Ртуть химический элемент

Ртуть это металл с уникальными свойствами который в нормальных условиях остается в жидком состоянии (расплавленном).

Известен с давних времен так как встречается в свободном состоянии и называется (меркурий), практически все соединения токсичны и ядовиты. Практическое применение его широко из за его свойств.

Это элемент с атомным номером 80 и атомной массой 200,59 г/моль. Это единственный жидкий металл. Ее символ-Hg.

Ртуть является хорошим проводником электричества и небольшим хорошим проводником тепла.

Благодаря наличию неспаренных электронов в d-орбитали элемента ртути, он является хорошим проводником электричества.

Что такое ртуть

(Hydrargyrum), Hg — элемент шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

С атомным номером 80, относящийся к подгруппе цинка, 12-й группе (устаревший хим. элемент II группы периодической системы элементов) атомная масса 200,59.

Серебристо-белый жидкий металл. В соединениях проявляет степени окисления +1 и +2.

Ртуть и ее соединения известны с древнейших времен. Содержание ртути в земной коре 8,3 х 10^-6. Известно около 30 минералов ртути, включая ртуть самородную и амальгамы различных металлов.

Некоторые из минералов (киноварь HgS, ее разновидность метациннабарит, ливингстонит HgS х 2Sb₂S₃ и тиманнит HgTe) встречаются в сравнительно больших количествах и являются источником пром. добычи металла.

Кристаллическая решетка ромбоэдрическая, расстояние между атомами, равное постоянной    решетки    простейшего ромбоэдра, 2,999 А. Атомный радиус 1,60 А, ионный радиус Hg+ равен 1,12 А.

Ртуть — единственный металл, к-рый остается жидким при низких т-рах (вплоть до т-ры — 38,87° С).

Потенциалы      ионизации     Hg° → Hg+ → Hg2+ Hg3+ → Н4+ составляют соответственно 10,41; 18,55; 32,43 и 45,98 в.

Плотность ртути при т-рах 0 и 20° С    равна    соответственно 13,5951 и 13,5459 г/см³; t_кип 356,58° С; температурный коэфф. объемного расширения твердой ртути в интервале т-р от —89,9 до —39,5° С изменяется от 12,5 х 10^-5 до 17,1 х 10^-5 град-1.

Температурный коэфф. объемного расширения жидкой Р. в интервале т-р от —38,87 до 350° С изменяется от 1,823 х 10-4 до 1,889 х 10^-4 град-1.

Теплоемкость   (кал/г- град):   0,0339 (т-ра —38,87° С); 0,03353 (т-ра 0° С); 0,03334 (т-ра 20° С); 0,03275 (т-ра 100° С) и 0,0324 (т-ра 350° С).

Удельное электрическое сопротивление (т-ры —30; 0 и 20° С) равно соответственно 0,91700; 0,94123 и 0,95833 ом-см.

Металлическая диамагнитна. Вязкость жидкой ртути (т-ра 20° С) 0,01544 г/см-сек, поверхностное натяжение 480 дин/см.

Интересный факт о ртути: еще недавно считали что если от очищенной ртути добиться твердого состояния, то ее можно будет превратить в золото.

Но еще больше они полагались на магические свойства этого вещества.

Например, жрецы Древнего Египта клали в деревянный или гранитный сосуд несколько граммов ртути и помещали его в горло мумии фараона — они считали, что после смерти это будет оберегать их правителя.

Ртутный пар при низких т-рах состоит в основном из атомов, с повышением т-ры степень ассоциации увеличивается, а при критической т-ре он почти целиком состоит из двухатомных молекул.

Давление      насыщенных      паров     Р. (мм рт-ст.):   1,447 х 10^-8 (т-ра   —70° С);    2,046 х 10^-4     (т-ра    0° С);1,2979 х 10^-3 (т-ра 20° С) и 1,3394 х 10^-2 (т-ра 50° С).

Твердую ртуть, как и свинец, можно ковать, протягивать через фильеры, резать ножом и т. д. Твердость по Моосу замерзшей Р.— 1,5.

Сжимаемость жидкой Р. (т-ра 30° С, давление от 1 до 50 бар) 4,051 х 10^-6 бар , коэфф. сжимаемости твердой альфа-ртути (т-ра —73° С,   норм,   давление) 3,52 X 10 ат-1.

