Hopea (Ag): ominaisuudet, historia ja käyttökohteet

Hopea (Ag): tutustu metallin ominaisuuksiin, historiaan ja käyttökohteisiin — koruista elektroniikkaan ja sijoituksiin. Lue kattava opas nyt.

Hopea (symboli Ag) on kemiallinen alkuaine. Kemiassa hopea on alkuaine 47, siirtymämetalli. Sen atomipaino on 107,86 a.m.u. Sen symboli on Ag, joka tulee latinankielisestä sanasta argentum, joka tarkoittaa hopeaa.

Fyysiset ja kemialliset ominaisuudet

Hopea on kirkkaan valkoinen, metallinkiiltävä ja pehmeä metalli, joka on erittäin taottava ja venytettävä. Se on paras tunnettu sähkön- ja lämmönjohdin kaikista metalleista: hopean sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus ovat suurimmat. Sen sulamispiste on noin 961,8 °C ja kiehumispiste noin 2162 °C. Tiheys on noin 10,49 g/cm³ (20 °C). Atomielektronirakenne on [Kr] 4d10 5s1, ja yleisin hapetusluku on +1; myös +2-tiloja esiintyy joissain yhdisteissä.

Luonnossa esiintyminen ja kaivostoiminta

Hopeaa esiintyy luonnossa sekä metallisena esiintymänä että erilaisina mineraaleina. Tärkeitä hopeamineraaleja ovat esimerkiksi argentiiitti (Ag2S), klorargyriitti (AgCl) ja jodia- ja bromiyhdisteet. Hopeaa saadaan usein sivutuotteena kuparin, kullan ja lyijyn malmien rikastamisen yhteydessä. Perinteisiä hopeakaivoksia ovat olleet muun muassa Anatolia, Kreikka, Rooman valtakunnan alue ja Amerikan eteläiset kaivosalueet (esim. Potosí).

Historia

Hopean käyttö on hyvin vanhaa: esineitä ja koruja on löydetty kivikauden ja pronssikauden ajoilta. Antiikin sivilisaatiot käyttivät hopeaa rahana, koruissa ja esineissä. Roomalaiset ja muut kansat kehittivät hopeanlouhinnan menetelmiä, ja 1500–1600-luvuilla Amerikan löytöretket lisäsivät merkittävästi eurooppalaista hopean saantia. Hopealla on ollut tärkeä rooli myös rahataloudessa ja kansainvälisessä kaupassa vuosisatojen ajan.

Käyttökohteet

• Korut ja hopeaesineet: Hopeaa käytetään laajasti koruissa, aterimissa ja koriste-esineissä. Tunnetuin seos on sterling-hopea (92,5 % Ag, yleensä 7,5 % Cu).
• Elektroniikka: Hopean erinomainen sähkönjohtavuus tekee siitä arvokkaan materiaalin kontaktipinnoissa, juotoksissa, piirilevyjen pinnoitteissa ja liitoksissa. Aurinkokennoissa käytetään hopealankoja tai -pastaa yhteyksien muodostukseen.
• Valokuvateollisuus: Perinteisessä valokuvauksessa hopeahalideilla (esim. AgBr, AgCl) on keskeinen rooli valoherkkinä aineina. Digitaalikauden myötä perinteinen käyttö on vähentynyt, mutta teollinen ja taiteellinen valokuvaus sekä erikoissovellukset säilyttävät jonkin verran kysyntää.
• Peilat ja pinnoitteet: Hopeaa käytetään lasin hopeoitukseen peilien valmistuksessa ja heijastavissa pinnoitteissa.
• Lääketiede ja hygienia: Hopean ionit ja hopeayhdisteet ovat antimikrobisia; niitä käytetään haavasidoissa, lääketieteellisissä laitteissa ja antiseptisissä voiteissa (esim. hopeasulfadiaasi). Myös hopeapinnoitteita ja nanopartikkeleita käytetään sairaalakalusteissa ja laitteissa bakteerikasvua vastaan.
• Katalyysi: Hopea toimii katalyyttina esimerkiksi etyleenin oksidaatiossa etyleeniglykoli- ja muiden kemiallisten prosessien tuotannossa.
• Kolikot ja sijoituskohteet: Historiallisesti hopeaa on käytetty kolikoissa. Nykyään sijoittajat ostavat hopeakolikoita ja -tankoja arvometallina.

Yhdisteet ja reagointi

Hopea muodostaa monia yhdisteitä, joista yleisimpiä ovat hopean(I)yhdisteet, kuten hopeanitraatti (AgNO3) ja hopeahaloidit (AgCl, AgBr, AgI). Hopeanitraattia käytetään laboratorioreagenssina ja desinfiointiaineena. Hopeahalidit ovat valoherkkiä, minkä vuoksi ne reagoivat valoon ja olivat perusta perinteiselle filmivalokuvaukselle. Hopea reagoi rikkivetyyn (H2S) muodostaen mustan hopeasulfidin (Ag2S), joka aiheuttaa tummumisen eli korroosion hopeaesineissä.

