Формула ртуть – Формула ртути в химии

Содержание

Формула ртути в химии

Определение и формула ртути

Очень легкоплавкий металл. Плотность 13,55 г/см3. Температура плавления — 38,9oC, кипения 357oC.

Рис. 1. Ртуть. Внешний вид.

Химическая формула ртути

Химическое обозначение ртути – Hg от латинского слова «hydrargyrum». Этот химический элемент расположен в шестом периоде II группе побочной (В) подгруппе Периодической таблицы. Относится к элементамd-семейства. Металл. Относительная атомная масса ртути равна 200,59 а.е.м.

Электронная формула ртути

Атом ртути состоит из положительно заряженного ядра (+80), внутри которого есть 80 протонов и 120 нейтронов, а вокруг, по шести орбитам движутся 80 электронов.

Рис. 2. Схематическое строение атома ртути.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

+80 Hg)2)8)18)32)18)2;

1s22s22p63s23p63d104s24p64f145s25p65d106s2.

Примеры решения задач



Понравился сайт? Расскажи друзьям!



ru.solverbook.com

Ртуть. Описание, свойства, происхождение и применение металла

 
Ртуть — минерал, природная металлическая ртуть. Переходный металл, при комнатной температуре представляющий собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй такой элемент — бром). Иногда содержит примесь серебра и золота.

СТРУКТУРА


Сингония тригональная, гексагонально-скаленоэдрическая (ниже -39°С).

СВОЙСТВА


Цвет оловянно-белый. Блеск сильный металлический. Температура кипения 357 °C. Единственный жидкий минерал при обычной температуре. Затвердевает, приобретая кристаллическое состояние при −38°С. Плотность 13,55. На огне легко испаряется с образованием ядовитых паров. В древности вдыхание этих паров было единственным доступным средством лечения сифилиса (по принципу: если больной не умрёт, то поправится. Является диамагнетиком.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА


Ртуть — относительно редкий элемент в земной коре со средней концентрацией 83 мг/т. Однако ввиду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Основная форма нахождения ртути в природе — рассеянная, и только 0,02 % её заключено в месторождениях. Содержание ртути в различных типах изверженных пород близки между собой (около 100 мг/т). Из осадочных пород максимальные концентрации ртути установлены в глинистых сланцах (до 200 мг/т). В водах Мирового океана содержание ртути — 0,1 мкг/л. Важнейшей геохимической особенностью ртути является то, что среди других халькофильных элементов она обладает самым высоким потенциалом ионизации. Это определяет такие свойства ртути, как способность восстанавливаться до атомарной формы (самородной ртути), значительную химическую стойкость к кислороду и кислотам.

Одно из крупнейших в мире ртутных месторождений находится в Испании (Альмаден). Известны месторождения ртути на Кавказе (Дагестан, Армения), в Таджикистане, Словении, Киргизии (Хайдаркан — Айдаркен) Украине (Горловка, Никитовский ртутный комбинат).

В России находятся 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс. тонн (на 2002 год), из них крупнейшие разведаны на Чукотке — Западно-Палянское и Тамватнейское.

Ртуть получают обжигом киновари (сульфида ртути(II)) или металлотермическим методом. Пары ртути конденсируют и собирают. Этот способ применяли ещё алхимики древности.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ


Ртуть присутствует в большинстве сульфидных минералов. Особенно высокие её содержания (до тысячных и сотых долей процента) устанавливаются в блёклых рудах, антимонитах, сфалеритах и реальгарах. Близость ионных радиусов двухвалентной ртути и кальция, одновалентной ртути и бария определяет их изоморфизм во флюоритах и баритах. В киновари и метациннабарите сера иногда замещается селеном или теллуром; содержание селена часто составляет сотые и десятые доли процента. Известны крайне редкие селениды ртути — тиманит (HgSe) и онофрит (смесь тиманита и сфалерита).

ПРИМЕНЕНИЕ


Ртуть используется как рабочее тело в ртутных термометрах (особенно высокоточных), так как обладает довольно широким диапазоном, в котором находится в жидком состоянии, её коэффициент термического расширения почти не зависит от температуры и обладает сравнительно малой теплоёмкостью. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.
Парами ртути заполняют люминесцентные лампы, поскольку пары светятся в тлеющем разряде. В спектре испускания паров ртути много ультрафиолетового света и, чтобы преобразовать его в видимый, стекло люминесцентных ламп изнутри покрывают люминофором. Без люминофора ртутные лампы являются источником жёсткого ультрафиолета (254 нм), в каковом качестве и используются. Такие лампы делают из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолет, поэтому они называются кварцевыми.
Ртуть и сплавы на её основе используются в герметичных выключателях, включающихся при определённом положении.
Ртуть используется в датчиках положения.

Иодид ртути(I) используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.
Фульминат ртути(II) («гремучая ртуть») издавна применяется в качестве инициирующего ВВ (Детонаторы).
Бромид ртути(I) применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика).
Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.
До середины 20 века ртуть широко применялась в барометрах, манометрах и сфигмоманометрах (отсюда традиция измерять давление в миллиметрах ртутного столба).

Соединения ртути использовались в шляпном производстве для выделки фетра.


Ртуть (англ. Mercury) — Hg

Молекулярный вес 200.59 г/моль
Происхождение названия от латинского алхимического названия этого элемента hydrargyrum (от др.-греч. ὕδωρ «вода» и ἄργυρος «серебро»)
IMA статус действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ


Strunz (8-ое издание) 1/A.02-10
Nickel-Strunz (10-ое издание) 1.AD.05
Dana (7-ое издание) 1.1.10.1
Dana (8-ое издание) 1.1.7.1
Hey’s CIM Ref 1.12

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Цвет минерала оловянный белый
Цвет черты не может быть взята
Прозрачность непрозрачный
Блеск металлический
Спайность нет
Твердость (шкала Мооса) не может быть измерена
Излом нет
Плотность (измеренная) 13.596 г/см3
Радиоактивность (GRapi) 0
Магнетизм диамагнетик

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Точечная группа 3m (3 2/m) — гексагональная-скаленоэдрическая
Пространственная группа R3m
Сингония тригональная
Параметры ячейки a = 3.463Å, c = 6.706Å
Морфология жидкие глобулы или сферы

Интересные статьи:

mineralpro.ru  

04.08.2016  

mineralpro.ru

Ртуть — Циклопедия

Ртуть

Химический элемент

Тяжёлый жидкий металл серебристо-белого цвета

Символ, номер Hg, 80
Атомная масса 200,592 а.е.м.
Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s2
Электроотрицательность 2 по шкале Полинга
Плотность 13,546 г/см3
Температура плавления -38,83 °C
Температура кипения 356,73 °C
Структура кристаллической решетки ромбоэдрическая
Теплопроводность (300 K) 8,3 Вт/(м·К)

Ртуть что это // Наука 2.0

Ртуть — жидкий переходный металл. Элемент № 80 периодической таблицы.

Ртуть известна с древнейших времен, упоминается в работах Аристотеля, Теофраста, Плиния Старшего, Витрувия и других древних ученых. Латинское название этого металла «гидраргирум», которую дал ртути греческий врач Диоскорид (I в. до Р. Х.), означает в переводе «серебряная вода». В огромном дворце знаменитого своей жестокостью китайского императора Цинь Шихуанди (259—210 гг. до н. э.) были созданы целые реки и озера, наполненные чистой ртутью. По легенде, этими (смертельно опасными для дыхания) реками император проплывал с наложницами на украшенных лодках. Масштабность таких построений показывает хотя бы то, что дворец Епан и гробницу императора на горе Лишань строило 700000 осужденных на каторжные работы.

