Chất hoá học Ag (bạc)

Bạc, kim loại trắng, nổi tiếng với việc sử dụng nó trong đồ trang sức và tiền xu, nhưng ngày nay, mục đích sử dụng chính của bạc là công nghiệp. Cho dù trong điện thoại di động hay tấm pin mặt trời, các cải tiến mới liên tục xuất hiện để tận dụng các đặc tính độc đáo của bạc.

Bạc là một kim loại quý vì nó hiếm và có giá trị, và nó là một kim loại quý vì nó chống lại sự ăn mòn và oxy hóa, mặc dù không bằng vàng . Bởi vì nó là chất dẫn nhiệt và dẫn điện tốt nhất trong tất cả các kim loại , bạc rất lý tưởng cho các ứng dụng điện. Chất lượng kháng khuẩn, không độc hại của nó làm cho nó hữu ích trong y học và các sản phẩm tiêu dùng. Độ bóng và độ phản chiếu cao của nó làm cho nó trở nên hoàn hảo cho đồ trang sức, đồ bạc và gương. Tính dễ uốn của nó, cho phép nó được làm phẳng thành tấm và độ dẻo, cho phép nó được kéo thành dây mỏng, linh hoạt, làm cho nó trở thành sự lựa chọn tốt nhất cho nhiều ứng dụng công nghiệp. Trong khi đó, độ nhạy sáng của nó đã mang lại cho nó một vị trí trong nhiếp ảnh phim.

Bởi vì nó dồi dào hơn, bạc ít đắtA hơn nhiều so với vàng . Bạc có thể được nghiền thành bột, biến thành hồ, cạo thành mảnh, chuyển thành muối, hợp kim với các kim loại khác, làm phẳng thành các tấm có thể in được, kéo thành dây, lơ lửng như một chất keo, hoặc thậm chí được sử dụng như một chất xúc tác. Những phẩm chất này đảm bảo rằng bạc sẽ tiếp tục tỏa sáng trong lĩnh vực công nghiệp, trong khi lịch sử lâu đời trong lĩnh vực đúc tiền và đồ trang sức của nó sẽ duy trì vị thế của nó như một biểu tượng của sự giàu có và uy tín.

1. Công dụng của bạc trong điện tử

Công dụng số một của bạc trong công nghiệp là trong lĩnh vực điện tử. Khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện vượt trội của bạc giữa các kim loại có nghĩa là không thể dễ dàng thay thế nó bằng các vật liệu rẻ tiền hơn.

Ví dụ, một lượng nhỏ bạc được sử dụng làm tiếp điểm trong các công tắc điện: nối các tiếp điểm, và công tắc đang bật; tách chúng ra và công tắc tắt. Cho dù bật đèn phòng ngủ bằng công tắc thông thường hay bật lò vi sóng bằng công tắc màng, kết quả đều giống nhau: dòng điện chỉ có thể đi qua khi các điểm tiếp xúc được nối với nhau. Ô tô có đầy đủ các tiếp điểm điều khiển các tính năng điện tử, và các thiết bị tiêu dùng cũng vậy. Công tắc cường độ công nghiệp cũng sử dụng bạc.

Công dụng số một của bạc trong công nghiệp là trong lĩnh vực điện tử. Khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện vượt trội của bạc giữa các kim loại có nghĩa là không thể dễ dàng thay thế nó bằng các vật liệu rẻ tiền hơn.

Làm thế nào để bạc đi từ trái đất đến các thiết bị điện tử này? Bạc đến từ các mỏ bạc hoặc từ các mỏ chì và kẽm mà từ đó bạc là một sản phẩm phụ. Quá trình nấu chảy và tinh chế loại bỏ bạc khỏi quặng. Sau đó, bạc thường được định hình thành các thanh hoặc hạt. Đồ điện tử yêu cầu bạc có độ tinh khiết cao nhất: 99,99% nguyên chất, còn được gọi là có độ mịn 999,9.

