Вряд ли нужно доказывать, что ртуть – металл своеобразный. Это очевидно хотя бы потому, что ртуть – единственный металл, находящийся в жидком состоянии в условиях, которые мы называем нормальными. Почему ртуть жидкая – вопрос особый. Но именно это свойство, вернее сочетание свойств металла и жидкости (самой тяжелой жидкости!), определило особое положение элемента №80 в нашей жизни. О ртути можно рассказывать много: жидкому металлу посвящены десятки книг. Этот же рассказ – в основном о многообразии применения ртути и ее соединений.

Причастность ртути к славному клану металлов долгое время была под сомнением. Даже Ломоносов колебался, можно ли считать ртуть металлом, несмотря на то, что и в жидком состоянии она обладает почти полным комплексом металлических свойств: тепло- и электропроводностью, металлическим блеском и так далее. При охлаждении ртути до –39°C становится совсем очевидным, что она – одно из «светлых тел, которые ковать можно».

Жидкий металл

Ртуть оказала науке огромные услуги. Как знать, насколько задержался бы прогресс техники и естественных наук без измерительных приборов – термометров, манометров, барометров и других, действие которых основано на необыкновенных свойствах ртути. Какие это свойства?

Во-первых, ртуть – жидкость.

Во-вторых, тяжелая жидкость – в 13,6 раза тяжелее воды.

В-третьих, у ртути довольно большой коэффициент температурного расширения – всего в полтора раза меньше, чем у воды, и на порядок, а то и два больше, чем у обычных металлов.

Есть и «в-четвертых», «в-пятых», «в-двадцатых», но вряд ли нужно перечислять все.

Еще любопытная деталь: «миллиметр ртутного столба» – не единственная физическая единица, связанная с элементом №80. Одно из определений ома, единицы электрического сопротивления, – это сопротивление столбика ртути длиной 106,3 см и сечением 1 мм 2 .

Все это имеет отношение не только к чистой науке. Термометры, манометры и другие приборы, «начиненные» ртутью, давно стали принадлежностью не только лабораторий, но и заводов. А ртутные лампы, ртутные выпрямители! Все то же уникальное сочетание свойств открыло ртути доступ в самые разные отрасли техники, в том числе в радиоэлектронику, в автоматику.

Ртутные выпрямители, например, долгое время были наиболее важным и мощным, наиболее широко применяемым в промышленности типом выпрямителей электрического тока. До сих пор их используют во многих электрохимических производствах и на транспорте с электрической тягой, хотя в последние годы их постепенно вытесняют более экономичные и безвредные полупроводниковые выпрямители.

Современная боевая техника тоже использует замечательные свойства жидкого металла.

К примеру, одна из главных деталей взрывателя для зенитного снаряда – это пористое кольцо из железа или никеля. Поры заполнены ртутью. Выстрел – снаряд двинулся, он приобретает все большую скорость, все быстрее вращается вокруг своей оси, и тяжелая ртуть выступает из пор. Она замыкает электрическую цепь – взрыв.

Нередко с ртутью можно встретиться и там, где меньше всего ожидаешь. Ртутью иногда легируют другие металлы. Небольшие добавки элемента №80 увеличивают твердость сплава свинца со щелочноземельными металлами. Даже при паянии бывает подчас нужна ртуть: припой из 93% свинца, 3% олова и 4% ртути – лучший материал для пайки оцинкованных труб.

Амальгамы

Еще одно замечательное свойство ртути: способность растворять другие металлы, образуя твердые или жидкие растворы – амальгамы. Некоторые из них, например амальгамы серебра и кадмия, химически инертны и тверды при температуре человеческого тела, но легко размягчаются при нагревании. Из них делают зубные пломбы.

Амальгаму таллия, затвердевающую только при –60°C, применяют в специальных конструкциях низкотемпературных термометров.

Старинные зеркала были покрыты не тонким слоем серебра, как это делается сейчас, а амальгамой, в состав которой входило 70% олова и 30% ртути, В прошлом амальгамация была важнейшим технологическим процессом при извлечении золота из руд. В XX столетии она не выдержала конкуренции и уступила более совершенному процессу – цианированию. Однако старый процесс находит применение и сейчас, главным образом при извлечении золота, тонко вкрапленного в руду.

Некоторые металлы, в частности железо, кобальт, никель, практически не поддаются амальгамации. Это позволяет транспортировать жидкий металл в емкостях из простой стали. (Особо чистую ртуть перевозят в таре из стекла, керамики или пластмассы.) Кроме железа и его аналогов, не амальгамируются тантал, кремний, рений, вольфрам, ванадий, бериллий, титан, марганец и молибден, то есть почти все металлы, применяемые для легирования стали. Это значит, что и легированной стали ртуть нестрашна.

Зато натрий, например, амальгамируется очень легко. Амальгама натрия легко разлагается водой. Эти два обстоятельства сыграли и продолжают играть очень важную роль в хлорной промышленности.