[править] Происхождение названия

Символ Меркурия

Латинское название лат. hydrargyrum (Hg) происходит от греч. ύδράργυρος «жидкое серебро». Английское «Mercury» происходит от обозначения элемента алхимиками.

[править] Распространение

В земной коре ртуть преимущественно рассеяна. Ртуть получают из ртутных, ртутно-сурьмяных, ртутно-мышьяковых и ртутно-золотых руд, а также попутно с полиметаллических, вольфрамовых и оловянных. Известно 20 минералов ртути, промышленное значение имеют киноварь HgS (86,2 %), метацинабарит HgS (86,2 %), ртуть самородная Hg, блеклая руда — шватцит (17 %), ливингстонит (22 %), кордероит (82 %) и каломель (85 %), а также тиманит (HgSe), колорадоит (HgTe) и др.

Киноварь

Ртуть получают обжигом минералов киновари HgS или ливингстонита HgSb4S8. Этот способ применяли еще алхимики в древности. Уравнение реакции горения киновари:

  • [math]\mathrm {HgS + O_2 \xrightarrow {600-700 ^ oC} Hg + SO_2}[/math]

При выделении соединений ртути из богатых руд или концентратов, для восстановления можно использовать известь или железные опилки:

  • [math]\mathrm {HgS + 4CaO \xrightarrow {400-500 ^ oC} Hg + CaSO_4 + 3CaS}[/math]
  • [math]\mathrm {HgS + Fe \xrightarrow {350-450 ^ oC} Hg + FeS}[/math]

[править] Химические свойства

Ртуть образует сплавы со многими металлами — эти, часто нестехиометрические, соединения называются амальгамы. Самыми распространенными сплавами является амальгамы натрия, калия, серебра, золота, свинца, цинка, кадмия, меди.

При воздействии электрических разрядов на смесь паров ртути инертных газов образуются соединения HgNe, HgHe, HgAr, HgXe, HgKr, в которых атомы удерживаются за счет сил Ван-дер-Ваальса.

При обычной температуре кислород воздуха не действует на ртуть, однако, при наличии следов влаги, поверхность ртути покрывается серой оксидной пленкой. При нагревании ртути на воздухе до 350 °C образуется красный налет HgO, который разрушается при нагревании:

  • [math]\mathrm {2Hg + O_2 \xrightarrow {350 ^ oC} 2HgO}[/math]
  • [math]\mathrm {2HgO \xrightarrow {500 ^ oC} Hg + O_2}[/math]

Металлическая ртуть взаимодействует с галогенами:

  • [math]\mathrm {Hg + Br_2 \xrightarrow {} HgBr_2}[/math]
  • [math]\mathrm {Hg + I_2 \xrightarrow {ethanol} HgI_2 + Hg_2I_2 \downarrow}[/math]

С серой ртуть взаимодействует при нагревании с образованием красного HgS (при высоких температурах подобные соединения черного цвета образуют также селен и теллур):

  • [math]\mathrm {Hg + S \xrightarrow {\gt 130 ^ oC} HgS}[/math]
  • [math]\mathrm {Hg + Se \xrightarrow {550-600 ^ oC} HgSe}[/math]

Ртуть растворяется в некоторых разведенных и концентрированных кислотах, в царской водке:

  • [math]\mathrm {Hg + 2H_2SO_4 (conc.) \xrightarrow {boiling} HgSO_4 + SO_2 + 2H_2O}[/math]
  • [math]\mathrm {6Hg + 8HNO_3 \xrightarrow {} 3Hg_2 (NO_3) _2 + 2NO + 4H_2O}[/math]
  • [math]\mathrm {3Hg + 2HNO_3 + 6HCl \xrightarrow {50-70 ^ oC} 3HgCl_2 + 2NO + 4H_2O}[/math]

Благодаря уникальным свойствам ртуть применяется в металлургии, химической промышленности, гальванических элементах, гальванотехнике, медицине, сельском хозяйстве и многих других отраслях:

  • Особенно большое значение имеет ртуть в лабораторной практике. Она применяется в термометрах, манометрах, всевозможных регулирующих устройствах и затворах. В лаборатории используется электролиз с ртутным катодом, колонки с амальгамированных металлами, каломельный электрод сравнения и ртутно-кадмиевый элемент Вестона.
  • Благодаря ртути возник один из самых удобных и самых чувствительных методов химического анализа — полярография. Ртуть применяют для исследования пористой структуры угля, силикагелей и других материалов.
  • В вакуумной технике. Ртутный диффузный насос незаменим для создания глубокого вакуума (10-13 мм рт. ст.). Он применяется в масс-спектрометрах, ускорителях частиц, установках, использующих фотоэмиссии или имитируют условия космического вакуума.
  • В медицине. Ртуть — один из сильнейших антисептиков. Ранее врачи часто пользовались полотенцами, смоченными раствором сулемы HgCl2 — с целью дезинфекции. Применяются также мази на основе соединений ртути. В Ярослава Гашека описан эпизод, когда его любимый поручик Лукаш заразился лишаем и Гашек вылечил поручика ртутной мазью, в результате чего получил медаль «За храбрость». В ряде стран каломель Hg2Cl2 до сих пор используют в качестве слабительного средства.

[править] Биологическая роль

Смертельный друг Р. (Ртуть). Документальный фильм // Россия 24

Пары ртути и ее соединения очень ядовиты. С попаданием в организм человека через органы дыхания, ртуть аккумулируется и остается там на всю жизнь. Попав в организм человека, ртуть негативно сказывается на белковом обмене, вредит нервной системе, почкам и даже может вызвать нарушение психики и сердечно-сосудистой системы.

Установлена максимально допустимая концентрация паров ртути: для жилых, дошкольных, учебных и рабочих помещений — 0,0003 мг/м³; для производственных помещений — 0,0017 мг/м³.

Концентрация паров ртути в воздухе свыше 0,2 мг/м³ вызывает острое отравление организма человека.

Симптомы острого отравления проявляются через 8-24 часа: начинается общая слабость, головная боль и повышается температура; затем — боли в животе, расстройство желудка.

Хроническое отравление является следствием вдыхания малых концентраций паров ртути в течение длительного времени. Признаками такого отравления являются: снижение работоспособности, быстрая утомляемость, ослабление памяти и головная боль; в отдельных случаях возможны катаральные проявления со стороны верхних дыхательных путей, кровотечения десен, легкое дрожание рук и расстройство желудка. Долгое время никаких признаков может и не быть, но потом постепенно повышается утомляемость, слабость, сонливость; появляются — головная боль, апатия и эмоциональная неустойчивость; нарушается речь, дрожат руки, веки, а в тяжелых случаях — ноги и все тело.

Ртуть поражает нервную систему, а продолжительное ее влияние вызывает даже сумасшествие.

