فرهنگ مصادیق:نقره؛ فلزی با قابلیتهای کاربردی فراوان
محتویات
تاریخچه
نماد "هلال ماه"از دوران باستان نشانگر نقره بوده است و از واژه لاتین "آرجنتوم Argentum" با ریشهٔ معنایی "سفید" یا "درخشان"گرفته شده است .
نقره یک عنصر شیمیایی با علامت شیمیایی "Ag " و عدد اتمی ۴۷ میباشد، که فلزی نرم، سفید، درخشان و رسانا به شمار میآید. نقره دارای بالاترین خاصیت رسانایی الکتریسته و حرارتی در مقایسه با دیگر فلزات میباشد. این فلز به شکل خالص و طبیعی، به صورت آلیاژ در ترکیب با طلا(الکتروم) و دیگر فلزات یا مواد معدنی دیگر نظیر "آرجنتیت Argentite" و کلرید نقره Ag C1 یافت میشود. بخش اعظم نقره به صورت محصول فرعی فرایند تصفیهٔ مس، طلا، سرب و قلع به دست میآید.
نقره از دوران باستان به عنوان فلزی گران بها به منظور ساخت زیورآلات، جواهرات، ظروف گران بها و مسکوکات مورد استفاده قرار میگرفته است. امروزه، از این فلز به عنوان مادهای با خاصیت رسانایی الکتریسته در آینهها و کاتالیزورهای واکنشهای شیمیایی و از ترکیبات آن در فیلمهای عکاسی و محلولهای رقیق کنندهٔ نیترات نقره استفاده میشود. دیگر ترکیبات نقره به عنوان مادهٔ ضدعفونی کننده مورد استفاده قرار میگیرند. با وجود آن که استفاده از آنتی بیوتیکها تا حدود زیادی جایگزین خواص ضد میکروبی نقره شده است اما میبایست تحقیقات بیشتر به منظور مطالعهٔ پیشرفتهای بالینی حاصل شده صورت گیرد.
ویژگیهای نقره
نقره بسیار شکل پذیر، نرم و چکش خوار (اندکی سخت تر از طلا)، عنصری تک ظرفیتی با درخشش بالا و دارای قابلیت پرداخت بسیار است. خاصیت رسانایی الکتریکی آن از تمامی فلزات حتی از مس هم بالاتر است، اما به دلیل قیمت بالا و تشکیل لایهٔ اکسید بر روی آن، این فلز به اندازهٔ مس در صنایع الکتریکی مورد استفاده قرار نمیگیرد. در جنگ جهانی دوم به علت کمبود مس، ۱۳٬۵۴۰ تن از این فلز به منظور غنی سازی اورانیوم در الکترومغناطیسها مورد استفاده قرار گرفت. نمونه قابل ذکر دیگر، کاربرد این فلز در کابلهای بسیار گران بها در محصولات صوتی است.
در بین فلزات، نقرهٔ خالص دارای بالاترین خاصیت رسانایی گرمایی است(غیر فلزاتی نظیر الماس و ابر سیال هلیوم Π(مادهای با قدرت هدایت فوق العاده) دارای خاصیت رسانایی گرمایی بالاتری هستند.) نقره همچنین دارای پایینترین مقدار مقاومت کنتاکت میباشد. نقره در هوا و آب خالص به حالت پایدار است اما در صورت وجود ازن یا سولفیدهیدروژن لایهای مشکی از سولفید نقره بر روی آن تشکیل میشود. این ماده را میتوان به کمک اسید هیدروکلریک رقیق از سطح آن پاک کرد.
