โลหะเงิน (Silver) คุณสมบัติ และประโยชน์โลหะเงิน

105

โลหะเงิน (Silver) เป็นโลหะมีค่าสูง ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในหลายด้าน อาทิ การผลิตเหรียญกษาปณ์ เครื่องเรือน เครื่องประดับ รวมถึงใช้ในงานอุตสาหกรรม และทางการแพทย์

advertisement

แหล่งโลหะเงิน
สินแร่ที่มีโลหะเงินเป็นองค์ประกอบพบได้มากกว่า 50 ชนิด โลหะเงินบริสุทธิ์ในธรรมชาติจะพบเป็นเกล็ดเล็กๆหรือเป็นเส้นปะปนอยู่กับหิน ดิน ทราย พบได้ในรูปของสารประกอบที่สำคัญ ได้แก่
– คาละเวอร์ไรต์ ((AuAg)Te2)
– เงินคอลไรด์หรือฮอร์นซิลเวอร์ (AgCl หรือ Hornsilver)
– เงินซัลไฟต์หรืออาร์เจนไทต์ (Ag2S หรือ Argentite)
– แร่พลวงเงินหรือพลวงซัลไฟต์ (Ag3SbS3) หรือเรียก แร่ไพราจิไรต์ (pyrargyrite)

ในอดีตนั้น สามารถแยกสกัดแร่เงินได้โดยตรง แต่ปัจจุบันแร่เงินที่สกัดได้ถือเป็นผลพลอยได้ที่ได้จากการสกัดแร่อื่นแทน อาทิ การสกัดแร่ทองแดง ตะกั่ว และสังกะสี เพราะสินแร่เงินบริสุทธิ์หาพบได้ยากมาก บริเวณที่พบสินแร่เงินในประเทศไทย คือ จังหวัดกาญจนบุรี [1]

ประโยชน์โลหะเงิน
1. เหรียญกษาปณ์
สมัยก่อนเหรียญเหรียญกษาปณ์นิยมใช้เงินบริสุทธิ์ แต่ปัจจุบันมีการใช้โลหะอื่นผสมเข้าด้วย โดยเฉพาะทองแดง และนิกเกิล เพราะโลหะเงินบริสุทธิ์หายาก และมีราคาแพงขึ้น โดยประเทศอังกฤษเป็นประเทศแรกที่ใช้เงินบริสุทธิ์สูงหรือเงินสเตอร์ลิงผลิตเหรียญกษาปณ์ ซึ่งใช้เงินสเตอร์ลิงที่มีเงินบริสุทธิ์ไม่ต่ำกว่า 92.4% ส่วนที่เหลือเป็นทองแดง ไม่เกินร้อยละ 7.5

2. เครื่องประดับ
โลหะเงินนิยมใช้ทำเครื่องประดับ ทั้งเงินบริสุทธิ์ และผสมกับโลหะอื่น เพราะมีความแวววาว และคงสภาพได้นานกว่าโลหะอื่น โดยเครื่องประดับที่นิยมทำจากเงิน ได้แก่ สร้อย ต่างหู กำไรข้อมือ และหากมีคำว่า สเตอร์ลิง ปรากฏบนเครื่องประดับใด แสดงว่า เครื่องประดับนั้นใช้เงินบริสุทธิ์ไม่ต่ำกว่า 92.5%

3. เครื่องใช้ เครื่องเรือน
เครื่องใช้ เครื่องเรือนที่ใช้โลหะเงินในการผลิตหรือผสมกับโลหะอื่น เช่น นิกเกิล ถือเป็นที่นิยมอย่างมาก โดยเฉพาะในกลุ่มคนที่มีฐานะ เพราะสามารถแสดงถึงระดับฐานะ และความเป็นอยู่ได้อย่างดี อีกทั้ง ทำให้เกิดมูลค่าของโลหะเงิน และที่สำคัญมีความแวววาว คงสภาพ และรักษาง่าย เครื่องใช้ และเครื่องเรือน ได้แก่ ขัน พาน กาน้ำ ตู้เสื้อผ้า โต๊ะ เก้าอี้ เป็นต้น

4. การแพทย์ และงานทันตกรรม
โลหะเงินนิยมใช้กันมากในการศัลยกรรม เนื่องจากมีคุณสมบัติต้านเชื้อโรคได้ดี ช่วยไม่ให้แผลติดเชื้อจนเน่าเปื่อยได้ง่าย นิยมใช้เป็นวัสดุคลุมบาดแผลหลังการผ่าตัด ส่วนงานทางด้านทันตกรรม นิยมใช้โลหะเงิน โดยเฉพาะสำหรับการอุดฟันที่มีการผสมโลหะเงินร่วมกับโลหะอื่น ได้แก่ ดีบุก และทองแดง

