Азотнокислое серебро. Формула, применение

Все чаще на российском рынке стали появляться препараты, содержащие серебро. О полезных свойствах серебра было известно много веков назад, его использовали для дезинфекции, обезвреживания воды и пищи, а также в лечебных целях . На сегодняшний день научно доказано, что серебро непосредственно влияет на бактерии, подавляя их рост. Поэтому абсолютно обосновано использование серебросодержащих препаратов в качестве консервантов, антисептиков, дезинфекционных средств.

Серебро, в отличие от органических (химических) консервантов и дезинфектантов, - природный элемент, не загрязняющий природу. Это - экологически чистый, «зеленый» продукт. Являясь сильным биоцидом для микробов и вирусов, серебро, в отличие от других металлов, в то же время гораздо менее токсично для многоклеточных организмов. В последние десятилетия в связи с широким использованием антибиотиков и химических консервантов ускоряется процесс появления резистентных штаммов возбудителей болезней у людей. Тогда как серебро не создает резистентных штаммов, убивая возбудителей на 100% и не давая им мутировать и размножаться. Таким образом, серебро приближается к параметрам «идеального» консерванта. В связи с этим интерес косметологов к использованию серебра в составе и при производстве косметики начинает нарастать. Однако разные виды серебра в разных формах обладают и разными свойствами. Наиболее широко известны препараты на основе катионного серебра (Ag+ ), в том числе, в составе оксида серебра, солей серебра (нитратов, сульфатов, фосфатов), комплексов серебра (цитратов или лактатов), свободных аквакатионов серебра. Или же препараты на основе коллоидного серебра, содержащие, особенно в случае коллоидного серебра, полученного электрохимически, в качестве примесей к металлическому серебру значительное количество катионного серебра в виде оксида или соли.

Наличие катионного серебра в составе косметических средств может приводить к ряду проблем. Это, прежде всего, седиментационная и химическая неустойчивость, «светобоязнь», повышенная химическая активность (реакции в темноте и на свету), образование нерастворимых осадков, и т.п. Все это сдерживает широкое применение таких материалов в косметической промышленности. Часто серебро в косметических композициях играет роль лишь маркетингового фактора.

Недавно на рынке появились препараты так называемого металлического микродисперсного или нанодисперсного серебра, кластерного серебра, в которых основное количество серебра находится в малотоксичной металлической форме Ag0 . Эти препараты, согласно описаниям производителей, обладают высокой эффективностью и существенно более низкой токсичностью для людей, чем катионное серебро.

Целью данной работы было провести сравнительные исследования различных серебросодержащих препаратов и выявить их основные достоинства и недостатки.

Нами были испытаны следующие продукты:

1. Тиносан СДС (Tinosan SDC, citric acid & silver citrate). Производитель BASF, ранее производился Ciba Speciality Chemicals, Швейцария. Водорастворимый комплекс серебра (цитрат серебра), 0,5% раствор. По данным производителя, этот продукт «производится электрохимически в присутствии лимонной кислоты. Содержит 2400 ррм (мг/кг) ионов серебра. Тиносан светочувствителен, его необходимо хранить в защищенном от света и тепла месте. Хранение конечного продукта в прозрачной упаковке и на ярком свету приводит к снижению антибактериальной эффективности Тиносана. Следует избегать рН выше 7 и температуры выше 30 градусов в целях достижения оптимальной стабильности рецептуры..».

2. Irgaguard B 5000, Irgaguard В 7000. Производитель BASF, ранее производились Ciba Speciality Chemicals, Швейцария. Порошки. Irgaguard B 5000 - цеолит, обработанный солями серебра (цитрат) и цинка. Irgaguard В7000 - пористое стекло, обработанное солью серебра. Содержание серебра 0,75- 1%.

3. Коллоидное серебро , электрохимическое серебро («серебряная вода»). Продукция, получаемая с помощью бытовых электрохимических аппаратов с использованием чистой воды. Состав: аквакатионы серебра Ag+ , оксиды серебра в водной среде, получаемые электролизом с серебряными электродами, в т.ч. в режиме плазменного разряда, концентрация серебра до 50-100 мг/л.

4. Арговит (Витар) , концентрированный раствор биосеребра. Производитель ООО НПЦ «Вектор-Вита», Новосибирск. Комплекс высокодисперсного (кластерного) серебра с медицинским поливинилпирролидоном ПВП. Малые размеры частиц (20-40 ангстрем). Выпускается в виде концентрированного 20% раствора, используется в виде разбавленных водных растворов. Смесь металлического и ионного серебра, содержание серебра в сухом порошке 5-7%, в растворе - 1-1,2% (10000- 12 000 ррм).

6. Аргоника . Сыворотка. 5% водный раствор кластерного серебра с добавкой хитозана. Производитель ООО НПЦ «ВекторПро», Новосибирск. В 10-миллилитровом флаконе-капельнице содержится 20 мг серебра (2000 ррм).

7. Арголайф. Сульфат серебра, поливинилпирролидон, вода деминерализованная. 0,05% (500 ррм) раствор коллоидного серебра. Производитель ООО «Артлайф», Москва.

8. Повиаргол (Poviargol). Порошок для приготовления раствора для наружного применения. Производитель ИВС РАН, С-Петербург. Наночастицы серебра, стабилизированные ПВП. Медицинская субстанция. Противомикробное средство с широким спектром действия. Противомикробное действие препарата резко ослабляется в растворах NaCl, поэтому использование его в 0,9% растворе NaCl не рекомендуется.

9. AgБион-2 (водная среда). Производитель концерн «Наноиндустрия», Москва. Сертифицирован для целей дезинфекции. Водная дисперсия кластерного серебра, изготовленная с использованием обратных мицелл. Состав: Серебро - 0,045% (450 ррм), вода - 97,855%, ПАВ (натрия диоктилсульфосукцинат, AOT) - 2,1%.

