Ртуть это – Что такое ртуть и какими свойствами она обладает?

Содержание

Что такое ртуть и какими свойствами она обладает?

Ртуть – это единственный из известных человеку металлов, который остается жидким при комнатной температуре. Внешне ртуть напоминает жидкое серебро; при попадании на плоскую поверхность капля ртути моментально рассыпается на сотни мельчайших шариков, которые словно отталкиваются друг от друга и разбегаются в разные стороны.

Ртуть – очень редкий элемент. В целом в природе ртуть образуется в процессе окисления киновари и разложения образующегося сульфата; во время вулканических извержений; путем выделения из водных растворов. В земной коре ртуть рассеяна, а в результате осаждения из горячих подземных вод она образует ртутные руды.

На сегодняшний день известно 35 ртутьсодержащих минералов. Некоторое количество ртути содержится в морской воде, в сланцах и глинах.

Из истории вопроса

Уже за две тысячи лет до нашей эры в Древней Индии и Древнем Китае умели добывать самородную ртуть. Ртуть, содержащую киноварь уже тогда использовали в лечении и косметологии. В ходе экспериментов древних ученых нагретая киноварь оседала на металле в виде «жидкого серебра».

Алхимики уделяли ртути огромное значение – считалось, что после того, как ртуть затвердевает, она может превращаться в золото. Впервые твердую ртуть удалось получить Ломоносову – он использовал для этого смесь снега и концентрированной азотной кислоты.

Где используют ртуть?

Ртуть незаменима при изготовлении различных метрологических приборов – барометров, термометров, манометров, полярографов, вакуумных насосов. Ртуть является важным элементом при производстве ртутных ламп, выпрямителей. Кроме того, этот металл активно применяют в химической промышленности и металлургии.

Ртуть – катализатор при различных реакциях, важный элемент при амальгамации других металлов. Ее применяют в медицине, промышленности и сельском хозяйстве. Именно ртутное покрытие позволяет выпускать зеркала, без которых нам не обойтись.

Основные свойства ртути

Это серебристый, тяжелый, жидкий металл, который при комнатной температуре испаряется. Чем выше температура воздуха, тем быстрее происходит испарение. Ртуть (химическая формула Hg) взаимодействует с серебром, золотом, цинком, смачивая их и образуя амальгамы. Ртуть кипит при температуре +357.25 С.

По степени опасности относится к первому классу и является чрезвычайно мощным загрязнителем окружающей среды – воздуха, почвы, воды. Ртуть и ее соединения крайне токсичны и опасны для организма человека.

Опасность ртути

Попадая в организм через легкие, пары ртути вызывают острые и хронические отравления. Ртуть поражает органы дыхания, печень, центральную нервную систему, желудочно-кишечный тракт, сердечно-сосудистую систему, прочие внутренние органы. Симптомы токсичного поражения проявляются через 8-24 часа.

У пострадавшего наблюдается слабость, апатия, эмоциональная неустойчивость, головокружение, головная боль. Ослабляется внимание и память, появляется потливость, боли при глотании, повышается температура, начинаются боли в желудке, тошнота, рвота, повышается температура, появляется тремор рук.

При серьезном отравлении не исключен летальный исход. В организм ртуть проникает чаще всего через легкие – человек вдыхает опасные пары, которые не имеют запаха.

Меры предосторожности и способы хранения

При работе с ртутью нужно использовать противогазы или фильтрующие респираторы. Если произошло ртутное загрязнение, проводятся меры по демеркуризации. Видимые количества металлической ртути устраняют с загрязненных поверхностей, после этого осуществляют химическую обработку при помощи химических реагентов.

Ртуть, которую используют в промышленности, хранят в стальных баллонах емкостью не более 35 кг, в керамических или стеклянных баллонах емкостью 500 мл с толстыми стенами, металлической гофрированной пробкой с прокладкой из пластмассы. В каждом баллоне помещается 5 кг ртути.

В лабораториях ртуть хранят в запаянных стеклянных ампулах по 30-40 мл в каждой, которые, опускают в сварные стальные коробки. Ртуть нельзя хранить в открытой посуде, а также в бюксах, колбах и прочей химической посуде с тонкими стенками.

www.vseznaika.org

Ртуть: десять утверждений

После того как в одном из московских НИИ произошел пожар и МЧС сообщило о разливе ртути, по соцсетям прошла серия постов на тему якобы масштабного выброса ртути. Мы решили разобраться, что из историй о ртути правда, а что — нет.

Официальные данные свидетельствуют о том, что при пожаре в здании НИИ вакуумной техники произошла утечка ртути. В очаге пожара концентрация паров ртути превысила ПДК, но за пределами территории (а также на самой территории после работ по нейтрализации ртути) выхода за пределы нормативов не отмечено.

Для объективной картины и однозначного исключения (или подтверждения) крупномасштабного заражения ртутью необходимо провести не одно измерение, а несколько десятков, причем в разное время. Без таких данных можно лишь указать на то, что при действительно крупном выбросе концентрация ртути сильно отличалась бы в разных районах города. И если кто-то в 15 или 20 километрах от места пожара жалуется на симптомы отравления ртутью, то вблизи число отравившихся явно должно исчисляться тысячами человек: плотность населения в столице местами превышает 50 тысяч жителей на квадратный километр.

Иными словами, слухи о серьезной и угрожающей всем жителям утечке представляются крайне сомнительными. Московский воздух грязен, но вряд ли именно из-за ртути. Более того, проблемы со смогом начались задолго до пожара: запах гари пришел в город еще летом, и тогда дым приписали горящим в Тверской области торфяникам. Но раз уж зашла речь о ртути, мы решили сделать подборку из десяти утверждений про токсичность этого элемента.

1) Ртуть — чрезвычайно опасное вещество. Если случайно выпить каплю ртути, можно умереть сразу же.

Металлическая ртуть, вопреки расхожему мнению, не является ни сильнодействующим ядом, ни особо токсичным веществом. Достаточно сказать, что в медицинской литературе описан случай, когда пациент проглотил 220 грамм жидкого металла и выжил. Для сравнения: то же количество поваренной соли способно привести к летальному исходу (если, конечно, кто-то в состоянии съесть стакан соли). Подробный справочник Toxicological profile for mercury в разделе «смертельные случаи» разбирает отравления хлоридом ртути, но не содержит ни одного упоминания смертельного отравления ртутью в виде чистого металла. Кроме того, ртуть использовалась и продолжает использоваться для производства зубных пломб на основе амальгамы, сплава ртути с другими металлами. Такие пломбы признаны достаточно безопасными и заменять без особой нужды амальгаму на другие материалы не рекомендуется.

Чистая ртуть в виде жидкости, пусть даже проглоченной, не особенно опасна. Но этого нельзя сказать ни про пары металла, ни тем более про соединения ртути.

2) Ртуть опасна, так как испаряется и дает токсичные пары.

Это действительно так. Пары ртути образуются там, где металл оказывается на открытом воздухе. Они не имеют ни запаха, ни цвета, ни — как правило — вкуса, хотя иногда люди и ощущают во рту металлический привкус. Постоянное вдыхание загрязненного воздуха приводит к попаданию ртути в организм через легкие, а это намного опаснее, чем проглатывание того же количества металла.

3) Если в квартире разбился градусник, надо тщательно подмести и вымыть пол.