5. อุตสาหกรรมผลิตฟิล์มภาพยนตร์ และการอัดภาพ
อุตสาหกรรมผลิตฟิล์มภาพยนตร์ และการอัดภาพ มีการใช้โลหะเงินมากเป็นอันดับต้นๆ ซึ่งใช้โลหะเงินในรูปของเกลือเงินเฮไลด์ที่มีความไวแสง ได้แก่ ใช้เคลือบฟิล์มไวแสง โลหะสะท้อแสง กระดาษอัดภาพ และกระดาษถ่ายเอกสาร ซึ่งภาพที่ล้างออกมาจะให้ความคมชัดสูงกว่าการใช้โลหะอื่นหรือวัสดุอื่น

6. อุตสาหกรรมไฟฟ้า และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
โลหะเงินที่มีแคดเมียมออกไซด์เป็นส่วนประกอบ นิยมใช้ผลิตเป็นสะพายไฟสำหรับอุปกรณ์หรืองานที่ต้องใช้กระแสไฟฟ้าแรงดันสูง และปานกลาง รวมถึงนิยมใช้ผสมกับโลหะอื่น เช่น ทองแดง และสังกะสี สำหรับเป็นตัวเชื่อมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

7. อุตสาหกรรมรถยนต์
โลหะเงินบริสุทธิ์ถูกใช้ในการผลิตรถยนต์เป็นปริมาณมากกว่าทุกด้าน โดยเฉพาะชิ้นส่วนของดวงไฟส่องหน้ารถยนต์ เนื่องจากสามารถสะท้อนแสงจากหลอดไฟให้กระจายสู่หน้ารถยนต์ได้ดีกว่าการใช้วัสดุอื่นๆ

8. อุตสาหกรรมเครื่องทำความเย็น
โลหะเงินถูกใช้ถูกใช้ในรูปของโลหะประสานสำหรับการผลิตอุปกรณ์หรือเครื่องทำความเย็น เพราะช่วยให้โลหะต่างๆเกิดการเกาะยึดกันได้ดี อีกทั้งไม่ทำให้โลหะอื่นเกิดความเสียหาย

9. แบตเตอรี่
แบตเตอรี่บางชนิดหรือที่ถูกผลิตขึ้นเป็นพิเศษ โดยเฉพาะในทางการทหาร และอุตสาหกรรมอวกาศ เพราะโลหะเงินเป็นส่วนประกอบจะมีอายุการใช้งานยาวนาน ช่วยรักษาอุณหภูมิให้คงที่ ช่วยเพิ่มแรงเคลื่อนของกระแสไฟฟ้า

10. โลหะบัดกรี
โลหะเงินในงานอุตสาหกรรมหรือเครื่องประดับ นิยมใช้เงินผสมผสมกับโลหะอื่นเป็นโลหะบัดกรี เช่น โลหะบัดกรีทองที่มีโลหะเงินผสมประมาณร้อยละ 12-12 เป็นต้น

คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติ  
• ตำแหน่งในตารางธาตุ ธาตุลำดับที่ 2 ในหมู่ IB
• เลขอะตอม 47
• มวลอะตอม 107.8682
• โครงสร้างอิเล็กตรอน [Kr] 4d10  5s1
• ไอโซโทป (%)
– 106.9051 51.84
– 108.9048 48.16
• รัศมีอะตอม (pm) 2883
• รัศมีไอออน (pm) 126
• ศักย์ไฟฟ้าของการแตกตัว (eV)
– Ag = Ag+ + e 7.574
– Ag+ = Ag2+ + 2e 21.960
– Ag2+ = Ag3+ + 3e 36.10
• จุดเดือด (◦C) 2187
• จุดหลอมเหลว (◦C) 908
• ความหนาแน่น (g/cm3)
– ที่ 20 ◦C 10.5
– ที่ 1100 ◦C 9.18
• โครงสร้างผลึก Face-centered cubic
• ความต้านทานทางไฟฟ้า (Ω/m)
– ที่ 20 K 0.00422 x 10-8
– ที่ 273.15 K (0 ◦C) 1.467 x 10-8
– ที่ 500 K 2.875 x 10-8
– ที่ 20 K (ของแข็ง) 8.415 x 10-8
– ที่ 20 K (ของเหลว) 17.30 x 10-8
• ความแข็ง (HB) 30

 