[править] Демеркуризация

При разливе ртути принят такой порядок действий:

  • Организовать проветривание.
  • Посторонним покинуть помещение и ограничить туда доступ.
  • Собрать ртуть механически — грушей для клизм или листами бумаги в баночку и залить водой.
  • Нельзя использовать пылесос.
  • Обработать пол или место, где разлилась ртуть, раствором перманганата калия из расчета двух граммов перманганата калия на 1 литр воды, несколько раз после чего помыть место мыльной водой. Тряпки выбросить.
  • Металлическая ртуть при попадании в организм через органы желудочно-кишечного тракта не представляет опасности, так как токсичны только соли ртути.
  • Глоссарий терминов по химии // Й.Опейда, О.Швайка. Ин-т физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко НАН Украины, Донецкий национальный университет — Донецк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
  • Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3 .
  • Р. Рипан, И. Чертяну. Неорганическая химия: Химия металлов: В 2 т. — М.: Изд. «Мир», 1971. — Т. 1. — 561 с.
  • Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., Испр. / Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева; Под ред. Р. А. Лидин. — М.: Химия, 2000. 480 с .: ил. — ISBN 5-7245-1163-0

Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu,
Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2,
W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

 

cyclowiki.org

📌 ртуть — это… 🎓 Что такое ртуть?

РТУТЬ -и; ж. Химический элемент (Hg), жидкий тяжёлый металл серебристо-белого цвета (широко применяется в химии и электротехнике). Живой, как ртуть. (очень подвижный).

Гремучая ртуть Взрывчатое вещество в виде белого или серого порошка.

РТУ́ТЬ (лат. Hydrargyrum), Hg (читается «гидраргирум»), химический элемент с атомным номером 80, атомная масса 200,59.

Природная ртуть состоит из смеси семи стабильных нуклидов: 196Hg (содержание 0,146% по массе), 198Hg (10,02%), 199Hg (16,84%), 200Hg (23,13%), 201Hg (13,22%), 202Hg (29,80%) и 204Hg (6,85%). Радиус атома ртути 0,155 нм. Радиус иона Hg+ — 0,111 нм (координационное число 3), 0,133 нм (координационное число 6), иона Hg2+ — 0,083 нм (координационное число 2), 0,110 нм (координационное число 4), 0,116 нм (координационное число 6) или 0,128 нм (координационное число 8).

Энергии последовательной ионизации нейтрального атома ртути равны 10,438, 18,756 и 34,2 эВ. Расположена во IIВ группе, 6 периода периодической системы. Конфигурация внешнего и предвнешнего электронных слоев 5s2p6d106s 2. В соединениях проявляет степени окисления +1 и +2. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,9.

История открытия
Ртуть известна человечеству с древнейших времен. Обжиг киновари (см. КИНОВАРЬ) HgS, приводящий к получению жидкой ртути, использовали еще в 5 в. до н. э. в Междуречье (см. МЕСОПОТАМИЯ). Использование киновари и жидкой ртути описано в древних документах Китая, Ближнего Востока. Первое подробное описание получения ртути из киновари описано Теофрастом (см. ТЕОФРАСТ) около 300 лет до н. э.

В древности ртуть использовали для добычи золота (см. ЗОЛОТО (химический элемент)) из золотых руд. Этот способ основан на ее способности растворять многие металлы, образуя жидкие или легкоплавкие амальгамы (см. АМАЛЬГАМА). При прокаливании амальгамы золота летучая ртуть испаряется, золото остается. Во второй половине 15 в в Мексике применяли амальгамирование для извлечения из руды серебра (см. СЕРЕБРО).

Алхимики считали ртуть составной частью всех металлов, полагая, что изменением ее содержания можно осуществить превращение ртути в золото. Только в 20 в. физики установили, что в процессе ядерной реакции атомы ртути действительно превращаются в атомы золота. Но такой способ чрезвычайно дорог.

Жидкая ртуть — очень подвижная жидкость. Алхимики называли ртуть «меркурием» по имени римского бога Меркурия, славившегося своей быстротой в перемещении. В английском, французском, испанском и итальянском языках для ртути используется название «mercury». Современное латинское название происходит от греческих слов «хюдор» — вода и «аргирос» — серебро, т. е. «жидкое серебро».

Ртутные препараты использовали в медицине в средние века (ятрохимия (см. ЯТРОХИМИЯ)).

Нахождение в природе
Редкий рассеянный элемент. Содержание ртути в земной коре 7,0·10–6% по массе. В природе ртуть встречается в свободном состоянии. Образует более 30 минералов. Основной рудный минерал киноварь. Минералы ртути в виде изоморфных примесей встречаются в кварце, халцедоне, карбонатах, слюдах, свинцово-цинковых рудах. Желтая модификация HgO встречается в природе в виде минерала монтроидита. В обменных процессах литосферы, гидросферы, атмосферы участвует большое количество ртути. Содержание ртути в рудах от 0,05 до 6—7%.

Получение
Первоначально ртуть получали из киновари (см. КИНОВАРЬ), помещая ее куски в вязанки хвороста и обжигая киноварь в кострах.

В настоящее время ртуть получают окислительно-восстановительным обжигом руд или концентратов при 700—800оС в печах кипящего слоя, трубчатых или муфельных. Условно процесс может быть выражен:

HgS + O2 = Hg + SO2
Выход ртути при таком способе составляет около 80%. Более эффективен способ получения ртути путем нагревания руды с Fe (см. ЖЕЛЕЗО) и CaO:

HgS + Fe = Hg + FeS,

4HgS + 4CaO = 4Hg + 3CaS + CaSO4.

Особо чистую ртуть получают электрохимическим рафинированием на ртутном электроде. При этом содержание примесей составляет от 1·10–6 до 1·10–7%.

Физические и химические свойства
Ртуть — серебристо-белый металл, в парах бесцветный. Единственный жидкий при комнатной температуре металл. Температура плавления –38,87°C, кипения 356,58°C. Плотность жидкой ртути при 20°C 13,5457 г/см3 , твердой ртути при –38,9°C — 14,193 г/см3.

Твердая ртуть — бесцветные кристаллы октаэдрической формы, существующая в двух кристаллических модификациях. «Высокотемпературная» модификация обладает ромбоэдрической решеткой a-Hg, параметры ее элементарной ячейки (при 78 К) а= 0,29925 нм, угол b = 70,74о. Низкотемпературная модификация b-Hg обладает тетрагональной решеткой (ниже 79К).

С использованием ртути голландский физик и химик Х.Камерлинг-Оннес (см. КАМЕРЛИНГ-ОННЕС Хейке) в 1911 впервые наблюдал явление сверхпроводимости (см. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ). Температура перехода a-Hg в сверхпроводящее состояние 4,153К, b-Hg — 3,949К. При более высоких температурах ртуть ведет себя как диамагнетик (см. ДИАМАГНЕТИК). Жидкая ртуть не смачивает стекло и практически не растворяется в воде (в 100 г воды при 25°C растворяется 6·10–6 г ртути).

Стандартный электродный потенциал пары Hg2+2/Hg0 = +0.789 B, пары Hg2+/Hg0 = +0.854B, пары Hg2+/Hg2+2= +0.920B. В неокисляющих кислотах ртуть не растворяется с выделением водорода (см. ВОДОРОД). (см. КИСЛОРОД)

Кислород (см. КИСЛОРОД) и сухой воздух при обычных условиях ртуть не окисляют. Влажный воздух и кислород при ультрафиолетовом облучении или электронной бомбардировке окисляют ртуть с поверхности с образованием оксидов.

