Еще в древнеримской империи использовали ртуть для очистки золота или в медицинских целях. Алхимики пытались переработать ее в золотые слитки. Этот тяжелый металл не часто встречается в недрах и считается редким. Несмотря на это широко встречается применение ртути в современной промышленности, медтехнике и сельском хозяйстве. В России крупнейшее ртутное месторождение расположено на Чукотке.
Где применяется ртуть?
На самом деле химические и физические свойства этого металла уникальны. [info-box type=»italic»]При комнатной температуре ртуть жидкая, а при температуре -39 С твердеет.[/info-box] В жидком состоянии это самая тяжелая и плотная из жидкостей (в 13,6 раз плотнее воды), у нее высокое поверхностное натяжение. Она имеет тенденцию капать, почти не смачивает поверхность.
Жидкость имеет низкое давление паров — испаряется при комнатной температуре. [info-box type=»bold»]Коэффициент расширения ртути составляет 75% коэффициента расширения воды.[/info-box] Это на один-два порядка больше, чем у других металлов. Ртуть растворяет другие металлы, образуя амальгамы.
Эксперименты со РТУТЬЮ. Как оживить ртуть и получить из нее ЗОЛОТО.
И спользуют для позолоты недрагоценных металлов. Такой позолотой покрыты купола Исаакиевского собора.
В криогенных термометрах применяют амальгам талия, так как у него [info-box type=»italic»]температура плавления составляет -60 С.[/info-box]
Применяют ртуть в медицинских приборах – градусниках, тонометрах.
Ртутные приборы
В ртутных приборах Hg содержится в разных количествах. Так как она ядовита, ее помещают в стеклянные емкости. Ртутные приборы герметичны, поэтому при соблюдении правил эксплуатации они не опасны для окружающей среды.
Коэффициент расширения Hg лежит в основе работы барометров и термометров. В вакуумных насосах и в клапанах высокого давления ртуть используют для герметизации.
[info-box type=»bold»]Ртутные лампы устанавливают в уличных фонарях и соляриях.[/info-box] В люминесцентных лампах электрические разряды стимулируют интенсивное освещение ртутных паров. Кроме того, Hg используется в сухих батарейках, кнопочных элементах.
Полярограф
Электрохимический анализ веществ проводится на полярографе.
[info-box type=»bold»]Прибор используют для:[/info-box]
- определения вредных веществ в воздухе;
- диагностике раковых заболеваний;
- анализа содержания тяжелых металлов в материалах;
- изучения химических процессов;
- контроля чистоты медпрепаратов, продуктов.
Для исследования используют два ртутных электрода: поляризующий капельно-ртутный, не поляризующий ртутный. Электроды погружают в раствор, и подают на них напряжение. С помощью гальванометра измеряют величину тока и затем строят полярограмму.
Люминесцентные и кварцевые лампы
Эти лампы представляют собой источник света низкого давления. В обеих лампах электрический разряд проходит через смесь инертного газа и ртутных паров, образуя ультрафиолет.
В люминесцентных лампах герметичная колба, заполненная ртутной смесью, покрыта изнутри люминоформом. Это сделано для того, чтобы перевести невидимое ультрафиолетовое излучение в видимое.
От состава люминоформа получают свет теплого или холодного спектра. Люминесцентные по своей светоотдаче намного эффективнее обыкновенных ламп накаливания, потребляют меньше электроэнергии.
В кварцевых лампах нет люминофоромного покрытия, а колба выполнена из кварцевого стекла. Благодаря этому ультрафиолет попадает напрямую в помещение и дезинфицирует комнату. Воздух в помещении становится стерильным, микробы погибают.
Барометр
Ртутный барометр представляет собой стеклянную, запаянную сверху трубку с ртутью. Нижняя часть трубки помещена в жидкость. Когда атмосферное давление повышается, ртуть поднимается, при понижении давления – опускается. Ртутные барометры считаются наиболее точными.
Электрический аккумулятор
В электрическом аккумуляторе благодаря обратимости химических реакции происходит накопление энергии. Это позволяет использовать их как автономный (резервный) источник тока. Эксплуатационные характеристики зависят от типа электролита и состава электродов.
[info-box type=»bold»]В ртутных аккумуляторах электролитом является ртуть.[/info-box] Они обладают высокой энергоемкостью, энергоплотностью, поддерживают постоянное напряжение. Но так как стоимость ртути высокая и она токсична, их практически не выпускают.
Ртутный манометр
Наиболее точно измеряет артериальное давление человека ртутный манометр. Воздух с помощью резиновой груши накачивается в стеклянную колбу со ртутью. На трубке нанесена шкала, показывающая величину кровяного давления.