ترکیبات نقره
فلز نقره به آسانی در اسید نیتریک(HNO3) حل میشود و نیترات نقره(AgNo3)، کریستالی جامد و شفاف پدید میآید که در برابر نور حساس و دارای قابلیت بالای انحلال در آب است. نیترات نقره، نقطهٔ آغاز ساخت بسیاری از دیگر ترکیبات نقره نظیر داروهای ضد عفونی و رنگ زرد مورد استفاده در شیشههای رنگی میباشد. فلز نقره با اسید سولفوریک واکنش نشان نمیدهد در نتیجه از این اسید در جواهرسازی به منظور زدودن اکسید مس از روی قطعات ساخته شده استفاده میشود. این ماده هنگام لحیم کاری یا سرد و گرم کردن فلز بر روی آن تشکیل میشود. این در حالی است که، نقره به سهولت با سلفور یا سولفید هیدروژنH2S واکنش نشان میدهد و سولفید نقره که ترکیبی تیره رنگ است را پدید میآورد این ترکیب به طور معمول بر روی سکهها و اشیاء نقره قابل رؤیت است. هنگامی که اتصالات الکتریکی نقره در محیطی دارای سولفید هیدروژن مورد استفاده قرار میگیرند، سولفید نقره موجب شکل گیری ویسکرهای نقره میشود. ویسکرهای نقره، رشتههایی با ساختار بلوری کامل و اغلب بدون نقص هستند. این امر باعث میشود که استحکام آنها در برابر تنش به استحکام تئوری به دست آمده از مکانیکهای محیطهای پیوسته نزدیک باشد. لازم به ذکر است که از "یدید نقره Silver iodide" به منظور بارورسازی ابرها و تولید باران استفاده میشود.
کاربردهای نقره
فلز گران بها:
شرح تصویر الههٔ "مینرو Minerva" یا همان آتنا که یکی از خدایان جهان باستان در روم بود بر روی بشقاب نقره، متعلق به قرن اول قبل از میلاد مسیح. یکی از کاربردهای نقره، استفاده از آن به عنوان فلز گران بها میباشد که از دیرباز تاکنون به منظور ساخت اشیای قیمتی مورد استفاده قرار میگرفته و نشانگر ثروت و جایگاه دارندهٔ آن بوده است.
پول
نقره، البته به شکل الکتروم که آلیاژ طبیعی طلا و نقره است حدود ۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح در کشور لیدیه به صورت سکه ضرب میشد. پس از آن، نقره تصفیه شد و به شکل خالص مورد استفاده قرار گرفت. بسیاری از ملل از نقره به عنوان واحد اصلی ارزش پولی خود استفاده میکردند. در دنیای مدرن، شمش نقره دارای کد پولی ایزو ۴۲۱۷، ایکس ای جی XAG میباشد. واحد پولی انگلیس "پوند" بیانگر این حقیقت است که این نام در اصل نشانگر بهای یک اونس نقرهٔ استرلینگ بوده است. در دههٔ ۱۸۰۰، بسیاری از ملل نظیر انگلیس و ایالات متحده امریکا ارزش پولی خود را از نقره به طلا تغییر دادند.
جواهرات نقرهٔ استرلینگ به طور معمول با لایهٔ نازکی از نقرهٔ ۹۹۹ مرغوب به منظور درخشش بیشتر آبکاری میشوند. این فرایند "درخشش" نامیده میشود. همچنین این احتمال وجود دارد که جواهرات نقره با لایهای از "رودیوم Rhodium " یا طلا آبکاری شوند. نقره از اجزای تشکیل دهندهٔ اکثر آلیاژهای رنگی طلا و لحیمهای طلاست و به آلیاژها حالت کم رنگ تر و مقاوم تر میبخشد. طلای سفید با عیار ۹ دارای ۵/ ۹۲ درصد نقره و ۵/ ۳۷ درصد طلا و طلای ۲۲ عیار تنها دارای ۴/ ۸ درصد نقره یا مس میباشد.