Ртуть окисляется кислородом воздуха при температуре выше 300°C, образуя оксид ртути HgO красного цвета:

2Hg + O2 = 2HgO.

Выше 340°C этот оксид разлагается на простые вещества.

При комнатной температуре ртуть окисляется озоном (см. ОЗОН).

Ртуть не реагирует при нормальных условиях с молекулярным водородом, но с атомарным водородом образует газообразный гидрид HgH. Ртуть не взаимодействует с азотом, фосфором, мышьяком, углеродом, кремнием, бором, германием.

С разбавленными кислотами ртуть не реагирует, но растворяется в царской водке (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА) и в азотной кислоте. Причем, в случае с кислотой продукт реакции зависит от концентрации кислоты и соотношения ртути и кислоты. При избытке ртути, на холоду, протекает реакция:

6Hg + 8HNO3разбавл. = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

При избытке кислоты:

3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

С галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ) ртуть активно взаимодействует с образованием галогенидов (см. ГАЛОГЕНИДЫ). При реакциях ртути с серой (см. СЕРА), селеном (см. СЕЛЕН) и теллуром (см. ТЕЛЛУР) возникают халькогениды (см. ХАЛЬКОГЕНИДЫ) HgS, HgSe, HgTe. Эти халькогениды праrтически не растворимы в воде. Например, значение ПР HgS = 2·10–52. Сульфид ртути растворяется только в кипящей HCl, царской водке (при этом образуется комплекс [HgCl4]2–) и в концентрированных растворах сульфидов щелочных металлов:

HgS + K2S = K2[HgS2].

Сплавы ртути с металлами называют амальгамами (см. АМАЛЬГАМА). Стойкие к амальгамированию металлы — железо (см. ЖЕЛЕЗО), ванадий (см. ВАНАДИЙ), молибден (см. МОЛИБДЕН), вольфрам (см. ВОЛЬФРАМ), ниобий (см. НИОБИЙ) и тантал (см. ТАНТАЛ (химический элемент)). Со многими металлами ртуть образует интерметаллические соединения меркуриды.

Ртуть образует два оксида: оксид ртути(II) HgO и неустойчивый на свету и при нагревании оксид ртути(I) Hg2O (черные кристаллы).

HgO образует две модификации — желтую и красную, отличающиеся размерами кристаллов. Красная модификация образуется при добавлении к раствору соли Hg2+ щелочи:

Hg(NO3)2 + 2NaOH = HgOЇ + 2NaNO3 + H2O.

Желтая форма химически более активна, при нагревании краснеет. Красная форма при нагревании чернеет, но приобретает прежний цвет при охлаждении.

При добавлении щелочи к раствору соли ртути(I) образуется оксид ртути (I) Hg2O:

Hg2(NO3)2 + 2NaOH = Hg2O + H2O + 2NaNO3.

На свету Hg2O распадается на ртуть и HgO, давая осадок черного цвета.

Для соединений ртути(II) характерно образование устойчивых комплексных соединений (см. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ):

2KI + HgI2 = K2[HgI4],

2KCN + Hg(CN)2 = K2[Hg(CN)4].

Соли ртути(I) содержат группировку Hg22+ со связью –Hg–Hg–. Получают эти соединения, восстанавливая соли ртути(II) ртутью:

HgSO4 + Hg + 2NaCl = Hg2Cl2 + Na2SO4,

HgCl2 + Hg = Hg2Cl2.

В зависимости от условий, соединения ртути(I) могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:

Hg2Cl2 + Cl2 = 2HgCl2,

Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4. (см. ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ)

Пероксид (см. ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ) HgO2 — кристаллы; неустойчив, взрывается при нагревании и ударе.

Применение
Ртуть используют для изготовления катодов при электрохимическом получении едких щелочей и хлора, а также для полярографов, в диффузионных насосах, барометрах и манометрах; для определения чистоты фтора и его концентрации в газах. Парами ртути наполняют колбы газоразрядных ламп (ртутных и люминесцентных) и источников УФ излучения. Ртуть применяют при нанесении золотых покрытий и при добычи золота из руды. (см. РТУТИ ХЛОРИДЫ)

Сулема (см. РТУТИ ХЛОРИДЫ) — важнейший антисептик, применяют при разбавлениях 1:1000. Оксид ртути (II), киноварь HgS применяются для лечения глазных и кожных и венерических заболеваний. Киноварь также используют для приготовления чернил и красок. В древности из киновари готовили румяна. Каломель (см. КАЛОМЕЛЬ) используется в ветеринарии в качестве слабительного средства.

Физиологическое действие
Ртуть и ее соединения высокотоксичны. Пары и соединения ртути накапливаясь в организме человека, сорбируются легкими, попадают в кровь, нарушают обмен веществ и поражают нервную систему. Признаки ртутного отравления проявляются уже при содержании ртути в концентрации 0.0002–0.0003 мг/л. Пары ртути фитотоксичны, ускоряют старение растений.

При работе с ртутью и ее соединениями следует предотвращать ее попадание в организм через дыхательные пути и кожу. Хранят в закрытых сосудах.

dic.academic.ru

Ртуть — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Природная ртуть состоит из смеси семи стабильных нуклидов: 196Hg (содержание 0, 146% по массе), 198Hg (10, 02%), 199Hg (16, 84%), 200Hg (23, 13%), 201Hg (13, 22%), 202Hg (29, 80%) и 204Hg (6, 85%). Радиус атома ртути 0, 155 нм. Радиус иона Hg+ — 0, 111 нм (координационное число 3), 0, 133 нм (координационное число 6), иона Hg2+ — 0, 083 нм (координационное число 2), 0, 110 нм (координационное число 4), 0, 116 нм (координационное число 6) или 0, 128 нм (координационное число 8). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома ртути равны 10, 438, 18, 756 и 34, 2 эВ. Расположена во IIВ группе, 6 периода периодической системы. Конфигурация внешнего и предвнешнего электронных слоев 5s2p6d106s 2. В соединениях проявляет степени окисления +1 и +2. Электроотрицательность по Полингу 1, 9.Ртуть известна человечеству с древнейших времен. Обжиг киновари HgS, приводящий к получению жидкой ртути, использовали еще в 5 в. до н. э. в Междуречье. Использование киновари и жидкой ртути описано в древних документах Китая, Ближнего Востока. Первое подробное описание получения ртути из киновари описано Теофрастом около 300 лет до н. э.В древности ртуть использовали для добычи золота из золотых руд. Этот способ основан на ее способности растворять многие металлы, образуя жидкие или легкоплавкие амальгамы. При прокаливании амальгамы золота летучая ртуть испаряется, золото остается. Во второй половине 15 в в Мексике применяли амальгамирование для извлечения из руды серебра.

Алхимики считали ртуть составной частью всех металлов, полагая, что изменением ее содержания можно осуществить превращение ртути в золото. Только в 20 в. физики установили, что в процессе ядерной реакции атомы ртути действительно превращаются в атомы золота. Но такой способ чрезвычайно дорог.

Жидкая ртуть — очень подвижная жидкость. Алхимики называли ртуть «меркурием» по имени римского бога Меркурия, славившегося своей быстротой в перемещении. В английском, французском, испанском и итальянском языках для ртути используется название «mercury». Современное латинское название происходит от греческих слов «хюдор» — вода и «аргирос» — серебро, т. е. «жидкое серебро».

Ртутные препараты использовали в медицине в средние века (ятрохимия).

