химический каталог




РТУТЬ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

РТУТЬ (Hydrargyrum), Hg, химический элемент II гр. периодической системы, ат.н. 80, ат.м. 200,59. Природная РТУТЬ состоит из семи стабильных изотопов: 196Hg (0,146%), 198Hg (10,02%), 199Hg (16,84%), 200Hg (23,13%), 201Hg (13,22%), 202Hg (29,80%), 204Hg (6,85%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов для природные смеси изотопов 38•10-27м2. Конфигурация внешний электронных оболочек атома 5s25p65d106s2; степень окисления + 1 и + 2; энергии ионизации Hg0:Hg+:Hg2+:Hg3+ соответственно 10,4376, 18,756 и 34,2 эВ; сродство к. электрону —0,19 эВ; работа выхода электрона 4,52 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,9; атомный радиус 0,155 нм, ковалентный радиус 0,149 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) Hg+ 0,111 нм (3), 0,133 нм (6), Hg2+ 0,083 нм (2), 0,110 нм (4), 0,116 нм (6), 0,128нм (8).

Содержание R в земной коре 7,0•10-6% по массе, в морской воде (1,03 мг/м3, в атмосфере 2•10-3мг/м3. РТУТЬ относят к рассеянным элементам (в конц. виде в месторождениях находится только 0,02% всей РТУТЬ); в природе встре чается в свободный состоянии. Образует более 30 минералов. Осн. рудный минерал - киноварь HgS. Минералы РТУТЬ в виде изоморфных примесей встречаются в кварце, халцедоне, карбонатах, слюдах, свинцово-цинковых рудах. В обменных процессах гидросферы, литосферы, атмосферы участвует большое количество РТУТЬ

Запасы РТУТЬ (без СНГ) -500 тысяч т, в т.ч. в Испании-250, Италии-100, США-50, Канаде-15, Мексике-15, Турции-9, Алжире-8; значительной ресурсами обладают Япония, Боливия, Перу, КНР, Словакия. Содержание РТУТЬ в рудах от 0,05 до 6-7%.

Свойства. РТУТЬ-серебристо-белый металл, в парах бесцв.; единств. из металлов-жидкий при комнатной температуре; температура плавления - 38,87 °С, температура кипения 356,58 °С; плотность (г/см3): 13,5951 (0°С), 13,5457 (20°С), 13,5336 (25°С), 13,4118 (75°С), 13,3515 (100 °С);27,98 ДжДмоль•К);2,295 кДж/моль, 61,88 кДж/моль; 75,90 ДжДмоль- К); tкрит 1677 °С, pкрит 74,2 МПа, dкрит 3,56 г/см3; уравение температурной зависимости давления пара: lgp (мм рт.ст.) =-53,700 x x 0,05223/T+ 7,752 (273-1573 К); теплопроводность [Вт/(см•К)]: 0,0782 (273,2 К), 0,0830 (298,2 К), 0,0947 (373,2 К); сжимаемость 39,5•10-6 МПа-1; температурный коэффициент объемного расширения 18,149•10-5 К-1 (273 К), 18,169•10-5 К-1 (298 К), 18,245•10-5 К-1 (373 К), температурный коэффициент линейного расширения 41•10-6К-1 (195-234 К); r 95,8•10-6 Ом•см (20 °С), температурный коэффициент r 0,92•10-3 К-1 (273 К); диамагнетик, удельная магн. восприимчивость — 78,3•10-6; температура перехода в сверхпроводящее состояние a-Hg 4,153 К, b-Hg 3,949 К; h 1,554 мПа•с (293 К), уравение температурной зависимости h = 0,560541 x x е-E/RT мПа•с, где E-2483,137 Дж/моль, R-газовая постоянная, е-абс. коэффициент термоэдс, в В/К; g 471,6 мН/м (293 К), уравение температурной зависимости g = 491,4985 + + 0,029385T -0,00033185T2 мН/м; абс. коэффициент тэрмоэдс -3,4мкВ/К (298 К), для РТУТЬ в паре с медью 7,2 мкВ/К (298 К); коэффициент Пельтье для спая железо-ртуть (в мДж/К) 6,9 (291,4 К), 5,8 (372,6 К) и 6,32 (455,3 К); постоянная Холла при 293 К и магн. индукции 1,0-1,24Тл составляет (7,46-7,6)•10-10 м3/Кл.