Не только неверное, но и откровенно вредительское утверждение. При разделении одной капли на две вдвое же возрастает удельная площадь и, соответственно, скорость испарения вещества. Поэтому не надо пытаться смахнуть ртуть веником или тряпкой в совок, а потом выкинуть в мусорное ведро или спустить в унитаз. Часть металла при этом неизбежно вылетит наружу в виде мельчайших шариков, которые быстро испаряются и загрязняют воздух намного активнее исходной капли. И мы надеемся, что никто из читателей не будет собирать ртуть пылесосом: он не только дробит капли, но и подогревает их. Если уж у вас есть одна пролитая капля, то просто сгоните ее мокрой кисточкой в герметично закрывающуюся банку и потом сдайте в ДЕЗ (Дирекция единого заказчика; вначале лучше позвонить и уточнить, принимают ли. Рекомендация дана для России, в других странах правила могут отличаться). Можно использовать листочек бумаги или, если капля небольшая, маленькую спринцовку.

Американские исследователи, которые в 2008 году специально загрязняли экспериментальное помещение ртутью, обнаружили что одна капля диаметром 4 миллиметра даже в небольшой комнате объемом 20 кубических метров спустя час дает всего 0,29 микрограмм ртутных паров на кубометр. Это значение находится в пределах действующей как в США, так и в России нормы для атмосферного загрязнения. Однако когда ртуть размазывали шваброй, концентрация ее паров вырастала до отметок свыше ста микрограмм на метр кубический. То есть в десять раз выше ПДК для промышленных помещений и в сотни раз выше «общеатмосферной» нормы! Влажная уборка, как показали эксперименты, после подметания ртути уже не спасает, и пол остается загрязнен тысячами мелких капель после многократной протирки мокрой тряпкой.

4) Если в квартире разбили градусник, то помещение на долгие годы становится опасным для жизни.

Это правда, но не всегда. Испарение металлической ртути через некоторое время замедляется из-за покрытия металла пленкой оксида ртути, поэтому закатившиеся в щели капли могут лежать годами и даже десятилетиями. В справочнике по криминалистике Environmental Forensics: Contaminant Specific Guide со ссылкой на несколько исследований говорится, что ртуть где-нибудь под полом или за плинтусом со временем перестает загрязнять атмосферу, но лишь при условии, что ее шарики там не подвергаются механическому воздействию. Если ртутный шарик попадает в щель между досками паркета, где его постоянно трясет при ходьбе, испарение будет продолжаться до тех пор, пока капля не испарится полностью. Трехмиллиметровый шарик, по оценкам физиков, изучавших вопрос в 2003 году, испаряется за три года.

5) Отравление ртутью проявляется сразу же.

Верно лишь для высокой концентрации ртути.

Острое отравление возникает при вдыхании на протяжении нескольких часов воздуха, в котором больше ста микрограмм на кубический метр. При этом серьезные (требующие госпитализации) последствия наступают при еще более высоких концентрациях. Чтобы серьезно отравиться ртутью, одного разбитого градусника недостаточно.

Для хронического отравления ртутью, если опираться на представленные в уже упомянутом Toxicological profile for mercury данные, необходима концентрация тяжелого металла как минимум свыше десяти микрограмм на кубометр. Это возможно в случае, если разбитый градусник смели метлой и не обезвредили ртуть, однако и в этом случае вряд ли обитатели комнаты почувствуют недомогание сразу же. Ртуть в сравнительно низких концентрациях приводит не к моментальной тошноте, слабости и лихорадке, а может, к примеру, вызвать нарушение координации движений и дрожь конечностей. У маленьких детей также может возникать сыпь, однако специфического набора симптомов, по которым даже неспециалист мог бы определить хроническое ртутное отравление, не существует.

6) Ртуть присутствует в рыбе и морепродуктах.

Правда. Чистая ртуть превращается некоторыми бактериями в метилртуть, а затем перемещается вверх по пищевой цепочке, причем в первую очередь это происходит в морских биосистемах. Последняя фраза означает, что вначале содержащий метилртуть планктон поедают рыбы, потом этих рыб съедают хищники (другие рыбы) и каждый раз концентрация метилртути в организмах растет за счет ее способности накапливаться в тканях животных. Проводившиеся океанологами исследования показали, что количество ртути при переходе от воды и растворенных в ней веществ к планктону возрастает в десятки или даже сотни тысяч раз.

Концентрация ртути в мясе тунца достигает 0,2 миллиграмма на килограмм. Загрязнение рыбы ртутью стало серьезной проблемой, решение которой требует согласованной работы экологов и представителей промышленности по всему миру. Однако для большинства жителей России, которые в принципе довольно редко едят рыбу (18 килограмм в год против 24 кг в США) этот источник ртути не столь уж существенен.

7) Если разбить флуоресцентную лампу, то она загрязнит комнату ртутью.

Правда. В 2004 году группа американских ученых специально расколотила ряд ламп внутри пластиковой бочки, которую сразу после этого закрыли крышкой. Опыт показал, что осколки медленно выделяют пары ртути и всего из остатков лампочки может выйти до сорока процентов содержащегося внутри токсичного металла.

Внутри большинства компактных ламп содержится около 5 миллиграммов ртути (есть марки с пониженным до одного миллиграмма количеством). Если учесть, что в первые сутки выделяется примерно половина из тех сорока процентов, которые в принципе могут покинуть осколки, то одна разбитая в комнате лампа превысит «атмосферный» ПДК в пять-десять раз, однако не выйдет за рамки «рабоче-промышленного» ПДК. Пролежавшие неделю осколки уже практически безвредны с точки зрения заражения воздуха парами ртути, так что из-за одной разбитой лампочки нельзя получить отравление ртутью.

Ртутная лампа под колпаком. Она использует пары ртути и дает излучение только на нескольких частотах (узкими полосами, если использовать спектроскопический термин). Эти частоты соответствуют ультрафиолету, синему, зеленому и оранжевому свету. Красного света ртутные пары практически не дают, потому в целом имеют зеленоватый оттенок. Снимок Famartin / Wikimedia.

Другое дело — разбить несколько десятков больших флуоресцентных ламп сразу. Такие действия, как показывает практика, приводят к острому отравлению ртутью.

8) Большинство жителей городов хронически отравлены ртутью.

Крайне сомнительное утверждение. Концентрация ртути в воздухе городов действительно выше, однако пока что нет никаких убедительных свидетельств того, что это приводит к каким-либо заболеваниям. В конце концов, ртуть попадает в атмосферу и в воду вблизи многих вулканов. Существуют разрабатываемые с античности месторождения, вблизи них построены целые города, и их жители не страдают поголовно от отравления.

Выявить негативное влияние как ртути, так и других веществ (или не веществ, а, скажем, микроволнового излучения от мобильных телефонов) в низких дозах довольно сложно. То, что проявляет себя только через много лет, требует долговременных наблюдений. Но за двадцать или тридцать лет у людей обычно проявляется множество заболеваний, значительная часть которых может быть никак не связана с подозреваемым веществом. Если наблюдать за несколькими десятками тысяч человек, то у некоторых из них в любом случае разовьются хронические болезни и даже злокачественные опухоли, без всякой связи с ртутью, радиацией или иным фактором. Даже общеизвестный в наши дни вред курения удалось выявить далеко не сразу: лишь ближе к середине прошлого столетия медики смогли однозначно связать курение с раком легких.

Кристаллы киновари в известняке. Фото JJ Harrison / Wikimedia.

Про хроническое отравление ртутью часто говорят представители «альтернативной медицины», но их нельзя считать объективными источниками. Многие из них одновременно продают те или иные «программы детоксикации», причем зачастую обещая исцелить якобы вызванные ртутью болезни вроде рака или аутизма. Официальная позиция американских медиков сейчас такова, что используемые для выведения ртути из организма препараты (так называемые хелатные соединения) здоровым людям скорее навредят, чем помогут. Описано минимум три случая смертельных отравлений вследствие попыток «очистить организм от ртути».

