Група діючих речовин Срібло

Срібло-хімічний елемент, благородний метал, відомий з найдавніших часів, поширений в природі набагато менше, ніж мідь. Срібні наночастинки застосовують в рослинництві в якості біологічно активних речовин, що стимулюють ріст і розвиток рослин.

Латинська назва – Argentum – дано цього металу у зв'язку з його кольором і є похідним від грецького «аргос», тобто «білий, блискучий». Російська назва "срібло «походить від слова» серп" і пов'язано безпосередньо з Місяцем (серп місяця). Блиск самородків срібла, пофарбованих у світло-жовтий колір, схожий на Сяйво нічного світила. Більш того, в алхімії в якості символу срібла використовується знак місяця.

Найбільш стародавні срібні ювелірні вироби були виявлені в похованнях, що відносяться до другої епохи Герзе, тобто 3900 – 3600 років до нашої ери.

Срібні самородки знаходять дуже рідко, набагато рідше золотих. Саме поетомудо кінця I тисячоліття до нашої ери срібло цінувалося вище золота. Ситуацію змінило відкриття способу виділення чистого срібла зі свинцевих руд.

Завдяки ковкості і пластичності срібло широко застосовується в ювелірній справі у всіх країнах світу. Висока електро - і теплопровідність зробила цей матеріал незамінним в техніці. Хімічні сполуки срібла розкладаються на світлі, що використовується в фотографії.

Сучасні дослідження підтверджують широкий спектр протимікробної дії срібла, відзначають відсутність стійкості до нього у багатьох патогенних організмів, низьку токсичність і гіпоалергенність. Завдяки цим властивостям матеріал широко використовується при створенні медичних препаратів антисептичної, протизапальної та бактерицидної дії.

В останнє десятиліття активно вивчається дія наночастинок срібла на ріст і розвиток рослин. Численні дослідження підтверджують позитивний вплив елемента на ростові процеси.

Фізичні та хімічні властивості

Срібло(Argentum) Ag– хімічний елемент побічної підгрупи першої групи періодичної системи. Характеризується яскраво вираженим фізіологічним впливом на живі організми, стійкістю до впливу кисню повітря в нормальних умовах. Атомний номер – 47. Атомна маса – 107,87.Щільність – 10,49 г/см3. Температура плавлення – 960, 5°C. Температура кипіння – 2210°C.

Срібло-білий, блискучий метал, в тонких плівках і проходить світлі – блакитного кольору. На відкритому повітрі, під дією сірководню, срібло окислюється, покриваючись темним нальотом сульфіду срібла. Характеризується найвищою електро-і теплопровідністю серед інших металів періодичної системи і кращою відбивною здатністю, зокрема в інфрачервоному і видимому світлі. Розчинність срібла у воді – 0,04 мкг/л. У водних розчинах іони срібла утворюють довго зберігають стабільність гідратовані іони.

При підвищенні температури і тиску на поверхні срібла утворюється одновалентний оксид срібла (Ag2O). Суспензія цієї сполуки має антисептичні властивості. При температурі 200°CAg2 Оразлагается. Крім зазначеного, стійким є і двовалентний оксид срібла-AgO.

Срібло проявляє стійкість до впливу кислот. Розбавлена сірчана, соляна кислота і суміш концентрованої азотної і соляної кислот (царська горілка) на нього дії не чинять у зв'язку з утворенням на поверхні металу захисної плівки з хлориду срібла (AgCl).

Хлорид срібла (AgCl) утворюється у вигляді білого сирнистого осаду нерозчинного у воді і кислотах при взаємодії срібла з хлорид-іонами. На світлі він поступово темненнт і розкладається з виділенням металевого срібла. Такими ж властивостями володіють йодид і бромід срібла, але вони мають жовтуватий колір. Фторид срібла у воді розчиняється.

Гаряча концентрована сірчана кислота (H2SO4) здатна розчиняти срібло, утворюючи сульфат срібла(Ag2SO4).