Редкий рассеянный элемент. Содержание ртути в земной коре 7, 0·10–6% по массе. В природе ртуть встречается в свободном состоянии. Образует более 30 минералов. Основной рудный минерал киноварь. Минералы ртути в виде изоморфных примесей встречаются в кварце, халцедоне, карбонатах, слюдах, свинцово-цинковых рудах. Желтая модификация HgO встречается в природе в виде минерала монтроидита. В обменных процессах литосферы, гидросферы, атмосферы участвует большое количество ртути. Содержание ртути в рудах от 0, 05 до 6-7%.

Первоначально ртуть получали из киновари, помещая ее куски в вязанки хвороста и обжигая киноварь в кострах.

В настоящее время ртуть получают окислительно-восстановительным обжигом руд или концентратов при 700-800оС в печах кипящего слоя, трубчатых или муфельных. Условно процесс может быть выражен:

HgS + O2 = Hg + SO2

Выход ртути при таком способе составляет около 80%. Более эффективен способ получения ртути путем нагревания руды с Fe и CaO:

HgS + Fe = Hg + FeS,

4HgS + 4CaO = 4Hg + 3CaS + CaSO4.

Особо чистую ртуть получают электрохимическим рафинированием на ртутном электроде. При этом содержание примесей составляет от 1·10–6 до 1·10–7%.

Ртуть — серебристо-белый металл, в парах бесцветный. Единственный жидкий при комнатной температуре металл. Температура плавления –38, 87°C, кипения 356, 58°C. Плотность жидкой ртути при 20°C 13, 5457 г/см3, твердой ртути при –38, 9°C — 14, 193 г/см3.

Твердая ртуть — бесцветные кристаллы октаэдрической формы, существующая в двух кристаллических модификациях. «Высокотемпературная» модификация обладает ромбоэдрической решеткой α-Hg, параметры ее элементарной ячейки (при 78 К) а= 0, 29925 нм, угол b = 70, 74о. Низкотемпературная модификация β-Hg обладает тетрагональной решеткой (ниже 79К).

С использованием ртути голландский физик и химик Х.Камерлинг-Оннес в 1911 впервые наблюдал явление сверхпроводимости. Температура перехода α-Hg в сверхпроводящее состояние 4, 153К, β-Hg — 3, 949К. При более высоких температурах ртуть ведет себя как диамагнетик. Жидкая ртуть не смачивает стекло и практически не растворяется в воде (в 100 г воды при 25°C растворяется 6·10–6 г ртути).Стандартный электродный потенциал пары Hg2+2/Hg0 = +0.789 B, пары Hg2+/Hg0 = +0.854B, пары Hg2+/Hg2+2= +0.920B. В неокисляющих кислотах ртуть не растворяется с выделением водорода.Кислород и сухой воздух при обычных условиях ртуть не окисляют. Влажный воздух и кислород при ультрафиолетовом облучении или электронной бомбардировке окисляют ртуть с поверхности с образованием оксидов.

Ртуть окисляется кислородом воздуха при температуре выше 300°C, образуя оксид ртути HgO красного цвета:

2Hg + O2 = 2HgO.

Выше 340°C этот оксид разлагается на простые вещества.

При комнатной температуре ртуть окисляется озоном.

Ртуть не реагирует при нормальных условиях с молекулярным водородом, но с атомарным водородом образует газообразный гидрид HgH. Ртуть не взаимодействует с азотом, фосфором, мышьяком, углеродом, кремнием, бором, германием.

С разбавленными кислотами ртуть не реагирует, но растворяется в царской водке и в азотной кислоте. Причем, в случае с кислотой продукт реакции зависит от концентрации кислоты и соотношения ртути и кислоты. При избытке ртути, на холоду, протекает реакция:

6Hg + 8HNO3разбавл. = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

При избытке кислоты:

3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

С галогенами ртуть активно взаимодействует с образованием галогенидов. При реакциях ртути с серой, селеном и теллуром возникают халькогениды HgS, HgSe, HgTe. Эти халькогениды праrтически не растворимы в воде. Например, значение ПР HgS = 2·10–52. Сульфид ртути растворяется только в кипящей HCl, царской водке (при этом образуется комплекс [HgCl4]2–) и в концентрированных растворах сульфидов щелочных металлов:

HgS + K2S = K2[HgS2].

Ртуть образует два оксида: оксид ртути(II) HgO и неустойчивый на свету и при нагревании оксид ртути(I) Hg2O (черные кристаллы).

HgO образует две модификации — желтую и красную, отличающиеся размерами кристаллов. Красная модификация образуется при добавлении к раствору соли Hg2+ щелочи:

Hg(NO3)2 + 2NaOH = HgOЇ + 2NaNO3 + H2O.

Желтая форма химически более активна, при нагревании краснеет. Красная форма при нагревании чернеет, но приобретает прежний цвет при охлаждении.

При добавлении щелочи к раствору соли ртути(I) образуется оксид ртути (I) Hg2O:

Hg2(NO3)2 + 2NaOH = Hg2O + H2O + 2NaNO3.

На свету Hg2O распадается на ртуть и HgO, давая осадок черного цвета.

2KI + HgI2 = K2[HgI4],

2KCN + Hg(CN)2 = K2[Hg(CN)4].

Соли ртути(I) содержат группировку Hg22+ со связью –Hg–Hg–. Получают эти соединения, восстанавливая соли ртути(II) ртутью:

HgSO4 + Hg + 2NaCl = Hg2Cl2 + Na2SO4,

HgCl2 + Hg = Hg2Cl2.

В зависимости от условий, соединения ртути(I) могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:

Hg2Cl2 + Cl2 = 2HgCl2,

Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4.

Пероксид HgO2 — кристаллы; неустойчив, взрывается при нагревании и ударе.

Ртуть используют для изготовления катодов при электрохимическом получении едких щелочей и хлора, а также для полярографов, в диффузионных насосах, барометрах и манометрах; для определения чистоты фтора и его концентрации в газах. Парами ртути наполняют колбы газоразрядных ламп (ртутных и люминесцентных) и источников УФ излучения. Ртуть применяют при нанесении золотых покрытий и при добычи золота из руды.

Сулема — важнейший антисептик, применяют при разбавлениях 1:1000. Оксид ртути (II), киноварь HgS применяются для лечения глазных и кожных и венерических заболеваний. Киноварь также используют для приготовления чернил и красок. В древности из киновари готовили румяна. Каломель используется в ветеринарии в качестве слабительного средства.

Ртуть и ее соединения высокотоксичны. Пары и соединения ртути накапливаясь в организме человека, сорбируются легкими, попадают в кровь, нарушают обмен веществ и поражают нервную систему. Признаки ртутного отравления проявляются уже при содержании ртути в концентрации 0.0002–0.0003 мг/л. Пары ртути фитотоксичны, ускоряют старение растений.

При работе с ртутью и ее соединениями следует предотвращать ее попадание в организм через дыхательные пути и кожу. Хранят в закрытых сосудах.

