Применение ртути в современной промышленности. Ртуть: история открытия элемента

Температура кипения Теплота плавления

2,295 кДж/моль

Теплота испарения

58,5 кДж/моль

Молярная теплоёмкость Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки

ромбоэдрическая

Параметры решётки Отношение c/a Температура Дебая Прочие характеристики Теплопроводность

(300 K) 8,3 Вт/(м·К)

80

4f 14 5d 10 6s 2

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

Происхождение названия

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 HgSb 4 S 7 . 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 Hg 2 Cl 2 . На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения - терлингуаит Hg 2 ClO, эглестонит Hg 4 Cl.

Месторождения

Ртуть считается редким металлом.

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

В окружающей среде

Изотопы ртути

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

Физические свойства

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

Плотность ртути при нормальных условиях - 13500кг/м 3 .

Температура в °С	ρ, 10 3 кг/м 3	Температура в °С	ρ, 10 3 кг/м 3
0	13,5951	50	13,4723
5	13,5827	55	13,4601
10	13,5704	60	13,4480
15	13,5580	65	13,4358
20	13,5457	70	13,4237
25	13,5335	75	13,4116
30	13,5212	80	13,3995
35	13,5090	90	13,3753
40	13,4967	100	13,3514
45	13,4845	300	12,875

Химические свойства

Характерные степени окисления

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

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

подщелачивании:

добавлении лигандов, стабилизирующих степень окисления ртути +2.

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

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

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

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

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

Из элементов IIБ группы именно у ртути появляется возможность разрушения очень устойчивой 6d 10 - электронной оболочки , что приводит к возможности существования соединений ртути (+4) но они крайне малоустойчивы, поэтому эту степень окисления, скорее, можно отнести к курьёзной, чем к характерной. В частности, при взаимодействии атомов ртути и смеси неона и фтора при температуре 4 получен HgF 4 .

Свойства простого вещества

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

При растворении избытка ртути в азотной кислоте на холоде образуется нитрат Hg 2 (NO 3) 2 .

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

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

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

Применение

Применение ртути и её соединений

Медицина

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

(каломель) - слабительное;
меркузал и промеран - сильные мочегонные;
, цианид ртути (II), и жёлтый - антисептики (в том числе в составе мазей).

Амальгаму серебра применяют в стоматологии в качестве материала зубных пломб.
Ртуть-203 (T 1/2 = 53 сек) используется в радиофармакологии.

Техника

Металлургия

Металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших сплавов.
Ранее различные амальгамы металлов, особенно амальгамы золота и серебра , широко использовались в ювелирном деле, в производстве зеркал .
Металлическая ртуть служит катодом для электролитического получения ряда активных металлов, хлора и щелочей . Сейчас вместо ртутных катодов используют электролиз с диафрагмой.
Ртуть используется для переработки вторичного алюминия (см. амальгамация)
Ртуть хорошо смачивает золото, поэтому ей обрабатывают золотоносные глины для выделения из них этого металла. Эта технология распространена, в частности, в Амазонии .

Химическая промышленность

Соли ртути использовали в качестве катализатора промышленного получения ацетальдегида из ацетилена (реакция Кучерова), однако в настоящее время ацетальдегид получают прямым каталитическим окислением этана или этен.
Реактив Несслера используется для количественного определения аммиака.

