღების ფილტრებში კატალიზატორად.

ვერცხლის აცეტილენიდი (კარბიდი) ზოგჯერ გამოიყენება როგორც ძლიერი დეტონატორი.

ვერცხლის ფოსფატი გამოიყენება სპეციალური მინების ხარშვისას, რომელიც გამოიყენება დოზიმეტრიული გამოსხივებისას. მისი მიახლოებითი შემადგენლობაა: ალუმინის ფოსფატი - 42 %, ბარიუმის ფოსფატი - 25 %, კალიუმის ფოსფატი - 25 %, ვერცხლის ფოსფატი - 8 %.

ვერცხლის პერმანგანატი, კრისტლური მუქი-იისფერი ფხვნილი, წყალში ხსნადი; გამოიყენება აირწინაღებში. კვების მრეწველობაში ვერცხლი დარეგისტრირებულია საკვები დანამატი Е174.

მედიცინაში

ვერცხლის გამოყენების ერთერთი მთავარი სფეროა ალქიმია, რომელიც მჭიდროდაა დაკავშირებული მედიცინასთან. ჯერ კიდევ ძველი ეგვიპტელები იარებზე ვერცხლის ფირფიტებს ადებდნენ მისი ადვილად შესახორცებლად. ასევე უძველესი დროიდან იცოდნენ ვერცხლისაგან წყლის სასმელად ვარგისიანობის დიდი ხნით შენახვის შესახებ. მაგალითად სპარსეთის მეფე კიროსი წყალს საომარი მოქმედებებისას ვერცხლის ჭურჭელით ატარებდა. ცნობილი შუასაუკუნეების ექიმი პარაცელსი ზოგ დაავადებებს მკურნალობდა «მთვარის» ქვით. ფარმაკოლოგიისა და ქიმიის განვითარებამ, და მრავალი სინთეზური წამლის გაჩენამ არ შეანელა ფარმაცევტების ყურადღება ვერცხლისადმი. ჩვენს დროში ვერცხლი ფართოდ გამოიყენება ინდურ ფარმაკოლოგიაში (ტრადიციული ინდური აურვედული პრეპარატების დასამზადებლად). აურვედა (Ayurveda) - ეს ძველი ინდური დიაგნოსტიკისა და მკურნალობის მეთოდია რომელიც მის ფარგლებს გარეთ ნაკლებადაა ცნობილი. 500 მლნ. მეტი ადამიანი ღებულობს ასეთ პრეპარატერბს, ამიტომაც გასაგებიცაა, რომ ვერცხლის დიდი რაოდენობა გამოიყენება ინდოეთში. შედარებით ბოლო დროს გამოკვლევებმა აჩვენა რომ თავის ტვინი შეიცავს ვერცხლს. ასე რომ დაასკვნეს რომ ვერცხლი წარმოადგენს ორგანიზმისათვის აუცილებელ ნივთიერებას. წვრილად დაქუცმაცებული ვერცხლი ფართოდ გამოიყენება წყლის გასაუვნებლად დეზინფექციისათვის. ვერცხლი იონების სახით მეტად აქტიურად მოქმედებენ სხვა სახის იონებთან და მოლეკულებთან. მისი მცირე კონცენტრაცია სასარგებლოა, რადგანაც ის ანადგურებს ბევრ ავადმყოფობის გამომწვევ ბაქტერიებს. დადგენილია ასევე რომ, ვერცხლის იონების მცირე კონცენტრაცია ხელს უწყობს ორგანიზმის წინააღმდეგობის უნარის ამაღლებას სხვადასხვა ინფექციური დაავადებების წინააღმდეგ. დიდი ხანია ცნობილია, რომ თუ კი ვერცხლის ელექტროდებს ჩავრთავთ რამოდენიმე ვოლტ ძაბვაში, მაშინ მისი წყლის გაუვნებლობისა და დეზინფექციის თვისება საგრძნობლად იზრდება. განსაკუთრებით გაძლიერებული ეფექტი შეინიშნება თუ კი ელექტროდების ზედაპირზე გავზრდით ვერცხლის ნანოძელაკებს. ამ შემთხვევაში ძაბვის ჩართვა ელექტროდებზე საჭირო არ არის, არამედ შეიძლება გარე ველის შექმნით.

უფრო ეფექტურად მოქმედებს ვერცხლისა და ამიაკის კომპლექსური ნარევის სუსტი ხსნარი, რომელიც გამოიყენება მედიცინაში სახელწოდებით ამარგენი (წარმოებულია სიტყვები «ამიაკისა» და «არგენტუმისაგან»). ვერცხლის ნიტრატები ამარგენის ხსნარების სახით ფართოდ გამოიყენება ჭრილობების დასამუშავებლად ან ლორწოვანი გარსის ანთებების დროს, ასევე გამოიყენება ანტიბაქტერიული საშუალებების მისაღებად.