Твердая РТУТЬ-бесцветные кристаллы; до 79 К существует ромбоэдрич. кристаллич. модификация a (при 78 К: а = 0,29925 нм, b = 70,74°). Ниже 79 К существует b-Hg с тетрагон. объемноцентрир. решеткой (а = 0,3995 нм, с = 0,2825 нм); плотность твердой РТУТЬ 14,193 г/см3 (-38,9°С). Растворимость РТУТЬ (г в 100 г): в воде 6•10-6 (25°С), бензоле 2•10-7 (20 °С), диоксане 7,0•10-7 (25 °С). Ртуть не смачивает стекло.

Стандартный электродный потенциал РТУТЬ: для Hg22+/Hg0 + 0,789 В; Hg2+/Hg0 + 0,854 В; Hg2 +/Hg22+ + 0,920 В. Кислород и сухой воздух не окисляют РТУТЬ при обычной температуре, однако при УФ облучении или электронной бомбардировке окисление РТУТЬ значительно ускоряется. Во влажном воздухе РТУТЬ покрывается пленкой оксидов. РТУТЬ окисляется выше 300 °С кислородом и при комнатной температуре озоном до ртути оксида HgO.

РТУТЬ не реагирует при нормальных условиях с Н2, но с атомарным H образует газообразный гидрид HgH [для газа: 30,1 Дж/(моль•К); 239,8 кДж/моль, 216,4 кДж/моль;219,7 Дж/(моль•К)]. Гидрид HgH2 (т. различные —125 °С) получают реакцией HgI2 с Li [AlH4] в диэтиловом эфире. РТУТЬ не реагирует с сухими НСl, HF, H2S, NH3, PH3 и AsH3 ниже 200 °С; с НВr, HI, H2Se, тонкоизмельченной S взаимодействие уже при 18-25 °С. Межгалогенные соединения BrCl, ICl, IBr, галогениды серы S2Cl2, S2Br2, нитрозилхлорид реагируют с РТУТЬ при нагревании с образованием соединение Hg(II). P. не взаимодействие с N2, P, As, С, Si, В, Ge. Не растворим в разбавленый серной и соляной кислотах, растворим в царской водке, HNO3 и горячей конц. H2SO4. С галогенами РТУТЬ активно взаимодействие, образуя ртути галогениды, с халькогенами -ртути халькогениды (HgS, HgSe, HgTe).

РТУТЬ образует сплавы - амальгамы со многие металлами. Стойкие к амальгамированию металлы-V, Fe, Mo, Cs, Nb, Та, W. Co многие металлами РТУТЬ дает интерметаллич. соединение, называют мер куридами. Об органическое соединениях РТУТЬ см. Ртутьорганические соединения.

РТУТЬ образует два ряда солей-Hg(I) и Hg(II). Соли Hg(I) существуют в виде димеров, группировка —Hg—Hg— сохраняется как в твердом состоянии, так и в растворе, причем катион Hg22+ стоек в водном растворе. Мн. соединения РТУТЬ летучи, разлагаются на свету, при натр., легко восстанавливаются даже слабыми агентами, например аминами, кетонами, альдегидами.

Амидохлорид ртути(II) Hg(NH2)Cl-неплавкое бесцв. вещество-преципитат; плотность 5,70 г/см3; плохо растворим в воде (0,14 г в 100 г при 18 °С); получают взаимодействие HgCl2 с NH3; антисептик, компонент лек. средств и косметич. препаратов. Азид ртути(II) Hg (N3)2 - бесцветные кристаллы; 596,6 кДж/моль; взрывается при ударе; получают реакцией HgO с NH3 или HgCl2 с NaN3; инициирующее ВВ. Ацетат ртути (II) Hg(OCOCH3)2 разлагается при нагревании и на свету; растворимость в воде (г в 100 г): 25 (10 °С), 100 (100 °С); растворим в этаноле, СН3СООН; получают взаимодействие СН3СООН с HgO при 60 °С; катализатор органическое реакций, меркурирующий (от англ. назв. ртути-mercury) агент, антисептик в медицине, реагент для определения цис-изомеров ненасыщенные соединение (главным образом виниловых эфиров) по кол-ву выделившейся СН3СООН, для меркуриметрич. определения Сl- и Вr-, образующихся после сожжения анализируемого органическое соединение по методу Шёнигера.

