В последнее время все чаще в составе обыденных для каждого человека товаров встречается такой химический элемент, как ртуть. Учитывая его спорные характеристики и не совсем полезное влияние на человеческий организм, мы решили уделить этому материалу некоторое внимание. В этой статье мы хотим рассмотреть : насколько популярен этот элемент в нынешнем производстве, и насколько он безопасен для человека.
Применение ртути
Ртуть до сих пор активно используется для изготовления термометров. Кроме того, парами ртути полностью наполняются ртутно-кварцевые, а также люминесцентные лампы. Ртутные контакты в свою очередь становятся датчиками положения. Еще одно применение в современном производстве находит металлическая ртуть, которая используется в получении целого ряда важнейших сплавов. Кстати, если Вы подбираете страховка каско калькулятор рекомендуем использовать на сайте страховой компании “Ингосстрах” – www.ingos.ru.
Стоит отметить, что применение ртути в современной промышленности
использовалось давно. Ранее самые разные амальгамы металлов, в частности амальгамы золота и серебра, повсеместно использовались в ювелирном деле, в изготовлении зеркал и зубных пломб.
Свое место ртуть нашла и в создании техники – ее часто использовали для барометров и манометров. Помимо этого, соединения ртути часто применялись как антисептик (сулема), как слабительное (каломель), и даже в шляпном производстве. Тем не менее, из-за того, что это элемент отличается высокой токсичностью, к концу 20 века ртуть практически вытеснили из указанных сфер производства.
Современное использование ртути
Однако, как бы там не было раньше, сегодня ртуть все еще находит свое применение ртути в современной промышленности. Сплав ртути с таллием, например, до сих пор используется для низкотемпературных термометров. Металлическая ртуть становится катодом, чтобы электролитическим методом получить ряд активных металлов, хлора и щелочей, в отдельных химических источниках тока, а также в эталонных источниках напряжения.
Нередко ртуть внедряется и во время переработки вторичного алюминия и добычи золота. Также иногда ее задействуют как рабочее тело в тяжелонагруженных гидродинамических подшипниках.
Также находится свое отражение и в виде балласта в подводных лодках и контролирования крена, а также дифферента некоторых аппаратов. Перспективным направлением считается использование ртути в сплавах с цезием как высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.
Как видим, ртуть в современной промышленности все еще пользуется почетом. Однако практика последних дней начинает демонстрировать немного иное отношение. Так, недавно страны-участницы переговоров ООН после 4 лет переговоров согласовали новый международный документ, который позволяет решить проблему ртутного загрязнения окружающей среды. Данным соглашением предусмотрен плавный отказ от использования ртути в современном хлорщелочном производстве.
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.
(первый электрон)
(по Полингу)
| Hg | 80 |
| 200,59 | |
| 4f 14 5d 10 6s 2 | |
| Ртуть | |
Ртуть — элемент побочной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 80. Обозначается символом Hg (лат. Hydrargyrum). Простое вещество ртуть (CAS-номер: 7439-97-6) — переходный металл, при комнатной температуре представляет собой тяжёлую серебристо-белую заметно летучую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй элемент — бром). В природе находится как в самородном виде, так и образует ряд минералов. Чаще всего ртуть получают путём восстановления из её наиболее распространённого минерала — киновари. Применяется для изготовления измерительных приборов, вакуумных насосов, источников света и в других областях науки и техники.
В XIX веке врачи лечили ртутью раны и венерические болезни.
Происхождение названия
Русское название ртути, по одной из версий, — это заимствование из арабского (через тюркские языки); по другой версии, «ртуть» связана с литовским ritu — качу, катаю, происшедшим от индоевропейского рет (х) — бежать, катиться.
Соединения ртути
Ртуть и её соединения применяются в технике, химической промышленности, медицине. Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Красный оксид ртути (II) применяется для получения красок.
Хлорид ртути (I), который называется каломель, используется в пиротехнике, а также в качестве фунгицида.
В ряде стран каломель используется в качестве слабительного. Токсическое действие каломели проявляется особенно тогда, когда после приема её внутрь не наступает слабительное действие и организм долгое время не освобождается от этого препарата. Хлорид ртути (II), который называется сулема, является очень токсичным. Сулема применялась в медицине как дезинфицирующее средство, в технике она используется для обработки дерева, получения некоторых видов чернил, травления и чернения стали.
Ртуть относительно редкий элемент в Земной коре со средней концентрацией 0.08 частей на миллион. Однако в виду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2.5 % ртути. Иногда ртуть даже встречается в самородном виде.
В окружающей среде
Уровень ртути в ледниках за 270 лет
До индустриальной революции осаждение ртути из атмосферы составляло около 4 нанограмма на литр льда. Природные источники, такие как вулканы , составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. За оставшуюся половину ответственна деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля главным образом в тепловых электростанциях — 65 %, добыча золота — 11 %, выплавка цветных металлов — 6.8 %, производство цемента — 6.4 %, утилизация мусора — 3 %, производство соды — 3 %, чугуна и стали — 1.4 %, ртути (в основном для батареек) — 1.1 %, остальное — 2 %.
Одно из тяжелейших загрязнений ртутью в истории случилось в японском городе Минамата в 1956 году , что привело к более чем трём тысячам жертв, которые либо умерли, либо сильно пострадали от болезни Минамата .
Получение
Химические свойства
Ртуть — малоактивный металл (см. ряд напряжений).
При нагревании до 300 °C ртуть вступает в реакцию с кислородом : 2Hg + O 2 → 2HgO Образуется красного цвета. Эта реакция обратима: при нагревании выше 340 °C оксид разлагается до простых веществ. Реакция разложения оксида ртути исторически является одним из первых способов получения кислорода.
Ртуть не растворяется в растворах кислот, не обладающих окислительными свойствами, но растворяется в царской водке и азотной кислоте , образуя соли двухвалентной ртути. При растворении избытка ртути в азотной кислоте на холоде образуется нитрат .
Из элементов IIБ группы именно у ртути появляется возможность разрушения очень устойчивой 6d 10 — электронной оболочки , что приводит к возможности существования соединений ртути (+4). Так, кроме малорастворимого Hg 2 F 2 и разлагающегося водой HgF 2 существует и HgF 4 , получаемый при взаимодействии атомов ртути и смеси неона и фтора при температуре 4 .
Применение
Ртуть применяется в изготовлении термометров , парами ртути наполняются и люминесцентные лампы . Ртутные контакты служат датчиками положения. Кроме того, 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 и зубных пломб. В технике ртуть широко применялась для барометров и манометров . Соединения ртути использовались как антисептик (сулема), слабительное (каломель), в шляпном производстве и т.д., но в связи с её высокой токсичностью к концу XX века были практически вытеснены из этих сфер (замена амальгамирования на
2,295 кДж/моль
58,5 кДж/моль
ромбоэдрическая
(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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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!