Азотна кислота (HNO3) розчиняє срібло з утворенням нітрату срібла (Ляпіс)–AgNO3.Це безбарвні кристали, добре розчинні у воді. Застосовується ляпіс у виробництві фотоматеріалів, в гальванотехніці, в медицині і рослинництві.

Хімічні сполуки срібла термодинамічно малостійкі. При цьому вуглець - і азотовмісні сполуки одновалентного срібла розкладаються з вибухом.

Зміст в природі

Срібло – рідкісний метал, за середнім вмістом в земній корі знаходиться на 69 місці серед інших елементів періодичної системи.

Його вміст за масою в земній 7х10 -6%, в морській воді - від 1, 5х10-8до 2, 9х10-7% , в прісній-2, 7х10-8%.

Кларк срібла (середній ваговий вміст елемента в земній корі, породах, водах океанів, виражене у відсотках)дорівнює 1х10-5. Є думка, що ця цифра дещо завищена. За даними японських вчених в породах Японії встановлено наступний зміст срібла (в %):

• у гранітах – 0,037х10-4;
• у гранітоїдах-0, 050х10-4;
• у липаритах – 0,049х10-4;
• андезитах – 0,080х10-4;
• базальтах – 0,110х10-4;
• габро – 0,110х10-4;
• ультроосновных породах – 0,600х10-4;
• в середньому для порід Японії – 0,08 х10-4

За даними академіка А. П. Виноградова вміст срібла в різних породах (у %) :

у магматичних:

• ультраосновных – 0,05х10-4;
• основних – 0,1х10-4;
• середніх – 0,07х10-4;
• кислих – 0,05х10-4;

в осадових:

• в глинах, сланцях – 0,1х10-4;
• пісковиках – 0,44х10-4;
• карбонатних – 0,02х10-4;
• в середньому по літосфері – 0,07х10-4;
• в метеоритах-хондритах – 0,094х1054;
• у залізних метеоритах – 5х10-4.

Як мікроелемент срібло входить до складу тканин тварин організмів. Елемент накопичується в гіпофізі, ендокринних залозах, в еритроцитах, в речовинах беруть участь в будові очей. В організмі людини в середньому міститься 20 мкг срібла на 100г сухої речовини. Фізіологічна норма вмісту срібла – 20 – 40 мкг на 100 г сухої речовини.У тілах тварин вміст срібла становить до 0,02 мг на 100 г повітряно-сухої тканини.Домішки його в рослинах присутні завжди. При цьому кількість знаходиться в прямій залежності від вмісту в ґрунті. В добовому харчовому раціоні дорослої людини звертається близько 0,1 – 0,8 мг срібла.

Високу біологічна активність срібла в тваринних організмах пов'язують з його участю в синтезі гормонів та ферментів. Залежно від концентрації у водних розчинах іони срібла можуть стимулювати або пригнічувати активність ряду ферментів. Під їх впливом інтенсивність окисного фосфорилювання в мітохондріях головного мозку збільшується майже в два рази, збільшується вміст нуклеїнових кислот, що призводить до поліпшення постачання клітин головного мозку киснем.Препарати колоїдного срібла надають стимулюючий вплив на функції кровотворення.

Вміст срібла в різних з'єднаннях

В даний час більшу частину срібла отримують з його з'єднань. Найважливіша срібна руда-аргеніт (срібний блиск). Одночасно в якості домішки срібло виявляється у всіх мідних і свинцевих рудах. Саме з них отримують до 80% всього видобутого срібла. У Росії цей метал добувають зі срібно-свинцевих руд Уралу, Алтаю, Північного Кавказу.

Відомо більше 60 серебосодержащих мінералів, які діляться на 6 груп:

самородне срібло, містить 95 – 99% срібло з домішкою золота, платини, міді та інших металів;

сплави срібла золотом (електрум) – 20 – 28 % срібла;

прості сульфіди срібла (аргентит) – 87 % срібла;

телуриди і селениды срібла – гессит (63%), науманит (73%);

антемониды і арсениды – дискразит (до 74%);

галогеніди і сульфати-кераргіріт (75%);

складні сульфіди (тиосоли) – пираргирит(60%), прустит (65%).