9) Ртуть содержится в вакцинах.

Ртуть входит в состав тиомерсала, используемого в некоторых вакцинных препаратах консерванта. Одна доза вакцины, как правило, содержит около 50 микрограммов вещества. Для сравнения: летальная доза этого же вещества (установленная в опытах на мышах) составляет 45 миллиграммов (45000 микрограммов) на килограмм массы тела. Одна порция рыбы может содержать примерно столько же ртути, сколько доза вакцины.

Тиомерсал обвиняли в росте числа случаев аутизма, однако еще в начале нулевых годов эта гипотеза была опровергнута анализом статистической информации. Кроме того, если предположить, что дело в ртути, то остается непонятным рост числа случаев аутизма в последние несколько десятилетий. Раньше люди контактировали с ртутью намного активнее.

10) Ртутное загрязнение — проблема последних десятилетий.

Это не так. Ртуть — один из древнейших известных человечеству металлов, равно как и киноварь, сульфид ртути. Киноварь активно использовалась в качестве красного красителя (в том числе для производства косметики!), ртуть же применялась в целом ряде процессов, от нанесения позолоты до выделки шляп. При золочении куполов Исаакиевского собора смертельные отравления ртутью получили шестьдесят мастеров, а выражение «безумный шляпник» отражает симптомы хронического отравления при выделке шкурок для мужских шапок. Вплоть до середины XX века при обработке шкур использовался токсичный нитрид ртути. Ртуть входила и в состав многих лекарств, причем в несопоставимых с тиомерсалом дозировках. Каломель, к примеру, является хлоридом ртути (I), и ее применяли как антисептик наряду с сулемой — хлоридом ртути (II).

В последние десятилетия использование ртути в медицине резко сократилось ввиду данных о токсичности этого металла. Встретить ту же каломель можно разве что в гомеопатических препаратах. Или в «народной» медицине — зафиксирован ряд отравлений ртутью после употребления препаратов китайской народной медицины.

Справка: почему ртуть ядовита?

Ртуть взаимодействует с селеном. Селен — это микроэлемент, который входит в состав тиоредоксинредуктазы, фермента, при помощи которого восстанавливается белок тиоредоксин. Тиоредоксин задействован во множестве жизненно важных процессов. В частности, тиоредоксин нужен для борьбы с повреждающими клетки свободными радикалами, в этом случае он работает в связке с витаминами C и E. Ртуть необратимо повреждает тиоредоксинредуктазу, и она перестает восстанавливать тиоредоксин. Тиоредоксина становится мало, и клетки в результате хуже справляются со свободными радикалами.

Быть в курсе событий мировой и отечественной науки

chrdk.ru

Ртуть и короткие интересные факты о ртути

Пожалуй, ртуть является одним из немногих химических элементов, обладающих массой интересных свойств, а также обширнейшей сферой применения за всю историю человечества. Вот лишь некоторые интересные факты об этом химическом элементе.

Прежде всего, ртуть — единственный металл и второе (наряду с бромом) вещество, которое при комнатной температуре пребывает в жидком состоянии. Твердым она становится только при температуре –39 градусов. А вот повышение ее до +356 градусов заставляет ртуть закипать и превращаться в ядовитый пар. Благодаря своей плотности она имеет большой удельный вес (см. статью Самые тяжелые металлы в мире). Так, 1 литр вещества весит более 13 килограммов.

Чугунное ядро плавает в ртути

В природе она может встречаться в чистом виде – вкраплениями небольших капель в других породах. Но чаще всего ртуть добывали, обжигая ртутный минерал киноварь. Также присутствие ртути можно обнаружить в сульфидных минералах, глинистых сланцах и др.

Благодаря своему цвету в античные времена этот металл даже отождествляли с живым серебром, о чем свидетельствует одно из её латинских названий: argentumvivum. И это немудрено, ведь находясь в своем естественном состоянии – жидком, она способна «бежать» быстрее воды.

Благодаря отличной электропроводимости ртуть широко применяется при изготовлении осветительных приборов и выключателей. А вот ртутные соли используются при изготовлении различных веществ, от антисептиков до взрывчатки.

Человечество использует ртуть вот уже более 3000 лет. Благодаря своей токсичности она активно применялась древними химиками для того чтобы извлечь из руды золото, серебро, платину и другие металлы. Такой способ под названием амальгация позже был забыт, к нему вернулись только в XVI столетии. Возможно, благодаря именно ему добыча золота и серебра колонизаторами Южной Америки в свое время достигла колоссальных размеров.

Особое место в использовании ртути в средневековье является применение ее в мистических ритуалах. Распыляемый красный порошок киновари, по мнению шаманов и магов, должен был отпугивать злых духов. Также применяли «живое серебро» для добывания золота алхимическим путем.

Но металлом ртуть стала только лишь в 1759 году, когда Михаил Ломоносов и Иосиф Браун смогли доказать этот факт.

Несмотря на свою токсичность, ртуть активно применяли лекари древности при лечении всевозможных заболеваний. На ее основе изготавливали медицинские препараты и снадобья для лечения различных кожных заболеваний. Она входила в состав мочегонных и слабительных препаратов, использовалась в стоматологии. А йоги древней Индии, согласно запискам Марко Поло, употребляли напиток на основе серы и ртути, который продлевал им жизнь и давал силы. Также известны случая изготовления китайскими знахарями «пилюлю бессмертия» на основе данного металла.

В медицинской практике известны случаи использования ртути и при лечении заворота кишок. По мнению врачей тех времен, благодаря своим физическим свойствам «жидкое серебро» должно было проходить через кишки, распрямляя их. Но указанный способ не прижился, так как он имел весьма плачевные результаты – пациенты погибали от разрыва кишечника.

Сегодня в медицине ртуть можно встретить только лишь в градусниках, измеряющих температуру тела. Но и в этой нише ее постепенно вытесняет электроника.

Но несмотря на приписываемые полезные свойства, ртуть обладает и разрушительными свойствами на человеческий организм. Так, по мнению ученых, жертвой ртутного «лечения» стал русский царь Иван Грозный. При эксгумации его останков современные специалисты установили, что государь русский умер в результате ртутной интоксикации, полученной им в ходе лечения сифилиса.

Губительным стало применение солей ртути и для средневековых мастеров по изготовлению шляп. Постепенное отравление парами ртути становилось причиной слабоумия, получившего название болезни сумасшедшего шляпника. Этот факт нашел отражение в «Алисе в стране чудес» Льюиса Кэрролла. Автор отлично изобразил этот недуг в образе Сумасшедшего Шляпника.

А вот употребление ртути с целью самоубийства как раз наоборот, не увенчивались успехом. Известны факты, когда люди выпивали ее или делали внутривенные ртутные инъекции. И все они остались живыми.

Применение ртути

В современном мире ртуть нашла широчайшее применение в электронике, где компоненты на ее основе используются во всевозможных лампах и прочей электротехнике, ее применяют в медицине для производства некоторых лекарств и в сельском хозяйстве при обработке семян. Ртуть применяют для производства краски, которой открашивают корабли. Дело в том, что на подводной части судна могут образовываться колонии бактерий и микроорганизмов, которые разрушают обшивку. Краска на основе ртути препятствует этому разрушительному воздействию. Также этот металл используют при переработке нефти для регулирования температуры процесса.