Нитрат ртути(I) Hg2(NO3)2-бесцв. кристаллы; разлагается водой, растворим в CS2, HNO3; образует кристаллогидрат Hg2(NO3)2•2H2O (температура плавления 70 °С, плотность 4,79 при 4°С), теряющий воду на воздухе; растворы- сильные восстановители; получают взаимодействие Hg с HNO3 ниже 45 °С; применяют в меркуриметрич. методе объемного анализа, для чернения латуни, как компонент глазурей, пиротехн. составов. Нитрат ртути(II) Hg(NO3)2-бесцв. кристаллы; водой гидролизуется; образует кристаллогидраты с 0,5 (температура плавления 79 °С, плотность 4,39 г/см3) и одной (плотность 4,3 г/см3) молекулами воды; получают взаимодействие Hg с горячей конц. HNO3; применяют в меркуриметрич. методе объемного анализа, для нитрования ароматические соединений.

Сульфат ртути(I) Hg2SO4-бесцв. кристаллы с моноклинной решеткой; плотность 7,56 г/см3 131,96 Дж/(моль• К); -744,65 кДж/моль, -627,45 кДж/моль; 200,71 Дж/(моль•К); растворимость в воде (г в 100 г): 0,06 (25 °С), 0,09 (100 °С); горячей водой гидролизуется; растворим в HNO3, H2SO4; получают осаждением из раствора Hg2(NO3)2 разбавленый H2SO4, анодным растворением Hg в H2SO4; катализатор в органическое синтезе (например, при получении фталевого ангидрида из нафталина), материал для изготовления нормальных элементов Кларка и Вестона, реагент при определении азота по Кьельдалю. Сульфат ртути(II) HgSO4-бесцветные кристаллы с ромбич. решеткой; плотность 6,47 г/см3; растворим в кислотах и растворах NaCl, не растворим в органических растворителях, NH3; гидролизуется водой; получают взаимодействие Hg или HgO с конц. H2SO4; катализатор при получении ацетальдегида из ацетилена, компонент электролита в химический источниках тока.

Тиоцианат (роданид) ртути(II) Hg(SCN2)-бесцветные кристаллы; 231,6 кДж/молъ; т. различные 165°С; раств. в горячей воде, плохо-в холодной (0,07 г в 100 г при 25 °С); растворим в растворах солей NH4 и KCN, в соляной кислоте. При поджигании спрессованного роданида РТУТЬ начинается реакция 2Hg(SCN)2 : 2HgS + C3N4 + CS2, инициирующая дальнейшее разложение соли; продукты реакции HgS и C3N4 выделяются в виде спека причудливой формы (так называемой фараоновы змеи). Получают Hg (SCN)2 взаимодействие раствора HSCN с солями Hg(II); реагент для определения галогенидов, цианидов, сульфидов, тиосульфатов. См. также Гремучая ртуть.

Получение. Р. получают главным образом пирометаллургически-окислит.-восстановит. обжигом руд или концентратов при 700-800 °С в печах кипящего слоя, трубчатых, муфельных и др. При обжиге РТУТЬ, находящаяся в основные в руде в виде киновари, восстанавливается до металла (HgS + О2 : Hg + SO2); в парообразном состоянии она удаляется из зоны реакции с отходящими газами, очищается в электрофильтрах от взвешенных частиц пыли и конденсируется в спец. конденсаторах. Выход РТУТЬ более 80%. Перспективны вакуумный обжиг ртутьсодержащего сырья и гидрометаллургич. извлечение РТУТЬ выщелачиванием HgS водными щелочными растворами Na2S или Na2Sn (n = 2 — 4). Образовавшиеся растворы тиосолей РТУТЬ подвергают электролизу или цементации Al, Zn, Sb. Для получения технической РТУТЬ конденсированный в пирометал-лургич. процессе металл фильтруют через пористые перегородки, керамич. фильтры, сукно, замшу и др., последовательно промывают растворами щелочей, азотной кислотой, растворами Hg(NO3)2 и перегоняют. Для получения особо чистой РТУТЬ используют четырехстадийное электрохимический рафинирование в электролизерах с ртутными электродами. Сумма 24 примесей по данным химический-спектрального и нейтронно-активац. анализа в особо чистой РТУТЬ составляет 1•10-6-3,3•10-7%.