10. Концентраты коллоидного серебра КНД-С, коллоидного серебра и меди КНД-СМ. ПроизводительООО «НПП «Сентоза Факторинг НП», Москва. КНД-С: содержание металлического (нульвалентного) серебра Ag0 =1000-5000 ррm (0,1-0,5% масс.%); КНД-СМ : содержание металлического (нульвалентного) серебра Ag0 =1000-4000 ррм, меди 1000-4000 ррm.

11. Концентрат коллоидного серебра КНД-С-К Косметическое сырье. ПроизводительООО «НПП «Сентоза Факторинг НП», Москва.Содержание металлического (нульвалентного) серебра 0,1 - 0,5% (1000-5000 ррм).

10. Биологически активная добавка «АРЕГОНА» (КНД-СП) для использования в пищевой промышленности при производстве биологически активных добавок к пище . Производитель ООО «НПП «Сентоза Факторинг НП», Москва.Содержание металлического (нульвалентного) серебра 0,003 - 0,1% (30-1000 ррm).

12. Нитрат серебра . Серебро азотнокислое, х.ч. Производитель ОАО «Аурат». Москва.

13. Сульфат серебра . Серебро сернокислое, х.ч. Производитель ОАО «Аурат». Москва.

В соответствии с теорией Ми и экспериментальными данными , наноразмерные частицы (НЧ) серебра, золота и платины имеют выраженные полосы поглощения света в УФС и видимом свете. Так, для наночастиц серебра длина волны максимума полосы поглощения поверхностного плазмонного резонанса (ППР) лежит в области 385 - 500 нм, в зависимости от размера наночастиц и состава среды. Это позволяет, в отличие от катионного серебра, наглядно видеть наличие наночастиц серебра в продукте при достаточных концентрациях (желтое или желто-коричневое окрашивание), а также следить за изменениями формы, размера и химического состава наночастиц серебра. Увеличение размера наночастицы приводит к увеличению длины волны максимума поглощения ППР. Растворы, содержащие частицы серебра с размерами менее 0,5-1 нм, в видимой области бесцветны. Таким образом, простое сравнение длин волн максимума полосы поглощения поверхностного плазмонного резонанса (ППР) позволяет наглядно сравнивать размеры присутствующих в среде НЧ, а исчезновение этой полосы свидетельствует об исчезновении (разрушении) НЧ.

Наличие в растворе (дисперсии) катионного серебра легко определяется добавлением к нему физиологического раствора хлорида натрия (0,9% NaCl). Либо немедленно, либо через небольшой промежуток времени выпадает осадок хлористого серебра, чернеющий на свету. Седиментационная устойчивость (СУ) исследовалась в разбавленных растворах под воздействием солнечного света. Концентрация растворов в дистиллированной воде - 10-30 ррм. Использовали кварцевые кюветы 1 см, цифровой спектрофотометр СФ-56.

Типичный спектр поглощения ППР наночастиц серебра приведен на рисунке 1.

Спектры дисперсий с добавленным 0,9% раствором NaCl измеряли через 1 час, 10 часов, 24 часа, и далее через 3 дня. Результаты испытаний оптических свойств, стабильности серебросодержащих препаратов в присутствии 0,9% NaCl и седиментационной устойчивости на свету (СУ) образцов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Оптические свойства и стабильность серебросодержащих препаратов в присутствии 0,9% NaCl, седиментационная устойчивость на свету (СУ).

Наночастицы, дисперсии (растворы)	Длина волны max.ППР, нм	Реакция с 0,9% NaCl
Нитрат серебра, сульфат серебра, цитрат серебра, лактат серебра		осадок немедленно
Коллоидное серебро (электрохимическое)		осадок немедленно
Тиносан СДС		осадок немедленно
Арголайф		осадок немедленно
Irgaguard B 5000, Irgaguard В 7000 (экстракты)		осадок через 10 ч.
Аргоника, разбавлен в 4 раза		осадок через 24 ч, обесцвечивание раствора
Арговит, исходный раствор		осадок через 100 ч, полоса ППР исчезла
Арговит, разбавлен в 4 раза, через неделю		полоса ППР ослаблена	+—
Ag-бион-2 разбавленная дисперсия		осадок через 150 ч, полоса ППР исчезла
Повиаргол, разбавленный	413 осадок через 150 ч.	осадок через 10 ч, полоса ППР исчезла
КНД-С (КНД-С-К, КНД-СП), разбавленный	403 осадка нет*	осадок через 500 ч, полоса ППР ослаблена

*- сохранил интенсивность и форму через 1 год.

На рисунках 1-10 приведены электронные спектры препаратов серебра в разбавленных водных растворах и в разбавленных водных растворах с добавкой 0,9% раствора NaCl (1 мл к 10 мл раствора серебра).

Рисунок 1. Электронный спектр поглощения НЧ серебра (КНД-С-К), концентрация в воде 16 ррм.

Рисунок 2. Электронный спектр поглощения раствора КНД-С-К 10 ррм+ 0,9% NaCl.

Рисунок 3. Электронный спектр поглощения раствора дисперсии AgBion-2.

Рисунок 4. Электронный спектр поглощения раствора Аgбион-2 1:20 + 0,9% NaCl.

Рисунок 6. Электронный спектр поглощения раствора Арговит 1:4 + 0,9% NaCl.

Рисунок 5. Электронный спектр поглощения раствора Арговит исх, мах 407.

Рисунок 7. Электронный спектр поглощения раствора Аргоника, исходный.

Рисунок 8. Электронный спектр поглощения раствора Аргоника, разбавлен + 0,9% NaCl.

Рисунок 9. Электронный спектр поглощения раствора Повиаргола разбавленного.

Рисунок 10. Электронный спектр поглощения раствора Повиаргола разб. 40,7 ррм + 0,9% NaCl.

В электронном спектре Аргоники нет видимой полосы ППР наночастиц серебра (в диапазоне длин волн 380-450 нм), однако имеется поглощение с максимумом 258 нм, не исчезающее при обработке раствора Аргоники раствором NaCl. Разбавленный раствор Повиаргола даже в отсутствии раствора NaCl через 150 часов на свету образует осадок, при этом полоса ППР раствора существенно ослабляется. Наиболее стабильны в разбавленном растворе и под воздействием NaCl препараты Арговит, Ag-бион-2 и, особенно, КНД-С (КНД-С-К, КНД-СП). Причем электронные спектры разбавленных растворов КНД-С (КНД-С-К, КНД-СП) сохраняются неизменными на свету в течение нескольких лет, а в присутствии NaCl на свету - от 3-х недель до 3-х месяцев.