В настоящее время ртутные манометры не производятся, им на смену пришли безопасные механические и электронные.
Термометры
Ртуть изменяет объем в зависимости от температуры. При повышении она увеличивается, при снижении температуры уменьшается соответственно. На этом свойстве и основан принцип работы термометра. Трубочка со ртутью помещается на шкалу с делениями, по которой измеряется температура.
Ртутный диффузионный насос
Применяют такой насос в вакуумных установках. С помощью него откачивают пар, газ из рабочей камеры. Работа такого насоса основана на свойстве ртути изменять давление при изменении температуры. Ртуть периодически нагревают, а затем охлаждают, газ заполняет область с пониженным давлением, образуя вакуум.
Применение ртути в современной промышленности
Благодаря своим свойствам ртуть применяется в различных отраслях промышленности:
- [info-box type=»bold»]Металлургической.[/info-box]
Амальгамы устойчивы к высоким температурам, долговечны. Сплавы металла используют для гравировки, литографии, гальванопластике. - [info-box type=»bold»]Химической промышленности.[/info-box]
Ртутные катоды применяют в производстве едкого натрия, хлора. Ртуть выступает катализатором при образовании органики. - [info-box type=»bold»]Атомной энергетике.[/info-box]
В ртути растворяют урановые блоки. Она участвует в термохимической реакции получения из воды кислорода и водорода. - [info-box type=»bold»]Машиностроении.[/info-box]
Ртутно-паровые турбины, диффузионные насосы, гидродинамические подшипники. - [info-box type=»bold»]Электротехнике.[/info-box]
Люминесцентные кварцевые светильники, выпрямители тока с жидким ртутным катодом. - [info-box type=»bold»]Приборостроении.[/info-box]
Манометры, термометры, полярографы. - [info-box type=»bold»]Горноперерабатывающей.[/info-box]
Ртуть используют для очистки золотых самородков от примесей. - [info-box type=»bold»]Нефтяной промышленности.[/info-box]
Ртутный пар помогает регулировать температуры в процессе очистки нефтяного сырья. - [info-box type=»bold»]Сельском хозяйстве.[/info-box]
Ртуть входит в состав гербицидов. - [info-box type=»bold»]В судостроении.[/info-box]
Ртутной краской красят подводную часть судна. - [info-box type=»bold»]В военной промышленности. [/info-box]
Ее включают в детонаторы, гранаты.
Несмотря на то, что ртуть широко используется в промышленности, стоит помнить о ее ядовитых свойствах. Поэтому сегодня ртуть заменяют, где это возможно, на более безопасные материалы.
Источник: bezotxodov.ru
Ртуть — вещество с широчайшим спектром применения
Из наших прошлых статей вы уже знаете, что ртуть токсична и как действовать в случае ее разлива (например, если разбился ртутный термометр). Также вы знаете, какими свойствами обладает ртуть и как ее добывают. Осталось рассказать о применении ртути и привести познавательные факты о ней — читайте и удивляйтесь, насколько же востребован и удивителен этот металл.
Применение ртути
• Ртуть чаще всего ассоциируется с такими измерительными приборами как термометры, барометры и манометры. Нам до сих пор привычнее узнавать про атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба, чем в Паскалях. Часто ртуть применяют в особо точных технических термометрах.
• Парами ртути заполняют газоразрядные лампы, люминесцентные (лампы дневного света) и кварцевые. В лампах дневного света внутренняя поверхность стекла покрывается люминофором, преобразующим рентгеновское излучение в видимый свет. В кварцевых лампах наоборот, люминофора нет, а стекло для лампы берут кварцевое, пропускающее ультрафиолет. Кварцевые лампы применяются для дезинфекции помещений, предметов, продуктов питания. Лампы Вуда со стеклом особого сорта используются для диагностики некоторых кожных заболеваний, в судебной практике для обнаружения следов органических материалов и для других целей.
• Ртуть и ее сплавы используются в датчиках положения, диффузионных насосах, полярографах, химических источниках тока, герметичных выключателях; в вентилях мощных электрических устройств; в некоторых типах подшипников.
• В электрохимической отрасли — в качестве катода при получении щелочей и хлора.
• В аналитической химии — для определения концентрации фтора в газах, аммиака.
• В металлургии — для производства некоторых важных для промышленности сплавов. В цветной металлургии — для переработки алюминиевого лома.
• При нанесении золотых покрытий (этот метод сейчас признан слишком опасным для здоровья).
• Для добычи золота из золотосодержащих руд.