بر خلاف آهنگری، یک نقره ساز، فلز را هنگامی که سرخ رنگ و داغ است شکل نمیدهد، در عوض در دمای اتاق با ضربات آهسته چکش، این کار را انجام میدهد. اساس کار نقره سازی صاف کردن سطح فلز و تبدیل آن به شی مفید به کمک چکشهای متفاوت است. با وجود آن که تخصص نقره کاران در کار با نقره است اما این افراد به طور معمول با دیگر فلزات نظیر طلا، مس، استیل و برنج کار میکردند. آنها سازندهٔ انواع جواهرات، ظروف نقره، گلدان و دیگر قطعات هنری هستند. از آنجایی که نقره فلزی چکش خوار است، نقره کاران در انتخاب شیوهٔ کار خود آزاد هستند. از لحاظ تاریخی به نقره سازان، طلاساز نیز گفته میشده است و به طور معمول دارای یک اتحادیه و صنف بودهاند. در کانادا اتحادیهٔ خاص برای نقره سازان وجود ندارد، اما آموزش این رشته به صورت حرفهای در کالجها صورت میگیرد.
با وجود آن که نقره از طلا ارزان تر است، همچنان فلزی با ارزش به شمار میآید. جواهرسازان تازه کار که استطاعت خرید و کار با طلا را ندارند یا در حال سپری کردن دوران کارآموزی خود هستند از این فلز استفاده میکنند. در حال حاضر نقره بسیار مورد توجه است و در بسیاری از قطعات جواهر هنری مورد استفاده قرار میگیرد. در گذشته نقره سازان بیشتر به ساخت ظروف نقره نظیر کارد و چنگال، کاسه و شعمدان میپرداختند اما امروزه نقره سازان بیشتر به ساخت جواهرات میپردازند و تعداد اندکی از ظروف نقره، دست ساز هستند. لازم به ذکر است که برخی آلات موسیقی گران بها نظیر فلوت از نقرهٔ استرلینگ ساخته میشوند.
دندانپزشکی
از ترکیب نقره، جیوه، قلع و دیگر فلزات در دمای اتاق میتوان آلیاژی به نام "آمالگام Amalgam"، تهیه کرد که به منظور پرکردن دندان مورد استفاده قرار میگیرد. برای تهیهٔ آمالگام دندانپزشکی، مخلوطی از پودر نقره و دیگر فلزات با جیوه مخلوط میشوند تا خمیری محکم، متناسب با سوراخ دندان تهیه شود. آمالگام دندانپزشکی ظرف چند دقیقه سختی اولیه را به خود میگیرد و طی چند ساعت به طور کامل سخت میشود.
عکاسی و صنایع الکترونیک
در سال ۱۹۹۸، حدود ۹۸/ ۳۰ درصد از کل نقرهٔ تولید شده به شکل نیترات نقره در عکاسی مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۲۰۰۱، حدود ۴۷/ ۲۳ درصد نقره در عکاسی استفاده شد. این در حالی است که ۳۰/ ۲۰ درصد در جواهرسازی، ۵۱/ ۳۸ درصد مصارف صنعتی و تنها ۵/ ۳ درصد در تولید مسکوکات مورد استفاده قرار گرفت. کاربرد نقره در عکاسی به دلیل پیدایش دوربینها و عکاسی دیجیتال به شدت کاهش یافت. در سال ۲۰۰۷، از حدود ۵/ ۸۹۴ میلیون اونس نقرهٔ مصرفی، تنها ۳/ ۱۲۸ میلیون اونس(۳/ ۱۴درصد) در بخش عکاسی مورد استفاده قرار گرفت. میزان کلی نقرهٔ مصرفی در سال ۲۰۰۷ در بخش عکاسی در مقایسه با سال ۱۹۹۸ برابر با ۵۰ درصد میباشد.
به دلیل خاصیت رسانایی بسیار بالا، از نقره در برخی محصولات الکتریکی و الکترونیکی، حتی با وجود زنگار بستن استفاده میشود. طی جنگ جهانی دوم، به دنبال کمبود مس دولت دستور استفاده از نقرههای موجود در خزانه برای ساخت رساناهای مورد نیاز را صادر کرد و پس از پایان جنگ، دو مرتبه به خزانه باز گردانده شد.
لحیم کاری
از نقره برای آلیاژهای لحیم کاری، اتصالات الکتریکی و باتریهای نقره- روی و نقره- کادمیوم گران قیمت استفاده میشود. کاربرد لایههای نازکی از نقره بر روی سطوح اتکا، به میزان قابل توجهی مقاومت در برابر سایش را بالا میبرد و از فرسایش سطوح به خصوص در برابر استیل میکاهد.