Но на этом ученые не останавливаются. Сегодня проводится большая работа по изучению полезных свойств данного металла с последующим его применением в механике и химической промышленности.

Ртуть: 7 коротких фактов

  1. Ртуть это единственный металл, который при нормальных условиях находится в жидком состоянии.
  2. Возможно изготовить сплавы ртути со всеми металлами, кроме железа и платины.
  3. Ртуть — очень тяжелый металл, т.к. обладает огромной плотностью. Например, 1 литр ртути имеет массу около 14 кг.
  4. Металлическая ртуть не так ядовита как принято считать. Наиболее опасны пары ртути и её растворимые соединения. Сама металлическая ртуть не всасывается в желудочно-кишечном тракте и выводится из организма.
  5. Ртуть нельзя перевозить в самолетах. Но не из-за её токсичности как может показаться на первый взгляд. Все дело в том, что ртуть, контактируя с алюминиевыми сплавами, делает их хрупкими. Поэтому, случайно разлив ртуть, можно повредить самолет.
  6. Способность ртути равномерно расширяться при нагреве нашла широкое применение в разного рода термометрах.
  7. Помните Сумасшедшего Шляпника из «Алисы в стране Чудес»? Так вот раньше такие «шляпники» существовали на самом деле. Все дело в том, что фетр, используемый для производства шляп, обрабатывали ртутными соединениями. Постепенно ртуть накапливалась в организме мастера, а одним из симптомов ртутного отравления является сильное расстройство рассудка, проще говоря шляпники часто в итоге сходили с ума.

www.alto-lab.ru

Ртуть — Википедия. Что такое Ртуть

Внешний вид простого вещества
Свойства атома
Название, символ, номер Ртуть / Hydrargyrum (Hg), 80
Атомная масса
(молярная масса)
200,592(3)[1] 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 234,32 K (-38,83 °C)[2]
Температура кипения 629,88 K (356,73 °C)[2]
Уд. теплота плавления 2,295 кДж/моль
Уд. теплота испарения 58,5 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 27,98[3] Дж/(K·моль)
Молярный объём 14,81 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)
Номер CAS 7439-97-6
Эмиссионный спектр
80

Ртуть

4f145d106s2

Ртуть (Hg, от лат. Hydrargyrum) — элемент шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 80, относящийся к подгруппе цинка (побочной подгруппе II группы). Простое вещество ртуть — переходный металл, при комнатной температуре представляющий собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты, контаминант. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй такой элемент — бром).

История

Астрономический символ планеты Меркурий

Ртуть известна с древних времён. Нередко её 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 её соединений, в частности сулемы. Много веков алхимики считали ртуть главной составной частью всех металлов и полагали, что если жидкой ртути возвратить твёрдость при помощи серы или мышьяка, то получится золото. Выделение ртути в чистом виде было описано шведским химиком Георгом Брандтом в 1735 году. Для представления элемента как у алхимиков, так и в настоящее время используется символ планеты Меркурий. Но принадлежность ртути к металлам была доказана только трудами Ломоносова и Брауна, которые в декабре 1759 года смогли заморозить ртуть и установить её металлические свойства в твёрдом состоянии: ковкость, электропроводность и др[4].

Происхождение названия

Русское название ртути происходит от праслав. *rьtǫtь, связанного с лит. rìsti «катиться»[5]. Символ Hg заимствован от латинского алхимического названия этого элемента hydrargyrum (от др.-греч. ὕδωρ «вода» и ἄργυρος «серебро»).

Нахождение в природе

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.

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 обычных условиях киноварь и металлическая ртуть не растворимы в воде, но в присутствии некоторых веществ (Fe2(SO4)3, озон, пероксид водорода) растворимость в воде этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах щелочных металлов с образованием, например, комплекса HgS•nNa2S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроксидами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями[6].

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.

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

В окружающей среде

Содержание ртути в ледниках за 270 лет

До индустриальной революции осаждение ртути из атмосферы составляло около 4 нанограммов на 1 кубический дециметр льда. Природные источники, такие, как вулканы, составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. Причиной появления остальной половины является 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

Природная ртуть состоит из смеси 7 стабильных изотопов: 196Hg (распространённость 0,155 %), 198Hg (10,04 %), 199Hg (16,94 %), 200Hg (23,14 %), 201Hg (13,17 %), 202Hg (29,74 %), 204Hg (6,82 %)[7]. Искусственным путём получены радиоактивные изотопы ртути с массовыми числами 171—210[8].

Получение

Ртуть получают обжигом киновари (сульфида ртути(II)) или металлотермическим методом[источник не указан 1704 дня]:

HgS+O2⟶Hg+SO2↑{\displaystyle {\mathsf {HgS+O_{2}\longrightarrow Hg+SO_{2}\uparrow }}}
HgS+Fe⟶FeS↓+Hg{\displaystyle {\mathsf {HgS+Fe\longrightarrow FeS\downarrow +Hg}}}

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[источник не указан 1704 дня]. 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[9].

В надписях во дворце древнеперсидских царей Ахеменидов (VI—IV века до н. э.) в Сузах упоминается, что ртутную киноварь доставляли сюда с Зеравшанских гор и использовали в качестве краски[10].

Физические свойства

Металлическая ртуть
Переливание ртути из сосуда в сосуд

Ртуть — единственный металл, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре. Температура плавления составляет 234,32 K (-38,83 °C)[2], кипит при 629,88 K (356,73 °C)[2], критическая точка — 1750 K (1477 °C), 152 МПа (1500 атм). Обладает свойствами диамагнетика. Образует со многими металлами жидкие и твёрдые сплавы — амальгамы. Стойкие к амальгамированию металлы: V, Fe, Mo, Cs, Nb, Ta, W, Co [11].

Плотность ртути при нормальных условиях — 13 546 кг/м3, при других температурах — в таблице[12]:

Температура в °С Плотность (ρ), 103 кг/м3 Температура в °С Плотность (ρ), 103 кг/м3
0 13,5950 50 13,4725
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 Hg2O <Hg2(OH)2 или

Hg2O•H2O>*

Слабоосновный Склонность к диспропорционированию
+2 HgO <Hg(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:

Hg22+→Hg+Hg2+{\displaystyle {\mathsf {Hg_{2}^{2+}\rightarrow Hg+Hg^{2+}}}}

подщелачивании:

Hg22++2OH−→Hg+HgO+h3O{\displaystyle {\mathsf {Hg_{2}^{2+}+2OH^{-}\rightarrow Hg+HgO+H_{2}O}}}

добавлении лигандов, стабилизирующих степень окисления ртути +2.

Из-за диспропорционирования и гидролиза гидроксид ртути (I) получить не удаётся.

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

Hg+Hg(NO3)2→Hg2(NO3)2{\displaystyle {\mathsf {Hg+Hg(NO_{3})_{2}\rightarrow Hg_{2}(NO_{3})_{2}}}}

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:

Hg2++2OH−→HgO+h3O{\displaystyle {\mathsf {Hg^{2+}+2OH^{-}\rightarrow HgO+H_{2}O}}}

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

HgO+OH−+h3O→[Hg(OH)3]−{\displaystyle {\mathsf {HgO+OH^{-}+H_{2}O\rightarrow [Hg(OH)_{3}]^{-}}}}

Ртуть в степени окисления +2 образует уникально прочные комплексы со многими лигандами, причём как жёсткими, так и мягкими по теории ЖМКО. С йодом (-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(IV), 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 4 К получен HgF4[14][15]. Однако более новые исследования не подтвердили его существование[16].