Определение. Качественно РТУТЬ обнаруживают в виде Hg2NH2Cl, HgS, а также атомно-абсорбционным, эмиссионным спектральным, фотометрич. и др. методами. Гравиметрически РТУТЬ определяют в виде металла, HgS, Hg2Cl2, периодата Hg5(IO6)2. Пробу руды разлагают при нагревании, РТУТЬ отгоняется в присутствии восстановителя (порошок Fe или Си) под "шубой" из ZnO. Образующуюся РТУТЬ собирают на холодной золотой пластинке, к-рую по окончании анализа промывают и взвешивают. При низком содержании РТУТЬ в рудах используют кислотное разложение руд с добавлением фторида для растворения кварца и силикатов, содержащих РТУТЬ в высокодисперсном состоянии; затем проводят концентрирование путем отделения примесей др. элементов экстракцией различные комплексных соединений РТУТЬ (галогенидов, рода-нидов, дитиокарбаматов и др.). При прокаливании и сплав-ледии рудных концентратов и соединений РТУТЬ с содой РТУТЬ полностью удаляется в виде металла. Для подготовки ана-лит. пробы используют сочетание экстракции с термодинамически восстановлением и отгонкой РТУТЬ; подготовленную пробу можно анализировать любым из перечисленных выше методов. Термич. восстановление используют также для качеств. обнаружения РТУТЬ даже при низких ее концентрациях. При фотометрич. определении РТУТЬ в качестве реактива используют 1-(2-пиридилазо)-2-нафтол, позволяющий определять микрограммовые количества. Следы РТУТЬ также может быть определены при помощи дитизона, используемого как при фотометрич., так и при титриметрич. определении.

РТУТЬ в воздухе лабораторная и производств. помещений количественно определяют с помощью атомно-абсорбц. спектрофотометров, предел обнаружения в воздухе до 10-8 г/м3. Для качеств. и количественное определений РТУТЬ в воздухе используют различные химический индикаторы паров P. (KI, I2, Cul, SeS, Se, AuBr3, AuCl3 и др.), которые наносят на силикагель, фильтров. бумагу и др. материалы.

Применение. Р. используют для изготовления катодов при электрохимический получении едких щелочей и хлора, а также для полярографов; в производстве ртутных вентилей, газоразрядных источников света (люминесцентных и ртутных ламп), диффузионных вакуумных насосов, контрольно-измерит. приборов (термометров, барометров, манометров и др.); для определения чистоты фтора, а также его концентрации в газах.

Мировое производство РТУТЬ в последнее десятилетие составляло около 8600 т/год. Потребление РТУТЬ (т/год): в США-1800-2000, Японии-600-900, ФРГ-600, Италии-550, Испании-400, Великобритании-350, Франции-300.

Техника безопасности. Металлическая РТУТЬ высоко токсична для любых форм жизни. Пары и соединение РТУТЬ чрезвычайно ядовиты, накапливаются в организме, легко сорбируются легочной тканью, попадают в кровь, подвергаются ферментативному окислению до ионов РТУТЬ, которые образуют соединение с молекулами белка, многочисленные ферментами, нарушают обмен веществ, поражают нервную систему. Осн. мера предосторожности при работе с РТУТЬ и ее соединение-исключение попадания РТУТЬ в организм через дыхательные пути или поверхность кожи. ПДК РТУТЬ в воздухе рабочей зоны 0,01 мг/м3, в атм. воздухе 0,0003 мг/м3, в воде водоемов 0,0005 мг/л, в почве 2,1 мг/кг (класс опасности 1). Естеств. источники загрязнения среды-испарение со всей поверхности суши, возгонка из соединение, находящихся глубоко в толще земной коры, вулканич. деятельность; в результате жизнедеятельности человека-металлургия, сжигание органическое топлив, производство хлора и соды, бытовые (сжигание мусора, сточные воды и т.д.) и др. Экологич. последствия проявляются прежде всего в водной среде-подавляется жизнедеятельность одноклеточных морских водорослей и рыб, нарушается фотосинтез, ассимилируются нитраты, фосфаты, соединение аммония и т. д. Пары РТУТЬ фитотоксичны, ускоряют старение растений.

Ртуть известна с доисторических времен в Китае, Индии, Египте и др.

Литература: Козин Л. Ф., Физико-химические основы амальгамной металлургии, А,-А., 1964; Мельников С. М., Металлургия ртути, М., 1971; Пугаче-вич П. П., Работа со ртутью в лабораторных и производственных условиях, М., 1972; Мельников С. М., Техника безопасности в металлургии ртути, М., 1974; Козин Л. Ф. [и др.], в сб.: Кинетика и механизм электрохимических реакций, А.-А., 1977; Упор Э., Мохаи М., Новак Д., Фотометрические методы определения следов неорганических соединений, пер. с англ., М., 1985; Трахтенберг Т.М., Коршун М. H., Ртуть и ее соединения в окружающей среде, К., 1990. . Л.Ф. Козин.


Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
Рекомендуем приобрести в КНС Нева EH-TW6800 - метро Пушкинская, Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.
стильная посуда для кухни
ступенчатый регулятор скорости тепловентилятора купить
сетка проволочная сварная

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.05.2017)