Как следует из полученных данных, препараты катионного серебра, а также коллоидного серебра и кластерного серебра нестабильны в присутствиираствора NaCl, дают осадки с анионом хлора, т.е. содержат заметные количества серебра в катионной форме. Под воздействием анионов хлора, а в ряде случаев по прошествии некоторого времени, частицы кластерного металлического серебра и НЧ разбавленных растворов Повиаргола, Аgбион-2, Арговита, Аргоники разрушаются (обесцвечивание раствора, осадки). Это свидетельствует о недостаточно эффективной стабилизирующей способности используемых при их синтезе стабилизаторов, в т.ч. ПВП и AOT, а также о неполной конверсии катионов серебра в металл.

Наночастицы нульвалентного металлического серебра типа КНД не содержат в своем составе обнаруживаемых примесей катионного серебра (отсутствуют осадки с анионом хлора, с анионом CrO4- ), и обладают, вследствие этого, высокой стабильностью в течение длительного времени, в т.ч. в присутствии анионов хлора. Кроме этого, наблюдается высокая седиментационная стойкость (годы) концентрированных и разбавленных растворов, в том числе на свету.

Ниже приведены результаты микробиологического исследования бактериостатического действия Концентрата коллоидного серебра КНД-С-К на условно-патогенные микроорганизмы, персистирующие в косметическом сырье (ГУ НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалея РАМН, 2008). Работа была выполнена в соответствии с методическими указаниями МУК 4.2. 801-99.

В работе использованы следующие штаммы микроорганизмов: E.coli (ATCC 11 229); Candida albicans (ATCC 10 231); Staphylococcus aureus (ATCC 6538); Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15 442); Bacillus subtilis (IP 58 232 из коллекции ГУ НИИЭМ им. Н.Ф.Гамалеи РАМН). Все штаммы относятся к факультативно-аэробным микроорганизмам с типичными биохимическими свойствами, подтвержденными тест-системами API 20 Е, API 20 Staph, API 20 Aux, API 20 NE фирмы BioMerieux (Франция). Тест-исследования проводились на серийном Концентрате коллоидного серебра КНД-С-К.

Результаты приведены на диаграммах 1 и 2.

Диаграмма №1. Концентрация С (Ag0 ) = 0,05-0,1 ppm.

Bs - Bacillus subtili, Sa - Staphylococcus aureus, Ec - Escherichia coli, Pa - Pseudomonas aeruginosa, Ca - Candida albicans

Диаграмма №2. Концентрация С (Ag0 ) = 1-10 ppm.

Bs - Bacillus subtili, Sa - Staphylococcus aureus, Ec - Escherichia coli, Pa - Pseudomonas aeruginosa, Ca - Candida albicans.

Данные нагрузочных микробиологических тестов показали, что в изученных концентрациях образец Концентрата коллоидного серебра КНД-С-К №1069 обладал бактерицидным действием в отношении Staphylococcus aureus; выраженным бактериостатическим эффектом по отношению к Е.coli, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, взятых в концентрации 106 КОЕ/г микроорганизмов при концентрации наночастиц металлического серебра С(Ag0 ) = 0,05-0,1 ppm. При более высоких концентрациях наночастиц металлического серебра Ag0 и тест-штаммов отмечали бактерицидное действие изученного образца коллоидного серебра.

Таким образом, КНД-С-К является активным биоцидом в водной среде, начиная с 0,1 ррм. Следует отметить, что активность наночастиц серебра зависит от вязкости рабочей среды, и при увеличении вязкости среды бактерицидное действие начинается при более высоких концентрациях.

Ранее неоднократно отмечалось, что наночастицы металлического серебра гораздо менее токсичны, чем катионное серебро.

Было показано , что некоторые виды серебра в нанодисперсной форме обладают существенно более низкой токсичностью, чем обычные соли серебра.

В работе использована водная дисперсия препарата наночастиц серебра Арговит. Полученные результаты позволяют заключить, что в ряде случаев отмечается воздействие введения НЧ на показатели состояния организма животных, во всяком случае, при высокой дозе препарата, 1000 мкг/кг/день. В числе эффектов, заведомо не обусловленных влиянием сопутствующих факторов (ПВП, действие серебра как химического вещества независимо от степени его дисперсности), следует указать на повышение всасывания ОВА, активность АСТ сыворотки крови, снижение уровня глюкозы натощак. В случае низких доз НЧ (100 мкг/кг/день) упомянутые эффекты либо отсутствуют, либо являются маргинальными, статистически недостоверными.

Данные по сравнительной антимикробной активности Повиаргола и Арговита приведены В.А. Бурмистровым (ООО НПЦ «Вектор-Вита) . Испытания проводились в ГНЦ ВБ «Вектор». В качестве среды использовали мясо-пептонный бульон с 0,1% глюкозы. Микробная нагрузка равнялась 103 кл/мл. МИК для Staphylococcus aureus Повиаргола и Арговита равны 1-2 и 0,5-1 мкг/г (1-2 и 0,5-1 ррм), для Е.coli - 5 и 5 мкг/г, для Pseudomonas aeroginosa - 25 и 10 мкг/г соответственно. Исследование токсичности для Арговита показало, что LD50 равно 700 мкг/г (мыши) и 500 мкг/г (крысы).

Результаты исследования токсичности субстанции КНД-С-К показало , что серебро в виде металлических наночастиц в составе субстанции КНД-С-К обладает низкой токсичностью, препарат может быть отнесен к IV группе опасных веществ.