Hòa tan bạc nguyên chất trong axit nitric tạo ra bạc nitrat, có thể ở dạng bột hoặc mảnh. Đến lượt nó, vật liệu này có thể được chế tạo thành các điểm tiếp xúc hoặc bột nhão bạc, giống như chất dán dẫn điện được làm bằng hợp kim palladium bạc.

Dán bạc có nhiều công dụng, chẳng hạn như công tắc màng đã được đề cập và xả tuyết phía sau trên nhiều xe ô tô. Trong điện tử, các đường dẫn mạch, cũng như các thành phần thụ động được gọi là tụ gốm nhiều lớp (MLCC), dựa vào keo bạc. Một trong những ứng dụng phát triển nhanh nhất của bạc dán là trong các tế bào quang điện để sản xuất năng lượng mặt trời.

Nano bạc, có kích thước hạt cực nhỏ (1-100 nanomet, tức là 1-100 phần tỷ mét), cung cấp một biên giới mới cho sự đổi mới công nghệ, đòi hỏi một lượng bạc nhỏ hơn nhiều để hoàn thành công việc. Các thiết bị điện tử in hoạt động bằng cách sử dụng mực dẫn điện nano. Một ví dụ về điện tử in là điện cực trong một siêu tụ điện, có thể sạc và xả nhiều lần và nhanh chóng. Phá vỡ tái sinh là một cải tiến ô tô cho phép động năng của một chiếc xe đang chạy chậm lại được lưu trữ trong một siêu tụ điện để tái sử dụng. Thẻ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) cung cấp một ứng dụng mạnh mẽ khác của thiết bị điện tử in. Những thẻ này tốt hơn mã vạch để theo dõi khoảng không quảng cáo vì chúng lưu trữ nhiều thông tin hơn và có thể đọc được từ khoảng cách xa hơn, ngay cả khi không có đường nhìn trực tiếp.

Bạc cũng có vị trí trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng. TV plasma của bạn có thể dựa vào bạc nhiều hơn là công tắc bật-tắt nếu nó có chứa một điện cực bạc nhằm mang lại hình ảnh chất lượng cao hơn. Điốt phát quang (LED) cũng sử dụng điện cực bạc để tạo ra ánh sáng hiệu quả năng lượng thấp. Trong khi đó, các đĩa DVD và CD bạn chơi có thể có một lớp ghi bạc mỏng.

Một ứng dụng điện tử khác của bạc là trong pin sử dụng oxit bạc hoặc hợp kim bạc kẽm. Loại pin dung lượng cao, trọng lượng nhẹ này hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ cao so với các loại pin khác. Oxit bạc được sử dụng trong pin nút cung cấp năng lượng cho máy ảnh và đồng hồ, cũng như trong các ứng dụng hàng không và quốc phòng. Pin bạc kẽm cung cấp một giải pháp thay thế pin lithium cho máy tính xách tay và ô tô điện.

Trên đỉnh cao của công nghệ là các chất siêu dẫn. Bạc không phải là một chất siêu dẫn, nhưng khi được ghép nối với một chất siêu dẫn, hai chất này với nhau có thể truyền điện nhanh hơn cả chất siêu dẫn một mình. Ở nhiệt độ rất thấp, chất siêu dẫn mang điện với ít hoặc không có điện trở. Chúng có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng từ trường để quay động cơ hoặc đẩy tàu bay từ trường.

Vô số ứng dụng của bạc trong lĩnh vực điện tử mang đến một cái nhìn mở rộng về cách một trong những kim loại nổi tiếng nhất trong lịch sử đã trở thành vật liệu tiên tiến của tương lai. Một phần do đặc tính độc nhất của nó là có độ dẫn nhiệt và dẫn điện cao nhất trong tất cả các kim loại, bạc thường là vật liệu bắt buộc phải có so với các vật liệu khác rẻ tiền hơn.

2. Công dụng của bạc trong năng lượng

Như đã đề cập trước đây, bạc dán được sử dụng để làm các tấm pin mặt trời. Các tiếp điểm dán bạc in trên tế bào quang điện bắt và mang dòng điện. Dòng điện này được tạo ra khi năng lượng từ mặt trời tác động vào lớp bán dẫn của tế bào. Tế bào quang điện là một trong những ứng dụng phát triển nhanh nhất của bạc.

Khả năng phản xạ của bạc mang lại cho nó một vai trò khác trong năng lượng mặt trời. Nó phản xạ năng lượng mặt trời vào các bộ thu sử dụng muối để tạo ra điện.

Năng lượng hạt nhân cũng sử dụng bạc. Kim loại trắng thường được sử dụng trong các thanh điều khiển để bắt neutron và làm chậm tốc độ phân hạch trong lò phản ứng hạt nhân. Việc đưa các thanh điều khiển vào lõi hạt nhân sẽ làm chậm phản ứng, đồng thời loại bỏ chúng sẽ làm tăng tốc độ phản ứng.

3. Công dụng của bạc trong hàn cắt kim loại

Quá trình hàn và hàn sử dụng độ bền kéo và độ dẻo cao của bạc để tạo ra các khớp nối giữa hai miếng kim loại. Quá trình hàn gắn diễn ra ở nhiệt độ trên 600 ° C, trong khi quá trình hàn diễn ra ở nhiệt độ dưới 600 ° C. Phế liệu bạc có thể được sử dụng trong hàn và hàn vì các quy trình này không yêu cầu bạc quá nguyên chất. Hàn và hàn tạo ra các mối nối chặt chẽ cho mọi thứ từ hệ thống sưởi và lỗ thông hơi điều hòa không khí đến hệ thống ống nước. Đặc tính kháng khuẩn và không độc hại của bạc đối với con người khiến nó trở thành một sự thay thế tuyệt vời cho các liên kết bằng chì giữa các đường ống nước.

4. Công dụng của bạc trong sản xuất hàng hóa

Bạc đóng vai trò là chất xúc tác để tạo ra hai hóa chất quan trọng: etylen oxit và fomanđehit. Ethylene oxide được sử dụng để sản xuất nhựa đúc, chẳng hạn như tay cầm bằng nhựa và nhựa dẻo, chẳng hạn như polyester. Nó cũng là một thành phần chính trong chất chống đông. Formaldehyde được sử dụng để sản xuất chất dẻo và nhựa rắn và làm lớp phủ bảo vệ. Nó cũng được sử dụng như một chất khử trùng và chất ướp xác. Là một chất xúc tác, bạc làm tăng tốc độ của các phản ứng mà không bị sử dụng hết

5. Sản xuất đồng tiên xu và trong đầu tư

Theo truyền thống, bạc được phục vụ cùng với vàng, là kim loại được sử dụng trong tiền xu. Là một kim loại quý, bạc rất hiếm và có giá trị nên nó là một vật lưu trữ của cải rất tiện lợi. Trong quá khứ, người ta tích lũy của cải dưới dạng đồng bạc; ngày nay, họ đầu tư vào vàng thỏi đầu tư. Thực tế là bạc không bị ăn mòn và chỉ nóng chảy ở nhiệt độ tương đối cao, có nghĩa là nó có thể tồn tại lâu dài, và thực tế là nó có độ bóng cao khiến nó trở nên hấp dẫn. Tính dễ uốn của nó khiến bạc trở thành một lựa chọn tốt để thiết kế và đúc tiền nội tệ.

Theo truyền thống, bạc được phục vụ cùng với vàng, là kim loại được sử dụng trong tiền xu. Là một kim loại quý, bạc rất hiếm và có giá trị nên nó là một vật lưu trữ của cải rất tiện lợi. 

Với sự phong phú hơn và do đó ít đắt hơn vàng, bạc đã được sử dụng phổ biến hơn như một loại tiền tệ. Bạc được khai thác và sử dụng trong giao dịch hàng nghìn năm trước Công nguyên và lần đầu tiên được đúc thành đồng bạc ở khu vực Địa Trung Hải hàng trăm năm trước Công nguyên. Cho đến thế kỷ 20, nhiều quốc gia đã sử dụng bản vị bạc hoặc vàng, sao lưu giá trị của tiền tệ với sự hiện diện của vàng hoặc bạc trong kho bạc. Ngày nay, các quốc gia sử dụng các kim loại ít đắt tiền hơn, chẳng hạn như đồng và niken, để sản xuất tiền xu và họ sử dụng tiền tệ fiat, trong đó quy định của chính phủ kiểm soát giá trị, thay vì tiêu chuẩn vàng hoặc bạc.

Tuy nhiên, bạc vẫn giữ được giá trị của nó như một loại hàng hóa. Nhiều cá nhân chọn đầu tư vào bạc thông qua các công cụ tài chính, như cổ phiếu và quỹ tương hỗ, hoặc thực sự mua và lưu trữ các thỏi, đồng xu hoặc huy chương bằng bạc nguyên chất 99,9%. Đôi khi, các quốc gia sản xuất tiền xu phiên bản của người sưu tầm bạc, họ bán cho người mua với giá cao hơn giá trị của loại bạc được sử dụng để làm đồng xu.

6. Công dụng của bạc trong đồ trang sức và đồ bạc

Đồ trang sức và đồ bạc là hai công dụng truyền thống khác của bạc. Tính dẻo, độ phản xạ và độ bóng làm cho bạc trở thành một sự lựa chọn tuyệt vời. Bởi vì nó rất mềm, bạc phải được hợp kim với kim loại cơ bản, như đồng, như trong trường hợp của bạc đồng bảng Anh (92,5% bạc, 7,5% đồng). Mặc dù nó chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn, bạc có thể bị xỉn màu, nhưng với một chút đánh bóng, nó có thể sáng bóng suốt đời. Bởi vì nó rẻ hơn vàng, bạc là một lựa chọn phổ biến cho đồ trang sức và là một tiêu chuẩn cho việc ăn uống cao cấp. Kim loại cơ bản được mạ bạc cung cấp một giải pháp thay thế ít tốn kém hơn cho bạc. Đĩa và đĩa bằng bạc có thể đi kèm với đồ bạc, và chúng thường là những tác phẩm nghệ thuật được chế tác tinh xảo.

Đồ trang sức và đồ bạc là hai công dụng truyền thống khác của bạc. 

7. Công dụng của bạc trong nhiếp ảnh

Nhiếp ảnh từng là một trong những ứng dụng công nghiệp chính của bạc cho đến khi phương tiện kỹ thuật số nổi lên gần đây. Chụp ảnh phim truyền thống dựa vào độ nhạy sáng của các tinh thể bạc halogenua có trong phim. Khi phim tiếp xúc với ánh sáng, các tinh thể bạc halogenua thay đổi để ghi lại một hình ảnh tiềm ẩn có thể được phát triển thành một bức ảnh. Độ chính xác của quy trình này làm cho nó hữu ích cho nhiếp ảnh, phim và X-quang của người tiêu dùng không phải kỹ thuật số.

Bạc được sử dụng trong nhiếp ảnh phim không nên nhầm lẫn với "màn bạc" của điện ảnh. Cụm từ này không dùng để chỉ bạc trong phim, mà chỉ màn hình thấu kính màu bạc mà các bộ phim ban đầu được chiếu.

Chụp ảnh phim truyền thống dựa vào độ nhạy sáng của các tinh thể bạc halogenua có trong phim. Khi phim tiếp xúc với ánh sáng, các tinh thể bạc halogenua thay đổi để ghi lại một hình ảnh tiềm ẩn có thể được phát triển thành một bức ảnh. Độ chính xác của quy trình này làm cho nó hữu ích cho nhiếp ảnh, phim và X-quang của người tiêu dùng không phải kỹ thuật số.

8. Công dụng của bạc trong y học

Các ion bạc hoạt động như một chất xúc tác bằng cách hấp thụ oxy, tiêu diệt vi khuẩn bằng cách can thiệp vào quá trình hô hấp của chúng. Tính chất kháng sinh này, cùng với tính không độc của nó, đã mang lại cho bạc một vai trò thiết yếu trong y học trong hàng nghìn năm. Trước khi thuốc kháng sinh được sử dụng rộng rãi, lá bạc được quấn quanh vết thương để giúp vết thương mau lành, và bạc keo và phức hợp bạc-protein được uống hoặc bôi tại chỗ để chống lại bệnh tật. Bạc cũng đã được sử dụng trong thuốc nhỏ mắt và vệ sinh răng miệng để chữa bệnh và ngăn ngừa nhiễm trùng.

Các ion bạc hoạt động như một chất xúc tác bằng cách hấp thụ oxy, tiêu diệt vi khuẩn bằng cách can thiệp vào quá trình hô hấp của chúng. Tính chất kháng sinh này, cùng với tính không độc của nó, đã mang lại cho bạc một vai trò thiết yếu trong y học trong hàng nghìn năm. 

Mặc dù bạc không độc, nhưng việc nạp một lượng nhỏ bạc lặp đi lặp lại theo thời gian có thể dẫn đến chứng argyria. Ở những người bị tình trạng này, bạc tích tụ trong mô cơ thể, khiến nó có màu xanh xám khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Ngoài ra, việc tiêu thụ một lượng lớn bạc có thể có những tác động tiêu cực đến cơ thể. Vì những lý do này, các bác sĩ y tế không khuyến khích sử dụng bạc keo, giảm bớt tuyên bố của một số người rằng bạc keo là một chất bổ sung chế độ ăn uống có thể chữa được tất cả.

Ngày nay, sự xuất hiện của siêu vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh làm tăng nhu cầu về bạc trong bệnh viện. Một lượng nhỏ bạc có thể phủ lên bề mặt bệnh viện và thiết bị y tế để ngăn chặn sự lây lan của mầm bệnh. Bạc trong dụng cụ phẫu thuật, băng vết thương và thuốc mỡ bảo vệ vết thương khỏi nhiễm trùng. Silver sulfadiazine đặc biệt hữu ích cho nạn nhân bị bỏng vì nó tiêu diệt vi khuẩn đồng thời cho phép da mọc lại. Phương pháp điều trị bằng ion bạc có thể chữa lành nhiễm trùng xương và cho phép tái tạo các mô bị tổn thương.

9. Công dụng của bạc trong gương và kính

Bạc gần như phản chiếu hoàn toàn khi đánh bóng. Từ thế kỷ 19, gương đã được chế tạo bằng cách phủ lên bề mặt kính trong suốt một lớp bạc mỏng, mặc dù gương hiện đại cũng sử dụng các kim loại khác như nhôm. Nhiều cửa sổ của các tòa nhà hiện đại được tráng một lớp bạc trong suốt có tác dụng phản chiếu ánh sáng mặt trời, giúp không gian bên trong luôn mát mẻ vào mùa hè. Trong không gian vũ trụ, gạch tráng bạc bảo vệ tàu vũ trụ khỏi ánh nắng mặt trời.

10. Công dụng của bạc trong động cơ

Ổ trục động cơ dựa vào bạc. Ổ trục mạnh nhất được làm từ thép đã được mạ điện với bạc. Điểm nóng chảy cao của bạc cho phép nó chịu được nhiệt độ cao của động cơ. Bạc cũng hoạt động giống như chất bôi trơn để giảm ma sát giữa ổ bi và vỏ của nó. Do khả năng hấp thụ oxy của nó, bạc đang được nghiên cứu như một chất thay thế có thể cho bạch kim để xúc tác quá trình oxy hóa vật chất thu được trong bộ lọc động cơ diesel.

11. Công dụng của Bạc trong Giải thưởng

Do địa vị là kim loại quý, chỉ đứng sau vàng nên bạc thường được dùng để trao vị trí thứ hai. Giải bạc nổi tiếng nhất là Huy chương bạc Olympic hạng nhì. Bạc cũng tượng trưng cho danh dự, dũng cảm và thành tích, đó là lý do tại sao nhiều tổ chức quân sự, chủ nhân, câu lạc bộ và hiệp hội sử dụng các giải thưởng màu bạc hoặc bạc để tôn vinh các cá nhân vì những đóng góp của họ.