  • Мельников С. М. Металлургия ртути. М., 1971.
  • Трахтенберг Т. М., Коршун М. Н. Ртуть и ее соединения в окружающей среде. Киев, 1990.
  • Ртуть. Проблемы геохимии, экологии, аналитики. — Москва: ИМГРЭ 2005.
  • Павловская Н. А. Свинец, ртуть, никель: ранняя диагностика токсического действия на организм. — Липецк: ГУП ИГ Инфол, 2002.
  • Эколого-геохимические проблемы ртути. — М.: ИМГРЭ, 2000.
  • Лапердина Т. Г. Определение ртути в природных водах. — Новосибирск: Наука, 2000.
  • Степанов В. А. Геология золота, серебра и ртути. — Владивосток: Дальнаука, 2000.

megabook.ru

Ртуть и её характеристики

Общая характеристика ртути

Ртуть мало распространена в природе; содержание ее в земной коре составляет всего около 10-6% (масс.). Изредка ртуть встречается в самородном виде, вкрапленная в горные породы; но главным образом она находится в природе в виде ярко-красного сульфида ртути HgS, или киновари. Этот минерал применяется для изготовления красной краски.

Ртуть – единственный металл, находящийся при комнатной температуре в жидком состоянии. В виде простого вещества ртуть представляет собой серебристо-белый (рис. 1) металл. Очень легкоплавкий металл. Плотность 13,55 г/см 3. Температура плавления — 38,9oС, кипения 357oС.

Рис. 1. Ртуть. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса ртути

Поскольку в свободном состоянии ртуть существует в виде одноатомных молекул Hg, значения её атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 200,592.

Изотопы ртути

Известно, что в природе ртуть может находиться в виде семи стабильных изотопов 196Hg (0,155%), 198Hg (10,04%), 199Hg (16,94%), 200Hg (23,14%), 201Hg (13,17%), 202Hg (29,74%) и 204Hg (6,82%).Их массовые числа равны 196, 198, 199, 200, 201, 202 и 204 соответственно. Ядро атома изотопа ртути 196Hg содержит восемьдесят протонов и сто шестнадцать нейтронов, а остальные отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные радиоактивные изотопы ртути с массовыми числами от 171-го до 210-ти, а также более десятиизомерных состояний ядер.

Ионы ртути

На внешнем энергетическом уровне атома ртути имеется два электрона, которые являются валентными:

1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s265d106s2.

В результате химического взаимодействия ртуть отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Hg0 -1e → Hg+;

Hg0 -2e → Hg2+.

Молекула и атом ртути

В свободном состоянии ртуть существует в виде одноатомных молекул Hg. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу ртути:




Энергия ионизации атома, эВ

10,43

Относительная электроотрицательность

2,00

Радиус атома, нм

0,157

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

📌 Ртуть — это… 🎓 Что такое Ртуть?

Внешний вид простого вещества

Тяжёлая жидкость серебристо-белого цвета
Свойства атома
Имя, символ, номер

Ртуть / Hydrargyrum (Hg), 80

Атомная масса
(молярная масса)

200,59 а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Xe] 4f14 5d10 6s2

Радиус атома

157 пм

Химические свойства
Ковалентный радиус

149 пм

Радиус иона

(+2e) 110 (+1e) 127 пм

Электроотрицательность

2,00 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Hg←Hg2+ 0,854 В

Степени окисления

+2, +1

Энергия ионизации
(первый электрон)

1 006,0 (10,43) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

13,546 (@ +20 °C) г/см³

Температура плавления

234,28 K

Температура кипения

629,73 K

Теплота плавления

2,295 кДж/моль

Теплота испарения

58,5 кДж/моль

Молярная теплоёмкость

27,98[1] Дж/(K·моль)

Молярный объём

14,8 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

ромбоэдрическая

Параметры решётки

ahex=3,464 сhex=6,708 Å

Отношение c/a

1,94

Температура Дебая

100,00 K

Прочие характеристики
Теплопроводность

(300 K) 8,3 Вт/(м·К)

80

Ртуть

4f145d106s2

Ртуть — элемент побочной подгруппы второй группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 80. Обозначается символом Hg (лат. Hydrargyrum). Простое вещество ртуть (CAS-номер: 7439-97-6) — переходный металл, при комнатной температуре представляет собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй элемент — бром).

История

Астрономический символ планеты Меркурий

Ртуть известна с древних времен. Нередко ее находили в самородном виде (жидкие капли на горных породах), но чаще получали обжигом природной киновари. Древние греки и римляне использовали ртуть для очистки золота (амальгамирование), знали о токсичности самой ртути и ее соединений, в частности сулемы. Много веков алхимики считали ртуть главной составной частью всех металлов и полагали, что если жидкой ртути возвратить твердость при помощи серы или мышьяка, то получится золото. Выделение ртути в чистом виде было описано шведским химиком Георгом Брандтом в 1735 г. Для представления элемента как у алхимиков, так и в нынешнее время используется символ планеты Меркурий.

Происхождение названия

Русское название ртути происходит от праславянского причастия *rьtǫtь, связанного с лит. rìsti «катиться»[2]. Символ Hg заимствован от устаревшего латинского алхимического названия этого элемента Hydrargyrum (греч. хидраргирос — жидкое серебро).

Нахождение в природе

Ртуть — относительно редкий элемент в Земной коре со средней концентрацией 83 мг/т. Однако в виду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Основная форма нахождения ртути в природе — рассеянная и только 0,02 % её заключено в месторождениях. Содержание ртути в различных типах изверженных пород близки между собой (около 100 мг/т). Из осадочных пород максимальные концентрации ртути установлены в глинистых сланцах (до 200 мг/т). В водах Мирового океана содержание ртути 0,1 мкг/л. Важнейшей геохимической особенностью ртути является то, что среди других халькофильных элементов она обладает самым высоким потенциалом ионизации. Это определяет такие свойства ртути, как способность восстанавливаться до атомарной формы (самородной ртути), значительную химическую стойкость к кислороду и кислотам.

Ртуть присутствует в большинстве сульфидных минералов. Особенно высокие её содержания (до тысячных и сотых долей процента) устанавливаются в блёклых рудах, антимонитах, сфалеритах и реальгарах. Близость ионных радиусов двухвалентной ртути и кальция, одновалентной ртути и бария определяет их изоморфизм во флюоритах и баритах. В киновари и метациннабарите сера иногда замещается селеном или теллуром; содержание селена часто составляет сотые и десятые доли процента. Известны крайне редкие селениды ртути — тиманит (HgSe) и онофрит (смесь тиманита и сфалерита).

Ртуть является одним из наиболее чувствительных индикаторов скрытого оруденения не только ртутных, но и различных сульфидных месторождений, поэтому ореолы ртути обычно выявляются над всеми скрытыми сульфидными залежами и вдоль дорудных разрывных нарушений. Эта особенность, а также незначительное содержание ртути в породах, объясняются высокой упругостью паров ртути, возрастающей с увеличением температуры и определяющей высокую миграцию этого элемента в газовой фазе.

В поверхностных условиях киноварь и металлическая ртуть растворимы в воде даже при отсутствии сильных окислителей, но при их наличии (Fe2(SO4)3, озон, перекись водорода) растворимость этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах едких щелочей с образованием, например, комплекса HgS • nNa2S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроокислами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями[3].

В природе известно около 20 минералов ртути, но главное промышленное значение имеет киноварь HgS (86,2 % Hg). В редких случаях предметом добычи является самородная ртуть, метациннабарит HgS и блёклая руда — шватцит (до 17 % Hg). На единственном месторождении Гуитцуко (Мексика) главным рудным минералом является ливингстонит HgSb4S7. В зоне окисления ртутных месторождений образуются вторичные минералы ртути. К ним относятся прежде всего самородная ртуть, реже метациннабарит, отличающиеся от таких же первичных минералов большей чистотой состава. Относительно распространена каломель Hg2Cl2. На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения — терлингуаит Hg2ClO, эглестонит Hg4Cl.