โลหะเงินบริสุทธิ์
โลหะเงินบริสุทธิ์จะกำหนดมาตรฐานที่ 99.95% และมีปริมาณสารเจือปนแต่ละไม่เกินมาตรฐาน ASTM ดังตารางด้านล่าง [2]

สารเจือปน ปริมาณสารเจือปน (%) ปริมาณสารเจือปนสูงสุด (%)
• Silver ตั้งแต่ 99.95
• Copper 0.05 0.08
• Lead 0.004 0.025
• Iron 0.003 0.002
• Nickel <0.001
• Manganese <0.001
• Magnesium <0.001
• Silicon <0.001
• Bismuth <0.001 0.001

 

ปฏิกิริยาโลหะเงิน
เลขออกซิเดชันของโลหะเงินในรูปของสารประกอบ ส่วนมากจะพบ คือ 1+ (Ag+) เช่น สารประกอบซิลเวอร์คลอไรด์ (AgCl) ซึ่งใช้มากสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ ส่วนซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO3) ถูกใช้เป็นสารเริ่มต้นในอุตสาหกรรมภาพถ่าย

โลหะเงินเป็นโลหะที่เกิดปฏิกิริยากับธาตุหรือสารอื่นได้น้อย ทำให้สารประกอบของโลหะเงินตามธรรมชาติมีการพบได้น้อย และไม่ทำปฏิกิริยากับอากาศที่เป็นเหตุให้เกิดออกไซด์ แต่สามารถทำปฏิริยาหรือรวมกับสารบางชนิด ได้แก่
1. ปฏิกิริยากับก๊าซ
โลหะเงินทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้ในอากาศ เกิดเป็นซิลเวอร์ซัลไฟด์ที่สังเกตได้จากรอยเปื้อนดำบนภาชนะโลหะที่มีส่วนผสมของโลหะเงิน แสดงได้ตามสมการด้านล่าง

4Ag (s) + 2H2S (g) + O (g) = 2Ag2S (s) + 2H2O

2. ปฏิริยาการละลาย
– โลหะเงินละลายได้ในกรดไนตริกเกิดเป็นอาร์เจนติคไนเตรท (Argentic Nitrate) หรือเรียก ลูนาร์คอสติค (Lunar Caustic)
– กรดซัลฟูริคเข้มข้น และร้อน โลหะเงินจะละลายได้ช้า แต่จะได้สารเป็นเงินอาร์เจนติคซัลเฟต (Argentic Sulphate) และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ส่วนกรดซัลซัลฟูริคเจือจางจะไม่สามารถทำปฏิริยากับโลหะเงินได้
– กรดไฮโดรคลอริกจะทำปฏิริยากับเงินได้ช้ามาก และจะเกิดเฉพาะบริเวณผิวหน้าของโลหะเงินเท่านั้น
– สารโพแทสเซียมไซยาไนด์สามารถละลายโลหะเงินได้
– สารประกอบในกลุ่มอัลคาไลน์จะไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะเงิน ดังนั้น เบ้าหลอมหรือแม่พิมพ์จึงใช้โลหะหรือสารประกอบจำพวกอัลคาไลน์

3. การรวมตัว และเกิดเป็นสารประกอบ
โลหะเงินสามารถรวมตัว และเกิดเป็นสารประกอบกับสารอินทรีย์ และโลหะอื่นได้ อาทิ ทองแดง ที่นิยมผสมกันใช้ทำเหรียญ

4. การตกตะกอน
กรดไฮโดรคลอดริค และคลอไรด์ สามารถรวมตัวกับโลหะเงินตกตะกอนเป็นก้อนสีขาว เรียกว่า ซิลเวอร์คลอไรด์ (AgCl) และหากให้ความร้อน และกวนอย่างต่อเนื่องจะทำให้เกิดการตกตะกอนได้เร็วขึ้น และเมื่อสัมผัสกับแสงตะกอนสีขาวจะเปลี่ยนเป็นสีเทาอมน้ำเงิน และค่อยๆเปลี่ยนเป็นสีม่วง แล้วเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล และดำในที่สุด [2]

ผลของโลหะที่ผสมกับโลหะเงิน
1. นิกเกิล (Ni)
นิกเกิลสามารถจะผสมลงไปในโลหะเงินที่ผสมทองแดงได้ถึง 1% ช่วยเพิ่มคุณสมบัติต่างๆ อาทิ ป้องกันการเกิดลักษณะเกรนโต และช่วยต้านทานการกัดกร่อนได้ แต่หากผสมนิกเกิลมากกว่า 2.5% จะทำให้คุณสมบัติดังกล่าวลดลง

