Ртуть

Ртуть

Введение

Ртуть (лат. Hudrargyrum) – химический элемент 2 группы периодической

системы Менделеева; атомный номер 80, атомная масса 200,59. Ртуть – элемент

редкий и рассеянный, его содержание примерно 4,5*10-6% от массы земной

коры. Тем не менее известна ртуть с глубокой древности. Скорее всего,

человек познакомился с ртутью, выделив при нагревании главного минерала

ртути – ярко-красной киновари HgS. Иногда встречается в природе самородная

ртуть, образовавшаяся, по-видимому, из той же киновари.

Ртуть – тяжелый (плотность 13,52 г/см3) металл серебристо-белого цвета,

единственный металл, жидкий при обычных условиях. Затвердевает ртуть при –

38,9 С, закипает – при +357,25' С. При нагревании ртуть довольно сильно

(всего в 1,5 раза меньше воды) расширяется, плохо проводит электрический

ток и тепло – в 50 раз хуже серебра. Многие металлы хорошо растворяются в

ртути с образованием амальгамы.

Как и благородные металлы, ртуть на воздухе не изменяется – не окисляется

кислородом, не реагирует с другими компонентами атмосферы. Реакция с

кислородом заметно идет лишь при температурах, близrих к температуре

кипения ртути, причем многие примеси например аналог ртути по подгруппе –

цинк, заметно ускоряют окисление. С галогенами ртуть реагирует легче, чем с

кислородом; взаимодействует с азотной кислотой, а при нагревании и с

серной. В соединениях ртуть всегда двухвалентна. Известны, правда

соединения одновалентной ртути – оксид (1) Hg и каломель HgCl. Но в этих

соединениях ртуть всего лишь формально одновалентна. Состав каломели точнее

отражает формула HgC l2, или Cl – Hg – Hg. Каломель, как и другой хлорид

ртути - сулема HgCl2 используется в качестве антисептика. Соединения ртути

весьма ядовиты. Работа с ними требует не меньшей осторожности, чем работа с

самой ртутью. В промышленности и в технике ртуть используется очень широко

и разнообразно. Каждый из нас держал в руках ртутный термометр.

Ртуть работает и в других приборах – барометрах, ареометрах,

расходометрах Важны ртутные катоды в производстве хлора и едкого натра,

щелочных и щелочноземельных металлов, известны ртутные выпрямители

переменного тока ртутные лампы.

Историческая справка.

Самородная ртуть была известна за 2000 лет до и. э. народам Индии и

Китая. Ими же, а также греками и римлянами применялась киноварь (природная

HgS) как окраска, лекарственное и косметическое средство. Греческий

Диоскорид (1 в. н. э,), нагревая киноварь в железном сосуде с крышкой,

получил ртуть в виде паров, которые конденсировались на холодной внутренней

поверхности крышки. Продукт реакции был назван hydragyros (от греч. Hydro –

вода и argyros – серебро),т. е. жидким серебром, откуда произошли лат.

hydrargyrum, а также argentum vivum – живое серебро. Последнее сохранилось

в названиях

Ртути Quicksilver (англ.) и Quecksilber (нем.).Происхождение русского,

названия ртути не установлено. Алхимики считали ртуть главной составной

частью всех металлов. «Фиксация» ртути (переход в твердое состояние)

признавалась первым условием ее превращения в золото. Твёрдую ртуть впервые

получили в декабре 1759 петербургские академики И. А. Браун и М. В.

Ломоносов. Ученым удалось заморозить ртуть в смеси из снега и

концентрированной азотной кислоты. В опытах Ломоносова отвердевшая ртуть

оказалась ковкой, как свинец. Известие о «фиксации» ртуть произвело

сенсацию в ученом мире того времени; оно явилось одним из наиболее

убедительных доказательств того, что ртуть – такой же металл, как и все

прочие.

Получение ртути

Ртутные руды (или рудные концентраты), содержащие ртуть в виде киновари,

подвергают окислительному обжигу

HgS + O2 = Hg + SO2

Обжиговые газы, пройдя пылеуловительную камеру, поступают в трубчатый

холодильник из нержавеющей стали или монель-металла. Жидкая ртуть стекает в

железные приёмники. Для очистки сырую ртуть пропускают тонкой струйкой

через высокий (1 – 1,5 м) сосуд с 10%-ной HNO3, промывают водой, высушивают

и перегоняют в вакууме.

Возможно также гидрометаллургическое извлечение ртути из уд и

концентратов растворением HgS в сернистом натрии с последующим вытеснением

ртуть алюминием. Разработаны способы извлечения ртуть электролизом

сульфидных растворов.

Распространение Ртути в природе.

Ртуть принадлежит к числу весьма редких элементов, её средние содержание

в земной коре (кларк) близко к 4,5.10–6% по массе. Приблизительно в таких

количествах она содержится в изверженных горных породах. Важную роль в

геохимии ртуть играет её миграция в газообразном состоянии и в водных

растворах. В земной коре ртуть преимущественно рассеяна; осаждается из

горячих подземных вод, образуя ртутные руды (содержание

ртуть в них составляет несколько процентов), Известно 35 ртутных минералов;

главнейший из них – киноварь HgS.

В биосфере ртуть в основном рассеивается и лишь в незначительных.

количествах сорбируется глинами и илами (в глинах и сланцах в среднем

4.10–5%). В морской воде содержится 3.10–9% ртути.

Самородная ртуть , встречающаяся в природе, образуется при окислении

киновари в сульфат и разложении последнего, при вулканических извержениях

(редко), гидротермальным путём (выделяется из водных растворов).

Применение

Ртуть широко применяется при изготовлении научных приборов (барометры,

термометры,манометры, вакуумные насосы, нормальные элементы, полярографы,

капиллярные электрометры и др.), в ртутных лампах, переключателях,

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, при изготовлении взрывчатых

веществ; в медицине (каломель, сулема, ртутьорганические и др. соединения),

в качестве пигмента (киноварь), в сельском хозяйстве (органические

соединения ртути ) в качестве протравителя семян и гербицида, а также как

компонент краски морских судов (для борьбы с обрастанием их организмами).

ртуть и ее соединения токсичны, поэтому работа с ними требует принятия

необходимых мер предосторожности.

Отравления

Отравления ртутью и ее соединениями возможны на ртутных рудниках и

заводах, при производстве некоторых измерительных приборов, ламп,

фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов и др.

Основной опасность представляют пары металлической ртути, выделение

которых с открытых поверхностей возрастает при повышении температуры

воздуха. При вдыхании ртуть попадает в кровь. В организме ртуть циркулирует

в крови, соединяясь с белками; частично откладывается в печени, в почках,

селезенке, ткани мозга и др. Токсическое действие связано с блокированием

сульфгидрильных групп тканевых белков, нарушением деятельности головного

мозга (в первую очередь, гипоталамуса). Из организма ртуть выводится через

почки, кишечник, потовые железы и др.

Острые отравления ртути и её парами встречаются редко. При хронических

отравлениях наблюдаются эмоциональная неустойчивость, раздражительность,

снижение работоспособности, нарушение сна, дрожание пальцев рук, снижение

обоняния, головные боли. "характерный признак отравления – появление по

краю дёсен каймы сине-черного цвета; поражение дёсен (разрыхленность,

кровоточивость) может привести к гингивиту и стоматиту. При отравлениях

органическими соединениями ртуть (диэтилмеркурфосфатом, диэтилртутью,

этилмеркурхлоридом) преобладают признаки одновременного поражения

центральной нервной (энцефало-полиневрит) и сердечно-сосудистой систем,

желудка, печени, почек.