Месторождения

Ртуть считается редким металлом.

Известны месторождения ртути в Закавказье (Дагестан, Армения), Таджикистане, Словении, Киргизии, Украине (Горловка, Никитовский ртутный комбинат).

В окружающей среде

Содержание ртути в ледниках за 270 лет

До индустриальной революции осаждение ртути из атмосферы составляло около 4 нанограмма на литр льда. Природные источники, такие как вулканы, составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. За оставшуюся половину ответственна деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля главным образом в тепловых электростанциях — 65 %, добыча золота — 11 %, выплавка цветных металлов — 6,8 %, производство цемента — 6,4 %, утилизация мусора — 3 %, производство соды — 3 %, чугуна и стали — 1,4 %, ртути (в основном для батареек) — 1,1 %, остальное — 2 %.

Одно из тяжелейших загрязнений ртутью в истории случилось в японском городе Минамата в 1956 году, что привело к более чем трём тысячам жертв, которые либо умерли, либо сильно пострадали от болезни Минамата.

Изотопы ртути

Природный изотопный состав ртути
Изотоп 196 198 199 200 201 202 204
Концентрация, (%) 0,146 10,02 16,84 23,13 13,22 29,80 6,85

Получение

Ртуть получают обжигом киновари (cульфида ртути(II)): Уравнение реакции:

Пары ртути конденсируют и собирают. Этот способ применяли ещё алхимики древности.

На протяжении многих столетий в Европе основным и единственным месторождением ртути был Альмаден в Испании. В Новое время с ним стала конкурировать Идрия во владениях Габсбургов (современная Словения). Там же появилась первая лечебница для поражённых отравлением парами ртути рудокопов. В 2012 г. ЮНЕСКО объявило промышленную инфраструктуру Альмадена и Идрии памятником Всемирного наследия человечества[4].

В России известны 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс. тонн (на 2002 год).

Физические свойства

Ртуть — единственный металл, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре. Обладает свойствами диамагнетика. Образует со многими металлами жидкие и твёрдые сплавы — амальгамы. Стойкие к амальгамированию металлы: V, Fe, Mo, Cs, Nb, Ta, W[5].

Плотность ртути при нормальных условиях — 13500кг/м3.

Температура в °С ρ, 103 кг/м3 Температура в °С ρ, 103 кг/м3
0   13,5951  50 13,4723
5 13,5827 55 13,4601
10 13,5704 60 13,4480
15 13,5580 65 13,4358
20 13,5457 70 13,4237
25 13,5335 75 13,4116
30 13,5212 80 13,3995
35 13,5090 90 13,3753
40 13,4967 100 13,3514
45 13,4845 300 12,875

Химические свойства

Характерные степени окисления

Степень окисления Оксид Гидроксид Характер Примечания
+1 Не получен <Hg2(OH)2>* Слабоосновный Склонность к диспропорционированию
+2 HgO <Hg2(OH)2>** Очень слабое основание, иногда — амфотерный

‘*Гидроксид не получен, существуют только соответствующие соли
‘**Гидроксид существует только в очень разбавленных (<10−4моль/л) растворах.

Для ртути характерны две степени окисления: +1 и +2. В степени окисления +1 ртуть представляет собой двухъядерный катион Hg22+ со связью металл-металл. Ртуть — один из немногих металлов, способных формировать такие катионы, и у ртути они — самые устойчивые.
В степени окисления +1 ртуть склонна к диспропорционированию. Оно протекает при нагревании:

подщелачивании:

добавлении лигандов, стабилизирующих степень окисления ртути +2.

Из-за диспропорционирования ни оксид, ни гидроксид ртути (I) получить не удаётся.

На холоду ртуть +2 и металлическая ртуть, наоборот, конпропорционируют. Поэтому, в частности, при реакции нитрата ртути (II) со ртутью получается нитрат ртути (I):

В степени окисления +2 ртуть образует катионы Hg2+, которые очень легко гидролизуются. При этом гидроксид ртути Hg(OH)2 существует только в очень разбавленных (<10−4моль/л) растворах. В более концентрированных растворах он дегидратируется:

В очень концентрированной щелочи оксид ртути частично растворяется с образованием гидроксокомплекса:

Ртуть в степени окисления +2 образует уникально прочные комплексы со многими лигандами, причём как жесткими, так и мягкими по теории ЖМКО. С иодом (-1), серой (-2) и углеродом она образует очень прочные ковалентные связи. По устойчивости связей металл-углерод ртути нет равных среди других металлов, поэтому получено огромное количество ртутьорганических соединений.

Из элементов IIБ группы именно у ртути появляется возможность разрушения очень устойчивой 6d10 — электронной оболочки, что приводит к возможности существования соединений ртути (+4) но они крайне малоустойчивы, поэтому эту степень окисления, скорее, можно отнести к курьёзной, чем к характерной. В частности, при взаимодействии атомов ртути и смеси неона и фтора при температуре 4К получен HgF4[7].

Свойства простого вещества[8]

Ртуть — малоактивный металл (см. ряд напряжений). Она не растворяется в растворах кислот, не обладающих окислительными свойствами, но растворяется в царской водке:

и азотной кислоте:

Также с трудом растворяется в серной кислоте при нагревании, с образованием сульфата ртути:

При растворении избытка ртути в азотной кислоте на холоде образуется нитрат Hg2(NO3)2.

При нагревании до 300 °C ртуть вступает в реакцию с кислородом:

При этом образуется оксид ртути(II) красного цвета. Эта реакция обратима: при нагревании выше 340 °C оксид разлагается до простых веществ.

Реакция разложения оксида ртути исторически является одним из первых способов получения кислорода.
При нагревании ртути с серой образуется сульфид ртути(II):

Ртуть также реагирует с галогенами (причём на холоду — медленно).

Ртуть можно окислить также щелочным раствором перманганата калия:

и различными хлорсодержащими отбеливателями. Эти реакции используют для удаления металлической ртути.

Применение

Словенский город Идрия — крупнейший в Европе центр добычи ртути с XV века

Применение ртути и её соединений

Медицина

В связи с высокой токсичностью ртуть почти полностью вытеснена из медицинских препаратов. Её соединения (в частности, мертиолят) используется как консервант для вакцин.[9]. Сама ртуть сохраняется в медицинских термометрах (один медицинский термометр содержит до 2 г ртути).
Однако вплоть до 1970-х годов соединения ртути использовались в медицине очень активно[10]:

Амальгаму серебра применяют в стоматологии в качестве материала зубных пломб.
Ртуть-203 (T1/2 = 53 сек) используется в радиофармакологии.