При невысоких т-рах Р. инертна ко многим   агрессивным жидкостям и газам, включая кислород  воздуха.

Она  практически  не взаимодействует с концентрированной серной и соляной к-тами, но хорошо растворяется в азотной к-те, «царской водке», в горячей концентрированной серной к-те.

Физические свойства ртути

Ртуть-блестящий серебристый жидкий металл.

Плотность ртути составляет 13,6 г на кубический сантиметр при температуре 20 градусов Цельсия.

Температура кипения ртути очень высока-356,6 градуса Цельсия.

Электронная конфигурация 4f¹⁴5d¹⁰6s².

3 энтальпии ионизации ртути составляют 1004 кДж/моль, 1796 кДж/моль, 3294 кДж/моль соответственно. Приращение наблюдается в энтальпии ионизации ртути.

Третья энтальпия ионизации ртути является самой высокой. Это связано с дополнительной стабильностью заполненных d-орбиталей.

Поверхностное натяжение металла ртути очень велико.

Известно что при эксгумации тела Ивана Грозного ученые определили, что содержание ртути в организме царя в 5 раз превышало допустимые нормы.

Химические свойства ртути

Ртуть при обычных условиях существует в жидком состоянии. Вступает в сплав с другими металлами образуя амальгаму.

Жидкая ртуть устойчива на воздухе и в воде, хотя и не покрыта защитной оксидной плёнкой. Эти свойства ртути находятся в соответствии с её высокой ионизационным потенциалом.

Hg химически малоактивна и на воздухе без изменений может хранится длительное время.

Однако при длительном слабом нагревании может окислятся, образуя окись ртути:

2Hg + O₂ = 2HgO

При растирании в ступке ртуть очень легко взаимодействует с серой, образуя сульфид ртути (II) чёрного цвета:

Hg + S = HgS

С водой ртуть в реакцию не вступает, но хорошо реагирует с азотной кислотой и концентрированной серной кислотой, обладающие сильными окисляющими действиями.

При этом в зависимости от того, при какой температуре ведётся реакция, образуются соли как одновалентные, так и двухвалентной ртути.

Соединения как одновалентной, так и двухвалентной ртути достаточно устойчивы, хотя и могут превращаться друг в друга.

Hg, стоящая в ряду напряжений правее водорода, растворяется только в концентрированной азотной и горячей концентрированной серной кислотах, образуя соответствующие соли:

Hg + 4HNO₃ = Hg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

2Hg + 2H₂SO₄ = Hg₂SO₄ + SO₂ + 2H₂O

При действии на избыток ртути разбавленной азотной кислоты образуется нитрат ртути ( I ) :

6Hg+ 8HNO₃ = 3Hg(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Атомы ртути ( в отличие от цинка и кадмия ) могут связываться друг с другом ковалентной связью , образуя группировку Hg : Hg · .

Каждый атом ртути в этом комплексе имеет степень окисления 1+ . Окислители легко повышают степень окисления ртути :

Hg₂Cl₂ + Cl₂ = 2HgCl₂

а восстановители переводят Hg⁺ в Hg⁺² и далее в металлическую ртуть ;

Hg(NO₃)₂ + Hg = Hg₂(NO3)₂

2HgCl + SnCl₂ = Hg₂Cl₂ + SnCl₄

Hg₂Cl₂ + SnCl₂ = 2Hg + SnCl₄

Гидроксиды ртути весьма не стабильны и разлагаются уже в ходе реакции :

Hg(NO₃)₂ + 2NaOH = 2NaNO₃ + Hg(OH)₂

Hg(OH)₂ = HgO + H₂O

Нагревание приводит к восстановлению до свободного металла:

2HgO = 2Hg + O₂

Все соединения ртути чрезвычайно ядовиты, а в случае если ртуть была разлита её можно связать (нейтрализовать ) с серой.

Поэтому места , где разлита ртуть , посыпают порошком серы или для « демеркурирования » также применяют раствор хлорида железа FeCl_3.

При  нагревании   на   воздухе   окисляется. Если в ртути есть примеси свинца, цинка, меди, кадмия и др., поверхность ее покрывается серой пленкой окислов.

С кислородом ртуть образует окись HgO, имеющую красную и желтую кристаллические модификации, с галогенами — соединения типа Hg₂Г₂ и HgГ₂ (где Г — фтор, хлор, бром и йод).

Наибольшее значение  имеют хлориды  ртути:   Hg₂Cl₂ — каломель — белые кристаллы, мало растворимые в воде, а также HgCl₂ — сулема — бесцветные кристаллы, растворимые в воде.

При взаимодействии ртути с серой образуется сульфид HgS, известный в трех модификациях: альфа-киноварь — красная,   метациннабарит — черная и бета-киноварь.

Метациннабарит и  бета-киноварь  неустойчивы и со временем переходят в обыкновенную киноварь.

Главные химические свойства ртути

Ртуть является менее реакционноспособным металлом.

1. Не вступает в реакцию с кислородом, присутствующим в воздухе.
2. Ртуть реагирует с некоторыми кислотами.
3. Ртуть можно растворять в царской водке и концентрированной азотной кислоте.
4. Ртуть вступает в реакцию с серой.
5. Ртуть образует амальгамы с металлами

Изотопы

Природная ртуть состоит из смеси семи изотопов : ¹⁹⁶Hg (распространён 0,155%), ¹⁹⁸Hg (10,04%), ¹⁹⁹Hg (16,94%), ²⁰⁰Hg (23,14%), ²⁰¹Hg (13,17%), ²⁰²Hg (29,74%), ²⁰⁴Hg (6,82%).

Так же были получены радиоактивные изотопы ртути с массовыми числами ¹⁷¹Hg — ²¹⁰Hg.

Из которых наибольшее практическое значение имеют изотопы ²⁰³Hg и ²⁰⁵Hg с периодами полураспада соответственно 47 дней и 5,1 мин.

Ртуть в периодической таблице

1. Символ ртути Hg происходит от греческого слова для ртути, которое является Hydrargyrum. Значение этого слова-жидкое серебро, так как оно имеет цвет и блеск серебра, но в жидком состоянии.
2. Ртуть-единственный жидкий металл, который существует.
3. Металл ртуть был открыт древними людьми.
4. Ртуть это элемент, который нельзя приготовить или уничтожить. Единственным источником ртути являются ее руды в земле.
5. Ртуть очень токсична, и с ней следует обращаться осторожно. Она опасна для окружающей среды и рабочего места.
6. Ртуть может проникать в пищевую цепь и проявляет явление биологического увеличения. Классическим примером этого является болезнь Минамата в Японии, которая была вызвана употреблением в пищу рыб пруда, вода которого была загрязнена металлической ртутью.
7. Ртуть также известна как ртуть, потому что она быстро движется при заливке. Он получил свое название от быстро движущейся планеты Меркурий.
8. Это тяжелый металл и образует определенные соединения, которые не поддаются биологическому разложению, поэтому накапливаются в окружающей среде.
9. Сплавы ртути с другими металлами, такими как олово, золото и т. д., Известны как амальгамы.
10. Сульфидная руда ртути-киноварь.

Воздействие ртути на окружающую среду

1. Ртуть превращается в метилртуть некоторыми микроорганизмами. Метилртуть это соединение, которое растворимо в воде и легко усваивается живыми организмами. Таким образом ртуть попадает в пищевую цепь и влияет на различные организмы. Это приводит к гибели многих организмов, что нарушает баланс природы.
2. Соединения ртути не поддаются биологическому разложению и накапливаются в окружающей среде. Накопление такого токсичного тяжелого металла крайне опасно для экосистемы.

Соли ртути

Из солей ртути обычных кислородных к-т важнейшими являются нитраты и сульфаты. Нитрат закиси Hg₂ (NО₃)₂ х 2Н₂О — бесцветные    кристаллы, растворимые в воде.

Нитрат окиси Hg(NО₃)₂ — расплывающиеся      на воздухе желтовато-белые кристаллы.

Сульфат закиси Hg₂SО₄ — белые или бесцветные кристаллы, сульфат окиси HgSО₄ — бесцветные кристаллы.

Растворением окиси HgO в растворе синильной к-ты, а также взаимодействием щелочного цианида и соли двухвалентной получают бесцветные кристаллы цианида  Hg(CN)₂.

При нагревании смеси ртути, концентрированной азотной к-ты и спирта образуется цианат Hg(CNO)₂ — гремучая ртуть — белые кристаллы, взрывающиеся при ударе.

Взаимодействуя с металлами, образует амальгамы.