Исследование токсичности и опасности концентрата дисперсии коллоидного серебра КНД-С показало, что в условиях острого опыта с внутрижелудочным введением, оно относится к малоопасным веществам IV класса опасности (LD50 не выявляется), а при нанесении на кожу - к IV классу малоопасных веществ, согласно классификации ГОСТ 12.1.007-76. Резорбтивное действие концентрата дисперсии коллоидного серебра КНД-С в условиях 2-х недельного его испытания «пробирочным» методом на хвостах мышей не выявлено. Местное раздражающее действие нативного концентрата дисперсии коллоидного серебра КНД-С при однократном нанесении на кожу не обнаружено (IV класс). Повторные аппликации не приводят к развитию раздражающего эффекта. При внесении в конъюнктивальный мешок глаза концентрат дисперсии коллоидного серебра КНД-С вызывал слабое раздражающее действие (IV класс). По достоверности отличия среднегрупповых показателей опытной и контрольной групп в тесте ГЗТ концентрат дисперсии коллоидного серебра КНД-С сенсибилизирующей активностью не обладает. По результатам исследования ингаляционного воздействия летучих компонентов «Концентрата дисперсии коллоидного серебра КНД-С, в насыщающих концентрациях он может быть отнесен к IV классу малоопасных дезинфицирующих средств по степени летучести.

Таким образом, сравнение экспериментальных данных для препаратов кластерного серебра и металлического нульвалентного серебра показывает, что последнее обладает более высокой активностью при меньшей токсичности.

Повышенная токсичность препаратов кластерного серебра по сравнению с нульвалентным серебром, скорее всего, связана с наличием в их составе примесей катионного серебра (таблица 1), являющегося веществом II-группы опасности.

Кроме этого, их более низкая активность может быть связана с тем, что примесное катионное серебро быстро расходуется (выпадает в осадок, образует малорастворимые малоактивные формы и соединения, и т.п.), в связи с чем, доля активного серебра может быть меньше, чем общая концентрация серебра в препарате, что особенно важно для «активных» косметических продуктов.

Некоторые характеристики и свойства различных форм серебра суммированы ниже в таблице 2.

Таблица 2. Сопоставление свойств катионного, коллоидного кластерного и нульвалентного металлического серебра.

Коллоидное (катионное) серебро Серебряная вода, Тиносан СДС, Арголайф	КЛАСТЕРНОЕ СЕРЕБРО AgБион-2, Арговит, Повиаргол, Аргоника	Нульвалентное серебро КНД-С-К КНД-С, КНД-СМ, КНД-СП
Наличие катионного серебра	Наличие примесей катионного серебра	Катионное серебро отсутствует
Маленькая «супер»концентрация (максимум 100 мг/кг)	Концентрация до 2000 мг/кг (Повиаргол - порошок, 7,5% серебра)	Концентрация до 15 000 мг/кг в растворе, 8-14% в порошке
Относительно мала бактерицидная активность - МИК= 20-40 мг/кг.	МИК= 0,5-2 мг/кг.	МИК= 0,1-0,5 мг/кг.
Малая стабильность и срок действия - до 2-3 месяцев.	Более 1 года. Повиаргол в растворе - до месяца	Более 3 лет.
Трудно получить в виде порошка и в других формах и видах	Трудно получить в виде порошка, кроме порошка Повиаргола	Любые формы и виды.
Высокая стоимость производ-ства для потребителя - нужна установка, серебряные электроды, электроэнергия, специалисты-электрохимики.	Двухстадийный «мицелляр-ный» синтез («обратные мицеллы»), Повиаргол- одностадийный синтез с распылительной сушкой продукта	Одностадийный прямой синтез, в различных растворителях
Ограниченный состав среды - вода и водные растворы.	Ограниченный состав среды - вода и водные растворы, для Повиаргола - порошок, растворимый в воде, спирте.	Вода и водные растворы, спирты, глицерин, ДМСО, мёд, и др., порошки, нанесенные на ткани, пленки, сорбенты, гидроколлоиды, гели, спреи, мази, аэрозоли, и т.п.
В составе могут иметься опасные компоненты, в т.ч. неорганические и органические кислоты, примеси из электродов, и т.п.	В составе могут иметься опасные компоненты, в т.ч. анионные ПАВ, синтетические полимеры (ПВП).	В составе нет опасных компонентов, только природные компоненты высокой чистоты.
II группа опасности катионного серебра.	III-IV группа опасности.	IV группа опасности.
Нет промышленного сертифицированного производства растворов.	Есть сертифицированное промышленное производство растворов и порошка Повиаргола	Есть сертифицированное промышленное производство растворов, порошков.
Низкая светостойкость.	Средняя светостойкость	Высокая светостойкость.
Несовместимость со многими компонентами практических систем (в т.ч. физиологические растворы - осадок)	Ограниченная совместимость с компонентами практических систем (в т.ч. физиологические растворы - обесцвечивание, осадок)	Совместимо и стабильно с физиологическими растворами, протеинами, сульфидами, компонентами крови, компонентами лекарственных средств, антибиотиками, сульфаниламидами и т.п.
		Дезинфектанты для смываемых (шампуни, мыла) и не смываемых композиций. Внутритарные консерванты, антимикробные добавки и ранозаживляющие и противовоспалительные средства с длительным сроком хранения. Дезодоранты.
Рабочая концентрация- 2-50 ррм	Рабочая концентрация- 5-700 ррм	Рабочая концентрация- 0,5-50 ррм

Как следует из анализа литературных и полученных экспериментальных данных, практически полное отсутствие катионного серебра в субстанциях нульвалентного серебра, кроме пониженной токсичности, обеспечивает также и другие полезные свойства этих видов серебра, т.е. дает новое качество, новый уровень продукта, еще больше приближая его к понятию «идеального» консерванта, позволяя использовать все достоинства препаратов серебра без их основных недостатков.

Имеющиеся на рынке препараты серебра могут быть использованы в самых различных целях - от дезинфекции производственных помещений и тары, до внутритарных консервантов и ранозаживляющих добавок. Учитывая сложность и разнообразие составов косметических композиций (особенно содержащих натуральные компоненты - экстракты, эфиры, масла и т.п.), широкий диапазон их вязкостей - необходимо для каждой разрабатываемой композиции, в зависимости от решаемых задач, экспериментально подбирать наиболее подходящее серебросодержащее средство в оптимальной концентрации.