Вміст срібла в ґрунтах

У незначній кількості срібло присутній в грунтах майже завжди.Однак, зв'язується воно тільки гуміновими кислотами верхньої частини гумусової товщі. Зокрема, згідно з останніми дослідженнями, середньостатистичне вміст даного елемента в чорноземі звичайному Південного Уралу 0,79±0,14 мг/кг

Колоїдне срібло

Чисте срібло малорозчинне у воді. Отруйність розчинних сполук срібла – факт загальновідомий. Тоді як всі типи наночастинок срібла характеризуються низькою або нульовою токсичністю.

Проблему постачання тварин і рослинних організмів необхідною дозою срібла в даний час вирішують з допомогою колоїдних систем, що містять наночастинки срібла. Дані про дію колоїдних наночастинок срібла на живі організми, в тому числі і рослини дуже суперечливі. В цілому це пов'язано з недостатньою вивченістю питання. Однак, в цілому наука схиляється до позитивного впливу мінімальних доз срібла на ріст і розвиток рослин і тварин, як і інших мікроелементів.

Колоїдна система

Будь-яка колоїдна система складається з надмалих частинок знаходяться в зваженому стані в тому чи іншому середовищі, наприклад воді. Розмір частинок в колоїді становить від 0,1 до 0,00 1 мікрона. При розмірах частинок менше 0,1 мікрона-система буде являти собою істинний розчин, при розмірах більше 100 нм-суспензію.

Колоїдна система має три властивості:

• Складається з різнорідних компонентів.
• Є багатофазною.
• Частинки не розчиняються в розчині або суспензії.

Фізико-хімічні властивості колоїдного срібла

Фізико-хімічні властивості колоїдних наночастинок срібла определяютсяих агрегативної і седиментаційних(здатність протистояти силі тяжіння) стійкістю, а також можливістю їх окислення киснем навколишнього повітря.

Стійкість колоїдної системи в даному випадку залежить від вихідної концентрації іонів срібла в розчині.

Розміри наночастинок срібла варіюють в межах від 3 до 100 нм. Фізичні властивості срібла в нанодіапазоні відрізняються від властивостей срібла. Наприклад, зменшення розмірів частинок призводить до зниження температури плавлення.

Наночастинки срібла володіють великою питомою площею поверхні, що збільшує область контакту елемента з патогенними організмами і покращує його бактерицидну дію. Одночасно збільшується швидкість адсорбції клітиною і транспортування через клітинну мембрану.

Біологічні ефекти наночастинок срібла

Гірчиця сарепська (Brassica juncea– - при пророщуванні сім'яна базальної живильному середовищі при використанні наночастинок срібла встановлений позитивний ефект, що виражається в збільшенні довжини, діаметра, числа листя і пагонів, а так само в підвищення врожайності.

Ріпак(Brassica napus) – привоздействии наночастинками срібла на ранніх стадіях онтогенезу істотно нарощує масу коренів і стебел. Одночасно відзначається зниження енергії проростання і схожості насіння.

Босвелія (Boswellia ovalifoliolata) - обробка семянускоряется проростання і зростання саджанців.

Спаржа лікарська (Asparagus officinalis – - обробка насіння прискорюється їх проростання і подальший розвиток рослин. Одночасно відзначається підвищення вмісту аскорбінової кислоти і хлорофілу в оброблених проростках.

Боб садовий(Vicia faba) – при додаванні до поживного средунаночастиц срібла відзначається зниження схожості, уповільнення утворення бульбочок (зменшується чисельність бактерій симбіотів Rhizobium leguminosarum), уповільнення росту пагонів, зменшення довжини коренів.

Томати(Solanum lycopersicum) – при додаванні в гідропонних середу наночастинок срібла схожості не знижують, але зменшують довжину пагонів і коренів. Відзначається зниження активності фотосинтезу.

Редька посівна(Raphanus sativus) – при вирощуванні на гідропонній середовищі з додаванням наночастинок срібла схожість насіння залишається незмінною, довжина коренів і пагонів зменшується, знижується активність фотосинтезу.