Свойства металлической ртути

Ртуть — малоактивный металл. Она не растворяется в растворах кислот, не обладающих окислительными свойствами, но растворяется в царской водке[17] с образованием тетрахлорортутной кислоты:

3Hg+2HNO3+12HCl→3h3[HgCl4]+2NO↑+4h3O{\displaystyle {\mathsf {3Hg+2HNO_{3}+12HCl\rightarrow 3H_{2}[HgCl_{4}]+2NO\uparrow +4H_{2}O}}}

и азотной кислоте:

Hg+4HNO3→Hg(NO3)2+2NO2↑+2h3O{\displaystyle {\mathsf {Hg+4HNO_{3}\rightarrow Hg(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}

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

Hg+2h3SO4→HgSO4+SO2↑+2h3O{\displaystyle {\mathsf {Hg+2H_{2}SO_{4}\rightarrow HgSO_{4}+SO_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}

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

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

2Hg+O2→300∘C2HgO{\displaystyle {\mathsf {2Hg+O_{2}{\xrightarrow {300^{\circ }C}}2HgO}}}

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

2HgO→>340∘C2Hg+O2↑{\displaystyle {\mathsf {2HgO{\xrightarrow {>340^{\circ }C}}2Hg+O_{2}\uparrow }}}

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

Hg+S→t∘CHgS{\displaystyle {\mathsf {Hg+S{\xrightarrow {t^{\circ }C}}HgS}}}

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

Ртуть можно окислить также щелочным раствором перманганата калия:

Hg+2KMnO4+3KOH→K[Hg(OH)3]+2K2MnO4{\displaystyle {\mathsf {Hg+2KMnO_{4}+3KOH\rightarrow K[Hg(OH)_{3}]+2K_{2}MnO_{4}}}}

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

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) иногда используются в малых количествах как консервант для вакцин[18]. Сама ртуть сохраняется в ртутных медицинских термометрах (один медицинский термометр содержит до 2 г ртути).

Однако вплоть до 1970-х годов соединения ртути использовались в медицине очень активно[19]:

Известны случаи, когда при завороте кишок больному вливали в желудок стакан ртути. По мнению древних врачевателей, предлагавших такой метод лечения, ртуть благодаря своей тяжести и подвижности должна была пройти по кишечнику и под своим весом расправить его перекрутившиеся части[10].

Планета Меркурий (проявление ртути) в виде врача с лекарством. Миниатюра XV в.

Препараты ртути применяли с XVI в. (в СССР вплоть до 1963 года) для лечения сифилиса. Это было обусловлено тем, что бледная трепонема, вызывающая сифилис, обладает высокой чувствительностью к органическим и неорганическим соединениям, блокирующим сульфгидрильные группы тиоловых ферментов микроба — соединениям ртути, мышьяка, висмута и йода. Однако такое лечение было недостаточно эффективно и весьма токсично для организма больного, приводя к полному выпадению волос и высокому риску развития серьезных осложнений; причем возможности повышения дозы препаратов ртути или мышьяка при недостаточной противосифилитической активности стандартных доз ограничивались именно токсичностью для организма больного[20]. Также применялись методики общей меркуризации организма, при которой больной помещался в нагревающуюся емкость, куда подавались пары ртути. Данная методика, хотя и была относительно эффективна, но побочные эффекты и риск смертельного отравления ртутью привел к постепенному вытеснению ее из клинической практики.

Амальгаму серебра применяли в стоматологии в качестве материала зубных пломб до появления светоотверждаемых материалов.

Ртуть-203 (T1/2 = 53 сек) используется в радиофармакологии[источник не указан 1704 дня].

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 жёсткого ультрафиолета (254 нм), в каковом качестве и используются для обеззараживания помещений. Такие лампы делают из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолет, поэтому они называются кварцевыми.
  • Ртутные электрические вентили (игнитроны) в мощных выпрямительных устройствах, электроприводах, электросварочных устройствах, тяговых и выпрямительных подстанциях и т. п.[21] со средней силой тока в сотни ампер и выпрямленным напряжением до 5 кВ.
  • 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[22].
  • Ртуть ранее входила в состав некоторых биоцидных красок для предотвращения обрастания корпуса судов в морской воде. Сейчас запрещается использовать такого типа покрытия.
  • Иодид ртути(I) используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения[23].
  • 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 XX века ртуть широко применялась в барометрах, манометрах и сфигмоманометрах (отсюда традиция измерять давление в миллиметрах ртутного столба).
  • Низкое давление насыщенного пара определяет использование ртути в качестве вакуумного материала. Так, ртутные вакуумные насосы были основными источниками вакуума в XIX и начале XX 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[каких?].
  • Ранее различные амальгамы металлов, особенно 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 этена.
  • Реактив Несслера используется для количественного определения аммиака.
  • При производстве хлора и едких щелочей путем электролиза иногда применяется жидкий ртутный катод[24].

Сельское хозяйство

Высокотоксичные соединения ртути — каломель, сулему, мертиолят и другие — используют для протравливания семенного зерна и в качестве пестицидов.

Токсикология ртути

NFPA 704 для данного вещества (синее — опасность для здоровья, красное — огнеопасность, желтое — реакционноспособность)

Ртуть и все ее соединения ядовиты[25]. Воздействие ртути — даже в небольших количествах — может вызывать серьёзные проблемы со здоровьем и представляет угрозу для внутриутробного развития плода и развития ребёнка на ранних стадиях жизни.
Ртуть может оказывать токсическое воздействие на нервную, пищеварительную и иммунную системы, а также на легкие, почки, кожу и глаза.
ВОЗ рассматривает ртуть в качестве одного из десяти основных химических веществ или групп химических веществ, представляющих значительную проблему для общественного здравоохранения[26][27].

Наиболее ядовиты пары́ и растворимые соединения ртути. Сама металлическая ртуть менее опасна, однако она постепенно испаряется даже при комнатной температуре[28]. Пары могут вызвать тяжёлое отравление. Ртуть и её соединения (сулема, каломель, киноварь, 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, накапливающейся в рыбе. Ртуть — типичный представитель кумулятивных ядов.

Органические соединения ртути (диметилртуть и др.) в целом намного токсичнее, 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[источник не указан 359 дней]:

  • 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/л
  • 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 и хлорного железа FeCl3.

Запрет использования содержащей ртуть продукции

С 2020 года международная конвенция, названная в честь массового отравления ртутью и подписанная многими странами, запретит производство, экспорт и импорт нескольких различных видов ртутьсодержащих продуктов, применяемых в быту, в том числе электрических батарей, электрических выключателей и реле, некоторых видов компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), люминесцентных ламп с холодным катодом или с внешним электродом, ртутных термометров и приборов измерения давления[29]. Конвенция вводит регулирование использования ртути и ограничивает ряд промышленных процессов и отраслей, в том числе горнодобывающую (особенно непромышленную добычу золота), производство цемента[29].