Это позволит косметологам создавать новые линейки современных высокоэффективных и безопасных косметических продуктов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Krause C., Oligodynamische Wassersterilisierung durch Katadynsilber, Gesundheits-Ing., Heft 6, 1929.

2. Л.А.Кульский. Серебряная вода. Киев, Наукова думка, 1978, 9 издание, 103 с.

3. М. Д. Машковский. Справочник «Лекарственные средства», 14 изд., 2000 год.

4. Б.Г. Ершов. Наночастицы металлов в водных растворах: электронные, оптические и каталитические свойства. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2001, т. XLV, №3, с.20-30.

5. Шумакова А.А., Смирнова В.В., Тананова О.Н., Трушина Э.Н., Кравченко Л.В., Аксенов И.В., Селифанов А.В., Сото С.Х., Кузнецова Г.Г., Булахов А.В., Сафенкова И.В., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А. Токсиколого-гигиеническая характеристика наночастиц серебра, вводимых в желудочно-кишечный тракт крыс. Вопросы питания,2011.-N 6.-С.9-18.

6. Шумакова А.А., Тананова О.Н., Смирнова В.В., Арианова Е.А., Аксенов И.В. Токсиколого-гигиеническая характеристика наночастиц серебра, вводимых в желудочно-кишечный тракт крыс. Материалы XII Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов с международным участием «Питание и здоровье» Москва 29 ноября-1 декабря 2010 г., с. 98.

7. www.vector-vita.narod.ru.

8. Научный отчет по изучению токсичности и опасности концентрата дисперсии коллоидного серебра «КНД-С-К». Испытательный лабораторный центр Государственного унитарного предприятия Московский городской центр дезинфекции, Москва, 2007.

Получение, внешний вид, свойства

Серебра нитрат, который в народе называют ляписом и детским серебром, получают путем растворения сплава меди с серебром в нагретой азотной кислоте. Полученное вещество очищают от примесей. Чистый нитрат серебра представляет собой бесцветные кристаллы ромбической или ромбоэдрической формы, которые хорошо растворяются в воде, но не в спирте. Кристаллы разлагаются при температуре выше 350 градусов по Цельсию, при этом образуется металлическое серебро. Как и все соли серебра, ляпис ядовит. Он должен храниться в специальных емкостях с крышками в защищенном от света месте. Химическая формула вещества - AgNO 3.

Применение

Нитрат серебра применяется во многих сферах. Например, в химической промышленности в качестве катализатора, для получения красителей, при изготовлении фототехники и зеркал. Также широкое распространение он получил в медицине, ведь этому веществу передались знаменитые антисептические свойства серебра. Максимальной разовой дозой является 0,03 грамма, суточной - 0,1 грамм. Нитрат серебра для различных медицинских целей применяется, даже когда речь идет о новорожденных, что, кажется, свидетельствует о его безопасности. Тем не менее без необходимости лучше не принимать его внутрь или наружно. Детское серебро имеет обыкновение накапливаться в организме, так что его длительный прием может привести к довольно неприятным последствиям. Тем не менее в России продолжают применять такие препараты, как "Протаргол", который помогает избавить маленьких детей от насморка, поскольку его действующее вещество AgNO 3 обладает вяжущими и противовоспалительными свойствами. Западная медицина несколько

настороженно относится к таким методам лечения. В более концентрированном (до 10%) виде нитрат серебра применяется для прижигания эрозий, удаления бородавок, опухолей. Менее концентрированный раствор эффективен при лечении конъюнктивитов, а также используется для ускорения заживления ран. При язвах желудка и двенадцатиперстной кишки показан прием AgNO 3 внутрь.

Побочные эффекты и противопоказания

Противопоказано применение нитрата серебра во время беременности и кормления грудью, а также при высокой чувствительности к препарату. Не рекомендуется
применять его одновременно с адреналином, новокаином, резорцином, растительными экстрактами и веществами органической природы, поскольку это зачастую ведет к взаимному разложению препаратов. Из-за того, что AgNO 3 накапливается в организме, со временем кожные покровы и ткани внутренних органов могут изменить окраску на серо-черную или бурую. Похожий цвет может также приобрести частично радужка и ногтевое ложе. У некоторых пациентов, для лечения которых применялся нитрат серебра, наблюдается дисбактериоз, а также последствия накопления вещества в почках, печени, ЖКТ. Не рекомендуется применение препарата совместно с употреблением алкоголя, поскольку клинических испытаний по их взаимодействию не проводилось. В общем и целом считается, что в медицине препараты нитрата серебра приносят больше пользы, чем вреда, чем и обусловлено их широкое применение вот уже много лет.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

В настоящее время в современных школах (особенно в сельских и деревенских) существует проблема заказа и доставки химических реактивов. Одним из наиболее дорогостоящих и используемых в школьном химическом практикуме является нитрат серебра (I). Стоимость его за 1 г составляет от 25 до 45 рублей. Цена колеблется в зависимости от изготовителя и удалённости фирмы производителя от заказчиков.

Нитрат серебра (I) в школьном химическом практикуме используется при проведении ярких качественных реакций в неорганической и органической химии . Поэтому отсутствие его в школьной лаборатории - это огромный минус «химической наглядности».

Таким образом, целью работы являлось получение нитрата серебра (I) в условиях школьной лаборатории.

Где же взять такой драгоценный металл как серебро?! Известно, что серебро содержится в рентгеновских снимках, проявленных фотоплёнках, в фотографиях . Именно из них, в несколько стадий, был получен нитрат серебра (I).

Задачи исследования:

1. Используя литературные источники, определить вторичное сырье для получения нитрата серебра

2. Получить нитрат серебра из различных объектов

3. Сравнить выход продуктов реакции

4. Провести качественные реакции с полученным в условиях школьной лаборатории нитратом серебра (I).