Hankinta ja kierrätys

Teollinen hopean saanti tapahtuu malmien rikastuksen, syanidiliuotuksen ja elektrolyyttisen talteenoton kautta. Koska suuri osa hopeasta on käytössä elektroniikassa ja koruissa, kierrätys on tärkeä osa tarjontaa. Elektroniikkajätteen, valokuvajäämien ja teollisten sivutuotteiden kierrätys palauttaa merkittävän määrän hopeaa takaisin tuotantoon.

Terveys, turvallisuus ja ympäristö

Hopealla on alhainen akuutti myrkyllisyys ihmiselle, mutta pitkäaikainen altistus voi johtaa argyriaan, pysyvään harmaansiniseen ihovärjäytymään. Hopeayhdisteet, kuten hopeanitraatti, voivat olla syövyttäviä ja haitallisia, joten käsittelyssä tulee noudattaa varotoimia. Hopean nanopartikkelien ja ionien ympäristövaikutuksista on huolta, koska ne voivat olla haitallisia vesieliöille ja mikro-organismeille.

Isotoopit

Hopealla on kaksi vakaata isotooppia: ¹⁰⁷Ag ja ¹⁰⁹Ag. Useita radioaktiivisia isotooppeja on tunnistettu, joista joillakin on sovelluksia teollisuudessa ja tutkimuksessa (esim. tracer- tai säteilylähdesovellukset), mutta ne eivät ole merkittävä osa kaupallista hopeakäyttöä.

Taloudellinen merkitys

Hopean hinta vaihtelee markkinatilanteen, teollisen kysynnän, sijoittajakysynnän ja tuotannon mukaan. Koska hopeaa käytetään laajasti teollisuudessa ja elektroniikassa, sen hinta reagoi myös talouden suhdanteisiin. Kierrätys ja sivutuotannon hyödyntäminen ovat tärkeitä tekijöitä tarjonnassa.

Hopea yhdistää pitkän historian ja monipuoliset nykykäyttömahdollisuudet: se on sekä kulttuurihistoriallisesti tärkeä koru- ja rahametalli että nykyaikaisen teknologian kriittinen raaka-aine.

Ominaisuudet

Fysikaaliset ominaisuudet

Hopea on pehmeä metalli. Se on myös jalometalli. Kun sitä käytetään rahassa tai koruissa, se sekoitetaan usein kultaan tai johonkin muuhun metalliin, jotta siitä tulisi kovempaa. Se on sinertävän valkoista. Se heijastaa valoa hyvin. Se johtaa hyvin sähköä. Sitä pidetään jalometallina. Hopea on hyvin muokattavaa ja sitkeää, mikä tarkoittaa, että sitä voidaan vetää langaksi tai vasaroida ohuiksi levyiksi. Hopea on yksi ainoista englannin kielen sanoista, joka ei rimmaa minkään muun sanan kanssa. Hopeakolikoita ja -harkkoja voi ostaa ja myydä kolikkokaupoista ympäri maailmaa.

Kemialliset ominaisuudet

Se ei ole reaktiivinen. Se ei liukene useimpiin happoihin. Typpihappo liuottaa sen kuitenkin hopeanitraatiksi. Se reagoi voimakkaiden hapettimien, kuten kaliumdikromaatin tai kaliumpermanganaatin, kanssa. Se ei syövy helposti. Se syöpyy vain silloin, kun ilmassa on rikkivetyä. Silloin se muodostaa mustan päällysteen, joka tunnetaan nimellä hämärtyminen.

Hopealla on kaksi pääasiallista hapetusastetta: +1 ja +2. +1 on paljon yleisempi. Muutamia yhdisteitä esiintyy +2-hapetusasteessa, mutta ne ovat hyvin voimakkaita hapettimia. Hopeayhdisteet voivat olla ruskeita, mustia, keltaisia, harmaita tai värittömiä. Hopeayhdisteet ovat desinfiointiaineita.

Hopea(I)yhdisteet

Hopea(I)-yhdisteet ovat hapettavia aineita. Ne ovat yleisempiä. Useimmat niistä ovat hyvin kalliita.

• Hopeabromidi, vaaleankeltainen
• Hopeakarbonaatti, kellertävä
• Hopeakloridi, valkoinen
• Hopea(I)fluoridi, kellanruskea
• Hopeajodaatti, väritön
• Hopeajodidi, keltainen
• Hopeanitraatti, väritön
• Hopeaoksidi, ruskeanmusta
• Hopeasulfidi, musta

Hopea(II)-yhdisteet

Hopea(II)-yhdisteet ovat voimakkaita hapettimia ja harvinaisia.

• Hopea(II)fluoridi, voimakas hapettava aine, erittäin reaktiivinen, valkoinen tai harmaa.

 
Luonnollinen hopea tervattu  


Hopea(I)oksidi  

Esiintyminen

Hopeaa esiintyy natiivina metallina. Hopeaa voi löytyä kuparin, lyijyn tai kullan kanssa kivistä. Kallioita löytyy lähinnä Kanadasta, Meksikosta, Perusta ja Yhdysvalloista. Peru tuottaa eniten hopeaa. Hopeaa on myös kemiallisissa yhdisteissä. Akantiitti on hopeamalmi, joka on hopeayhdiste.

 
Akantiitti  


Hopea metallina  

Hae kirjaimella