При выработке хлора и едкого натра методом электролиза поваренной соли используют катоды из металлической ртути. Для получения тонны едкого натра нужно от 125 до 400 г элемента №80. Сегодня хлорная промышленность – один из самых массовых потребителей металлической ртути.

Ртутный пар

Ртуть закипает при 357°C, т.е. тогда, когда большинство металлов еще далеки от точки плавления. Об этом знали еще в древности, и на этом свойстве издавна основывались методы извлечения металлической ртути из руд. Самым первым способом был обжиг киновари с конденсацией паров ртути на холодных предметах и, в частности, на свежесрубленных зеленых деревьях. Позднее стали использовать реторты из керамики и чугуна. Начиная с 1842 г., ртуть из руд извлекается в отражательных печах, а с 1857 г. – в каскадных. В XX в. к ним присоединились механические многоподовые, а также вращающиеся трубчатые печи.

В киновари 86,2% ртути, но в рудах, считающихся богатыми, на ее долю в среднем приходится 8%. В бедных рудах ртути не больше 0,12%. Такие руды приходится обязательно обогащать тем или иным путем, «отсеивая» бесполезные компоненты.

И сейчас из руд и концентратов ртуть извлекают главным образом пирометаллургическими методами. Обжиг происходит в шахтных, отражательных или трубчатых печах при 700...750°C. Такая высокая температура нужна для того, чтобы киноварь окислялась, а не возгонялась, и чтобы процесс окисления HgS + O 2 → Hg + SO 2 шел до конца. В результате обжига получается парообразная ртуть, которую превращают в жидкий металл в специальных аппаратах – конденсаторах.

Хотя газы, образующиеся при обжиге, проходят несколько стадий очистки, конденсируется не столько металлическая ртуть, сколько так называемая ступпа – тонкодисперсная смесь, состоящая из мельчайших капелек ртути и мелкой пыли сложного химического состава. В ступпе есть соединения как самой ртути, так и других элементов. Ее подвергают отбивке, стремясь разрушить пылевые пленки, мешающие слиянию микроскопически малых капелек жидкого металла. Ту же цель преследует и повторная дистилляция. Но извлечь из ступпы всю ртуть так и не удается, и это одна из нерешенных и сегодня проблем металлургии ртути. А ведь это один из самых старых разделов металлургии.

Способность ртути испаряться при сравнительно низкой температуре была использована для нанесения золотых покрытий на неблагородные металлы. Именно таким способом позолочен купол Исаакиевского собора в Ленинграде. Сейчас этот способ вышел из употребления из-за ядовитости ртутных паров. Электрохимические способы золочения более совершенны и безопасны.

Но видеть в ртутных парах только яд – неверно. Они могут принести и приносят много пользы.

В 1936 г. появилось сообщение о том, что одна из зарубежных нефтяных фирм приобрела ртутный рудник. Оказалось, что ртуть нужна этой фирме для организации парортутной установки, предназначенной для очистки нефти. В наше время ртутные пары все шире используются в нефтеперерабатывающей промышленности: они помогают очень точно регулировать температуру процессов, что крайне важно для нефтепереработки.

Еще раньше, в начале XX в., внимание теплотехников привлекало сообщение о работах доктора Эммета из США. Эммет первым попытался использовать в паровых котлах не воду, а ртуть. Его опытная установка мощностью 2000 л.с. работала и потребляла на 45% меньше топлива, чем обычный паровой котел с генератором. Конечно, не обошлось без дискуссий: ртуть не вода, из реки ее не зачерпнешь! Возражений против использования ртути в паровых котлах было больше чем достаточно. Исследования, однако, продолжались.

Весьма успешной была работа советских научно-исследовательских институтов по проблеме использования ртутного котла и турбины. Были доказаны экономичность ртутно-паровых турбин и возможность создания так называемого ртутно-водяного бинарного цикла, в котором тепло конденсирующегося ртутного пара используется в специальном конденсаторе-испарителе для получения водяного пара. А до этого ртутный пар успевает покрутить вал генератора. Полученный водяной пар приводит в движение второй электротурбогенератор... В подобной системе, работающей только на водяном паре, удается в лучшем случае достигнуть КПД 30%. Теоретический же КПД ртутно-парового цикла (45%) намного выше, чем у газовой турбины (18...20%) и дизеля (35...39%). В 50-х годах в мире существовало уже несколько таких энергетических установок мощностью до 20 тыс. киловатт. Дальше дело, к сожалению, не пошло, главным образом из-за нехватки ртути.

Вакуумные установки в наше время очень важны для науки и промышленности. И здесь ртуть встречается не только как заполнитель трубок вакуумметра. Еще в 1916 г. Ирвинг Ленгмюр создал вакуум-насос, в котором испарялась и конденсировалась ртуть. При этом в системе, связанной с насосом, создавалось остаточное давление в сотни миллионов раз меньше атмосферного.