Сельское хозяйство

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

Токсикология ртути

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

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

Гигиеническое нормирование концентраций ртути

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

Демеркуризация

Очистка помещений и предметов от загрязнений металлической ртутью и источников ртутных паров называется демеркуризацией. В быту широко применяется демеркуризация с помощью серы. Так, например, если разбился градусник, раньше предлагали тщательно собрать все шарики ртути медицинской клизмой в стеклянную банку с герметичной крышкой, а щели и неровности засыпать порошком серы (S). Сера вступает в химическую реакцию со ртутью при комнатной температуре, образуя нерастворимое и потому не ядовитое твердое вещество - сульфид ртути. Однако этот метод исключительно малоэффективен. Сера со ртутью легко реагирует только при тщательном растирании в ступке. Если насыпать на тяжелую ртуть легкий порошок серы, реакция практически не будет идти. Или пойдет чрезвычайно медленно. На самом деле следует тщательнейшим образом собрать все видимые (при ярком свете лампы!) капельки ртути в герметично закрывающуюся емкость. Для сбора крупных капель можно использовать пипетку с тонким носиком, а более мелкие капли нужно собрать амальгамированной (покрытой тончайшим слоем ртути) медной проволокой, которую нужно перед этим тщательно зачистить, чтобы ртуть смочила медь (лучше всего для этой цели подходит азотная кислота, в которую нужно на одну - две секунды опустить конец проволоки). Подойдет и оловянный припой. Налипшую ртуть следует стряхивать в ту же емкость, которую потом нужно сдать на утилизацию - туда же, куда сдают перегоревшие люминесцентные и энергосберегающие лампы, которые тоже содержат ртуть. Невидимые глазом, а также попавшие в щели капельки следует залить раствором хлорного железа FeCl 3 , который превратит ртуть в неиспаряющуюся и малоядовитую каломель Hg 2 Cl 2 . В крайнем случае следует залить это место раствором «марганцовки» или йодной настойкой. Пол на следующий день нужно тщательно вымыть. Ни в коем случае нельзя убирать частицы ртути при помощи пылесоса, так как это вызывает рассеивание на более мелкие частицы через выход воздуха из пылесоса, а это повлечет за собой увеличение концентрации паров ртути и усложнит процесс очистки помещений.

См. также

Примечания

Ссылки

, физико-химические свойства и области применения на сайте «Горной энциклопедии »
в открытой Геоэнциклопедии.

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Периодических элементов, подгруппа цинка, атомный номер – 80. В комнатных условиях, вещество представляется тяжёлой бело-серебристой жидкостью. Пары ртути ядовиты. Температура ртути определяет её агрегатное состояние, не один металл кроме неё, не имеет жидкую структуру в условиях комнатной температуры.

Плавление ртути начинается при температуре 234º К, кипение при 629º К. Сплавляется со многими металлами, образуя сплавы, называемые амальгамами. Ртуть в воде и кислотных растворах не растворяется, сделать это может только азотная кислота или .

С трудом это можно сделать с помощью серной кислоты. При достижении температуры 300º С, происходит реакция с кислородом, результатом которой является оксид ртути , имеющий красный цвет (не путать с вымышленной “красной ртутью”!).

«Красная ртуть» – данный термин обозначает вещество, вымышленное в коммерческих целях. Свойству приписываются запредельные свойства, на деле науке пока не известен подобный металл, ни природного, ни искусственного происхождения. Соединение серы и ртути при высокой температуре образует сульфид ртути.

Добыча и происхождение ртути

Данный металл считается довольно редким, концентрируется, в основном, в специфичных ртутных рудах, количество ртути в которых довольно высокое. По большому счёту весь объём природной ртути рассеян в природе, и лишь малая его часть заключена в рудах. Наиболее высокий процент содержания наблюдается в породах образовавшихся после извержения и осадочных сланцах.

Сульфидные минералы по большей части также содержат ртуть. Это блёклые руды, сфалериаты, реальгары и антимониты. В природе часто обнаруживаются связки сопутствующих друг другу элементов, например такое соседство как селен, сера и ртуть .

Доподлинно известно не менее двадцати видов ртутных минералов. Основным добываемым минералом является киноварь, реже – метациннабарит или самородная ртуть. На месторождении в Мексике (Гуитцуко) добывается ливингстонит.

Наиболее крупные месторождения находятся в Дагестане, Таджикистане, Армении, Киргизии, Украине, Испании и Словении (месторождение в г. Идрия, считается крупнейшим, ещё со средневековья). В России находится также не менее двадцати трёх месторождений.