ფიზიოლოგიური ქმედება

ვერცხლის კვალი (მიახლოებით წონის 0,02 მგ/კგ) ნაპოვნია ყველა ცოცხალ ორგანიზმში. მაგრამ მისი ბიოლოგიური ქმედება შესწავლილი არ არის. ადამიანში ვერცხლის მაღალი შემცველობით ხასიათდება თავის ტვინი (0,03 მგ - 1000 გ ახალი ქსოვილი).

საკვები რაციონით ადამიანი ვერცხლს ღებულობს მიახლოებით 0,1 მგ. დღეღამეში. შედარებით მეტს შეიცავს კვერცხის გული (0,2 მგ - 100 გ). ვერცხლი ორგანიზმიდან ჩვეულებრივ კალთან ერთად გამოდის.

ვერცხლის იონებს გააჩნიათ განსაკუთრებით ძლიერი ბაქტერიციდული თვისებები. ამ იონების ძალიან მცირე რაოდენობაც კი რომელიც ლითონიდან გადადის წყალში, საკმარისია, რომ წყალი არ გაფუჭდეს განუსაზღვრელი დროით.

ვერცხლის ბაქტერიციდული ქმედების ქვედა ნიშნული შეფასებულია 1 მკგ/ლ.

ვერცხლი როგორც ყველა მძიმე ლითონი, ორგანიზმში ჭარბი რაოდენობით მოხვედრისას ტოქსიკურია.

აშშ-ის სანიტარული ნორმებით, ვერცხლის შემცველობა სასმელ წყალში არ უნდა აღემატებოდეს 0,05 მგ/ლ. ეს იმ დროს როცა წყალი გამოიყენება მუდმივად. ორგანიზმშ ვერცხლის ხანგრძლივი მიღებისას ვითარდება არგერია, გარეგნულად გამოიხატება მხოლოდ კანისა და ლორწოვანი გარსის სერი ფერით. ამ დროს რაიმე სახის დარღვევები უმრავლესად არ შეინიშნება.

ვერცხლის მოპოვება

მიღებულია რომ, ვერცხლის პირველი საბადოები არსებობდა სირიაში საიდანაც გადაჰქონდათ ეგვიპტეში (5000-3400 წწ. ჩ.წ.ა.).

VI—V საუკუნეებში ჩვენ წელთ აღრიცხვამდე ვერცხლის მოპოვების ცენტრმა გადაინაცვლა ლავრიის მაღაროებში (საბერძნეთი).

ჩ.წ.ა. IV -დან I-ს-ის ბოლომდე ვერცხლის მოპოვების ლიდერი იყო ესპანეთი და კართაგენი.

II—XIII სს. მთელი ევროპის ტერიტორიაზე მრავალი მაღარო მოქმედებდა, რომლებიც თანდათან იფიტებოდნენ.

XV—XVI სს. პირველ რიგებში გადის მადნეულიანი მთები. ამ ძველ საბადოებს შორის უდიდესი გახდა 1623 წელს აღმოჩენილი თვითნაბადი ვერცხლის კონგსბერგის საბადო (ნორვეგია)

ამერიკის ათვისებამ გამოიწვია ახალი საბადოების აღმოჩენა კორდილიერებში. მთავარ წყაროს წარმოადგენდა მექსიკა, სადაც 1521—1945 წწ. მოპოვებული იქნა მიახლოებით 205 ათასი ტ ლითონი — ამ პერიოდში მოპოვებული ვერცხლის მესამედი. სამხრეთ ამერიკის უდიდეს საბადოში — პოტოსიში - 1556-დან 1783 წლამდე მოპოვებულ იქნა 820 513 893 პესო და 6 «მტკიცე რეალი» (ბოლო 1732 წელს უდრიდა 85 მარავედის)

2008 წელს სულ მოპოვებულია 20 900 ტ ვერცხლი. მოპოვების ლიდერია პერუ (3600 ტ), შემდეგ მოდის მექსიკა (3000 ტ), ჩინეთი (2600 ტ), ჩილე (2000 ტ), ავსტრალია (1800 ტ), პოლონეთი (1300 ტ), აშშ (1120 ტ), კანადა (800 ტ).

ვერცხლის მსოფლიო მარაგი შეფასებულია მიახლოებით 570 000 ტ.

მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით