כסף (יסוד) - ויקיפדיה

כסף (באנגלית: Silver, בלטינית: Argentum) הוא יסוד כימי ממשפחת מתכות המעבר שסמלו הכימי Ag ומספרו האטומי 47. צבעו אפור מבריק, ונעשה בו שימוש נרחב בתעשייה.

תכונות

הכסף הוא מתכת רכה בצבע אפור מבריק. כסף הוא היסוד עם המוליכות החשמלית ומוליכות החום הגבוהות ביותר מכל היסודות הידועים לאדם^[1]^[2]. הכסף אינו מסיס בחומצה מלחית או גפרתית מהולה. ניתן להמיס כסף בחומצה חנקתית.
$Ag+2HNO_{3}--->AgNO_{3}+NO_{2}(g)+H_{2}O$ .

כימיה

דרגת החימצון הנפוצה ביותר של כסף היא 1+, אך תרכובות שמכילות כסף בעל דרגת חימצון 2+ קיימות. כמעט כל מלחי הכסף מלבד: AgF ,AgNO₃, AgClO₃ ו-AgClO₄ אינם מסיסים במים. הוספת חומצה מלחית (או כל מקור אחר ליוני כלוריד ) לתמיסה המכילה יוני כסף תיצור משקע "גבינתי" של כסף כלורי AgCl. המלח הזה אינו מסיס במים אבל מתמוסס בהוספת אמוניה עקב יצירת הקומפלקס המסיס $\left[Ag(NH_{3})_{2}\right]Cl$ . מכפלות המסיסות יורדות ככל שיורדים בטור הלוגנים (כסף ברומי מסיס פחות מכסף כלורי ויותר מכסף יודי) כמודגם בטבלה.

מלח כסף	מכפלת מסיסות Ksp ב 20°C	הערות
כסף פלואורי AgF	מסיס מאוד: 1.8 ק"ג\ ליטר	טמפ' התכה: 435°C, צבעו כתום, בדומה לכסף כלורי וברומי אטום הכסף במרכז אוקטהדרון מוקף 6 אניונים
כסף כלורי AgCl	‎1.8×10^-10‎	טמפ' התכה: 455°C, צבעו צהבהב, אחד הכלורידים קשי התמס היחידים (יחד עם כספית חד ערכית ועופרת)
כסף ברומי AgBr	‎5.3×10^-13‎	טמפ' התכה: 432°C, צבעו צהוב חזק, משחיר באור ולכן משמש בייצור סרטי צילום בשחור-לבן
כסף יודי AgI	‎8.3×10^-17‎	טמפ' התכה: 552°C, משמש לזריעת עננים, יון הכסף במרכז טטרהדרון
כסף סולפיד Ag₂S	‎6.0×10^-51‎	טמפ' התכה: 825°C, צבעו שחור, זהו הציפוי השחור הנוצר על כלי כסף. ניתן לחיזור על ידי אלומיניום בתמיסה מדוללת של נתרן קרבונט (סודה).
כסף ציאניד AgCN	‎1.2×10^-16‎	טמפ' התכה: 320°C, צבעו לבן, קישור קווי (ליניארי) יון הציאניד מגשר בין שני אטומי כסף.
כסף כרומט Ag₂CrO₄	‎1.1×10^-12‎	צבעו חום-אדמדם, מסיס בחומצה חנקתית ובאמוניה
כסף פחמתי (קרבונט) Ag₂CO₃	‎8.1×10^-12‎	מתפרק ב-210°C, צבעו צהוב
כסף חנקתי (ניטראט) AgNO₃	מסיס מאוד: 2.19 ק"ג\ליטר	טמפ' התכה: 212°C, רגיש לאור, משמש להכנת חומרי נפץ ולחיטוי (מטפטפים תמיסת כסף חנקתי לעיני תינוקות לאחר לידה למניעת זהום בחידקי זיבה או כלמידיה)

קישור קוולנטי

האלקטרושליליות הגבוהה של הכסף (בהשוואה למתכות אחרות) גורמת לאופי הקוולנטי של התרכובות שלו. המלחים המסיסים של כסף הם יוניים אבל לקשר כסף-הלוגן (בכסף כלורי, ברומי ויודי) יש אופי קוולנטי ואילו תרכובות ככסף ציאנידי AgCN וכסף תיאו-ציאנט AgSCN שלהן מבנה שרשרתי -Ag-C≡N-Ag-C≡N- הן בעיקר קוולנטיות (קישור ליניארי כזה אופייני לתרכובות קוולנטיות ואינו מופיע בסריגים יוניים). יצירת הקשר הקוולנטי בכסף חד ערכי $Ag^{+}$ מוסברת בהיברידיזציה של אורביטל d עם אורביטלי s ו-p הקרובים באנרגיה כך שנוצר אורביטל המאפשר זוג קשרים קוולנטים ליניארים^[3].
כסף חמצני Ag₂O הוא משקע חום כהה הנוצר מהוספת בסיס חזק לתמיסת יוני כסף. תחמוצת הכסף בסיסית, ריאקציית שיווי המשקל במים $Ag_{2}O+H_{2}O\Leftrightarrow 2Ag^{+}+2OH^{-};logK=-7.42(25C)$ Ag₂O סופח CO₂ מהאוויר ומתקבל Ag₂CO₃. החומר מתפרק ב-160°C ומתחזר בקלות לכסף מתכתי על ידי מימן.
כסף סולפיד: הציפוי השחור הנוצר על כלי כסף ותכשיטים הוא בדרך כלל הסולפיד Ag₂S, ההפרש הקטן באלקטרונגטיביות בין כסף (1.93) לגפרית (2.58) מלמד כי הקשר הוא בעיקרו קוולנטי (כפי שמרמזת הבליעה בתחום הנראה^[4] ובהתאם, לכסף סולפיד מכפלת המסיסות הקטנה ביותר (הכי פחות מסיס) מכל תרכובות הכסף $-logKsp\approx 50$

כסף דו ערכי

לכסף מצב חמצון נפוץ פחות אך יציב $Ag^{+2}$ . התחמוצת השחורה AgO נוצרת, למשל, על ידי חמצון באוזון של Ag₂O במים. ניתן לקבל גם היון הפרה-מגנטי המיומם $\left[Ag(H_{2}O)_{4}\right]^{2+}$ (הפרה מגנטיות נובעת מהמצאות 9 אלקטרונים בקליפה 4d של הכסף כלומר אלקטרון לא מזווג) על ידי המסת AgO בחומצה. AgF₂ הוא מוצק שצבעו חום כהה הנוצר מהפעלת פלואור על AgF בטמפרטורה גבוהה. יון הכסף במרכז אוקטאדרון מעוות: מרחקי קשר של 2.1Å~ בין הכסף לאטומי הפלואור במישור XY ואורך קשר 2.5Å~ בציר Z הניצב^[5]. למרות שיש אלקטרון לא מזווג ברמה 4d של הכסף החומר אינו פרה-מגנטי אלא אנטיפרומגנטי. ניתן לקבל גם קומפלקסים המכילים כסף בדרגת חמצון 3+^[6]

צורה בטבע

כסף בצורתו הטבעית, משולב לעיתים קרובות עם גופרית, ארסן, אנטימון, כלור ויסודות נוספים. המחצבים הנפוצים של כסף הם: ארגנטיט (Ag₂S), כלורוארגריט (AgCl) ופירוארגריט (Ag₃SbS₃). לעיתים קרובות, ניתן למצוא כסף במחצבי נחושת, ניקל-נחושת, זהב, עופרת ואבץ-עופרת.

תפוקה עולמית ועתודה עולמית

נכון לשנת 2015, היקף התפוקה העולמית של כסף עמד על כ-27,300 טונות^[7]. מקסיקו היא מפיקת הכסף הגדולה בעולם, עם תפוקה של כ-5,400 טונות, שהן כ-19.7% מהתפוקה העולמית, על אף שפרו ככל הנראה מחזיקה בעתודות הכסף הגדולות בעולם, עם כ-120,000 טונות כסף, שהן כ-21% מהעתודה העולמית^[7]. כסף עשוי להיות מופק ישירות מהמחצבים שלו, או כתוצר לוואי בתהליכי טיהור אלקטרוכמיים של: נחושת, זהב, אבץ ועופרת. בשיטות אלו, ניתן להפיק כסף ברמת טוהר של 99.9%.

תפוקת הכסף העולמית (2015) - היקף ועתודות^[7]
דירוג	מדינה	תפוקה שנתית (טונות)	נתח מהתפוקה העולמית	עתודות מוכחות (טונות)	נתח מהעתודה העולמית
1	מקסיקו מקסיקו	5,400	19.7%	37,000	6.5%
2	סין	4,100	15%	43,000	7.5%
3	פרו פרו	3,800	13.9%	120,000	21%
4	אוסטרליה אוסטרליה	1,700	6.2%	85,000	15%
5	צ'ילה צ'ילה	1,600	5.8%	77,000	13.5%
6	רוסיה רוסיה	1,500	5.5%	20,000	3.5%
7	בוליביה בוליביה	1,300	4.7%	22,000	3.8%
8	פולין פולין	1,300	4.7%	85,000	15%
9	ארצות הברית ארצות הברית	1,100	4%	25,000	4.3%
10	קנדה קנדה	500	1.8%	7,000	1.2%
11	שאר העולם	5,000	18.3%	50,000	8.7%
	סך הכל	27,300	100%	570,000	100%

היסטוריה

כסף ידוע לאדם מראשית העת העתיקה. סיגי המתכת שנמצאו במערה קדומה באסיה, מעידים על כך שידעו להפריד אותו מעופרת כבר בשנת 4000 לפנה"ס.