Применение ртути

Раньше определённое соединение ртути , например её хлорид или меркузал, запросто мог найти применение в медицинской области. Это были различные медикаменты слабительного, мочегонного и антисептического действия. Но сейчас ртутные соединения почти полностью вытеснены из этой области, в виду своей токсичности. Частично этот элемент применяется при производстве термометров, хотя и для них уже нашёлся более безопасный заменитель.

Более приемлемым считается её присутствие в технических устройствах. Это высокоточные термометры технического назначения. Лампы люминесцентного света, где используются её пары. Выпрямительные устройства, электроприводы, и даже некоторые модели сварочных аппаратов. Это датчики положения и герметичные выключатели.

Также её используют при изготовлении некоторых видов источников тока, с ртутно-цинковой начинкой. Одним из компонентов гидродинамических подшипников также является ртуть. Также в технической промышленности нашли своё применение такие соединения как фульминат, иодид и бромид ртути. Положительные свойства показали её с цезием, используемые при производстве ионных двигателей.

В металлургии ртуть применяется при выплавке множества различных сплавов, и при вторичном процессе переработки алюминия. Нашла свою нишу она и в ювелирном производстве, а также при изготовлении зеркал. Немалое распространение ртуть получила при получении золота, ей предварительно обрабатываются золотосодержащие породы, для его извлечения из них. В сельской промышленности некоторые ртутные соединения применяются для обработки посевного материала и в как пестицид. Хотя это крайне не желательно.

Вред ртути для организма человека

Пары ртути чрезвычайно опасны. Попасть в организма она может через испарения или непосредственно через ротовую полость. Последнее обычно происходит с маленькими детьми, в случае если разбилась ртуть из термометра. При этом необходимо как можно скорее вызвать у него рвоту, и вызвать неотложную помощь.

А вот надышаться её парами может каждый, если ртуть из градусника раскатилась по всем щелям комнаты, и оттуда испаряется. Отравление ртутью происходит постепенно, на начальных стадиях особых симптомов не наблюдается. В дальнейшем проявляются чрезмерная раздражительность, постоянная тошнота, происходит потеря веса. В первую очередь удар приходится на центральную нервную систему и почки.

Каких мер предосторожности требует ртуть? Разбили градусник? Что делать и как собрать ртуть с пола, укажет следующая инструкция. Немедленно проветрить помещение, не менее нескольких часов. Но не допускать прямого сквозняка, пока ртуть не собрано полностью. Ограничить доступ к месту происшествия, чтобы не разнести ртуть по всему дому.

Перед тем как начать собирать ртуть, необходимо на руки надеть перчатки из непроницаемого материала, на ноги – любые пакеты, на лицо – повязку, пропитанную водой или раствором. Тщательно собрать всю раскатившуюся ртуть, и остатки разбившегося градусника в ёмкость с водой, это не даст ртути испаряться. Необходимо собрать ртуть как можно тщательней, например, с помощью шприца.

Если ртуть попала под плинтус или пол, не ленясь его вскрыть и вычистить её оттуда, сколько времени бы это не заняло. Если процедура занимает достаточно времени, следует делать перерывы каждые десять минут. Ёмкость необходимо плотно закупорить, и держать её вдали от тепла. Выкидывать ёмкость категорически запрещено. Это загрязнит окружающую среду, её могут найти дети. Поэтому собранная ртуть сдаётся в соответствующие службы.

Место происшествия обрабатывается марганцовым раствором или разведённой хлорной известью. Нельзя собирать ртуть веником или пылесосом, это только усугубит ситуацию, распылив ртуть на большую площадь. К тому же после этого пылесос будет непригоден к использованию, в виду токсического загрязнения.

Цена ртути

Общие объёмы от торговли этим редкоземельным металлом и его различными соединениями, составляет порядком 150 млн. долларов, при мировых запасах около 300 тыс. тонн. В виду ликвидации некоторых основных месторождений поставки ртути на мировой рынок резко сократились, что привело к ценовому подъёму на эту продукцию. Для сравнения в 2001 году, стандартная мерная ёмкость объёмом 34,5 кг, стоила 170 $, к 2005 году цена достигла отметки 775 $. После чего снова пошла на убыль, последние расценки составляли порядком 550 $.