См. также

Примечания

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85. — P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
  2. 1 2 3 4 Mercury: physical properties (англ.). WebElements. Проверено 17 августа 2013.
  3. ↑ Химическая энциклопедия: в 5 т. / Под ред. Н. С. Зефирова. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 278. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
  4. ↑ Первые шаги к открытию сверхпроводимости. К 250-летию открытия замерзания ртути
  5. Фасмер М. Этимологический словарь русского языка. — Прогресс. — М., 1964–1973. — Т. 3. — С. 509-510.
  6. ↑ Вольфсон Ф. И., Дружинин А. В. Главнейшие типы рудных месторождений. М., «Недра», 1975, 392 с.
  7. Juris Meija, Lu Yang, Ralph E. Sturgeon, Zoltán Mester. Certification of natural isotopic abundance inorganic mercury reference material NIMS-1 for absolute isotopic composition and atomic weight. — 2010. — Vol. 25. — P. 384–389. — DOI:10.1039/B926288A.
  8. G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O.. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode: 2003NuPhA.729….3A.
  9. ↑ Heritage of Mercury. Almadén and Idrija — UNESCO World Heritage Centre
  10. 1 2 Венецкий С.И. Серебряная вода // Рассказы о металлах.. — Москва, 1979. — С. 208-209. — 240 с. — 60 000 экз.
  11. ↑ Химическая энциклопедия / Редкол.: И. Л. Кнунянц и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с. — ISBN 5-82270-092-4.
  12. H.L. Clever. Mercury in Liquids, Compressed Gases, Molten Salts and Other Elements IUPAC SDS Vol 29 — Density of Liquid Mercury (англ.). IUPAC SOLUBILITY DATA. NIST (1987). Проверено 29 сентября 2017.
  13. ↑ Рассчитано по данным, взятым из: Справочник химика, т. 3, М.-Л.: Химия, 1965.
  14. ↑ Получен фторид Hg(IV): Новости химии @ChemPort.Ru
  15. Xuefang Wang, Lester Andrews, Sebastian Riedel, Martin Kaupp. Mercury Is a Transition Metal: The First Experimental Evidence for HgF4 (англ.) // Angewandte Chemie International Edition. — 2007. — Vol. 46. — P. 8371-8375. — DOI:10.1002/anie.200703710.
  16. ↑ Is mercury a transition metal? Архивировано 12 октября 2016 года.
  17. ↑ Реми Г. Курс неорганической химии. т. 2. М., Мир, 1966
  18. ↑ Государственная фармакопея российской федерации / «Издательство «Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008
  19. ↑ Закусов В. В. Фармакология. М., Медицина, 1966
  20. ↑ Ртуть (Hg) | Основные средства лечения сифилиса. www.medical-enc.ru. Проверено 18 февраля 2017.
  21. ↑ Ртуть // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  22. ↑ Приборостроение и автоматизация. Справочник. Изд. «Машиностроение» М. 1964
  23. ↑ Радиоактивные вещества: Полупроводниковые детекторы
  24. ↑ Катод ртутный — Справочник химика 21. chem21.info. Проверено 31 марта 2018.
  25. Мишин В.П., Рубцов А.Ф., Серебряков Л.А, Трахтенберг И.М., Цивильно М.А. Ртуть // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б.В. Петровский. — 3 изд. — Москва : Советская энциклопедия, 1984. — Т. 22. Растворители — Сахаров. — 544 с. — 150 800 экз.
  26. ↑ Информационный бюллетень ВОЗ N°361
  27. ↑ : Ha, E., et al., Current progress on understanding the impact of mercury on human health. Environ. Res. (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.envres.2016.06.042i
  28. ↑ Metallic Mercury — ToxFAQs / Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), CDC, США
  29. 1 2 Республика Беларусь подписала Минаматскую конвенцию о ртути, ООН (24.09.2014). Проверено 25 сентября 2014.

Ошибка в сносках?: Тег <ref> с именем «trivia», определённый в <references>, не используется в предшествующем тексте.

Ссылки

wiki.sc

опасность для человека. Чем опасна ртуть

Первые сведения о соединениях, содержащих ртуть, доходят до нас из глубины веков. Аристотель упоминает о ней впервые в 350 году до нашей эры, но археологические находки говорят о более раннем сроке применения. Основными направлениями использования ртути были медицина, живопись и архитектура, изготовление венецианских зеркал, обработка металлов и т. д. Ее свойства люди выясняли только экспериментальным путем, что требовало большого количества времени и стоило многих жизней. О том, что ртуть опасна для человека, известно с момента начала ее использования. Современные методы и способы исследования гораздо эффективнее и безопаснее, но все равно многого об этом металле люди еще не знают.

Химический элемент

При нормальных условиях ртуть – это тяжелая жидкость бело-серебристого цвета, ее принадлежность к металлам была доказана М. В. Ломоносовым и И. А. Брауном в 1759 году. Ученые доказали, что в твердом агрегатном состоянии она электропроводна и может подвергаться ковке. Ртуть (Hydrargyrum, Hg) в периодической системе Д. И. Менделеева имеет атомный номер 80, располагается в шестом периоде, 2 группе и относится к подгруппе цинка. В переводе с латинского языка название дословно означает «серебряная вода», с древнерусского – «катиться». Уникальность элемента заключается уже в том, что это единственный жидкий металл, который в природе находится в рассеянном виде и встречается в виде соединений. Капля ртути, скатывающаяся по горной породе, — явление невозможное. Молярная масса элемента — 200 г/моль, радиус атома — 157 пм.

Свойства

При температуре 20 оС удельный вес ртути составляет 13,55 г/см3, для процесса плавления необходимы -39 оС, для кипения — 357 оС, для замерзания -38,89 оС. Повышенное давление насыщенных паров дает высокую скорость испарения. При повышении температуры пары ртути становятся наиболее опасными для живых организмов, причем для данного процесса не является преградой вода или любая другая жидкость. Наиболее востребованное на практике свойство — получение амальгамы, которая образуется в результате растворения металла в ртути. При ее большом количестве сплав получается полужидкого агрегатного состояния. Ртуть легко выходит из соединения, что используется в процессе извлечения драгоценных металлов из руды. Амальгамированию не поддаются такие металлы, как вольфрам, железо, молибден, ванадий. В химическом отношении ртуть — достаточно стойкий элемент, который легко переходит в самородное состояние и вступает в реакцию с кислородом только при высокой температуре (300 оС). При взаимодействии с кислотами растворение происходит только в азотной кислоте и царской водке. Металлическая ртуть окисляется серой или перманганатом калия. Она активно вступает в реакцию с галогенами (йод, бром, фтор, хлор) и неметаллами (селен, фосфор, сера). Органические соединения с атомом углерода (алкил-ртутные) являются наиболее стабильными и формируются в природных условиях. Метилртуть считается одним из наиболее токсичных металлоорганических соединений с короткой цепочкой связей. В этом состоянии ртуть опасность для человека приобретает наивысшую.

Нахождение в природе

Если рассматривать ртуть в качестве полезного ископаемого, которое применяется во многих отраслях промышленности и сферах хозяйственной деятельности человека, то это достаточно редкий металл. По оценкам специалистов, в поверхностном слое земной коры содержится всего 0,02 % от общего количества упомянутого элемента. Наибольшая часть ртути и ее соединений находится в водах Мирового океана и рассеяна в атмосфере. Последние исследования показывают, что большое содержание данного элемента содержит мантия Земли. В соответствии с этим утверждением возникло такое понятие, как «ртутное дыхание Земли». Оно заключается в процессе дегазации при дальнейшем испарении с поверхности. Наибольший выброс ртути происходит в момент извержения вулканов. В дальнейшем естественные и техногенные выбросы включаются в круговорот, который происходит за счет соединения с другими элементами при благоприятных природных условиях. Процесс образования и распада паров ртути изучен слабо, но наиболее вероятной гипотезой считается участие в нем некоторых видов бактерий. Но основной проблемой являются метил- и демитил-производные соединения, которые активно образуются в природе — в атмосфере, воде (придонные илистые участки или секторы наибольшего загрязнения органическими веществами) — без участия катализаторов. Метилртуть обладает очень высоким сходством с биологическими молекулами. Чем опасна ртуть — так это возможностью накопления в любом живом организме за счет легкости проникновения и адаптации.