آینه و اپتیکها
در آینههایی که میبایست خاصیت انعکاس بالایی داشته باشند طی فرایندی به نام نقره کاری از این فلز استفاده میشود. این در حالی است که در آینههای معمولی آلومینیوم مورد استفاده قرار میگیرد. به وسیلهٔ فرایندی به نام "کاتد پرانی Sputtering"، نقره( و برخی اوقات طلا) را میتوان بر روی شیشه، در ضخامتهای متفاوت به کار برد، با این عمل به میزان مشخصی از نور اجازهٔ عبور از سطح شیشه داده میشود. به طور معمول اپتیکهای تخصصی با لایهای از نقره پوشانده میشوند. این در حالی است که در شیشههای معماری و شیشههای اتومبیل از کاتد پرانی آلومینیوم استفاده میشود که ارزان تر و در برابر فرسایش و کدر شدن مقاوم تر میباشد.
راکتورهای هستهای
از آنجایی که نقره به سهولت نوترونهای آزاد را جذب میکند، به طور معمول در ساخت میلهٔ کنترل مورد استفاده قرار میگیرد (میله یا صفحهای در هسته شناسی که حاوی موادی است که نوترونها را به سرعت جذب میکند) که واکنش زنجیرهای هستهای را در راکتورهای آبی فشرده تنظیم میکند. در این مورد نقره به طور معمول به صورت آلیاژ شامل ۸۰ درصد نقره و ۱۵ درصد ایندیوم Indium و ۵ درصد کادمیوم استفاده میشود.
کاتالیزور
خواص کاتالیزوری نقره، آن را به منظور استفاده به عنوان کاتالیزور در واکنشهای اکسیداسیون به عنصری ایده آل تبدیل کرده است. شاید نقره تنها کاتالیزور موجود باشد که امروزه به منظور تبدیل اتیلن به اکسید اتیل مورد استفاده قرار میگیرد، این واکنش از لحاظ صنعتی بسیار حائز اهمیت است که واکنش صنعتی حائز اهمیتی به شمار میآید. در مقایسه با دیگر گازهای موجود در هوا، اکسیژن به سهولت در نقره حل میشود. تلاشهایی در راستای ساخت غشایی از جنس نقره به ضخامت یک لایه صورت گرفته است که به طور احتمالی از این غشا به منظور فیلتر کردن اکسیژن خالص موجود در آب و هوا استفاده میشود.
پزشکی
ترکیبات و یونهای نقره تاثیرات سمی بر روی برخی باکتری ، ویروس، جلبک و قارچها میگذارند که جزء ویژگیهای معمول فلزات سنگین نظیر سرب یا جیوه است، اما نقره هیچ گونه تاثیر سمی جدی بر روی بدن انسان از خود به جا نمیگذارد. خاصیت میکروب کشی نقره، بسیاری از ارگانیسمهای میکروبی را در داخل بدن از بین میبرد، اما آزمایش و استانداردسازی محصولات نقره، کاری دشوار میباشد.
بقراط، پدر علم پزشکی نوین، در کتابهایش نوشته است که نقره دارای خواص درمانی و ضد بیماری است، همچنین مردم فینیقیه آب، سرکه و دیگر نوشیدنیها را به منظور محافظت در برابر فاسد شدن در بطریهای نقره ذخیره میکردند. اوایل دههٔ ۱۹۰۰ مردم سکههای نقره را در داخل بطریهای شیر قرار میدادند تا بر مدت زمان ماندگاری شیر بیافزایند. خواص میکروب کشی نقره منجر به افزایش ارزش ظروف و جواهرات نقره شد. چگونگی فرایند میکروب کشی نقره با وجود ارائه برخی نظریهها هنوز به طور دقیق مشخص نشده است. یکی از این ویژگیها، خاصیت اولیگودینامیک نامیده میشود که تاثیر نقره بر روی میکروارگانیسمها را توضیح میدهد اما قادر به توضیح خواص ضد ویروسی نمیباشد.