Современные ртутные диффузионные насосы дают еще большее разрежение: стомиллионные доли миллиметра ртутного столба.

Изучение ультрафиолетовых лучей продвигалось медленно до тех пор, пока не был создан искусственный источник этих лучей. Им оказались пары ртути в вакууме. Когда через ртутные пары проходит электрический ток, они испускают видимое голубое свечение и много ультрафиолетовых лучей. Чем выше температура паров ртути, тем интенсивнее излучение ультрафиолетовых лучей в ртутно-кварцевой лампе.

Видимое свечение паров ртути использовано в конструкциях мощных ламп освещения. Лампы дневного света – это разрядные трубки, в которых находятся инертные газы и пары ртути. А что такое «холодный свет», пояснять, вероятно, излишне. Из каждого рубля, который мы платим «за свет», на долю действительно светового излучения приходятся лишь четыре копейки. Остальные 96 – за ненужное тепло, излучаемое обычными электролампами. Лампы дневного света намного экономичнее.

Соединения ртути

Первым из них, несомненно, следует назвать киноварь HgS. Благодаря ей человек познакомился с ртутью много веков назад. Способствовали этому и ее ярко-красный цвет, и простота получения ртути из киновари. Кристаллы киновари иногда бывают покрыты тонкой свинцово-серой пленкой. Это – метациннабарит, о нем ниже. Достаточно, однако, провести по пленке ножом, и появится ярко-красная черта.

В природе сернистая ртуть встречается в трех модификациях, отличающихся кристаллической структурой. Помимо общеизвестной киновари с плотностью 8,18, существуют еще и черный метациннабарит с плотностью 7,7 и так называемая бета-киноварь (ее плотность 7,2). Русские мастера, приготовляя в старину из киноварной руды красную краску, особое внимание обращали на удаление из руды «искр» и «звездочек». Они не знали, что это аллотропические изменения той же самой сернистой ртути; при нагревании без доступа воздуха до 386°C эти модификации превращаются в «настоящую» киноварь.

Некоторые соединения ртути меняют окраску при изменении температуры. Таковы красная окись ртути HgO и медно-ртутный иодид HgI 2 · 2CuI.

Все соли ртути ядовиты, и это требует большой осторожности при работе с ними. Сталкиваться же с соединениями ртути приходится людям разных профессий. Ртутная соль хромовой кислоты, например, – замечательная зеленая краска по керамике. Сильный яд сулема HgCl 2 , но она крайне нужна в гальванопластике, в производстве оловянных и цинковых сплавов тонкой структуры, в процессах гравирования и литографии, даже в фотографии. Некоторые соли ртути, в том числе и сулема, применяются в сухих электрических батареях.

Промышленный катализ тоже не обходится без соединений ртути. Один из способов получения уксусной кислоты и этилового спирта основан на реакции, открытой русским ученым М.Г. Кучеровым. Сырьем служит ацетилен. В присутствии катализаторов – солей двухвалентной ртути – он реагирует с водяным паром и превращается в уксусный альдегид. Окисляя это вещество, получают уксусную кислоту, восстанавливая – спирт. Те же соли помогают получать из нафталина фталевую кислоту – важный продукт основного органического синтеза.

Резко возрастает потребление ртути в годы войны. Жидкий металл необходим для производства «гремучей ртути» Hg(ONC) 2 первого известного технике инициирующего взрывчатого вещества. Хотя сейчас на вооружении имеются и другие подобные ВВ (азид свинца, например), «гремучая ртуть» продолжает оставаться одним из важнейших материалов для заполнения капсюлей детонаторов.

Ядовитость соединений ртути ограничивает их применение, но иногда это свойство может оказаться полезным. Ртутными красками покрывают днища кораблей, чтобы они не обрастали ракушками. Иначе корабль снижает скорость, перерасходуется топливо. Самая известная из красок такого типа делается на основе кислой ртутной соли мышьяковистой кислоты HgHAsO 4 . Правда, в последнее время для этой цели применяют и синтетические красители, в составе которых ртути нет.

Хотя все ртутные соли ядовиты, многие из них используются медициной, и, пожалуй, это одно из самых древних их применений. Сулема – яд, но и одно из первых антисептических средств. Цианид ртути использовали в производстве антисептического мыла. Желтую окись ртути до сих пор применяют при лечении глазных и кожных заболеваний. Каломель Hg 2 Cl 2 , в молекуле которой по сравнению с молекулой сулемы есть один «лишний» атом ртути, – общеизвестное слабительное средство. Медицина использует также фосфорнокислые соли ртути, ее сульфат, иодид и другие. В наше время большинство неорганических соединений ртути постепенно вытесняются из медицины ртутными же органическими соединениями, неспособными к легкой ионизации и поэтому не столь токсичными и меньше раздражающими ткани. Органические антисептики на основе соединений ртути пригодны даже для обработки слизистых оболочек. Они дают не меньший лечебный эффект, чем неорганические соединения.

