РТУТЬ, Hg (лат. hydrargyrum, от греч. hydor — вода и argyros — серебро * а. mercury; н. Quecksilber; ф. mercure; и. mercurio), — химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 80, атомная масса 200,59. В природе 7 стабильных изотопов: 196 Hg (0,14%), 198 Hg (10,02%), 199 Hg (16,84%), 200 Hg (23,13%), 201 Hg(13,22%), 202 Hg(29,8%), 204 Hg (6.85%). Известно более 24 радиоактивных изотопов ртути.
- Характеристика и свойства
- Способы определения
- Нахождение в природе
- Опасность и предостережения
Свойства ртути
Ртуть — серебристо-белый тяжёлый металл, жидкий при комнатной температуре. Твёрдая ртуть кристаллизуется в ромбоэдрической решётке (а=0,3463 нм, с = 0,6706 нм).
Плотность твёрдой ртути 1419,3 кг/м 3 (при -38,9°С), жидкой 1352 кг/м 3 (при 20°С); t плавления — 38,86°С, t кипения 356,66°С, критическая температура 1460°С; молярная теплоёмкость (при 0°С) 28 Дж/моль•К); температурный коэффициент линейного расширения 1,826•10 -1 (при 0-100°С); теплопроводность 8,4 Вт/(м•К) при 20°С. Удельное электрическое сопротивление 94,7•10 -4 Ом•м (при 0°С).
Ртуть — Самый ПОДВИЖНЫЙ Металл на Земле!
При 4,155К ртуть становится сверхпроводником. Диамагнитна, атомная магнитная восприимчивость (при 18°С) 0,19•10 -6 . Степени окисления +1 и +2. Растворимость ртути в воде (при 25°С) 3•10 -7 моль/л. В HCl и разбавленной Н2SО4 ртуть не растворяется, растворима в царской водке, HNО3 и горячей концентрированной Н2SО4.
При взаимодействии с металлами, которые ртуть смачивает, образуются амальгамы — жидкие, полужидкие или твёрдые сплавы. Химически ртуть малоактивна. При комнатной температуре не окисляется, при нагревании до 300°С окисляется до HgO. С галогенами ртуть соединяется при нагревании, образуя устойчивые, в большинстве ядовитые соединения типа HgX2.
Для хлоридов, бромидов и йодидов ртути характерна тенденция к комплексообразованию (например, соль Ва HgJ4•5Н2О — водный раствор, который используют для разделения минералов). При действии растворов солей аммония на галогениды образуются азотсодержащие комплексные соединения, например Hg(NH3)2•Cl2 (плавкий белый преципитат). Почти все соли Hg 2+ плохо растворимы в воде, кроме нитрата Hg(NО3)2. Большое значение имеют хлориды ртути: Hg2Cl2 (каломель) и Hg2Cl2 (сулема). Некоторые соединения ртути взрывчаты: азид Hg(N3)2, гремучая ртуть Hg(ONC)2 и др.
Определение ртути
Следы ртути определяют при помощи дифенилкарбазона, образование ярко-голубой окраски в нейтральной среде указывает на присутствие ртути. В производственных условиях качественное определение проводят путём возгонки ртути при нагревании пробы с содой.
Продукты возгонки образуют в охлаждаемой части прибора тонкий налёт, в котором визуально или с помощью микроскопа можно обнаружить капельки ртути. Наиболее распространённый количественный метод определения ртути — титрование соли Hg(II) в разбавленной HNО3 раствором роданида в присутствии солей Fe(III).
Для получения ртути руды (или рудные концентраты) подвергают окислительному обжигу. Обжиговые газы поступают в трубчатый холодильник из нержавеющей стали или монель-металла. Жидкая ртутб стекает в приёмники. Для очистки ртуть пропускают тонкой струёй через сосуд с 10%-ной HNО3, промывают водой, высушивают и перегоняют в вакууме. Возможно также гидрометаллургическое извлечение ртути из руд растворением HgS в сернистом натрии и последующим вытеснением ртути алюминием.
Содержание ртути в природе
Применение ртути
Ртуть широко применяется при изготовлении различных приборов (барометры, термометры, манометры, вакуумные насосы, нормальные элементы, полярографы и др.), в ртутных лампах, выпрямителях, как жидкий катод в производстве едких щелочей и хлора электролизом, в качестве катализатора при синтезе уксусной кислоты в металлургии для амальгамации золота и серебра. Гремучая ртуть используется в качестве детонатора, киноварь — как пигмент; органические соединения Hg — в сельском хозяйстве в качестве протравителя семян и гербицида и как компонент краски корпусов морских судов; препараты ртути — в медицине, главным образом благодаря их антисептическим и мочегонным свойствам.