Решением в этом случае стала вторичная ртуть, производимая на ключевых предприятиях. Новейшие технологии обеспечили рынок большим объёмом более дешёвой продукции, что позволило несколько понизить непомерно возросшие цены на ртуть природного происхождения. Хотя цены до сих пор остаются на довольно высоком уровне.

Ртуть имеет уникальные свойства, позволяющие использовать ее в различных целях. При этом необходимо учитывать, что она смертельно опасна для организма человека, так как является чрезвычайно ядовитым металлом.

Ртуть – это элемент под 80-м номером периодической таблицы Д. И. Менделеева. Ртуть является переходным металлом, единственным, который при нормальных условиях находится в жидком агрегатном состоянии. Общая характеристика ртути складывается из ее химических и физических свойств.

Физические свойства

Металл имеет серебристо-белый цвет. Он обладает свойствами диамагнетика, так как может создавать с другими металлами как твердые, так и жидкие сплавы – амальгамы. В амальгамах металлы ведут себя уже не так активно, как в свободном состоянии. Какова температура плавления ртути? Отрицательная -38,83 °C. Начинает испаряться при комнатной температуре в +18 °C, а кипит при 356,73 °C.

Магнитные свойства ртути характеризуются так – она диамагнитна. Собрать ее обычным магнитом не получится.

Химические свойства

Этот элемент является малоактивным жидким металлом и наподобие благородных металлов устойчива в сухом воздухе. Он взаимодействует с солями, кислотами и неметаллами и имеет две степени окисления +1 и +2. С водой, неокисляющими кислотами и щелочами ртуть не взаимодействует. С кислородом вступает в химическую реакцию только при нагревании выше 300 °С, образуя при этом оксид ртути.

Применение ртути в промышленности и в быту

Чаще всего ртуть применяют для получения хлора и каустической соды.

Ртуть применяется для изготовления различных научных приборов: термометров, полярографов, барометров, вакуумных насосов, манометров (служат для измерения уровня давления газов и жидкостей). Сегодня в большинстве электрохимических производств широко используются ртутные выпрямители электрического тока.

В медицине повсеместно применяются так называемые ртутно-кварцевые , которые служат для облучения ультрафиолетовыми лучами, всем известны для измерения температуры тела. Используют этот металл и в качестве дезинфицирующего средства. Благодаря уникальному свойству вещества растворять другие металлы (кроме железа, марганца, никеля, кобальта, титана, вольфрама, тантала, кремния, рения и ряда других), образуя амальгамы, можно использовать его для размягчения кадмия, олова и серебра, которые нашли применение в изготовлении зубных пломб.

Для производства низкотемпературных термометров применяют амальгаму таллия, которая затвердевает при -60 °C.

Научились использовать такое свойство ртути, как испарение при комнатной температуре, например, в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки нефти (ртутные пары помогают регулировать температуру процессов нефтепереработки).

Сульфат ртути используют в химической промышленности в качестве катализатора, для того чтобы получить уксусный альдегид из ацетилена.

Даже при изготовлении фетра применяют соли ртути, а еще для дубления кожи, в качестве катализатора во время органического синтеза.

В сельском хозяйстве для травления семян применяют производную ртути – сулему HgCl2 (сильный яд).

Во время астрономических наблюдений используют такие приборы, как ртутные горизонты, внутри которых расположен сосуд с ртутью, что позволяет эксплуатировать их горизонтальную поверхность в качестве зеркала.

Применение ртути в прошлом

В прошлые века ртуть не считалась опасным металлом, поэтому ее широко применяли в качестве эликсира от многих недугов. Древние греки и персы использовали ртуть в качестве мази.