Медицина применяет не только соединения, но и самую ртуть и ее пары. Начиная обследование, врач в первую очередь использует «градусник» – ртутный термометр. Ртутные манометры работают в аппаратах для измерения кровяного давления. В каждой больнице, в физиотерапевтических кабинетах поликлиник ультрафиолетовые лучи, полученные от ртутно-кварцевых ламп, глубоко прогревают ткани, помогают лечить катары, воспаления, даже туберкулез – ведь ультрафиолет губителен для многих микроорганизмов.

Ртуть – древнейший, удивительный и, можно сказать, «нестареющий» металл. Известный с незапамятных времен, он и в современной технике, в медицине, в быту находит все новые применения.

У древних народов

История не сохранила имени древнего металлурга, первым получившего ртуть, – это было слишком давно, за много веков до нашей эры. Известно только, что в Древнем Египте металлическую ртуть и ее главный минерал, киноварь, использовали еще в III тысячелетии до н.э. Индусы узнали ртуть во II...I вв. до н.э. У древних китайцев киноварь пользовалась особой славой, и не только как краска, но и как лекарственное средство. Ртуть и киноварь упоминаются в «Естественной истории» Плиния Старшего: значит, о них знали и римляне. Плиний свидетельствует также, что римляне умели превращать киноварь в ртуть.

Все металлы – из ртути... В этом были убеждены алхимики древности и средневековья. Разницу в свойствах металлов они объясняли присутствием в металле одного из четырех элементов Аристотеля. (Напомним, что этими элементами были: огонь, воздух, вода и земля.) Характерно, что подобных взглядов придерживались и многие видные ученые далекого прошлого. Так, великий таджикский врач и химик Авиценна (980...1037 гг. н.э.) тоже считал, что все металлы произошли от ртути и серы.

Рассказывает Лавуазье

«В эту реторту я ввел 4 унции очень чистой ртути, затем путем всасывания посредством сифона, который я ввел под колокол, я поднял ртуть до определенного уровня и тщательно отмерил этот уровень полоской приклеенной бумаги, точно наблюдая при этом показания барометра и термометра.

Закончив таким образом все приготовления, я зажег огонь в печке и поддерживал его почти без перерыва 12 дней, причем ртуть нагревалась до температуры, необходимой для ее кипения. В течение всего первого дня не произошло ничего примечательного: ртуть, хотя и кипевшая, находилась в состоянии непрерывного испарения и покрывала внутренние стенки реторты капельками, сначала очень мелкими, но постепенно увеличивающимися при достижении известного объема падавшими от собственной тяжести на дно реторты и соединявшимися с остальной ртутью.

На второй день я начал замечать плавающие на поверхности ртути небольшие красные частички, которые в течение четырех или пяти дней увеличивались в количестве и объеме, после чего перестали увеличиваться и остались в абсолютно неизменном виде. По прошествии 12 дней, видя, что окаливание ртути нисколько больше не прогрессирует, я потушил огонь и дал остыть прибору. Объем воздуха, содержащегося как в реторте, так и в ее шейке и в свободной части колокола... был до опыта равен приблизительно 50 куб. дюймам. По окончании операции тот же объем при том же давлении и той же температуре оказался равным всего лишь 42...43 дюймам; следовательно, произошло уменьшение приблизительно на одну шестую. С другой стороны, тщательно собрав образовавшиеся на поверхности красные частицы и отделив их, насколько было возможно, от жидкой ртути, в которой они плавали, я нашел их вес равным 45 гранам...

Воздух, оставшийся после этой операции и уменьшавшийся вследствие прокаливания в нем ртути до пяти шестых своего объема, не был годен больше ни для дыхания, ни для горения; животные, вводимые в него, умирали в короткое время, горящие же предметы потухали в одно мгновение, как если бы их погружали в воду. С другой стороны, я взял 45 гранов образовавшегося во время опыта красного вещества и поместил его в маленькую стеклянную реторту, к которой был присоединен прибор, приспособленный для приема могущих выделиться жидких и воздухообразных продуктов; зажегши огонь в печке, я заметил, что по мере того как красное вещество нагревалось, его цвет становился все более интенсивным. Когда затем реторта начала накаляться, красное вещество начало мало-помалу уменьшаться в объеме и через несколько минут оно совершенно исчезло; в то же время в небольшом приемнике собралось 41 1 / 2 грана жидкой ртути, а под колокол прошло 7...8 куб. дюймов упругой жидкости , гораздо более способной поддерживать горение и дыхание животных, чем атмосферный воздух...

Я дал ему сначала название в высшей степени легко вдыхаемого или весьма удобовдыхаемого воздуха: впоследствии это название было заменено названием «жизненный» или «живительный воздух».

Антуан Лоран Лавуазье.
«Анализ атмосферного воздуха». «Записки Французской академии наук», 1775.