• Сулема (HgCl2) применяются в медицине в качестве антисептика (при очень сильном разбавлении), в сельском хозяйстве для протравки семян; в качестве дезинфицирующего средства для одежды, белья; как катализатор в химических производствах.
• Оксид ртути (II) и киноварь добавляют в препараты для лечения глазных, кожных и венерических заболеваний.
• Киноварь применяется как пигмент в чернилах и красках.
• Каломель (Hg2Cl2) — бактерицидное средство в медицине; слабительное в ветеринарии; используется при изготовлении электродов для гальваники.
• Гремучая ртуть (Hg(CNO)2) — сильная взрывчатка, применяемая в горнодобывающей промышленности.
• Соединения ртути применяются в качестве консерванта в вакцинах, иммуноглобулинах, противоядиях, препаратах для кожных тестов, для глаз и носа, чернилах для татуировок. Например, они входят в состав российских вакцин «АКДС», «АДС» и «АДС-М» некоторых производителей. Многолетние исследования доказали безопасность этих вакцин даже для детей со сниженным весом.
• В стоматологии применяли амальгаму серебра в зубных пломбах. Сейчас почти повсеместно используют светоотверждаемые материалы.
• Изотоп Hg 203 применяется в радиофармакологии.
• Иодид ртути используют в приборах для обнаружения радиоактивного излучения.
• С помощью бромида ртути в атомно-водородной энергетике разлагают воду на водород и кислород.
Это интересно
Символом ртути является знак планеты Меркурий. Еще со времен алхимиков ртуть обозначали символом римского бога, славящегося своей быстротой. В английском, французском, итальянском и испанском языках ртуть и сейчас обозначают словом mercury. В русском языке мероприятия по очистке помещения от ртути и ее паров называют демеркуризацией.
Активную добычу золота и серебра в Южной Америке времен конкистадоров связывают с простой и эффективной технологией добычи с помощью амальгамирования. Ртутью обрабатывали золотоносные породы, используя свойство ртути растворять металлы (образовывать жидкие или легкоплавкие сплавы). Потом амальгаму прокаливали, ртуть испарялась, а золото (или серебро) оставалось.
В Древнем Мире ртуть называли «живым серебром», т.к. капельки ртути «умеют» очень быстро «бегать» — подвижны если даже слегка наклонить поверхность с ними.
Ртуть была одним из самых любимых элементов алхимиков. Ее считали основой всех металлов, поэтому думали, что из нее, при известном умении, можно получить золото. Самое интересное, что современная наука доказала: в ядерных реакциях ртуть действительно можно превратить в золото. Вот только способ этот на данный момент невероятно дорог.
О токсичности ртути знали давно, хотя это не мешало активно использовать ее в медицине. Ее использовали как слабительное, мочегонное, против кожных и венерических болезней, для продления жизни и получения бессмертия. «Сумасшедший Шляпник» Льюиса Кэрролла на самом деле имел своих реальных прототипов: в средние века при обработке фетра использовали соединения ртути, которые постепенно приводили к профессиональному заболеванию шляпных дел мастеров — повреждению рассудка.
Источник: pcgroup.ru
Применение ртути в современной промышленности. Свойства и характеристики ртути
Ртуть является чрезвычайно важным металлом, который используется практически во всех производственных отраслях. Поэтому многие страны стремительно развивают ртутную промышленность и расширяют поиски ее месторождений. Какое место занимает применение ртути в современной промышленности – попробуем разобраться в этой статье.
Что представляет собой ртуть
Это химический элемент и единственный металл, который находится в жидком состоянии при нормальной температуре. Текучее вещество серого цвета – вот как выглядит ртуть, фото которой приведено ниже.
Затвердеть ртуть может только при очень низкой температуре. Средневековые алхимики никак не могли добиться отвердения этого металла. И только в 1759 году российские академики М. В. Ломоносов и И. А. Браун сумели сделать это. Дело в том, что в тот год в России были сильные морозы, и с помощью специальных смесей ученые понизили температуру до -56ºС.
В таких условиях ртуть замерзла и стала похожа на металл. Спустя длительное время другие алхимики обнаружили у ртути сверхпроводимый эффект, когда понизили температуру до -270ºС.
Ртуть в истории человечества
Ртуть известна человеку еще с древних времен. Первые упоминания о ней встречаются в записях V века до н. э. Очень много исследовали ртуть в Индии и Китае. Самая древняя индийская школа по алхимии известна как «расаяна» или «путь ртути». Она занималась разработками лечебных препаратов и разных снадобий.