Во ІІ веке китайские алхимики ценили ртуть за способность увеличивать продолжительность жизни и повышать жизненную силу. Печально известным примером употребления ртути служит смерть китайского императора Цинь Шихуанди. Он умер после того, как принял ртутную таблетку, утверждая, что она сделает его бессмертным.

Еще за много веков до нашей эры ртуть и ее минерал киноварь широко применяли в Древнем Египте. Она там была известна в третьем тысячелетии до н. э., а в Древней Индии – за две тысячи лет до н. э. В Древнем Риме этот металл также применялся, о чем можно узнать благодаря «Естественной истории», написанной Плинием Старшим.

В Средневековье ртуть пользовалась особой славой, так как алхимики пытались получить с ее помощью золото и считали ее прародительницей всех других металлов. Зимой 1759 года ртуть впервые заморозили до твердого состояния петербургские академики М. Ломоносов и А. Браун.

С эпохи Возрождения и до начала ХХ века ртуть использовали в основном для лечения заболеваний, которые могут передаваться половым путем, например сифилиса. После такого лечения многие из пациентов умирали.

Опасность ртути для человека

Ртуть опасна в первую очередь тем, что она очень токсична. Обладает наивысшей степенью опасности. Проникает в организм человека путем вдыхания ее паров, которые не имеют запаха. Ртуть токсична даже в малых концентрациях, плохо влияет на пищеварительную, нервную, иммунную системы, почки, легкие, глаза и кожу.

Вот не знаю, хорошо это или плохо использовать ртутные термометры… Современный ремонт предполагает плитку и без ковра… Поэтому уронив градусник прибавляются хлопоты по срочному спасению своего жилища от яда первого класса опасности…
Сегодня разбила последний ртутный градусник в ванной, не знаю, сколько понадобиться времени, чтобы там всё проветрилось…
Самое интересное, что и электронный есть, но как-то по старинке больше доверяешь ртутному…
Всё! Это был последний ртутный! И Вам советую мерить температуру только электронными!!!
Уж очень коварна и опасна ртуть!

Ртуть

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

◊ Гремучая ртуть Взрывчатое вещество в виде белого или серого порошка.

ртуть

(лат. Hydrargyrum), химический элемент II группы периодической системы. Серебристый жидкий металл (отсюда латинское название; от греческого hýdōr - вода и árgyros - серебро). Плотность при 20°C 13,546 г/см 3 (тяжелее всех известных жидкостей), t пл –38,87°C, t кип 356,58°C. Пары ртути при высокой температуре и при электрическом разряде излучают голубовато-зелёный свет, богатый ультрафиолетовыми лучами. Химически стойка. Основной минерал - киноварь HgS; встречается также ртуть самородная. Используется при изготовлении термометров, манометров, газоразрядных приборов, в производстве хлора и гидроксида натрия (как катод). Сплавы ртути с металлами - амальгамы. Ртуть и многие её соединения ядовиты.