Ртуть и открытия Джозефа Пристли

Но не Лавуазье был первым ученым, получившим кислород из красной окиси ртути. Карл Шееле еще в 1771 г. разложил это вещество на ртуть я «огненный воздух», а выдающийся английский химик Джозеф Пристли первым в мире исследовал кислород. 1 августа 1774 г., разложив окисел нагреванием, Пристли внес в полученный «воздух» горящую свечу и увидел, что пламя приобрело необычную яркость.

В этом воздухе свеча сгорала быстрее. Ярко вспыхнув, сгорали в нем и раскаленные кусочки каменного угля, и железные проволочки... За этим опытом последовали другие, и в итоге Пристли определил важнейшие качества «дефлогистонированного воздуха».

Джозеф Пристли сделал еще много важных открытий, и почти во всех его работах использовалась ртуть. Это она помогла Пристли открыть газообразный хлористый водород. Взаимодействие поваренной соли с серной кислотой и до Пристли наблюдали многие химики. Но все они пытались собрать образующийся газ над водой, и получалась соляная кислота. Пристли заменил воду ртутью... Таким же образом он получил чистый газообразный аммиак из нашатырного спирта. Затем оказалось, что два открытых им газа – NH 3 и HCl – способны вступать в реакцию между собой и превращаться в белые мелкие кристаллы. Так впервые в лабораторных условиях был получен хлористый аммоний. Сернистый газ тоже был открыт Пристли и тоже был собран над ртутью.

Выручил ртутный катод

В 1807 г., разлагая щелочи электрическим током, выдающийся английский ученый Дэви впервые получил элементарные натрий и калий. Его опыты повторил крупнейший шведский химик Берцелиус, но источник тока – вольтов столб, которым он располагал, был слишком слаб, и воспроизвести результаты Дэви Берцелиусу поначалу не удалось. Тогда он решил в качестве катода использовать ртуть и... получил щелочные металлы с меньшими затратами энергии. А тем временем Дэви пытался выделить с помощью электричества и щелочноземельные металлы. При этом он пережег свою огромную батарею и об этой неудаче написал Берцелиусу. Тот посоветовал ему воспользоваться ртутным катодом, и в 1808 г. Дэви получил амальгаму кальция, из которой выделить металл уже не составляло труда. В том же году (и тем же способом) Дэви выделил в элементарном виде барий, стронций и магний.

Первый сверхпроводник

Спустя почти полтора столетия после опытов Пристли и Лавуазье ртуть оказалась сопричастна еще к одному выдающемуся открытию, на этот раз в области физики. В 1911 г. голландский ученый Гейке Камерлинг-Оннес исследовал электропроводность ртути при низкой температуре. С каждым опытом он уменьшал температуру, и когда она достигла 4,12°K, сопротивление ртути, до этого последовательно уменьшавшееся, вдруг исчезло совсем: электрический ток проходил по ртутному кольцу, не затухая. Так было открыто явление сверхпроводимости, и ртуть стала первым сверхпроводником. Сейчас известны десятки сплавов и чистых металлов, приобретающих это свойство при температуре, близкой к абсолютному нулю.

Как очистить ртуть

В химических лабораториях часто возникает необходимость очистить жидкий металл. Метод, описанный в этой заметке, пожалуй, самый простой из надежных и самый надежный из простых. На штативе крепят стеклянную трубку диаметром 1...2 см; нижний конец трубки оттянут и загнут. В трубку заливают разбавленную азотную кислоту примерно с 5% нитрата закисной ртути Hg 2 (NO 3) 2 . Сверху в трубку вставляют воронку с бумажным фильтром, в дне которого иголкой проделано небольшое отверстие. Воронку заполняют загрязненной ртутью. На фильтре она очищается от механических примесей, а в трубке – от большей части растворенных в ней металлов. Как это происходит? Ртуть – благородный металл, и примеси, например медь, вытесняют ее из Hg 2 (NO 3) 2 ; часть примесей просто растворяется кислотой. Очищенная ртуть собирается в нижней части трубки и под действием собственной тяжести передавливается в приемный сосуд. Повторив эту операцию несколько раз, можно достаточно полно очистить ртуть от примеси всех металлов, стоящих в ряду напряжений левее ртути.

Очистить ртуть от благородных металлов, например золота и серебра, намного сложнее. Чтобы разделить их, применяют перегонку в вакууме.

Не только жидкое состояние «роднит» ртуть с водой. Теплоемкость ртути, как и воды, с ростом температуры (от точки плавления до +80°C) последовательно уменьшается и лишь после определенного температурного «порога» (после 80°C) начинает медленно расти. Если охлаждать ртуть очень медленно, ее, как и воду, можно переохладить. В переохлажденном состоянии жидкая ртуть существует при температуре ниже –50°C, обычно же она замерзает при –38,9°C. Кстати, впервые ртуть была заморожена в 1759 г. петербургским академиком И.А. Брауном.