Древние люди находили ртуть в природе в виде киновари. Они использовали ее в качестве красного красителя. Название «киноварь» связано с древней легендой и переводится как «кровь дракона». Такая характеристика ртути связана с религиозными верованиями. В то время люди верили, что это кровь убитого в горах священного существа – дракона.
Поэтому ртуть считали целебным веществом, способным лечить больных. Одним из таких лечебных средств была ртутная мазь.
Древние алхимики считали ртуть основой всех металлов и их жизненной силой. Они были убеждены, что из ртути и серы можно получить золото. Но после многочисленных опытов и экспериментов стало понятно, что ничего из этой идеи не выйдет. Сколько ученых погибло, пытаясь открыть формулу создания золота.
И эти исследования продолжались до 30-х годов XX века, пока наука не начала стремительно развиваться. В результате применения радиоактивного распада, ученые получили из ртути стабильные изотопы золота, но их было очень мало. И цена такого металла очень высока.
Как добывают ртуть
Основным и практически единственным промышленным источником ртути является минерал киноварь. Он состоит на 86% из сульфида ртути, остальные составляющие – примеси других минералов. Обычно киноварь имеет вид сплошных выделений, богатых примесями, и внешне напоминает зерна неправильной формы. Редко встречаются сформированные кристаллы ромбоэдрического, бипирамидального облика. Иногда обнаруживаются двойники.
Металлическую ртуть из киновари получают путем нагрева в открытой трубке, которая обеспечивает контакт с кислородом. Во время нагревания маленькие капельки ртути стекают по холодным стенкам. Обычно рудные тела залегают на небольших глубинах и приурочены к кварцитам, известнякам, доломитам и сланцам. Самые крупные в мире месторождения ртути находятся в Испании, США, Югославии, Словении, Таджикистане, Кыргызстане. Большие кристаллы ртутной руды добывают в южной части Китая.
Основные свойства ртути
Этот минерал имеет уникальные свойства, которые сделали применение ртути в современной промышленности важным ее элементом. Ртуть считается ядовитым и опасным металлом. Но его физические и химические свойства во многих сферах человеческой деятельности незаменимы.
Физические свойства
Ртуть относится к диамагнетикам, так как может образовывать твердые сплавы с другими металлами и жидкие соединения – амальгамы. Температура затвердевания ртути составляет -38,83ºС, а кипит металл при 356,73 ºС. Испаряется она при комнатной температуре. Еще одна важная характеристика ртути – она диамагнитна. Это значит, что собрать жидкие шарики металла обычным магнитом невозможно.
Химические свойства
Как и благородные металлы, ртуть устойчива в сухом воздухе. Она взаимодействует с кислотами, солями, неметаллами. С водой, щелочами и неокисляющими кислотами ртуть не реагирует. При температуре выше 300ºС она вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид ртути.
Применение ртути в современной промышленности
Еще в средние века жидкий металл активно применяли в медицине для амальгамирования и изготовления разных приборов. В наше время невозможно найти отрасль народного хозяйства, которая не использует ртуть. Свойства и применение этого минерала описаны учеными со всего мира в многочисленных научных трудах.
Так, ртуть используется в сельском хозяйстве для протравы семян. В химической промышленности ее применяют в качестве катализатора для получения из ацетилена уксусного альдегида. Использование ртутных катодов позволяет выделить из поваренной соли едкий натр и хлор.
Ртуть является незаменимым компонентом в производстве красок для подводной части морских судов. Дело в том, что обитающие в морской воде микроорганизмы прикрепляются к днищам судов и способствуют коррозии и износу металлических деталей. Содержащая в краске ртуть под воздействием морского хлора образует сулему, которая отравляет вредные бактерии.
Ртуть применяют даже в производстве фетра. Имеющиеся в ее составе соли отлично обезжиривают пух. Более безопасных заменителей, которые бы давали такой же эффект, пока не нашли. Также ртуть служит катализатором во время органического синтеза в процессе дубления кожи.
Как уже упоминалось, ртуть всегда использовалась в медицине. В наши дни на ее основе выпускают антисептические и мочегонные препараты. А ртутная мазь готовилась еще в древней Индии, рецепт которой сохранился до наших дней. Из-за свойства растворять другие металлы (олово, серебро) ртуть используют для изготовления зубных пломб.
Применение ртути в промышленности связано также с ее способностью испаряться при комнатной температуре. Например, для очистки нефти. Так, выпаривание металла способствует регулировке температуры нефтеперерабатывающих процессов.
Ртутные приборы
Физико-химические свойства являются главной причиной, по которой происходит применение ртути в разных приборах и машинах. Пары металла используются в ртутных турбинах. Такие установки особенно выгодны, когда в агрегате мало воды и охлаждение механизма происходит исключительно воздухом.
