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.

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 — 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 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 ртути:

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 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 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 она была разлита её можно связать (нейтрализовать ) с серой.

Поэтому места, где разлита , 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

1. Является менее реакционноспособным металлом.
2. Не вступает в реакцию с кислородом, присутствующим в воздухе.
3. Реагирует с некоторыми кислотами.
4. Можно растворять в царской водке и концентрированной азотной кислоте.
5. Вступает в реакцию с серой.
6. 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

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.

Единственный жидкий металл, который существует.

Металл ртуть был открыт древними людьми.

Это элемент, который нельзя приготовить или уничтожить. Единственным источником ртути являются ее руды в земле.

Очень токсична, и с ней следует обращаться осторожно. Она опасна для окружающей среды и рабочего места.

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.

Он получил свое название от быстро движущейся планеты Меркурий.

Это тяжелый металл и образует определенные соединения, которые не поддаются биологическому разложению, поэтому накапливаются в окружающей среде.

Сплавы ртути с другими металлами, такими как олово, золото и т. д., Известны как амальгамы.

Сульфидная руда ртути-киноварь.

Воздействие ртути на окружающую среду

Превращается в метилртуть некоторыми микроорганизмами. Метилртуть это соединение, которое растворимо в воде и легко усваивается живыми организмами.

Таким образом попадает в пищевую цепь и влияет на различные организмы. Это приводит к гибели многих организмов, что нарушает баланс природы.

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 Hg 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 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

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 Hg 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.

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 Hg 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 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, 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.

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?

Существуют различные области применения металлической ртути в различных секторах/

Используется в термометрах для измерения температуры тел и предметов.

Вермиллион-сульфид ртути.

Некоторые соединения ртути используются во взрывчатых веществах.

Хлорид ртути используется в медицине.

Различные соединения ртути используются в качестве мази для кожи.

Некоторые соединения ртути также используются в качестве инсектицидов и родентицидов.

Металлическая Hg используется для изготовления батарей, ламп и люминесцентных ламп.

Кроме термометров также используется в барометрах, манометрах, сфигмоманометрах (прибор, используемый для измерения артериального давления).

Также используется в качестве катализатора во многих реакциях.

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.

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?

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.

 Часто задаваемые вопросы