שימושים

שימוש בכלכלה

דנאריוס כסף של הקיסר הרומי גטה
מטבע כסף קלטי
ארגנטוס (אנ') מתקופת דיוקלטיאנוס
מטבע כסף מתקופת קרטקוס
שקל כסף של קרתגו
אובולוס כסף של תבאי

שימוש של כסף שהיה נפוץ בעיקר בעבר הוא הכנת מטבעות, במיוחד במדינות אשר הפעילו בסיס דו מתכתי; (להבדיל ממערכת הכוללת מטבעות ממתכת יחידה כדוגמת תקן הזהב או תקן הכסף) כיום משמשות סגסוגות זולות יותר (של נחושת וניקל, בעיקר) למטרה זו. עדות לשימוש הנפוץ של המתכת כאמצעי תשלום קיימת בשפות רבות בעולם, ובהן העברית, בהן שם המתכת ושם אמצעי התשלום זהים: בצרפתית (Argent), בלטינית (Argentum) ועוד.

שימוש אסתטי

שימושו הידוע ביותר של הכסף הוא כחומר גלם בצורפות. תכשיטי כסף עשויים לרוב מכסף סטרלינג. הכסף יקר יחסית לנחושת וזול בהרבה מזהב, ונחשב בתכשיטים כמתכת יקרה מ"דרגה שנייה", במיוחד בהשוואה לזהב.
כסף משמש להכנת ערכות סכו"ם (סכינים, כפיות ומזלגות) יוקרתיות וכלי מטבח נוספים - מגשים, קומקומים וכדומה. גם כלים אלה עשויים לרוב מכסף סטרלינג.
הזוכים במקום השני בתחרויות ספורט שונות (המשחקים האולימפיים, למשל) מקבלים מדליית כסף; הזוכים במקום הראשון מקבלים מדליית זהב.

שימוש בתעשייה

כסף אצטט $AgC_{2}H_{3}O_{2}$ יוצר טעם דוחה עם עשן סיגריות ולכן משמש כחומר המסיע בגמילה מעישון כשהוא מוכנס למסטיקים או גלולות^[8].
כסף חנקתי, וכן כמה מתרכובות ההלידים של כסף (כלומר, מלחי כסף בהן האניון הוא הלוגן) משמשים להכנת סרטי צילום. מלחים אלו מתכהים בחשיפה לאור ויוצרים על-גבי הסרט את התמונה. ישנם מלחי כסף שכשהם מוספים לזכוכית הם גורמים לה להתכהות באור חזק ולחזור ולהיות בהירה כשהאור נחלש.
- משקפיים בשקיפות גבוהה עם עדשות המכילות מלחי כסף נעשים יותר כהים בשמש כך שהם מתפקדים כמשקפי שמש כשהדבר נצרך.
בשל מוליכותו החשמלית הגבוהה של הכסף, נעשה בו בתעשיית האלקטרוניקה.
AgONC -Silver fulminate הוא חומר נפץ חזק, בשל רגישותו הרבה לטלטול או זעזוע (פגיעה של טיפת מים מסוגלת לגרום פיצוץ) ערכו היישומי מוגבל.
לכסף כלורי (AgCl) שימוש כדבק לזכוכית. בתגובות מתילציה עם מתיל-יודיד הוא עשוי לשמש זרז לפי עקרון לה שטלייה כשהוא משקע את יון היודיד שמתפנה.
לכסף יש שימושים רפואיים שונים. הוא משמש ליצור חומר לסתימת עששת בשיניים.
פיזור יודיד הכסף (AgI) מעל עננים מעודד ירידת גשם.
לכסף קולואידי תפקיד בתור חומר אנטיביוטי.
מספר ניסויים בפיזיקה קוונטית כמו ניסוי שטרן-גרלך משתמשים באטומי כסף.

שימוש קולינרי

וארק (אנ') משמש כתוספת קישוטית במאכלי גורמה באסיה ובעיקר בהודו.
משמש כצבע מאכל (E174).

בגוף האדם

לכסף אין תפקיד ביולוגי בגוף האדם. הכסף עצמו אינו מסוכן לאדם, אך מלחיו נחשבים חומרים מסרטנים.

תרכובות שמכילות כסף יכולות להיספג במחזור הדם, להגיע אל רקמות שונות ולגרום למצב שנקרא ארגיריה שבו העור מקבל גוון כסוף תמידי. מצב זה אינו מזיק.

הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.

בתרבות

כסף מוזכר בספר בראשית. פסל מיכה היה עשוי מכסף. באלכימיה, כסף נקרא "לונה". הוא קושר לירח וסמלו כצורת סהר, בתרבות האצטקית הכסף נחשב כדמעות הלבנה ובמיתולוגיה היוונית-רומית נחשב למתכת המקודשת לארטמיס/דיאנה, אלת הירח.