В электротехнике применяют выпрямители с жидким ртутным катодом. Они позволяют преобразовать трехфазный электрический ток в постоянный. Даже в астрономических целях применяют ртутные приборы – горизонты. Они имеют специальный сосуд с жидким металлом, поверхность которого служит зеркалом во время наблюдений за космосом. Также применение ртути в современной промышленности проявляется в производстве разных диффузионных насосов, прерывателей, термометров.
Во многих отраслях медицины используют ртутно-кварцевые лампы, которые облучают ультрафиолетовыми лучами. Также незаменимым медицинским инструментом является всем известный градусник для измерения температуры тела.
Сколько стоит ртуть: цена на мировом рынке
Цена на ртуть формируется по тому же принципу, что и на другие металлы. Так, стоимость этого минерала зависит от объема поставок и чистоты предлагаемой ртути. На мировом рынке цена на ртуть за последние полгода значительно упала. Так, если ее средняя цена в конце 2014 года составляла 75 долларов США/кг, то в марте 2015 года — 55 долларов США/кг.
Но свободно купить жидкий металл практически невозможно, поскольку ртуть относится к химически-опасным веществам. Даже за утилизацию разлитой ртути необходимо заплатить определенную сумму.
Что касается изделий, которые содержат ртуть, их стоимость зависит от количества используемого металла и от других производственных издержек. Например, очень дешево стоит градусник ртутный. Цена в аптеках колеблется от 25 до 50 рублей.
Опасность ртути для здоровья
Несмотря на широкое применение ртути в промышленности, она считаются довольно опасным химическим веществом. По критериям вреда для жизни и здоровья ртуть относится к первому классу опасности. Обычно ртуть попадает в организм путем вдыхания ее паров, которые не имеют запаха. Именно ртутные испарения представляют наибольшую опасность.
Чтобы вызвать тяжелое отравление и проблемы со здоровьем, достаточно воздействия небольшого количества минерала. Во время токсикации в наибольшей степени поражаются легкие, почки, иммунная, нервная, пищеварительная системы, глаза и кожа.
В зависимости от причин и характера отравления различают легкую, острую и хроническую формы. Легкая токсикация возникает при пищевом отравлении. После аварий на предприятиях химической промышленности или вследствие нарушения техники безопасности проявляется острая форма отравления.
В этом случае у больного наблюдается снижение умственной активности, истощение, могут появляться судороги, потеря зрения, облысение и даже полный паралич. В тяжелых случаях острое отравление может привести к летальному исходу. Хроническое отравление развивается в результате постоянного контакта с ртутью и может проявляться долгое время после прекращения работы с ней. У людей с этой формой патологии повышается риск развития гипертонии, туберкулеза и атеросклероза. Бывают случаи, когда хроническая токсикация вызывает психические отклонения.
Особенно внимательно с ртутными приборами следует обращаться беременным женщинам. Пары ртути представляют большую угрозу для развития плода. Если в доме есть дети, лучше обычные ртутные термометры заменить электронными.
Утилизация ртутьсодержащих отходов
Широкое применение ртути способствует высокой концентрации ее паров в атмосфере крупных городов. Сейчас повсюду используют люминесцентные лампы, которые содержат от 30 до 300 мг жидкого металла. А в некоторых лампах его в несколько раз больше. Согласно статистике, ежегодно около 100 млн. таких ламп становятся непригодными и требуют переработки. Лишь небольшая их часть проходит специальную утилизацию, а остальные сразу отправляются на свалку, где из-за разрушения целостности стекла ртуть попадает в атмосферу.
Кроме того, ртуть применяется в производстве аккумуляторов и батарей, которые в основном никак не перерабатываются. Таким путем за год на свалку попадает около 40 тонн ртути. Эта цифра очень большая, поэтому проблема утилизации ртутьсодержащих предметов стоит очень остро.
Бесконтрольное обращение с ртутными отходами, безответственное отношение к приборам, содержащим этот жидкий металл, создает угрозу здоровью и жизни людей. Всем известно, какие неприятности может принести обычный градусник ртутный. Цена неумелого обращения с ним может стоить даже жизни.
Сейчас правительства всех стран работают над вопросом переработки ртутьсодержащих отходов. С этой целью создаются специальные компании, которые занимаются сбором непригодных к использованию приборов и ртутных предметов. Они разделяют их на компоненты (цоколи, стекло, металл) и перерабатывают. Из каждого вида отходов формируются блоки, которые упаковываются в специальную тару (чехлы, полиэтиленовые пакеты, канистры) и доставляются на место переработки.
Источник: fb.ru