РТУТЬ

РТУ́ТЬ (лат. Hydrargyrum), Hg (читается «гидраргирум»), химический элемент с атомным номером 80, атомная масса 200,59.
Природная ртуть состоит из смеси семи стабильных нуклидов: 196 Hg (содержание 0,146% по массе), 198 Hg (10,02%), 199 Hg (16,84%), 200 Hg (23,13%), 201 Hg (13,22%), 202 Hg (29,80%) и 204 Hg (6,85%). Радиус атома ртути 0,155 нм. Радиус иона Hg + - 0,111 нм (координационное число 3), 0,133 нм (координационное число 6), иона Hg 2+ - 0,083 нм (координационное число 2), 0,110 нм (координационное число 4), 0,116 нм (координационное число 6) или 0,128 нм (координационное число 8). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома ртути равны 10,438, 18,756 и 34,2 эВ. Расположена во IIВ группе, 6 периода периодической системы. Конфигурация внешнего и предвнешнего электронных слоев 5s 2 p 6 d 10 6s 2 . В соединениях проявляет степени окисления +1 и +2. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,9.
История открытия
Ртуть известна человечеству с древнейших времен. Обжиг киновари (см. КИНОВАРЬ) HgS, приводящий к получению жидкой ртути, использовали еще в 5 в. до н. э. в Междуречье (см. МЕСОПОТАМИЯ) . Использование киновари и жидкой ртути описано в древних документах Китая, Ближнего Востока. Первое подробное описание получения ртути из киновари описано Теофрастом (см. ТЕОФРАСТ) около 300 лет до н. э.
В древности ртуть использовали для добычи золота (см. ЗОЛОТО (химический элемент)) из золотых руд. Этот способ основан на ее способности растворять многие металлы, образуя жидкие или легкоплавкие амальгамы (см. АМАЛЬГАМА) . При прокаливании амальгамы золота летучая ртуть испаряется, золото остается. Во второй половине 15 в в Мексике применяли амальгамирование для извлечения из руды серебра (см. СЕРЕБРО) .
Алхимики считали ртуть составной частью всех металлов, полагая, что изменением ее содержания можно осуществить превращение ртути в золото. Только в 20 в. физики установили, что в процессе ядерной реакции атомы ртути действительно превращаются в атомы золота. Но такой способ чрезвычайно дорог.
Жидкая ртуть - очень подвижная жидкость. Алхимики называли ртуть «меркурием» по имени римского бога Меркурия, славившегося своей быстротой в перемещении. В английском, французском, испанском и итальянском языках для ртути используется название «mercury». Современное латинское название происходит от греческих слов «хюдор» - вода и «аргирос» - серебро, т. е. «жидкое серебро».
Ртутные препараты использовали в медицине в средние века (ятрохимия (см. ЯТРОХИМИЯ) ).
Нахождение в природе
Редкий рассеянный элемент. Содержание ртути в земной коре 7,0·10 –6 % по массе. В природе ртуть встречается в свободном состоянии. Образует более 30 минералов. Основной рудный минерал киноварь. Минералы ртути в виде изоморфных примесей встречаются в кварце, халцедоне, карбонатах, слюдах, свинцово-цинковых рудах. Желтая модификация HgO встречается в природе в виде минерала монтроидита. В обменных процессах литосферы, гидросферы, атмосферы участвует большое количество ртути. Содержание ртути в рудах от 0,05 до 6-7%.
Получение
Первоначально ртуть получали из киновари (см. КИНОВАРЬ) , помещая ее куски в вязанки хвороста и обжигая киноварь в кострах.
В настоящее время ртуть получают окислительно-восстановительным обжигом руд или концентратов при 700-800 о С в печах кипящего слоя, трубчатых или муфельных. Условно процесс может быть выражен:
HgS + O 2 = Hg + SO 2
Выход ртути при таком способе составляет около 80%. Более эффективен способ получения ртути путем нагревания руды с Fe (см. ЖЕЛЕЗО) и CaO:
HgS + Fe = Hg – + FeS,
4HgS + 4CaO = 4Hg – + 3CaS + CaSO 4 .
Особо чистую ртуть получают электрохимическим рафинированием на ртутном электроде. При этом содержание примесей составляет от 1·10 –6 до 1·10 –7 %.
Физические и химические свойства
Ртуть - серебристо-белый металл, в парах бесцветный. Единственный жидкий при комнатной температуре металл. Температура плавления –38,87°C, кипения 356,58°C. Плотность жидкой ртути при 20°C 13,5457 г/см 3 , твердой ртути при –38,9°C - 14,193 г/см 3 .
Твердая ртуть - бесцветные кристаллы октаэдрической формы, существующая в двух кристаллических модификациях. «Высокотемпературная» модификация обладает ромбоэдрической решеткой a-Hg, параметры ее элементарной ячейки (при 78 К) а= 0,29925 нм, угол b = 70,74 о. Низкотемпературная модификация b-Hg обладает тетрагональной решеткой (ниже 79К).
С использованием ртути голландский физик и химик Х.Камерлинг-Оннес (см. КАМЕРЛИНГ-ОННЕС Хейке) в 1911 впервые наблюдал явление сверхпроводимости (см. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ) . Температура перехода a-Hg в сверхпроводящее состояние 4,153К, b-Hg - 3,949К. При более высоких температурах ртуть ведет себя как диамагнетик (см. ДИАМАГНЕТИК) . Жидкая ртуть не смачивает стекло и практически не растворяется в воде (в 100 г воды при 25°C растворяется 6·10 –6 г ртути).