Известно большое количество ртуть-органических соединений, в к-рых атомы металла непосредственно связаны с атомами углерода.

Эти соединения находят применение в органическом синтезе при получении элементоорганических  соединений.

Получение ртути

В пром-сти металлическую ртуть получают гл. обр. пирометаллургическим способом — окислительным обжигом ртутных руд.

Или их концентратов при т-ре 700— 800° С в пламенных, трубчатых, многоподовых и муфельных печах, а также в печах кипящего слоя.

При обжиге руды, содержащей, например, киноварь, восстанавливается до металла.

В природе ртуть встречается изредка в самородном жидком состоянии, но в виде соединений, например киновари HgS.

Для получения из неё ртути киноварь сначала обжигают:

2HgS + 3O₂ = 2HgO + 2SO₂

а затем полученную окись ртути HgO разлагают нагреванием:

2HgO = 2Hg + O₂

Обычно обе реакции протекают одновременно в едином процессе, такими же свойствами обладает оксид серебра при нагревании он восстанавливается до свободного состояния.

И ее пары вместе с сернистым газом, образующимся при разложении сульфида, попадают в конденсационную систему.

Где смесь газов охлаждается, пары ртути конденсируются и стекает в приемники.

Для определения ртути в его соединениях используют качественную реакцию на ртуть.

Для получения металла гидрометаллургическим способом сырье, содержащее металл в виде сульфида, вначале обрабатывают водным раствором сульфида натрия и едкого натра.

Получающийся при этом водный раствор соединения HgS х Na₂S цементируют алюминием или подвергают  электролизу;   выделившуюся металл фильтруют и затем перегоняют в вакууме.

Весьма перспективен способ получения ртути, основанный на обжиге ртутного сырья в вакууме.

В лабораторных условиях ртуть очищают от примесей следующим образом, нитрат ртути в месте с азотной кислотой пропускают через фильтр.

Фильтр удаляет механические примеси, а азотная кислота растворяет другие металлы, далее ртуть восстанавливают.

Ртуть высокой чистоты

Ртуть высоких марок чистоты, а также сверхчистая ртуть может быть получена при комплексном использовании спец. хим. очистки, перегонки под пониженным давлением воздуха.

Электролитическим рафинированием в электролизерах с биполярными электродами и последующим перегревом паров ртути выше т-ры 1000° С.

Металлическую ртуть используют в химии, металлургии, энергетике, электро- и радиотехнике, в приборостроении, строительном деле и др.

В хим. пром-сти ртутные катоды применяют для электрохим. получения едкого натра и хлора, а также многочисленных органических соединений.

Амальгама

Способность ртути образовывать амальгамы используют для комплексной переработки полиметаллического сырья методами   амальгамной  металлургии.

Ртуть легко образует с другими металлами сплавы, которые называются амальгамами.

Например:

С натрий Na, калий K, серебро Ag, золото Au, платина Pt, цинк Zn, кадмий Cd, олово Sn, свинец Pb образуя с ними жидкие и твердые сплавы.

В недавнем прошлом с помощью ртути получали золото, серебро, а реакции называется амальгамация золота и амальгамация серебра.

Также на этой основе лежит покрытие металлических предметов золотом.

hg Меркурий или Ртуть

Единственный металл , находящийся при обычной температуре в жидком состоянии (температура плавления ртути -38,8°C) .

Она имеет белый цвет и обладает меньшей восстановительной активностью чем цинк.

В ряду напряжений ртуть расположена правее водорода, то есть не вытесняет не вытесняет его из воды и кислот.

Радиус атома ртути почти равен радиусу атому кадмия, а заряд ядра атома значительно больше, поэтому электроны внешнего слоя удерживаются ртутью значительно прочнее.

Ртуть сильно ядовита, которая даже при комнатной температуре легко испаряется и может вызвать тяжёлые отравления, оказывающие сильное влияние на сердце.

При попадании соединений ртути внутрь возникает расстройство деятельности органов пищеварения и почек.

Очень ядовиты и соединения ртути, такие как сулема.

Применение

В промышленности применяется она как металл так и некоторые его соли.

Металлическую ртуть используют при изготовлении термометров, барометров, в некоторых измерительных приборах.

А также при добыче золота для его очистке от примесей, так как ртуть легко образует амальгамы с золотом и другими некоторыми благородными металлами.