Опасность ртути
Источник: www.mining-enc.ru
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.
Источник: www.vseznaika.org
Необычные свойства ртути
Крылатый дракон, пожирающий свой хвост (некоторые называют его Уроборос, что не совсем верно — понятие «Уроборос» имеет несколько широких толкований), людям немного знакомым с алхимией сразу дает понять, что речь идет о меркурии. Правда не о ближайшей планете к Солнцу, а о химическом элементе более известном, как ртуть.
Источник изображения: shutterstock.com
Находится этот элемент в таблице Менделеева сразу вслед за золотом и обозначается Hg , что расшифровывается как hydrargyrum . Это слово имеет древнегреческое происхождение и состоит из 2 частей: вода или « жидкость » и « серебро », что можно понимать как « жидкое (подвижное, живое) серебро ».
Необычные свойства ртути
Как и любой другой природный элемент, ртуть имеет некоторые свойства, отличающие ее от других веществ. Часть этих свойств настолько необычна, что на них стоит остановиться подробнее.
Металлическая жидкость
Из жизненного опыта каждому человеку известно, что любой металл имеет определенную форму, которую изменяет не очень охотно (ковкой или резкой) и прочность, и еще он совсем не текуч. А вот ртуть нарушает привычные представления, поскольку хоть и является при комнатной температуре очень подвижной жидкостью, это не мешает ей оставаться металлом.
Источник изображения: tn.com.ar
Все дело в низкой температуре плавления в -39°C, что делает ее единственным жидким металлом при комнатной температуре (тут, правда, возможно и есть ошибка — у открытого в 1939 году крайне радиоактивного франция точка плавления находится между 18 и 21°C (определить точнее не удалось), а комнатной температурой считается 20°C).
Электропроводность
То, что хорошей электропроводностью обладают все металлы хорошо известно каждому школьнику. Но вот получить пары находящихся в твердом агрегатном состоянии металлов дело довольно сложное. А ртуть, она ведь жидкая изначально, и ее пары несложно получить и при невысоких температурах.
Ртутные лампы. Источник изображения:marchenotizie.it
Это свойство уже довольно давно используется (с неплохой экономией электроэнергии) в лампах дневного света, где под действием электричества светятся пары ртути. Правда, эти лампы обязательно нужно правильно утилизировать.
Линейное расширение
Под воздействием тепла каждое вещество расширяется (имеются редкие исключения — вода в промежутке от 0 до 4°C имеет тенденцию сжиматься). Беда в том, что многие вещества расширяются в одном температурном промежутке быстрее, а в другом медленнее. А вот ртуть расширяется практически линейно (равномерно), что делает этот металл практически идеальным для измерения температуры.
Ртутный термометр. Источник изображения: istockphoto.com
Ртутные термометры даже несколько точнее спиртовых, но обращаться с ними надо аккуратно, т. к. ртуть — вещество I класса опасности, а разбитый градусник — это самая распространенная причина попадания паров ртути в воздух помещений. О том как действовать в случае, если у вас разбился ртутный термометр можно ознакомиться в рекомендациях МЧС России.
Низкая температура плавления
Ртуть плавится при -39°C, что значительно ниже, чем у всех остальных металлов. Если в средней полосе ртутные термометры замерзают крайне редко (можно вспомнить разве что первые 2 года Великой Отечественной войны), то в высоких широтах в зимнее время их применение довольно ограничено. Там нужно применять термометры на спиртовой основе. Это свойство ртути было блестяще обыграно великим французским писателем Жюлем Верном в его романе «Путешествие и приключения капитана Гаттераса». Именно пулей, сделанной из замерзшей в термометре ртути, герои убили медведя, добыв таким образом себе пропитание.
Амальгама
Ртуть с легкостью создает сплавы со многими металлами, которые называются амальгамами. Правда, с железом ртуть не взаимодействует, почему ее и перевозят в стальных цистернах. Большая польза этих амальгам, что при обычных условиях такие сплавы устойчивые, но несложными действиями ртуть можно из сплава восстановить. Таким образом и покрывали в былое время различные вещи тонким слоем золота.
Источник изображения:anvari.org
И у зеркал на тыльной поверхности ранее был тонкий слой амальгамы. Теперь просто небольшое количество серебра.
Высокая плотность
Человеческая жизнь связана с водой. На интуитивном уровне плотность различных веществ сравнивается с плотностью самой распространенной жидкости на планете — тонет или не тонет. А литр ртути в 13,6 раза тяжелее литра воды, что кажется просто удивительным для жидкости.
В ртути будет спокойно плавать чугунное ядро, как будто шар из пробки на поверхности воды.
Если вам понравилась статья, то поставьте лайк и подпишитесь на канал Научпоп. Наука для всех . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Источник: dzen.ru