Глава I. Литературный обзор

1. 1 Серебро и его свойства

Серебро стало известно значительно позднее золота, хотя так же встречается в самородном состоянии. В Египте археологами найдены серебреные украшения, относящиеся ещё к додинастическому периоду (5000 - 3400 до н. э.). Однако долгое время серебро было большой редкостью и ценилось дороже золота.

Чистое серебро не темнеет на воздухе, а вот серебро с примесью может достаточно быстро потемнеть (рис. 1) .

Рис. 1. Серебреное изделие из ювелирного магазина (А) и после некоторого ношения человеком (Б).

Потемнение указывает на наличие серы в воздухе, например, при загрязнении воздуха или болезни обладателя серебреного предмета. После золота серебро является самым лёгким по обработке металлом. Из 30 граммов серебра можно вытянуть проволоку длиной более 50 км. Это также самый лучший из известных проводников тепла и электроэнергии .

Соединения серебра часто не устойчивы к нагреванию и действию света. Открытие светочувствительности солей серебра привело к появлению фотографии и быстрому увеличению спроса на серебро. Ещё в середине 20 века почти половина всего добытого серебра шла на изготовление кино- и фотоматериалов. Одним из соединений серебра является ляпис .

1.2 Применение нитрата серебра в медицине

Нитрат серебра, ляпис (AgNO 3) − бесцветный (белый) порошок, хорошо растворимый в воде, на свету он чернеет с выделением металлического серебра (рис. 2) .

Рис. 2. Внешний вид нитрата серебра

Впервые ляпис был применён в XVII веке врачами-алхимиками: голландец Ян-Батист Ван Гельмонт и немец Франциск де ла Бое Сильвий. Они научились получать нитрат серебра взаимодействием металла с азотной кислотой. Учёные обнаружили, что прикосновение к кристаллам полученной серебряной соли приводит к появлению на коже чёрных пятен, а при длительном контакте - глубоких ожогов (рис. 3). Поэтому это вещество прозвали «адским камнем».

Рис. 3. Образование чёрных пятен при прикосновении к нитрату серебра.

Адский камень - не чистый нитрат серебра, а его сплав с нитратом калия, иногда отливается в виде палочек - ляписного карандаша. Лечебное действие нитрата серебра заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов; в небольших концентрациях он действует как противовоспалительное и вяжущее средство.

Фармакологическое действие - антисептическое, вяжущее, противовоспалительное, прижигающее, противомикробное, бактерицидное. Связывает сульфгидрильные и карбоксильные группы, что может обусловливать изменение конформации белка, его структуры, или вызывать денатурацию. При диссоциации нитрата серебра ионы серебра вызывают преципитацию белков и обусловливают бактерицидное действие. Альбуминат серебра, образующийся при взаимодействии нитрата серебра с тканевыми белками, постепенно приобретает черную окраску (это связано с восстановлением из альбумината металлического серебра), что, в свою очередь, приводит к взаимодействию с активными группами ферментов. Блокирует некоторые ферментные системы, нарушая тем самым метаболические процессы в микробной клетке. В связи с этим нитрат серебра после кратковременного бактерицидного оказывает длительное бактериостатическое действие. Серебра нитрат при разведении 1:1000 уничтожает большинство микроорганизмов.

Ранее серебра нитрат применяли при хроническом гастрите и язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки (внутрь, в виде 0,05% раствора). Раствор (2%) может использоваться для профилактики гонококковой инфекции глаз у новорожденных .

1.3 Вторичное серебросодержащее сырьё

Основными поставщиками серебросодержащего сырья являются химическая, радио- и электротехническая промышленности; производства: ювелирное, часовое и зеркальное, а также рентгеновские кабинеты в медицинских поликлиниках.

Отходы химической промышленности поступают в виде отра-ботанных контактных масс (20-80% Ag); отработанных катализа-торов (более 80% Ag); шламов (от 60 до 80% Ag); лома серебряной аппаратуры (20-25% Ag).

Образование серебросодержащих отходов в зеркальной промыш-ленности происходит в процессе серебрения зеркал, елочных ук-рашений и так далее .

Часовое производство направляет на переработку следующие виды сырья, содержащего Ag, %: серебряные припои - от 15 до 99; серебряные контакты 20-80; опилки и стружку - от 10 до 70.

От лечебных учреждений на извлечение серебра поступают, %: зола рентгенопленки и фотоотпечатков - от 0,5 до 50; сернистое серебро 45-65.

Большое количество серебросодержащего сырья (до 30-40% Ag) перерабатывается в виде отходов электронной и электротех-нической отраслей промышленности: вышедшие из строя сереб-ряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторы (от 30 до 60%); сплавы-контакты, серебряные припои (от 5 до 99%); металлокерамические композиции 25-50.

Кроме перечисленных отходов на переработку поступают дру-гие виды сырья, резко различающиеся химическими и физичес-кими свойствами.

Глава II. Объекты и методы исследования

2.1 Объекты исследования

В качестве объектов исследования для получения реактива нитрата серебра были использованы рентгеновские снимки, фотоплёнка, ёлочная игрушка, зеркало (рис. 4).

Рис. 4. Вторичное серебросодержащее сырьё:

А. Рентгеновские снимки. Б. Фотоплёнка.

2.2 Методика получения нитрата серебра из рентгеновских снимков и фотоплёнок

Рентгеновские снимки и фотоплёнку резали на мелкие кусочки и отмеряли на весах по 17 граммов каждого. Далее подготовленный материал растворяли в азотной кислоте (концентрированной) (рис. 5).

Рис. 5. Растворение рентгеновских снимков в азотной кислоте.

После растворения объектов приливали раствор поваренной соли. Полученный осадок промывали водой и заливали раствором хлороводородной кислоты. После чего в осадок клали гранулы цинка для проведения реакции замещения. По завершении реакции, полученный порошок промывали и высушивали. Высушенное серебро растворяли в растворе азотной кислоты, затем выпаривали и растворяли в дистиллированной воде .