در جنگ جهانی اول، پیش از اختراع آنتی بیوتیکها، از ترکیبات نقره به منظور جلوگیری از عفونت استفاده میشد. محلول نیترات نقره یکی از درمانهای استاندارد به شمار میآمد که بعدها "سولفادیازین نقره Silver Sulfadiazine" (پماد اس اس دی SSD Cream) تا حدود زیادی جایگزین آن شد. این پماد تا اواخر دههٔ ۱۹۹۰ به طور کلی شیوهٔ درمانی متداول به منظور مداوای سوختگیهای جدی بود. با کشف آنتی بیوتیکهای جدید استفادهٔ گسترده از نقره منسوخ شد. این در حالیست که به تازگی، خواص میکروب کشی نقره دو مرتبه مورد توجه بسیار قرار گرفته است.
مواد غذایی
در حال حاضر، نقره در صورتی که به طور خوراکی وارد بدن شود موجب تجمع مواد سرطان زا میشود و در نتیجه استفاده از آن در مواد خوراکی توصیه نمیشود. در هند و پاکستان، مواد غذایی، به خصوص شیرینی جات، با لایه نازکی از نقره پوشانده میشوند. کاربرد نقره در مواد غذایی در گروه افزودنیهای رنگی طبقه بندی میشود. در این صنعت نقره تنها به عنوان پوشش خارجی به منظور تزیین شکلاتها مورد استفاده قرار میگیرد. در استرالیا استفاده از نقره به عنوان افزودنی خوراکی ممنوع میباشد.
پوشاک
از جمله خواص نقره میتوان به مواردی نظیر خاصیت از بین بردن باکتریها و قارچها، به حداقل رساندن بو (بوی نامطبوع) و مبارزه با عفونتهای باکتریایی و قارچی اشاره کرد. در پوشاک، ترکیبی از نقره و مواد جاذب رطوبت میتواند به کاهش تاثیرات مضر نگهداری پوشاک در محیطهای مرطوب کمک کند.
نقره در پوشاک به دو روش اصلی مورد استفاده قرار میگیرد:
• برقراری پیوند بین یونهای نقره و پلیمرهای سازندهٔ الیاف پارچه (نانو فناوری)
• نقره اندود کردن الیاف پارچه
درهر دو مورد، نقره مانع رشد و فعالیت باکتریها و قارچها میشود.
کاربرد نقره به منظور مقابله با عفونت به یونان باستان و روم بازمی گردد، این فلز به طور مجدد در قرون وسطی کشف شد و برای اهداف متفاوت نظیر ضد عفونی کردن آب و غذا هنگام انبار کردن، در درمان سوختگی و زخمها به صورت پانسمان، مورد استفاده قرار گرفت. در قرون نوزدهم، ملوانان سکههای نقره را به منظور تصفیه داخل شبکههای آب و دیگر آشامیدنیها قرار میدادند. در دههٔ ۱۹۲۰ کاربرد محلولهای نقره به عنوان مادهٔ ضد باکتری مورد تایید قرار گرفت. امروزه، کاربرد باندهای پانسمان، حاوی نقره مرسوم و همچنین استفاده از آن در چسب زخمها نیز توصیه شده است.
پیشگیری
نقره هیچ نقش بیولوژیکی طبیعی در بدن ایفا نمیکند و در خصوص خواص احتمالی درمانی آن تردید وجود دارد. نقره به خودی خود سمی نمیباشد اما اکثر نمکهای نقره سمی و برخی سرطان زا هستند. نقره و ترکیبات حاوی نقره(کلوئید نقره) دارای قابلیت جذب در سیستم گردش خون و ذخیره شدن در بافتهای متفاوت بدن میباشند که ممکن است منجر به ابتلا به "نقره زدگی Argyria" شود. با وجود آن که این شرایط بر روی سلامتی کلی فرد تاثیر چندانی ندارد اما دائمی میباشد.