2. ตะกั่ว (Pb)
ตะกั่วเมื่อผสมกับโลหะเงินหรือโลหะอื่นผสมเงินจะทำให้โลหะนั้นเปราะง่ายขึ้น โดยเฉพาะเมื่อได้รับความร้อน เพราะตะกั่วสามารถแยกจากเงินได้ง่ายที่อุณหภูมิเพียง 304 °C แต่บางครั้ง โลหะเงินหรือโลหะอื่นผสมเงินจำเป็นต้องผสมตะกั่ว เพราะช่วยให้ง่ายต่อการตัดเฉือน ( machined )

3. ดีบุก (Sn)
โลหะเงินบริสุทธิ์ สามารถผสมดีบุกได้มากถึง 19% ดีบุกเมื่อผสมกับโลหะเงินหรือโลหะอื่นผสมเงินจะทำให้โลหะนั้นมีจุดหลอมเหลวต่ำลง เนื้อโลหะมีความนิ่มมากขึ้น ตัดเฉือน และดึงเป็นเส้นได้ง่ายขึ้น หากผสมดีบุกในโลหะเงิน-ทองแดงมากกว่า 9% จะทำให้เกิด Cu4Sn มีผลทำให้โลหะผสมนั้นเปราะ และเมื่อได้รับความร้อนจนเกิดการหลอมเหลวจะทำให้มีออกชิเจนเข้าทำปฏิกิริยากับดีบุก เกิดเป็น SnO2

4. อลูมิเนียม (Al)
การผสมอลูมิเนียม 4–5% กับโลหะเงินจะไม่มีผลต่อคุณสมบัติต่างๆแต่อย่างใด แต่หากผสมในอัตราส่วนมากขึ้นจะทำให้เกิดเป็น Ag3Al มีผลทำให้โลหะผสมนั้นเปราะ เมื่อให้ความร้อนจะทำให้เกิดอลูมิเนียมออกไชด์ ( Al2O3) และเกิดตะกอนบริเวณขอบเกรน ทำให้โลหะผสมเปราะ และหักง่ายในระหว่างการใช้งาน

5. สังกะสี (Zn)
สังกะสีในสถานะของแข็งจะสามารถละลายได้ ประมาณ 20% แต่ส่วนสังกะสีที่ละลายจะสามารถผสมกับโลหะเงินได้ประมาณ 14% ของโลหะผสมที่ได้ โลหะที่ผสมกับสังกะสีจะช่วยต้านทานการเกิดออกซิเดซั่น และทำให้โลหะมีคุณสมบัติเป็นมันเงา รวมถึงช่วยลดปฏิกิริยาของโลหะเงินกับออกซิเจน และทำให้น้ำหนืดของโลหะไหลตัวได้ดี และมีความยืดตัวได้สูงขึ้น

6. ซิลิกอน (Si)
ซิลิกอนละลายในโลหะเงินได้น้อยมาก และมีผลกับโลหะที่ผสมเกิดการด้านแข็ง และเปราะหักง่าย

7. ฟอสฟอรัส (P)
ฟอสฟอรัสเมื่อผสมกับโลหะเงินหรือโลหะอื่นผสมเงินจะทำให้โลหะนั้นเปราะง่าย โลหะเงินที่ผสมฟอสฟอรัสจะได้โลหะของ AgP2 ซึ่งจะมีตะกอนที่ขอบเกรน ทำให้เกิดออกซิเดชั่นได้ง่าย เกิดการเปราะง่าย รวมถึงทำให้จุดหลอมเหลวต่ำลง

คุณสมบัติของเงินเจือประเภทต่างๆ

โลหะเงินเจือ จุดหลอม( °C ) ความแข็ง(HB) ความต้านแรงดึง (MPa) ความยืด(%) ความหนาแน่น (g/cm3)
Ag 1000 960 35 180 49 10.39
Ag 925 910/779 68 300 29 10.29
Ag 835 840/779 76 300 33 10.16
Ag 800 820/779 79 310 30 10.13
Ag 720 779 90 330 27 10

 

ขอบคุณภาพจาก pxhere.com/

เอกสารอ้างอิง
[1] เดชนา ชุตินรา, 2527, ประโยชน์ของเงิน, ข่าวสารการธรณี, 29 (2), 47-49.
[2] สุทัศน์ ยอดเพ็ชร, 2545, การศึกษาเทคนิคการผลิตทองแดงเจือ-
เพื่อเป็นโลหะเจือหลักสำหรับการผลิต-
ตัวเรือนเครื่องประดับโลหะเงินเจือ.

advertisement