Čištění stříbra doma - využití elektrodových potenciálů
Mnozí z nás se již setkali s tím, že jim stříbrný šperk nebo nádobí zčernalo. Čím je to způsobeno a jak obrátit proces černání a navrátit lesk šperkům? Nejprve se podívejme na to, proč stříbrné předměty černají.
Způsobeno je to chemickou reakcí stříbra se vzdušným sirovodíkem neboli sulfanem H2S. Sulfan totiž už v malém množství reaguje se stříbrem za vzniku sulfidu stříbrného, který má černou barvu. Abychom vás však nezmátli, atmosféra běžně neobsahuje sulfan. V domácnosti se může vyskytnout v okamžiku, kdy se začínají kazit potraviny. Vzpomeňte si na zkažené vejce. Intenzivní zápach je způsobený právě vzniknuvším sulfanem.
Jak ale šetrně sulfid stříbrný odstranit a předmět nenávratně nezničit? Recept je poměrně jednoduchý. Postačí k tomu miska (ne kovová), alobal, horká voda a elektrolyt, neboli látka, která vede elektrický proud. V domácnosti k tomu dobře poslouží kuchyňská sůl, jedlá soda nebo ocet. Z chemického hlediska tedy chlorid sodný, hydrogenuhličitan sodný nebo kyselina octová.
Jaké je vysvětlení jevu, kdy dojde k vyčistění stříbra? Proces je vyvolán rozdílnými elektrodovými potenciály obou přítomných kovů, teda stříbra a hliníku. Elektrodový potenciál je veličina, kterou není možno měřit v absolutních hodnotách, ale je možno ji vztáhnout k jistému standardu. Tím byla zvolena tzv. vodíková elektroda. A elektrodové potenciály byly učeny následujícím postupem. Pro určení standardních elektrodových potenciálů všech kovů je nejprve nutno připravit roztok, který má jednotkovou aktivitu svých iontů. Velmi zjednodušeně lze říci, že se jedná o roztok, kdy koncentrace iontů daného kovu je rovna 1 mol.dm-3 (ve skutečnosti je situace složitější, protože zde hrají roli tzv. aktivitní koeficienty, které jsou v případě vysokých koncentrací menší než 1). Následně jsou do roztoku vloženy vodíková elektroda a elektroda vyrobená z kovu, u kterého chceme zjistit standardní elektrodový potenciál. Následně elektrody spojíme a měříme napětí, které mezi elektrodami vzniká. Elektrody, které jsou vytvořeny z neušlechtilých kovů se nabíjejí záporně, kdežto elektrody z ušlechtilých kovů se nabíjejí kladně. Takto byla vytvořena řada kovů dle vzrůstajících hodnot potenciálů a byla pojmenována dle autora Nikolaje Nikolajeviče Beketova. Pokud se podíváte na Beketovu řadu kovů zapsanou v jednom řádku, lze snadno určit které kovy se budou redukovat na úkor jiných kovů. Protože prvek, který leží více vpravo v řadě se bude redukovat, kdežto prvek stojící více vlevo se bude oxidovat. Vrátíme-li se zpět k příkladu čištění stříbra, můžeme říci následující fakta: stříbro leží v Beketově řadě více vpravo oproti hliníku, tudíž se bude redukovat. V sulfidu stříbrném má stříbro oxidační stav +I a bude tedy docházet k redukci na kovové stříbro (všechny prvky mají oxidační stav 0), kdežto u hliníku bude docházet k opačnému procesu, tedy oxidaci - zvyšování oxidačního čísla. Horká voda v tomto případě jen urychluje rychlost reakce. To je dáno experimentálně mnohokrát ověřeno tzv. Arrheniovou rovnicí. A elektrolyt pouze usnadňuje přenos elektronů mezi atomy stříbra a hliníku.
Znalost Beketovy řady kovů se využívá pro korozní ochranu, kdy se méně ušlechtilý kov "obětuje" proto, aby ušlechtilejší kov nekorodoval. Procesu se říká obětovaná anoda. Využívá se například při ochraně topných těles v bojlerech, kdy se železné, resp. ocelové prvky vodivě spojují s prvky, které mají nižší standardní elektrodový potenciál. Další zajímavým procesem, kdy se uplatňují elektrodové potenciály, je koroze ocelových radiátorů při spojení s měděným potrubím. Opět na základě rozdílných elektrodových potenciálů dochází ke korozi oceli a tím později ke zničení radiátorů.
Výše uvedeným příkladem jsme chtěli doložit, že některé znalosti z chemie mohou člověku pomoci i v běžném životě, třeba při čištění stříbra.
Autor: Martin Kout, MKout@seznam.cz