Стандартный электродный потенциал пары Hg 2+ 2 /Hg 0 = +0.789 B, пары Hg 2+ /Hg 0 = +0.854B, пары Hg 2+ /Hg 2+ 2 = +0.920B. В неокисляющих кислотах ртуть не растворяется с выделением водорода (см. ВОДОРОД) . (см. КИСЛОРОД)
Кислород (см. КИСЛОРОД) и сухой воздух при обычных условиях ртуть не окисляют. Влажный воздух и кислород при ультрафиолетовом облучении или электронной бомбардировке окисляют ртуть с поверхности с образованием оксидов.
Ртуть окисляется кислородом воздуха при температуре выше 300°C, образуя оксид ртути HgO красного цвета:
2Hg + O 2 = 2HgO.
Выше 340°C этот оксид разлагается на простые вещества.
При комнатной температуре ртуть окисляется озоном (см. ОЗОН) .
Ртуть не реагирует при нормальных условиях с молекулярным водородом, но с атомарным водородом образует газообразный гидрид HgH. Ртуть не взаимодействует с азотом, фосфором, мышьяком, углеродом, кремнием, бором, германием.
С разбавленными кислотами ртуть не реагирует, но растворяется в царской водке (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА) и в азотной кислоте. Причем, в случае с кислотой продукт реакции зависит от концентрации кислоты и соотношения ртути и кислоты. При избытке ртути, на холоду, протекает реакция:
6Hg + 8HNO 3 разбавл. = 3Hg 2 (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
При избытке кислоты:
3Hg + 8HNO 3 = 3Hg(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
С галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ) ртуть активно взаимодействует с образованием галогенидов (см. ГАЛОГЕНИДЫ) . При реакциях ртути с серой (см. СЕРА) , селеном (см. СЕЛЕН) и теллуром (см. ТЕЛЛУР) возникают халькогениды (см. ХАЛЬКОГЕНИДЫ) HgS, HgSe, HgTe. Эти халькогениды праrтически не растворимы в воде. Например, значение ПР HgS = 2·10 –52 . Сульфид ртути растворяется только в кипящей HCl, царской водке (при этом образуется комплекс 2–) и в концентрированных растворах сульфидов щелочных металлов:
HgS + K 2 S = K 2 .
Сплавы ртути с металлами называют амальгамами (см. АМАЛЬГАМА) . Стойкие к амальгамированию металлы - железо (см. ЖЕЛЕЗО) , ванадий (см. ВАНАДИЙ) , молибден (см. МОЛИБДЕН) , вольфрам (см. ВОЛЬФРАМ) , ниобий (см. НИОБИЙ) и тантал (см. ТАНТАЛ (химический элемент)) . Со многими металлами ртуть образует интерметаллические соединения меркуриды.
Ртуть образует два оксида: оксид ртути(II) HgO и неустойчивый на свету и при нагревании оксид ртути(I) Hg 2 O (черные кристаллы).
HgO образует две модификации - желтую и красную, отличающиеся размерами кристаллов. Красная модификация образуется при добавлении к раствору соли Hg 2+ щелочи:
Hg(NO 3) 2 + 2NaOH = HgOЇ + 2NaNO 3 + H 2 O.
Желтая форма химически более активна, при нагревании краснеет. Красная форма при нагревании чернеет, но приобретает прежний цвет при охлаждении.
При добавлении щелочи к раствору соли ртути(I) образуется оксид ртути (I) Hg 2 O:
Hg 2 (NO 3) 2 + 2NaOH = Hg 2 O + H 2 O + 2NaNO 3 .
На свету Hg 2 O распадается на ртуть и HgO, давая осадок черного цвета.
Для соединений ртути(II) характерно образование устойчивых комплексных соединений (см. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ) :
2KI + HgI 2 = K 2 ,
2KCN + Hg(CN) 2 = K 2 .
Соли ртути(I) содержат группировку Hg 2 2+ со связью –Hg–Hg–. Получают эти соединения, восстанавливая соли ртути(II) ртутью:
HgSO 4 + Hg + 2NaCl = Hg 2 Cl 2 + Na 2 SO 4 ,
HgCl 2 + Hg = Hg 2 Cl 2 .
В зависимости от условий, соединения ртути(I) могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:
Hg 2 Cl 2 + Cl 2 = 2HgCl 2 ,
Hg 2 Cl 2 + SnCl 2 = 2Hg + SnCl 4 . (см. ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ)
Пероксид (см. ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ) HgO 2 - кристаллы; неустойчив, взрывается при нагревании и ударе.
Применение
Ртуть используют для изготовления катодов при электрохимическом получении едких щелочей и хлора, а также для полярографов, в диффузионных насосах, барометрах и манометрах; для определения чистоты фтора и его концентрации в газах. Парами ртути наполняют колбы газоразрядных ламп (ртутных и люминесцентных) и источников УФ излучения. Ртуть применяют при нанесении золотых покрытий и при добычи золота из руды. (см. )
Сулема (см. ) - важнейший антисептик, применяют при разбавлениях 1:1000. Оксид ртути (II), киноварь HgS применяются для лечения глазных и кожных и венерических заболеваний. Киноварь также используют для приготовления чернил и красок. В древности из киновари готовили румяна. Каломель (см. КАЛОМЕЛЬ) используется в ветеринарии в качестве слабительного средства.
Физиологическое действие
Ртуть и ее соединения высокотоксичны. Пары и соединения ртути накапливаясь в организме человека, сорбируются легкими, попадают в кровь, нарушают обмен веществ и поражают нервную систему. Признаки ртутного отравления проявляются уже при содержании ртути в концентрации 0.0002–0.0003 мг/л. Пары ртути фитотоксичны, ускоряют старение растений.
При работе с ртутью и ее соединениями следует предотвращать ее попадание в организм через дыхательные пути и кожу. Хранят в закрытых сосудах.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Синонимы :