Одновалентной ртути нет!

Это утверждение многим покажется неверным. Ведь еще в школе учат, что, подобно меди, ртуть может проявлять валентности 2+ и 1+. Широко известны такие соединения, как черная закись Hg 2 O или каломель Hg 2 Cl 2 . Но ртуть здесь лишь формально одновалентна. Как показали исследования, во всех подобных соединениях содержится группировка из двух атомов ртути: –Hg 2 – или –Hg–Hg–. Оба атома двухвалентны, но одна валентность каждого из них затрачена на образование цепочки, подобной углеродным цепям многих органических соединений. Ион Hg 2+ 2 нестоек, нестойки и соединения, в которые он входит, особенно гидроокись и карбонат закисной ртути. Последние быстро разлагаются на Hg и HgO и соответственно H 2 O или CO 2 .

Яд и противоядие

Пары ртути и ее соединения действительно весьма ядовиты. Жидкая ртуть опасна прежде всего своей летучестью: если хранить ее открытой в лабораторном помещении, то в воздухе создастся парциальное давление ртути 0,001 мм. Это много, тем более что предельно допустимая концентрация ртути в промышленных помещениях 0,01 мг на кубический метр воздуха.

Степень токсического действия металлической ртути определяется прежде всего тем, какое количество ее успело прореагировать в организме, прежде чем ее вывели оттуда, т.е. опасна не сама ртуть, а ее соединения.

Острое отравление солями ртути проявляется в расстройстве кишечника, рвоте, набухании десен. Характерен упадок сердечной деятельности, пульс становится редким и слабым, возможны обмороки. Первое, что необходимо сделать в такой ситуации, это вызвать у больного рвоту. Затем дать ему молока и яичных белков. Ртуть выводится из организма в основном почками.

При хроническом отравлении ртутью и ее соединениями появляются металлический привкус во рту, рыхлость десен, сильное слюнотечение, легкая возбудимость, ослабление памяти. Опасность такого отравления есть во всех помещениях, где ртуть находится в контакте с воздухом. Особенно опасны мельчайшие капли разлитой ртути, забившиеся под плинтусы, линолеум, мебель, в щели пола. Общая поверхность маленьких ртутных шариков велика, и испарение идет интенсивнее. Поэтому случайно разлитую ртуть необходимо тщательно собрать. Все места, в которых могли задержаться малейшие капельки жидкого металла, необходимо обработать раствором FeCl 3 , чтобы связать ртуть химически.

Ртуть в космосе

Космические аппараты нашего времени требуют значительных количеств электроэнергии. Регулировка работы двигателей, связь, научные исследования, работа системы жизнеобеспечения – все это требует электричества... Пока основными источниками тока служат аккумуляторы и солнечные батареи. Энергетические потребности космических аппаратов растут и будут расти. Космическим кораблям недалекого будущего понадобятся электростанции на борту. В основе одного из вариантов таких станций – ядерный турбинный генератор. Во многом он подобен обычной тепловой электростанции, но рабочим телом в нем служит не водяной пар, а ртутный. Разогревает его радиоизотопное горючее. Цикл работы такой установки замкнутый: ртутный пар, пройдя турбину, конденсируется и возвращается в бойлер, где опять нагревается и вновь отправляется вращать турбину.

Изотопы ртути

Природная ртуть состоит из смеси семи стабильных изотопов с массовыми числами 196, 198, 199, 200, 201, 202 и 204. Наиболее распространен самый тяжелый изотоп: его доля – почти 30%, точнее, 29,8. Второй по распространенности – изотоп ртуть-200 (23,13%). А меньше всего в природной смеси ртути-196 – всего 0,146%.

Из радиоактивных изотопов элемента №80, а их известно 11, практическое значение приобрели только ртуть-203 (период полураспада 46,9 суток) и ртуть-205 (5,5 минуты). Их применяют при аналитических определениях ртути и изучении ее поведения в технологических процессах.

Самые крупные месторождения – в Европе

Ртуть – один из немногих металлов, крупнейшие месторождения которых находятся на европейском материке. Наиболее крупными месторождениями ртути считаются Альмаден (Испания), Монте-Амьята (Италия) и Идрия (Югославия).

__________________________________________
При очень тонком измельчении красная окись ртути HgO приобретает желтый цвет. Эта модификация получается и при выпадении окиси ртути в осадок. 2 Так во времена Лавуазье называли газы.

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

1. Надеть одноразовые медицинскую маску, бахилы или полиэтиленовые пакеты на обувь.
2. 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.
3. Стеклянные части собираются в приготовленную тару.
4. Большие капли ртути при помощи листа бумаги, иглы или спицы для вязания собираются с поверхности пола.
5. Вооружившись фонариком или усилив освещенность комнаты, необходимо расширять поиск более мелких частиц (за счет цвета металла его легко найти).
6. Тщательно осматриваются щели пола, стыки паркета, плинтуса для исключения возможного попадания более мелких капель.
7. В труднодоступных местах ртуть собирается шприцем, который в дальнейшем подлежит утилизации.
8. Мелкие капли металла можно собрать при помощи клейкой ленты, пластыря.
9. В течение всего времени работы необходимо выходить в проветриваемое помещение или на улицу через каждые 20 минут.
10. 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.