Так же использовалась в зубоврачебной практике для изготовления пломб.

Применение в медицине в качестве добавления в крема для борьбы со вшами.

Соли ртути также находят некоторое применение такие как сулема HgCl₂ используется как дезинфицирующее средство но в последнее время предпочтение другим дез. средствам , каломель Hg₂Cl₂ ( Cl — Hg — Hg — Cl ) применялось как лёгкое слабительное.

Для   получения  высокодисперсных металлических порошков, многокомпонентных сплавов заданных составов, чистых и сверхчистых металлов, содержание примесей в к-рых не превышает 10—6—10-8%.

В энергетике ртуть используют как рабочее тело в мощных бинарных установках пром. типа.

Где для генерации электро энергии на первых ступенях применяют ртутно-паровые турбины, а на второй — турбины,  работающие  на  водяном паре.

Кроме того, ртуть используют в ядерных реакторах для отвода тепла.

Пары применяют в люминесцентных лампах дневного света, а также в ртутных кварцевых лампах низкого, высокого и сверхвысокого давления.

Помимо этого, пары используют в газотронах, газонаполненных тиратронах и триодах. Особенно широко используют  ртути  в  вакуумной технике.

Ртутные    диффузионные насосы   незаменимы   при    получении сверхвысокого   (порядка   10-13 мм рт. ст.) вакуума.

В лабораторной практике ртуть применяют в барометрах, манометрах, вакуумметрах, термометрах,  затворах,   прерывателях, высоковакуумных насосах, всевозможных  реле,  терморегулирующих устройствах.

Ее используют в качестве балластной, термостатирую-щей и уплотняющей жидкости. Р. нашла применение в полярографическом анализе.

Ртуть и амальгамы используют при амперометрическом и потенциометрическом титровании, кулонометрическом   анализе.   С   помощью ртути определяют пористость материалов.

Ртуть применяют также для точной калибровки мерной посуды, для определения диаметров капиллярных трубок.

Широкое применение находят также соединения металла: напр.,окись HgO используют в качестве окислителя, для изготовления красок.

Искусственный сульфид HgS — составная часть люминофоров на основе сульфида кадмия и катализаторов в органическом синтезе.

Ртуть вопросы ответы?

Каковы области применения ртути?

1. Существуют различные области применения металлической ртути в различных секторах-
2. Ртуть используется в термометрах для измерения температуры тел и предметов.
3. Вермиллион-сульфид ртути.
4. Некоторые соединения ртути используются во взрывчатых веществах.
5. Хлорид ртути используется в медицине.
6. Различные соединения ртути используются в качестве мази для кожи.
7. Некоторые соединения ртути также используются в качестве инсектицидов и родентицидов.
8. Металлическая ртуть используется для изготовления батарей, ламп и люминесцентных ламп.
9. Кроме термометров ртуть также используется в барометрах, манометрах, сфигмоманометрах (прибор, используемый для измерения артериального давления).
10. Ртуть также используется в качестве катализатора во многих реакциях.
11. Ртуть также используется в процессе добычи золота.

Воздействие ртути на здоровье и окружающую среду?

Воздействие ртути на здоровье человека

Если ртуть расщепляется из разбитых термометров, она может попасть в организм через вдыхание, так как это летучий металл, или через кожу.

И может вызвать различные заболевания в организме, если присутствует в большом количестве.

Ртуть является высокотоксичным металлом и может вызывать раздражение кожи, кожные высыпания, аллергические реакции.

Она может вызывать головные боли, может повредить нервную систему организма.

Он может вызывать генетические деформации и изменения в генетическом материале человека.

Она также может негативно влиять на репродуктивное здоровье.

Другие неблагоприятные последствия ртути включают изменения зрения, потерю памяти, повреждение мышц и нарушение координации мышц.

Можно ли уничтожить ртуть?

Ртуть является элементом, который нельзя уничтожить; поэтому, ртуть, уже находящуюся в пользовании, можно повторно использовать в других важных областях без дальнейшей необходимости добычи ртути.

Как собрать ртуть с пола домашних условиях?

Необходимо обработать поверхность, на которой разлилась ртуть, 0,2 % раствором (2 г на 1 л воды) перманганата калия, что удобно сделать распылителем.

Через день после проветривания промыть концентрированным раствором соды в мыльной воде.