استخراج:
نقره به طور معمول به صورت آلیاژ با طلا و یا در ترکیب با سولفور، ارسنیک، آنتیموان (Sb) یا کلرین یافت میشود. منابع اصلی نقره، سنگ معدن مس، نقره، نیکل، سرب و سرب-قلع به دست آمده از مکزیک، چین، استرالیا، شیلی، لهستان و سیبری میباشند. مکزیک و پرو استخراج نقره را از سال ۱۵۴۶ آغاز کردهاند و همچنان از تولیدکنندگان اصلی جهان به شمار میآیند. برترین معادن تولید نقره شامل "فرس نیلو Fresnillo"(مکزیک)، "کانینگتون Cannington" (استرالیا)، "دوکات Dukat" (روسیه)، "آچوچاکوا Uchucchacua"، (پرو) و معدن "گرینز کریک Greens Creek"(آلاسکا) میشوند.
این فلز را میتوان همچنین از فرایند تصفیهٔ مس به شیوهٔ الکترولیت به دست آورد. درجه خلوص نقرهٔ مرغوب تجاری ۹/ ۹۹ درصد است، نقرهٔ خالص تر با عیار ۹۹۹/ ۹۹ درصد نیز یافت میشود. سال ۲۰۰۷، طی مطالعات زمین شناسی، پرو و پس از آن مکزیک بزرگترین تولیدکنندگان نقره به شمار میآمدند.
پاورقی
لیدیه Lydia: منطقهای باستانی در غرب آناتولی که با استانهای امروزی ازمیر و مانیسا در ترکیه مطابقت دارد. پایتخت آن شهر "سارد" بود، این کشور ثروتمندترین کشور منطقهٔ آسیای کوچک به شمار میآمد. کوروش کبیر به لیدیه حمله کرد و سارد را در سال ۵۴۶ ق.م. تصرف کرد. با فتح این شهر به عمر پادشاهی بزرگ لیدی پایان داده شد. در قرن هفتم ب.م. یونانیان این سرزمین را تصرف کردند و با ایران همسایه شدند. آنها شهرهای مهمی از جمله بیزانس یا استانبول فعلی را بنیان نهادند.
واکنش زنجیرهای هستهای:فرایندی است که در آن نوترونها ناشی از شکافت هستهای (فرایندی که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبک تر تبدیل میشود) باعث شکافت هستهای اتمها میشوند.
راکتور آبی فشرده:
معروف به راکتورهای PWR، یکی از نخستین انواع راکتورهای صنعتی انرژی هستهای در جهان است. این راکتورها به طور معمول در فشارهای آبی بالا(مانند ۱۵ مگاپیکسل) کار میکنند. از آنجایی که آب درون این سیستمها به صورت بخار نیست، راکتور احتیاج به مبادله گرهای گرمایی جهت تولید انرژی دارد لذا بازده این نوع راکتورها بین ۳۲ تا ۳۳ درصد تخمین زده میشود.
ایندیوم In: از عناصر جدول تناوبی، با عدد اتمی ۴۹ که به رنگ خاکستری نقرهای و دارای حالت استاندارد جامد میباشد.
خاصیت الیگودینامیک: در سال ۱۸۹۳ توط گیاه شناسی سوئیسی، به عنوان خاصیت سمی یونهای فلزات بر روی سلول، جلبک، قارچ، هاگ و ویروسها کشف شد. یونهای فلزاتی نظیر جیوه، نقره، مس، آهن، سرب، قلع، طلا، آلومینیوم و دیگر فلزات دارای خاصیت میکروب کشی میباشند.
نقره زدگی: مسمومیت با نقره، که بر اثر مجاورت با نمکهای نقره یا خاک نقره پدید میآید. یکی از علائم بارز نقره زدگی مزمن، آبی مایل به خاکستری شدن پوست و اعضای داخلی است. این اعتقاد وجود دارد که این عارضه دائمی باشد اما گفته شده است که در برخی موارد درمان به کمک اشعهٔ لیزر مفید میباشد.