2.3 Методика получения нитрата серебра из серебросодержащих изделий

Ёлочную игрушку и зеркало очищали от различного рода загрязнений и заливали раствором азотной кислоты до растворения (рис. 6). Полученный раствор выпаривали и получали порошок, который прокаливали в фарфоровой чашке. К остуженному расплаву приливали воды, и полученный раствор нитрата серебра сливали.

Рис. 6. Растворение ёлочной игрушки в растворе азотной кислоты.

2.4 Методика проведения качественных реакций на галогенид-ионы

К растворам солей, содержащих хлорид-ионы, бромид-ионы, иодид-ионы приливали раствор полученного нитрата серебра. Наблюдали выпадение осадков.

2.5 Методика проведения реакции «серебряного зеркала»

К раствору аммиачного нитрата серебра добавляли примерно столько же глюкозы и нагревали содержимое пробирки до образования осадка на стенках.

Глава III. Результаты и их обсуждение

3.1 Результаты получения нитрата серебра из рентгеновских снимков и фотоплёнок

После добавления концентрированной азотной кислоты ионы серебра выделились в раствор. Далее при приливании к полученному раствору хлорида натрия происходило образование белого осадка (1) (рис. 7):

Ag + + NaCl → AgCl↓ + Na + (1).

Рис. 7. Образование белого осадка хлорида серебра.

После окончательного промывания и осаждения хлорида серебра к осадку с соляной кислотой добавляли гранулы цинка, что способствовало образованию серебра (2):

2AgCl↓ + Zn → ZnCl 2 + 2Ag↓ (2)

После добавления к образовавшемуся серебру разбавленной азотной кислоты происходило образование нитрата серебра и выделение газа (3):

3Ag + 4HNO 3(разб)→ 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O (3)

После выпаривания нитрата серебра, в случае с рентгеновской плёнкой его масса составила 1,2 грамма. В случае с фотоплёнкой масса нитрата серебра составила 0,8 граммов.

3.2 Результаты получения нитрата серебра из серебросодержащих изделий

2Cu(NO 3)2 → 2CuO↓+4NO 2 +O 2 (4).

Рис. 11. Выпаривание раствора солей серебра и меди.

После приливали воду, нитрат серебра растворялся, а оксид меди оставался в виде осадка. Полученный раствор слили в склянку с надписью AgNO 3 .

3.3 Результаты проведения качественных реакций на галогенид-ионы с полученным нитратом серебра

После приливания нитрата серебра к растворам солей, содержащих хлорид-ионы, бромид-ионы, иодид-ионы происходило образование белого (5), светло-жёлтого (6) и жёлтого осадков (7) соответственно (рис. 9):

Cl - + AgNO 3 → AgCl↓ + NO - 3 (5)

Br - + AgNO 3 → AgBr↓ + NO - 3 (6)

I - + AgNO 3 → AgI↓ + NO - 3 (7).

Рис. 9. Качественные реакции на галогенид-ионы. А. Хлорид-ионы. Б. Бромид-ионы. В. Иодид-ионы

3.4 Результаты проведения реакции «серебряного зеркала»

После добавления к аммиачному раствору серебра глюкозы и нагревании смеси, произошло выпадение осадка серебра на стенках пробирки (8):

НОСН 2 (СНОН) 4 HС=O + 2OH →

НОСН 2 (CHОН) 4 СООH + 2Ag↓ + 3NH 3 + H 2 O (8)

Это свидетельствует о том, что в ходе исследования действительно был получен нитрат серебра.

ВЫВОДЫ

1. Исходя из литературных источников, сырьём для получения нитрата серебра являются рентгеновские снимки, фотоплёнки, ёлочные игрушки, зеркала.

2. Чистый нитрат серебра был получен из рентгеновских снимков и фотоплёнок.

3. Выход нитрата серебра, полученного из рентгеновских снимков оказался больше, чем при получении из фотоплёнок.

4. Были проведены качественные реакции с помощью полученного нитрата серебра.

5. При острой необходимости, нитрат серебра можно получить в школьной лаборатории.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мосина Т. А. Нитрат серебра для ретро // Сделай сам. - 1990. - №4. С.141

2. Польза серебра для здоровья [Электронный ресурс]. - Лаборатория омоложения - Режим доступа: http://www.deus1.com/serebro.html

3. Серебряные лекарства [Электронный ресурс]. - Аптечные сторожилы. - Режим доступа: http://www.alhimik.ru/apteka/apt2N-Ag.html#4.31

4. Харитонов Ю. Я. Аналитическая химия. - М.: Высшая школа, 2001.

5. Химики называют ляпис азотнокислое серебро [Электронный ресурс]. - Искусство фотографии. - Режим доступа: http://premier-foto.ru/books/kvchmutov/khimiki-nazyvayut-lyapis

Первое упоминание об азотнокислом серебре можно обнаружить в средневековых алхимических трактатах. Так, фламандский ученый Ян Батист Ван-Гельмонт получил его в своей лаборатории, растворяя серебро в концентрированной азотной кислоте, а затем использовал вещество в своих опытах для создания эликсира бессмертия.

AgNO 3 + HCl → AgCl↓ + HNO 3.

Такая реакция в аналитической химии называется качественной на ионы хлора, а азотнокислое серебро - реактивом на них.

Остановись, мгновение!

Интересное применение находит нитрат аргентума в аналоговой или, как её еще называют, пленочной фотографии. Его используют в составе проявителей черно-белых изображений. Серебросодержащие реактивы позволяют получать высокую степень резкости негатива наряду с равномерной аккуратной зернистостью фотографии. Таким образом, бесцветные блестящие кристаллы нитрата серебра входят в состав растворов для усиления и физического проявления снимаемых объектов.

С химической точки зрения ионы серебра под действием фотографического проявителя восстанавливаются до металлического серебра, которое кристаллизуется и обеспечивает изображение со сверхтонкой структурой зерна. Даже такие сложные фотографии, как, например, зимние пейзажи, прекрасно удаются в черно-белой фотографии благодаря азотнокислому серебру, входящему в состав проявителя.