Техника
  • Ртуть используется как рабочее тело в ртутных термометрах (особенно высокоточных), так как (а) обладает довольно широким диапазоном, в котором находится в жидком состоянии, (б) её коэффициент термического расширения почти не зависит от температуры и (в) обладает сравнительно малой теплоёмкостью. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.
  • Парами ртути заполняют люминесцентные лампы, поскольку пары светятся в тлеющем разряде. В спектре испускания паров ртути много ультрафиолетового света и чтобы преобразовать его в видимый, стекло люминесцентных ламп изнутри покрывают люминофором. Без люминофора ртутные лампы являются источником жесткого ультрафиолета (254 нм), в каковом качестве и используются. Такие лампы делают из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолет, поэтому они называются кварцевыми.
  • Ртуть и сплавы на её основе используются в герметичных выключателях, включающихся при определённом положении.
  • Ртуть используется в датчиках положения.
  • В некоторых химических источниках тока (например, ртутно-цинковых), в эталонных источниках напряжения (Нормальный элемент Вестона).
  • Ртуть также иногда применяется в качестве рабочего тела в тяжелонагруженных гидродинамических подшипниках[11].
  • Ртуть ранее входила в состав некоторых биоцидных красок для предотвращения обрастания корпуса судов в морской воде. Сейчас запрещается использовать такого типа покрытия.
  • Иодид ртути используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.
  • Фульминат ртути («Гремучая ртуть») издавна применяется в качестве инициирующего ВВ (Детонаторы).
  • Бромид ртути применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика).
  • Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.
  • До середины 20 века ртуть широко применялась в барометрах и манометрах.
  • Ртутные вакуумные насосы были основными источниками вакуума в 19 и начале 20 веков.
  • Ранее ртуть использовали для золочения поверхностей методом амальгамирования, однако в настоящее время от этого метода отказались из-за токсичности ртути.
  • Соединения ртути использовались в шляпном производстве для выделки фетра.
Металлургия
  • Металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших сплавов.
  • Ранее различные амальгамы металлов, особенно амальгамы золота и серебра, широко использовались в ювелирном деле, в производстве зеркал.
  • Металлическая ртуть служит катодом для электролитического получения ряда активных металлов, хлора и щелочей. Сейчас вместо ртутных катодов используют электролиз с диафрагмой.
  • Ртуть используется для переработки вторичного алюминия (см. амальгамация)
  • Ртуть хорошо смачивает золото, поэтому ей обрабатывают золотоносные глины для выделения из них этого металла. Эта технология распространена, в частности, в Амазонии.
Химическая промышленность
  • Соли ртути использовали в качестве катализатора промышленного получения ацетальдегида из ацетилена (реакция Кучерова), однако в настоящее время ацетальдегид получают прямым каталитическим окислением этана или этен.
  • Реактив Несслера используется для количественного определения аммиака.
Сельское хозяйство

Высокотоксичные соединения ртути, такие как хлорид ртути(I) (каломель), хлорид ртути (II) (сулема), мертиолят и другие используют для протравливания семенного зерна и в качестве пестицидов.

Ядовиты только пары́ и растворимые соединения ртути. Металлическая ртуть не оказывает существенного воздействия на организм. Пары могут вызвать тяжёлое отравление. Ртуть и её соединения (сулема, каломель, цианид ртути) поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании — дыхательные пути (а проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании её паров, не имеющих запаха). По классу опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). Опасный загрязнитель окружающей среды, особенно опасны выбросы в воду, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование растворимой в воде и токсичной метилртути. Ртуть — типичный представитель кумулятивных ядов.

  • Органические соединения ртути (метилртуть и др.) в целом намного более токсичны, чем неорганические, прежде всего из-за их липофильности и способности более эффективно взаимодействовать с элементами ферментативных систем организма.

Гигиеническое нормирование концентраций ртути

Предельно допустимые уровни загрязнённости металлической ртутью и её парами[12]:

  • ПДК в населённых пунктах (среднесуточная) — 0,0003 мг/м³
  • ПДК в жилых помещениях (среднесуточная) — 0,0003 мг/м³
  • ПДК воздуха в рабочей зоне (макс. разовая) — 0,01 мг/м³
  • ПДК воздуха в рабочей зоне (среднесменная) — 0,005 мг/м³
  • ПДК сточных вод (для неорганических соединений в пересчёте на двухвалентную ртуть) — 0,005 мг/мл
  • ПДК водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования, в воде водоёмов — 0,0005 мг/л
  • ПДК рыбохозяйственных водоёмов — 0,00001 мг/л
  • ПДК морских водоёмов — 0,0001 мг/л

Демеркуризация

Очистка помещений и предметов от загрязнений металлической ртутью и источников ртутных паров называется демеркуризацией. В быту широко применяется демеркуризация с помощью серы. Так, например, если разбился градусник, раньше предлагали тщательно собрать все шарики ртути медицинской клизмой в стеклянную банку с герметичной крышкой, а щели и неровности засыпать порошком серы (S). Сера вступает в химическую реакцию со ртутью при комнатной температуре, образуя нерастворимое и потому не ядовитое твердое вещество — сульфид ртути. Однако этот метод исключительно малоэффективен. Сера со ртутью легко реагирует только при тщательном растирании в ступке. Если насыпать на тяжелую ртуть легкий порошок серы, реакция практически не будет идти. Или пойдет чрезвычайно медленно. На самом деле следует тщательнейшим образом собрать все видимые (при ярком свете лампы!) капельки ртути в герметично закрывающуюся емкость. Для сбора крупных капель можно использовать пипетку с тонким носиком, а более мелкие капли нужно собрать амальгамированной (покрытой тончайшим слоем ртути) медной проволокой, которую нужно перед этим тщательно зачистить, чтобы ртуть смочила медь (лучше всего для этой цели подходит азотная кислота, в которую нужно на одну — две секунды опустить конец проволоки). Подойдет и оловянный припой. Налипшую ртуть следует стряхивать в ту же емкость, которую потом нужно сдать на утилизацию — туда же, куда сдают перегоревшие люминесцентные и энергосберегающие лампы, которые тоже содержат ртуть. Невидимые глазом, а также попавшие в щели капельки следует залить раствором хлорного железа FeCl3, который превратит ртуть в неиспаряющуюся и малоядовитую каломель Hg2Cl2. В крайнем случае следует залить это место раствором «марганцовки» или йодной настойкой. Пол на следующий день нужно тщательно вымыть. Ни в коем случае нельзя убирать частицы ртути при помощи пылесоса, так как это вызывает рассеивание на более мелкие частицы через выход воздуха из пылесоса, а это повлечет за собой увеличение концентрации паров ртути и усложнит процесс очистки помещений.

См. также

Примечания

  1. Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 278. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8
  2. Рут М. Э. Этимологический словарь русского языка для школьников. Екатеринбург, 2007, с 345. ISBN 978-5-9757-0112-1
  3. Вольфсон Ф. И., Дружинин А. В. Главнейшие типы рудных месторождений. М., «Недра», 1975, 392 с.
  4. Heritage of Mercury. Almadén and Idrija — UNESCO World Heritage Centre
  5. Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4
  6. Рассчитано по данным, взятым из: Справочник химика, т. 3, М.-Л.: Химия, 1965.
  7. Получен фторид Hg(IV): Новости химии @ChemPort.Ru
  8. Реми Г. Курс неорганической химии. т. 2. М., Мир, 1966
  9. Государственная фармакопея российской федерации / «Издательство «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008
  10. Закусов В. В. Фармакология. М., Медицина, 1966
  11. Приборостроение и автоматизация. Справочник. Изд. «Машиностроение» М. 1964
  12. [1] (недоступная ссылка с 26-02-12 (279 дней) — история)

Ссылки

Соединения ртути

 

dic.academic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о