Do địa vị là kim loại quý, chỉ đứng sau vàng nên bạc thường được dùng để trao vị trí thứ hai. Giải bạc nổi tiếng nhất là Huy chương bạc Olympic hạng nhì. 

12. Công dụng của bạc đối với nước, thực phẩm, vệ sinh

Đặc tính kháng khuẩn của bạc đã được áp dụng hàng ngàn năm, rất lâu trước khi phát hiện ra các sinh vật vi sinh vật, bởi vì đồ đựng và đồng xu bằng bạc được biết là có tác dụng ngăn chặn sự hư hỏng của chất lỏng. Ngày nay, một lớp phủ bạc ngăn ngừa sự tích tụ của vi khuẩn trong các bộ lọc nước có nguồn gốc carbon, trong khi các ion bạc trong hệ thống lọc nước mang theo oxy có tác dụng oxy hóa và tiêu diệt vi khuẩn. Các ion bạc-đồng thậm chí có thể thay thế clo ăn mòn để làm vệ sinh hồ bơi và bể chứa.

Các đặc tính kháng khuẩn của bạc làm cho nó hữu ích trong y học và lọc nước hiện đang được áp dụng trong thực phẩm và vệ sinh. Lớp phủ nano được áp dụng cho các gói thực phẩm và tủ lạnh. Và nhiều sản phẩm tiêu dùng mới, chẳng hạn như máy giặt, quần áo và các sản phẩm vệ sinh cá nhân đã giới thiệu những lợi ích của bạc kháng khuẩn.

13. Các công dụng khác của bạc

Các công dụng truyền thống khác của bạc tồn tại. Ví dụ, bạc là một thành phần trong hỗn hống được sử dụng để trám răng, mặc dù phương pháp này đã được thay thế phần lớn bằng các vật liệu khác do sự hiện diện của thủy ngân độc hại trong hỗn hống. Bạc cũng đã được sử dụng để làm đĩa nhạc cụ, chẳng hạn như sáo.

Ngày nay, bạc đang được ứng dụng vào nhiều mục đích sử dụng mới. Bạc là một trong nhiều lựa chọn để thay thế arsenate đồng mạ crom độc hại làm chất bảo quản gỗ. Mực nano và lớp phủ trên giấy ca ngợi khả năng ngăn ngừa sự lây lan của vi khuẩn. Kính kim loại bạc, được sản xuất bằng cách làm nguội bạc nhanh chóng, mang lại sức mạnh bền bỉ chống biến dạng. Chất lỏng ion bạc, ở trạng thái lỏng ở nhiệt độ phòng, có thể được sử dụng để làm sạch các chất thải dầu mỏ. Màu bạc trong vải cho phép người dùng màn hình cảm ứng đeo găng tay khi thời tiết lạnh.

Bạc dường như có nhiều công dụng như trí tưởng tượng của con người có thể phát triển. Các tác phẩm truyền thống bằng bạc, như đồ trang sức và đồ bạc, dựa vào sự sáng tạo của các nghệ sĩ. Công dụng hiện đại phụ thuộc vào sự khai thác sáng tạo của các nhà khoa học và kỹ sư để đáp ứng nhu cầu thay đổi của người tiêu dùng và các ngành công nghiệp. Trong khi một số mục đích sử dụng tăng và giảm, chẳng hạn như sử dụng bạc trong phim ảnh, các mục đích sử dụng khác có thể tiếp tục phát triển, chẳng hạn như sản xuất tế bào quang điện cho năng lượng mặt trời đang phát triển. Các tính chất độc đáo của bạc, đặc biệt là độ dẫn nhiệt và điện cao, khả năng phản xạ và tính kháng khuẩn của nó, khó có thể thay thế, giống như một chiếc nhẫn bạc độc nhất vô nhị.