Борющийся с микробами

Еще древние эскулапы успешно применяли азотнокислое серебро, которое называли ляписом, для борьбы с бактериальной инфекцией, благодаря его дезинфицирующим и антисептическим свойствам. Лекарство на его основе называется ляписным карандашом. Ученые-микробиологи установили, что в самом начале контакта молекул азотнокислого серебра с бактериальной клеткой наблюдается его кратковременное бактерицидное действие. Нитрат аргентума напрямую уничтожает болезнетворные микроорганизмы.

Затем начинается так называемое бактериостатическое действие ляписа: он сдерживает размножение и блокирует метаболические цепи, нарушая работу бактериальных ферментов. Водный раствор азотнокислого серебра в соотношении 1:1000 успешно применяют для обработки ожоговых и раневых поверхностей кожи, а также в дерматологии для лечения эрозий, трещин, язв. Нужно помнить, что нитрат серебра токсичен и при длительном воздействии на эпидермис вызывает почернение кожи вследствие стойких соединений атомов серебра с тканевыми белками - альбуминами. И как следствие, ее поражение вплоть до некроза.

Гляжусь в тебя, как в зеркало

Еще в средневековой Венеции, славящейся своими зеркалами, азотнокислое серебро применяли в изготовлении серебрильной жидкости - щелочного раствора нитрата серебра. Стекло погружали в него, а в качестве восстановителя применяли инвертный сахар (смесь глюкозы и фруктозы) - происходила так называемая реакция «серебряного зеркала»: зерна металлического серебра восстанавливались и осаждались на поверхность стекла. Этот процесс используется и сейчас для получения дорогостоящих зеркал.

В окуляре микроскопа

В гистологии - науке о тканях растений, животных и человека, успешно используют нитрат серебра как окрашивающее соединение, которым обрабатывают прозрачные и бесцветные микропрепараты. Процесс пигментации происходит на специальных сетках, куда помещают ультратонкие срезы тканей. Обработанные азотнокислым серебром, такие гистологические объекты помещают под микроскоп для просмотра или фотографирования.

Так как нитрат серебра необходим для многих важных отраслей народного хозяйства, его активно предлагают на рынке химического сырья. Азотнокислое серебро, цена которого колеблется в диапазоне от 22 до 33 руб. за грамм, можно приобрести в маркировках ч.д.а и х.ч.

Сам себе химик

Есть несколько ответов на вопрос о том, как сделать азотнокислое серебро, и они будут зависеть от того, какое исходное сырье мы будем использовать. Нитрат серебра можно получить несколькими способами:

1. Из предмета, содержащего серебро (украшение, столовый прибор, монета). В таком случае изделие растворяют в концентрированном растворе азотной кислоты.
2. Из аптечного препарата «Ляпис», являющегося сплавом нитратов серебра и калия.

Экспериментируйте! Надеемся, наша статья была полезной для вас!

Серебро - самый распространённый металл на планете. Его широко использовали представители разных народов и религиозных вероисповеданий. В чём же секрет его популярности и славы? Свойства серебра настолько уникальны, что этот металл и в наши дни широко применяется в различных сферах жизни человека.

С давних пор известны целебные свойства серебра. Современная наука с лёгкостью смогла раскусить, в чём же секрет уникального воздействия серебра. Но ещё древние народы использовали этот драгоценный металл для обеззараживания воды и наделения её лечебными свойствами. Воду в основном хранили в серебряных сосудах, так она становилась чище и полезнее. и аристократия всегда принимали пищу только из серебряной посуды. Так же она широко использовалась во всех религиозных обрядах и церемониях.

В 19 веке началось стремительное изучение антибактериальных свойств серебра. Тогда немецкий врач Креде изобрёл раствор серебра, который эффективно начал применять для обеззараживающих целей.

Позже выяснилось, что серебро содержится и в человеческом организме, и без него функционирование органов человека будет далеко от нормы. Иммуномодулирующие, антибактериальные и противовирусные свойства серебра способствовали его широкому применению в медицине. И в наши дни не перестаёт возрастать интерес к ионам серебра, которые способствуют обеззараживанию воды.

Серебро оказывает влияние на функционирование внутренних органов и желез внутренней секреции.

Широко используется в медицине. Он нашёл своё применение в стоматологии. Серебрение молочных зубов заменило стандартную процедуру пломбирования. Это безболезненно и на некоторое время предотвращает развитие кариеса в полости рта, тем самым, давая возможность, здоровым зубам спокойно расти, и готовить место для коренных.Но нитрат серебра не возможно использовать при лечении коренных зубов, так как он имеет чёрный цвет.

В офтальмологии нитрат серебра применяют для прижигания конъюнктивитов. Прижигание ран и порезов при помощи этого вещества способствует восстановлению поражённого участка гораздо быстрее, и без боязни того, что в рану будут занесены вредоносные бактерии. Также применение его в гастроэнтерологии для лечения язв и свидетельствует о широком спектре употребления нитрата серебра в медицинских целях.

Кроме того, нитрат серебра используется в киноиндустрии и для создания фотографий.

Самыми распространёнными продуктами, содержащими серебро, являются огурцы, укроп, капуста. Но даже они не способны наделить человеческий организм достаточным количеством этого металла. Употребление медикаментов и косметических средств с ионами серебра, воды, пропущенной через серебряные фильтры, способствуют лучшей регенерации тканей и энергообмену, что замедляет старение организма.

Большую популярность получила посуда из сервизы передаются из поколения в поколение. Также существует замечательная традиция дарить новорождённому Детское серебро сегодня - это не просто маленькая ложечка, это целые наборы элитной дорогой посуды, в которую входят чашки, тарелки, ложки, вилки. Такая посуда способна защитить ребёнка от вредоносных микробов и бактерий, обеззаразив еду или напитки. Возможно, такой набор покажется слишком шикарным подарком, но родители новорожденного непременно оценят вашу заботу.

Серебро широко используется в фотографии, промышленности, химии. Его светоотражающая способность ещё с древних времён была использована для создания зеркал. На современном нам доступны разные способы того, как обезопасить себя или помочь при лечении. Но серебро всё равно не уступает ни одному медикаменту по уникальности целебных свойств.