Общие сведения и методы получения

Ртуть (Hg) - серебристо-белый тяжелый металл, жидкий при комнат­ной температуре. При замерзании ртуть становится белой, в твердом состоянии легко поддается обработке и имеет зернистый излом. Само­родная ртуть была известна за 2000 лет до н. э. Народы древней Индии н Китая, а также греки и римляне применяли киноварь (природный HgS) как краску, лекарственное и косметическое средство. Греческий врач Диоскорид (I в. до н.э.), нагревая киноварь в железном сосуде с крышкой, получил ртуть в виде паров, которые конденсировались на ее внутренней поверхности. Продукт реакции был назван hydrargyros

(от греческого hydor - «вода» и argyros - «серебро»), т.е. жидким се­ребром. Происхождение русского названия «ртуть» не установлено

Твердая ртуть впервые получена в 1759 г. в Петербурге М. П. Брау­ном и М. В. Ломоносовым, которым удалось заморозить ее в смеси снега с концентрированной азотной кислотой.

Ртуть - весьма редкий элемент. Ее среднее содержание в земной коре -4,5- 10 _б % (по массе). Примерно в таком же количестве она содержится в изверженных горных породах. Известно 35 рудных ми­нералов, содержащих ртуть в таких концентрациях, при которых про­мышленное использование этих минералов технически возможно и эко­номически целесообразно. Основной рудный минерал - киноварь HgS

Ртутные руды делятся на богатые (~ 1 % Hg), рядовые (0,2-0,3 % Hg) и бедные (0,06-0,12% Hg). Основное промышленное значение имеют телетермальные месторождения ртутных руд, которые разраба­тываются подземным способом. Встречается ртуть также в разрабаты­ваемых открытым способом вулканогенных месторождениях.

Существуют два основных способа извлечения ртути - пиро- и гид­рометаллургический. В первом случае руды или концентраты, содержа­щие ртуть в виде HgS , подвергают окислительному обжигу. Полученная в результате обжига жидкая ртуть стекает в специальные приемники. Для последующей очистки ее пропускают через высокий (1,0-1,5 м) сосуд с 10 %-ной HN 0 3 , промывают водой, высушивают и перегоняют в вакууме. Второй способ получения ртути состоит в растворении HgS в сернистом натрии н последующем вытеснении ртути алюминием. Раз­работаны способы извлечения ртути путем электролиза сульфидных растворов.

Физические свойства

Атомные характеристики. Атомный номер 80, атомная масса 200,59 а. е. м., атомный объем 14,26*10 -6 м 3 /моль, атомный радиус 0,157 нм, нонный радиус Hg 2+ 0,110 нм. Конфигурация внешних электронных обо­лочек 5d 10 6s 2 . Потенциалы ионизации J (эВ): 10,43; 18,76; 34,21. Элект­роотрицательность 1,44. Твердая ртуть имеет ромбоэдрическую решетку с периодами а=0,3463 и с=0,671 нм. Известно семь устойчивых изото­пов ртути с массовыми числами: 196 (распространенность 0,2 %), 198 (10%), 199 (16,8%), 200 (23,1 %), 201 (13,2%), 202 (29,8 %) и 204 (6,9%).

Химические свойства

В соединениях проявляет степень окисления +2 и +1.

Ртуть является относительно стойким в химическом отношении эле­ментом. По отношению к кислороду занимает место вблизи золота н серебра. Из металлов подгруппы цннка ртуть наименее активна вслед­ствие высокой энергии ионизации. Нормальные электродные потенциалы реакций диссоциации 2 Hg ->-(Hg 2) 2+ + 2 e , (Hg 2) 2+ ^-2 Hg 2 ++2 e н Hg ->--»- Hg 2+ +2 e равны соответственно 0,80; 0,91 н 0,86 В. Электрохимиче­ский эквивалент ртутн со степенью окисления +1 2,0789 мг/Кл, а со степенью окисления +2 1,03947 мг/Кл. Ртутные соединения относитель­но нестойки нз-за постоянной тенденции ртутн к переходу в атомную форму.

В соляной и разбавленной серной кислотах, а также в щелочах ртуть не растворяется. Легко растворяется в азотной кислоте, а при нагрева­нии в концентрированной серной. Растворима в царской водке. Со сла­быми кислотами ртуть не дает солей нли образует неустойчивые соли типа Hg 2 CQ 3 , которая прн нагревании до 180 °С разлагается на ртуть, ее оксид н С0 2 .