Месторождения

Ртутьсодержащих и ртутных минералов насчитывается более 100, но основным соединением, которое обеспечивает рентабельность добычи, выступает киноварь. В процентном отношении она имеет следующую структуру: сера 12-14 %, ртуть 86-88 %, при этом самородная ртуть, блеклые руды, метациннабарит и т. д. являются сопутствующими основному сульфидному минералу. Размеры кристаллов киновари достигают 3-5 см (максимум), наиболее распространенные имеют размер 0,1-0,3 мм и могут содержать примеси цинка, серебра, мышьяка и т. д. (до 20 элементов). Рудных участков в мире насчитывается около 500, наиболее продуктивно работают месторождения Испании, Словении, Италии, Киргизии. Для обработки руды применяют два основных метода: окисление при высокой температуре с высвобождением ртути и обогащение начального материала с последующей переработкой полученного концентрата.

Области применения

В связи с тем что опасность ртути доказана, с 70-х годов XX века ограничено ее применение в медицине. Исключением является мертиолят, используемый для консервации вакцин. Амальгама серебра на сегодняшний день еще встречается в стоматологии, но активно вытесняется светоотражаемыми пломбами. Наиболее широкое применение опасного металла фиксируется при создании приборов и точных инструментов. Пары ртути используются для работы люминесцентных и кварцевых ламп. В этом случае результат воздействия зависит от покрытия светопропускающего корпуса. За счет уникальной теплоемкости металлическая ртуть востребована при производстве высокоточных измерительных приборов – термометров. Сплавы используются для изготовления датчиков положения, подшипников, герметичных выключателей, электроприводов, вентилей и т. д. Биоцидные краски ранее тоже содержали ртуть и использовались для покрытия корпусов судна, что предотвращало их от обрастания. Химическая промышленность в больших объемах использует соли данного элемента как катализатор при выделении ацетальдегида. В агропромышленном комплексе сулему и каломель применяют для обработки семенного фонда — токсичная ртуть предохраняет зерно и семена от вредителей. В металлургии наиболее востребованы амальгамы. Соединения ртути часто используются в качестве электролитического катализатора для производства хлора, щелочи и активных металлов. Золотопромышленники применяют данный химический элемент для обработки руды. Ртуть и ее соединения используются в ювелирном деле, при производстве зеркал и вторичной переработке алюминия.

Токсичность (чем опасна ртуть)

В результате техногенной деятельности человека в окружающей нас среде повышается концентрация токсичных веществ, загрязнителей. Одним из таких элементов, обозначенных на первых позициях по ядовитости, является ртуть. Опасность для человека представляют органические и неорганические ее соединения и пары. Это кумулятивный высокотоксичный яд, который может накапливаться в организме человека годами или поступить единовременно. Поражается ЦНС, ферментативная и кроветворная система, а степень и исход отравления зависят от дозы и способа проникновения, токсичности соединения, времени воздействия. Хроническое отравление ртутью (накопление критической массы вещества в организме) характеризуется наличием астеновегетативного синдрома, нарушением деятельности нервной системы. Первыми признаками являются: дрожание век, кончиков пальцев, а затем конечностей, языка и всего тела. При дальнейшем развитии отравления проявляется бессонница, головные боли, тошнота, нарушение деятельности ЖКТ, неврастения, нарушается память. Если происходит отравление парами ртути, то характерными симптомами являются заболевания дыхательных путей. При непрекращающемся воздействии отравляющего вещества дает сбой выводящая система, что может повлечь летальный исход.

Отравление солями ртути

Наиболее быстро и сложно протекающий процесс. Симптомы: головная боль, металлический привкус, кровоточивость десен, стоматит, усиление мочеиспускания при постепенном его сокращении и полном прекращении. При тяжелой форме характерны повреждения почек, желудочно-кишечного тракта, печени. Если человек и выживет, то навсегда останется инвалидом. Действие ртути приводит к осаждению белков и гемолизу кровяных эритроцитов. На фоне данных симптомов имеет место необратимое поражение центральной нервной системы. Такой элемент, как ртуть, опасность для человека представляет в любой форме взаимодействия, а последствия отравления могут быть непоправимы: оказывая влияние на весь организм, они могут отражаться и на следующих поколениях.

Способы проникновения яда

Основными источниками отравления являются воздух, вода, пищевые продукты. Ртуть может проникать через дыхательные пути при испарении вещества с поверхности. Хорошей пропускной способностью обладает кожный покров и желудочно-кишечный тракт. Для отравления достаточно искупаться в водоеме, который загрязнен промышленными сбросами, содержащими ртуть; употребить в пищу продукты с высоким содержанием химического элемента, который может попасть в них из зараженных биологических видов (рыба, мясо). Отравление парами ртути получают, как правило, в результате профессиональной деятельности — при несоблюдении техники безопасности на связанных с данным элементом производствах. Не является исключением и отравление в бытовых условиях. Это происходит при ненадлежащей эксплуатации приборов и инструментов, содержащих ртуть и ее соединения.

Опасность ртути из градусника

Наиболее часто применяемый медицинский инструмент высокой точности – термометр, он имеется в каждом доме. В обычных бытовых условиях большинство людей не имеют доступа к высокотоксичным соединениям, в состав которых входит ртуть. «Разбили градусник» — это наиболее вероятная ситуация взаимодействия с ядом. Большинство наших соотечественников до сих пор пользуются ртутными термометрами. Это объясняется прежде всего точностью их показаний и недоверием населения к новым технологиям. В случае повреждения термометра ртуть опасность для человека, конечно, представляет, но еще большую угрозу таит безграмотность. Если быстро, качественно и эффективно провести ряд несложных манипуляций, то вред здоровью если и будет нанесен, то минимальный

.

Этап 1

Прежде всего необходимо собрать все части разбитого термометра и ртуть. Это наиболее трудоемкий процесс, но от его выполнения зависит здоровье всех членов семьи и домашних животных. Для правильной утилизации необходимо взять стеклянный сосуд, который обязательно должен герметично закрываться. Перед началом работ из помещения удаляются все жильцы, лучше всего выйти на улицу или в другую комнату, где есть возможность постоянного проветривания. Процесс сбора капель ртути нельзя выполнять при помощи пылесоса или веника. Последний может раздробить более крупные фракции металла и обеспечить большую площадь их распространения. При работе пылесосом опасность заключается в процессе нагревания двигателя во время работы, а воздействие температуры ускорит испаряемость частиц, и данная бытовая техника после этого не может быть использована по назначению, ее останется только утилизировать.

Последовательность действий

  1. Надеть одноразовые резиновые перчатки, медицинскую маску, бахилы или полиэтиленовые пакеты на обувь.
  2. Тщательно осмотреть место, где был разбит термометр; если есть вероятность попадания ртути на текстильные изделия, одежду, ковры, то они герметично пакуются в мешок для мусора и утилизируются.
  3. Стеклянные части собираются в приготовленную тару.
  4. Большие капли ртути при помощи листа бумаги, иглы или спицы для вязания собираются с поверхности пола.
  5. Вооружившись фонариком или усилив освещенность комнаты, необходимо расширять поиск более мелких частиц (за счет цвета металла его легко найти).
  6. Тщательно осматриваются щели пола, стыки паркета, плинтуса для исключения возможного попадания более мелких капель.
  7. В труднодоступных местах ртуть собирается шприцем, который в дальнейшем подлежит утилизации.
  8. Мелкие капли металла можно собрать при помощи клейкой ленты, пластыря.
  9. В течение всего времени работы необходимо выходить в проветриваемое помещение или на улицу через каждые 20 минут.
  10. Все предметы и подручные средства, используемые при сборе ртути, необходимо утилизировать вместе с содержимым термометра.

