Silbergroßreinemachen

„Ach Mann. So teuer war dieser Schmuck und jetzt ist er ganz schwarz angelaufen. Wo ist denn das Silberputztuch?“
„Warum sich mit Physik quälen, lass doch Chemie die Arbeit machen.“

Ich wollte neulich mal wieder auf die Suche nach Schmuck gehen und hab ein bisschen im Schmuckkästchen gekramt. Dabei habe ich ein Paar hübscher Ohrringe aus Silber gefunden – schwarz angelaufen. Mist. Mit so etwas rumzulaufen geht ja gar nicht. Aber wie gut, dass ich damals im Chemieunterricht aufgepasst habe. Denn die Silberputztücher und Scheuermittel kommen bei so etwas Feinem meist nicht an alle Stellen. Außerdem braucht man ewig bis eine Stelle sauber ist und dann rubbelt man auch noch die Stellen ab, wobei ein Teil des Silbers verloren geht und Kratzer zurückbleiben. Und ich will doch alle Silberatome behalten.

Das chemische Reinigen beginnt mit einer kleinen Plastikschüssel, die mit einem Stück Aluminiumfolie ausgekleidet wird. Dann nimmt man eine geringe, aber nicht zu kleine Menge Kochsalz und gibt dieses genau wie den angelaufenen Silberschmuck in die Schüssel. Anschließend übergießt man das Ganze mit heißem Wasser. Umrühren ist von Vorteil, wenn sich das Kochsalz nicht sofort löst. Und dann wartet man fünf Minuten. Wer Spaß dran hat, kann auch seine Nase über die Schüssel halten. Da dampft nicht nur das Wasser, da müffelt es auch noch nach faulen Eiern.

Bild 1 Schale mit Alufolie plus ein wenig Salz plus angelaufener Silberschmuck macht zusammen glänzendes Silber und Gestank

Und weil das hier ein Chemieblog ist, muss logischerweise noch die Erklärung folgen.

Die schwarz angelaufenen Stellen auf dem Silber (Ag, vom lateinischen argnetum) sind Silbersulfid (Ag₂S), also eine Verbindung von Silber und Schwefel. Sie entsteht auf Silberbesteck zum Beispiel nach dem Verzehr von Eiern und bei Schmuck wegen dem Kontakt mit Haut und Schweiß, aber auch durch längeres rumliegen. Denn da sind überall Schwefelverbindungen (wie Schwefelwasserstoff (H₂S)), die mit dem Silber reagieren.

4 Ag + 2 H₂S + O₂ → 2 Ag₂S + 2 H₂O

Diese Reaktion gehört in die Kategorie der Redoxreaktionen, also Reaktionen bei der ein Element oxidiert wird (sprich Elektronen abgibt) und ein anderes reduziert wird (sprich Elektronen aufnimmt). Beim Abrubbeln des Silbersulfids geht ein Teil der Silberionen verloren, da man das Silbersulfid entfernt und Schmuck und Besteck zeigen irgendwann auch kleine Kratzer. Außerdem kann aus genau diesem Grund mit dieser Methode nichts sauber gemacht werden, was nur mit Silber überzogen ist. Mit der chemischen Methode bildet man jedoch das Silber wieder zurück, was erheblich schonender ist.

Jetzt haben wir also unser oxidiertes Silber in einer Verbindung mit Schwefelionen. Um die Silberionen wieder in elementares Silber umzuwandeln, müssen wir dafür sorgen, dass sie Elektronen wiederbekommen. Hier kommt die Aluminiumfolie ins Spiel und das Prinzip der edlen und unedlen Metalle. Manche Metalle geben ihre Elektronen lieber ab als andere Metalle, man sagt, ihre Redoxpotentiale sind negativer. Betrachtet man Silber und Aluminium, so ist das Aluminium im Vergleich unedler und wird seine Elektronen eher abgeben, wohingegen Silberionen diese Elektronen lieber aufnehmen werden. Und genau das passiert in der Schüssel an der Kontaktstelle des Schmucks und der Folie.

Bild 2 Reaktionen der Silberionen und der Aluminiumatome.

Da Aluminium drei Elektronen freigibt, können dadurch drei Silberionen reduziert werden. In Summe heißt die Gleichung also:

Al + 3 Ag⁺ → Al³⁺ + 3 Ag

Auf diese Weise löst sich die Aluminiumfolie langsam auf, da die Aluminiumionen ins Wasser übergehen und der Silberschmuck erhält seinen alten Glanz, schließlich machen es die Sulfidionen (S^2-) den Aluminiumionen nach und die Silberatome bleiben auf der Oberfläche zurück.

Im Grunde genommen wäre es das, wenn da nicht noch der Geruch auftreten würde. Denn ganz nebenbei läuft noch eine andere Redoxreaktion ab. In einem riesigen Überschuss an Wasser gibt es auch das ein oder andere Wasserstoffion (H⁺, eigentlich Oxoniumion H₃O⁺). Sein Redoxpotential ist positiver als das des Aluminiums, weswegen es durchaus einen Teil der Elektronen abfangen kann:

H⁺ + e^- → H_(nasc)

Eigentlich müssen sich zwei dieser einzelnen nascierenden (das bedeutet sich gerade bildenden) Wasserstoffe zusammenschließen und weiterreagieren zu molekularem Wasserstoff:

2 H_(nasc) → H₂

Doch stattdessen reagieren sie mit Silbersulfid zu Schwefelwasserstoff, welcher entweicht und für den Geruch verantwortlich ist.

2 H_(nasc) + Ag₂S → 2 Ag + H₂S↑

Zum Schluss muss man nur noch die Frage klären, wofür das ganze Natriumchlorid von Nöten ist und warum man alles mit heißem Wasser übergießen soll.
Chloridionen wirken katalytisch bei der Oxidation des Aluminiums. Ohne sie würde die Reaktion einfach viel länger brauchen. Ebenso kann Wärme eine Reaktion beeinflussen, in diesem Fall beschleunigt sie sie.

Aber genau wie die physikalische Methode hat auch diese hier ihre Grenzen. Zum einen bildet sich, wenn man das Silber länger liegen lässt, eine dickere weiße Schicht aus Silberchlorid (AgCl), die man kaum noch abbekommt. Außerdem können sich farbige Stellen entfärben, was bei farbigen Steinchen natürlich nicht erwünscht ist.

Von Vorteil ist aber, dass diese Methode sanfter ist als das bloße Wegrubbeln. Und um ehrlich zu sein, ich hab es noch nie geschafft, meinen Schmuck damit zu versauen. Wenn es übrigens nach ein paar Minuten nicht komplett sauber ist, einfach nochmal ansetzen. Ich hab zwei Anläufe gebraucht, bis ich zufrieden war.
Ach so, ich bin ja noch den Fotobeweis schuldig, dass es funktioniert hat:

Bild 3 Sauber!

sonstige Quellen:

Ich geb’s zu, ich wusste nicht mehr, wieso Schwefelwasserstoff entsteht und warum unbedingt Salz rein muss. Aber es ist auch ewig her, 10. Klasse immerhin! Hier hab ich geguckt: http://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/07_05.htm, Versuch 6, ff., abgerufen am 8.4.2010