Смотреть что такое "ртуть" в других словарях:

Ртуть, и … Русский орфографический словарь

Ртуть/ … Морфемно-орфографический словарь

РТУТЬ, Hydrargyrum (от греч. hydor вода и argyros серебро), Mercurium, Hydrargyrum VІvum, s. metallicum, Mercurius VІvus, Argentum VІvum, серебристо белый жидкий металл, симв. Hg, ат. в. 200,61; уд. в. 13,573; ат. объем 15,4; t° замерз.… … Большая медицинская энциклопедия

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 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 о С удельный вес ртути составляет 13,55 г/см 3 , для процесса плавления необходимы -39 о С, для кипения - 357 о С, для замерзания -38,89 о С. 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 о С). При взаимодействии с кислотами растворение происходит только в азотной кислоте и 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 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 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 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

Надеть одноразовые медицинскую маску, бахилы или полиэтиленовые пакеты на обувь.
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.
Стеклянные части собираются в приготовленную тару.
Большие капли ртути при помощи листа бумаги, иглы или спицы для вязания собираются с поверхности пола.
Вооружившись фонариком или усилив освещенность комнаты, необходимо расширять поиск более мелких частиц (за счет цвета металла его легко найти).
Тщательно осматриваются щели пола, стыки паркета, плинтуса для исключения возможного попадания более мелких капель.
В труднодоступных местах ртуть собирается шприцем, который в дальнейшем подлежит утилизации.
Мелкие капли металла можно собрать при помощи клейкой ленты, пластыря.
В течение всего времени работы необходимо выходить в проветриваемое помещение или на улицу через каждые 20 минут.
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.