Латук посівний(Lactucasativa) – негативний вплив не спостерігається. Вміст срібла в їстівних частинах рослин становить менше 1% від загальної кількості, внесеної в грунт.

Знак впливу наночастинок на рослини може залежати від дози внесення. При пророщуванні насіння рису посівного (Oryza sativa) на середовищі містить наночастинок срібла 30 мг / мл ріст коренів посилюється. При підвищенні концентрації до 60 мг/ мл проростки гальмували ріст порівняно з контролем. Одночасному, при збільшенні дози, відзначається зменшення чисельності ризосферних організмів, оскільки бактеріальні клітинні стінки пошкоджуються наночастинками срібла.

Пригнічення росту в залежності від дози і часу впливу спостерігається у Ряски малої (Lemma minor), а великих концентраціях проявляються ознаки окисного стресу і зміни в структурі хлоропластів.

Квасоля червона(Phaseolusradiates) і Сорго зернове (Sorghum bicolor)показують більше пригнічення росту при вирощуванні на живильному середовищі з додаванням наночастинок срібла, ніж на ґрунті з аналогічними добавками.

Проведені дослідження на Многокореннике звичайному (Spirodela polyrhiza)по впливу розмірів наночастинок на токсичні ефекти показали, що дрібні ( 6 нм) наночастинки більш токсичні, ніж великі ( 20 – 100 нм).

Обробка насіння кукурудзи, томатів і огірків наносрібром в концентрації 0,5 г / л зробило негативну дію на ріст коренів і надземної частини, знизило вміст білка і ДНК.

Наносрібло підсилює проростання насіння, довжину проростків, коренів і листя, величину біохімічних показників (вміст хлорофілу, вуглеводів, білків, антиоксидантних ферментів) у квасолі і кукурудзи.

Ячмінь при обробці семяннаносеребром збільшує довжину коренів проростків. Салат – зменшує.

Вплив наночастинок срібла на морфологічний і фізіологічний стан рослин залежить від їх виду і форми. Зокрема, десятигранні наночастинки срібла значно впливають на подовження коренів Резуховидки (Arabidopsis). Одночасно наночастинки сферичної форми не роблять на зростання коренів ніякого ефекту.

У публікаціях часто виявляються суперечливі, часто протилежні дані про вплив наночастинок срібла на рослини. Це пояснюється відмінностями в умовах експериментів і недостатньою вивченістю питання, оскільки активні дослідження впливу наночастинок срібла на рослини ведуться не більше 10 років.

Способи застосування добрив з сріблом

Колоїдне срібло (наночастинки срібла) – найбільш перспективним і вивченим способом застосування добрив, що містять колоїдне срібло, є обробка насіння, як шляхом замочування, так і для інкрустації.

Нанокомпозиція на основі срібла з прилипачами використовується при вирощуванні пшениці, як екологічно безпечний захисно-стимулюючий препарат нового покоління. В даному випадку оптимально застосовувати концентрацію наносеребра 150,0-200 мг / л.

Замочування насіння пшениці в розчинах, що містять наночастинки срібла в концентрації 0,01 – 1,0 мг/ дм3 спостерігається стимуляція інтенсивності дихання, підвищується енергія проростання і схожості насіння. Одночасно збільшується біомаса сухої речовини, коренів і надземної частини проростків. При цьому максимальна Стимуляція накопичення біомаси спостерігається в коренях.

Азотнокисле срібло–діюча речовина нітрат срібла. Застосовують для розмноження безвірусного посадкового матеріалу і як препарат збільшує утворення чоловічих квіток у кабачків морфотіпа «цукіні».

Живці квітково-декоративних культур дезінфікують шляхом занурення на 3 хвилини в 0,08% розчин нітрату срібла з наступним 4 – кратним промиванням у стерильній воді.

Для стимуляції утворення чоловічих квіток насіння кабачків замочують в розчині азотнокислого срібла протягом 24 годин. Концентрація робочого розчину – 0,5 г/л, 0,8 г/л або 1,0 г/л.