Этап 2

После тщательной механической сборки необходимо произвести химическую обработку помещения. Использовать можно перманганат калия (марганцовку) — раствор высокой концентрации (темного цвета) в необходимом для обрабатываемой территории количестве. Обязательно необходимо надеть новые резиновые перчатки и маску. Все поверхности обрабатываются полученным раствором при помощи ветоши, а имеющиеся углубления, щели, трещины и стыки лучше всего заполнить раствором. На ближайшие 10 часов лучше оставить поверхность в неприкосновенном виде. По истечении указанного времени раствор перманганата калия смывается чистой водой, далее уборка производится с использованием моющих средств и во всей квартире. Следующие 6-7 дней обязательно проводить регулярное проветривание помещения и ежедневную влажную уборку. Чтобы удостовериться в отсутствии ртути, можно пригласить специалистов со специальным оборудованием из центров эпидемиологии.

Методы лечения интоксикации

ВОЗ выделяет 8 наиболее опасных веществ, содержание которых в атмосфере, пищевых продуктах и воде должно тщательно отслеживаться, в связи с их опасностью для жизни и здоровья человека. Это свинец, кадмий, мышьяк, олово, железо, медь, цинк и, конечно, ртуть. Класс опасности данных элементов очень высок, и последствия отравления ими невозможно купировать полностью. Основой лечения является ограждение человека от дальнейшего контакта с ядом. При несильных и нехронических случаях отравления ртутью она выводится из организма с калом, мочой, потом. Токсическая доза составляет 0,4 мл, смертельная — от 100 мг. При подозрении на взаимодействие с ядом необходимо обратиться к специалисту, который на основании результатов анализов определит степень интоксикации и назначит терапию.

fb.ru

Ртуть — металл с удивительными свойствами

В нашем магазине продаются самые разнообразные термометры, в том числе ртутные. Почему в качестве термометрической жидкости до сих пор зачастую используется именно ртуть, хотя это вещество опасно? Потому, что ртуть обладает рядом уникальных свойств, делающих ее незаменимой. Это очень интересное вещество, поэтому мы посвятили ему две статьи. В этой статье речь идет о свойствах ртути. 

Ртуть — химический элемент таблицы Менделеева, простое неорганическое вещество, металл. Известна человечеству уже более семи тысяч лет. Ее использовали в V в. до н.э. в Месопотамии, о ртути знали в Древнем Китае и на Ближнем Востоке. Ее получали простым обжигом киновари на кострах, а потом с ее помощью выплавляли золото и серебро.

Основные свойства

Обозначается символом Hg (гидраргирум, в переводе с греческого «жидкое серебро»). Это название элементу дали алхимики.

Ртути на планете не так уж и много, но она очень рассеяна: есть в воздухе, воде, в большинстве горных пород. Встречается в самородном виде в виде капель, но редко. Гораздо чаще — в составе минералов и глин. Входит в состав более 30 минералов, промышленное значение имеет киноварь (HgS). Получают ртуть сейчас гораздо более технологичным способом, чем в древности, но смысл процесса остался тот же: обжиг киновари.

Серебристая, очень подвижная жидкость; единственный металл, который в нормальных условиях имеет жидкое агрегатное состояние. Твердой становится при t -39 °С. При этом, ртуть — тяжелый металл. Благодаря высокой плотности, 1 л реактива весит почти 14 кг. Хорошо проводит ток. Диамагнетик. При нагреве равномерно расширяется — именно благодаря этому свойству до сих пор широко используется в качестве термометрической жидкости. В твердом состоянии обладает ковкостью, характерной для металлов. Практически не растворяется в воде, не смачивает стекло. Ртуть и ее пары не имеют запаха; пары бесцветны, при подведении электрического разряда светятся голубовато-зеленым и излучают в рентгеновском спектре.

С химической точки зрения

Ртуть достаточно инертна. С кислородом вступает в реакцию при t +300 °С, а уже при +340 °С оксид разлагается обратно. В нормальных условиях реагирует с озоном. Не вступает в реакции с неконцентрированными растворами кислот, но растворяется в царской водке (смесь концентрированной соляной и азотной кислот) и концентрированной азотной кислоте. Не вступает в реакцию с азотом, углеродом, бором, кремнием, фосфором, мышьяком, германием. Реагирует с атомарным водородом, и не реагирует с молекулярным. С галогенами образует галогениды ртути. С серой, селеном, теллуром — халькогениды. С углеродом образует крайне устойчивые и, как правило, ядовитые ртутьорганические соединения.

Легко при нормальных условиях реагирует с раствором перманганата калия в щелочи и с хлорсодержащими веществами. Это свойство используется для удаления разливов ртути. Опасный участок заливают хлорсодержащим отбеливателем типа «АСС», «Белизна» или хлорным железом.

Образует сплавы со многими металлами — амальгамы. К амальгамированию устойчивы железо, вольфрам, молибден, ванадий и некоторые другие металлы. Образует с металлами меркуриды — интерметаллические соединения.

Об опасности ртути

Ртуть относится к веществам 1-й группы опасности, сверхопасным. Опасна для человека, растений и животных, для окружающей среды. Входит в список из 10 общественно опасных для здравоохранения веществ по версии ВОЗ. Обладает кумулятивным эффектом. Подробно о том, как ртуть влияет на организм человека и какие меры безопасности следует принимать, читайте в нашей статье «Осторожно! Ртуть токсична!». Здесь упомянем лишь, что ядовита не столько именно ртуть, сколько ее пары и растворимые соединения. Сама ртуть в желудочно-кишечном тракте человека не всасывается и выводится без изменений. Об этом узнали от неудачников-самоубийц, которые пытались покончить с собой, выпив ртути. Они остались в живых! И даже внутривенные инъекции ртути не приводят к смерти.

Ртуть запрещено перевозить самолетами. И вовсе не потому, что она токсична. Все дело в том, что она легко растворяет алюминий и его сплавы. Случайное разлитие может привести к повреждению корпуса самолета.

pcgroup.ru

Ртуть — Вікіпедія

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Перейти до навігації
Перейти до пошуку

Ртуть (Hg)
Атомний номер 80
Зовнішній вигляд простої речовини Важка рідина
сріблясто-білого кольору
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)

200,59

а.о.м. (г/моль)

Радіус атома

157

пм

Енергія іонізації (перший електрон)

1006,0 (10,43)

кДж/моль (еВ)

Електронна конфігурація [Xe] 4f14 5d10 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус

149

пм

Радіус іона

(+2e) 110 (+1e) 127

пм

Електронегативність (за Полінгом) 2,00
Електродний потенціал Hg←Hg2+ 0,854 В
Ступені окиснення 2, 1
Термодинамічні властивості
Густина

13,546 (при +20 °C)

г/см³

Молярна теплоємність

0,138

Дж/(К·моль)

Теплопровідність

8,3

Вт/(м·К)

Температура плавлення

234,28

К

Теплота плавлення

2,295

кДж/моль

Температура кипіння

629,73

К

Теплота випаровування

58,5

кДж/моль

Молярний об’єм

14,8

см³/моль

Кристалічна ґратка
Структура ґратки ромбоедрична
Період ґратки

2,990

Å

Відношення с/а 1,94
Температура Дебая 100,00 К

uk.wikipedia.org

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о