С галогенами ртуть образует почти недиссоцнирующие, в большин­стве своем ядовитые соединения. Практическое значение имеют йодная ртуть Hgl 2 , хлористая ртуть (каломель) Hg 2 Cl 2 н хлорная ртуть (су­лема) HgCl 2 . Йодную ртуть получают воздействием ноднстого ка­лия на растворенные в воде солн ртути. В аналитической хи­мии с помощью этой реакции выявляют присутствие ртутн. Йодная ртуть существует в двух модификациях - красной и желтой. Переход из красной модификации в желтую происходит при 127 °С; обратный переход протекает медленно н требует переохлаждения. Каломель пред­ставляет собой бесцветные тетраэдрнческне кристаллы, постепенно тем­неющие вследствие распада под действием света на сулему и ртуть. Сулема имеет внд бесцветных кристаллов ромбической формы. Чаще всего сулему получают прямым восстановлением ртутн.

Ртуть растворяется в расплавленном белом фосфоре, однако хими­ческих соединений не образует и прн остывании выделяется из распла­ва в химически неизменном виде.

Сернистую ртуть можно получить простым растиранием ртути с сер­ным цветом при комнатной температуре. Сульфид ртутн HgS можно легко получить, воздействуя на ртуть сероводородом прн повышенных температурах.

На воздухе ртуть прн комнатной температуре не окисляется. При продолжительном нагреве до температур, близких к температуре кипе­ния, ртуть соединяется с кислородом воздуха, образуя красный оксид (И) ртути HgO , который прн дальнейшем нагревании снова распадает­ся на ртуть н кислород. В этом соединении степень окисления ртути равна + 2 Известен и другой окснд ртутн - черного цвета. Степень окисления ртутн в нем равна +1, его формула Hg 2 0 Во всех соедине­ниях ртути (I) ее атомы связаны между собой, образуя двухвалентные группы - Hg 2 - илн - Hg - Hg -. Подобная связь сохраняется и в рас­творах солей ртути (I).

Известно существование гидрида HgH 2 , получаемого в результате взаимодействия нодида ртутн и литий - алюминий гидрида. Однако гидрид ртути очень неустойчив и распадается уже при 148 К.

Гидроксиды ртутн неизвестны. В тех случаях, когда можно ожи­дать нх образования, они вследствие своей неустойчивости немедленно отщепляют воду, образуя безводные оксиды.

Помимо галогенидов, известны и другие соли ртути Среди них сер­нистая ртуть HgS ; известны соли ртутн (И) цианистой и роданистой кислот, а также «гремучая ртуть» - соль гремучей кислоты- Hg (ONC) 2 . Почти все солн ртути (И) плохо растворимы в воде. Исключение со­ставляет нитрат Hg (N 0 3) 2 . При воздействии на солн ртути аммиака образуются многочисленные комплексные соединения, например белый плавкий преципитат HgCl -2 NH 3 , белый неплавкий преципитат HgNH 2 Cl и т. п. Известны два основных типа ртутьорганнческнх соединений: R - Hg - R " н R - HgX , где R и R " - органические радикалы, X -кис­лотный остаток. Этн соединения могут быть получены прн взаимодейст­вии солей ртути с магний- нли литийорганнческими соединениями при замещении в органических соединениях водорода ртутью (меркуриро-вание), путем прнсоедннення солей ртутн к ненасыщенным соединени­ям н, наконец, разложением солей дназония в присутствии солей ртути (реакция Несмеянова).

При растворении металлов в ртутн образуются амальгамы (амаль­гамированию подвержены только металлы, смачиваемые ртутью). Они не отличаются от обычных сплавов, хотя прн избытке ртути представля­ют собой полужидкие смеси. Прн этом амальгамы могут быть либо обыкновенными (истинными) растворами (Sn , Pb) и смесями (Zn , Cd), либо химическими соединениями (элементы I группы). По взаимодейст­вию с ртутью металлы можно условно разделить на пять групп:

Металлы, растворимость которых точно не установлена (Та, Si , Re , W , Sb);

Металлы, практически нерастворимые в ртути [растворимость не выше 2- Ю- 5 % (по массе): Cr , Со, Fe , V, Be ];

Металлы с очень низкой растворимостью (на уровне металлов, указанных выше), но образующие с ней химические соединения (Ni , Ti , Mo , Мп, U);

Металлы, не реагирующие с ртутью прн обычных температурах

но взаимодействующие с ней при повышенных температурах или после предварительного измельчения (Al , Си, Hf , Ge);

Металлы, образующие с ртутью твердые растворы, а некоторые из них и химические соединения.

Соединения, получающиеся в результате амальгамирования, легко разлагаются ниже температуры их плавления с выделением избытка ртути.

Диаграммы состояния Au - Hg , Ag - Hg , Pt - Hg и Sn - Hg имеют характерные переходные точки, соответствующие разложению химиче­ских соединений, образующихся прн амальгамировании в различных температурных условиях. С этими соединениями ртуть образует ряд металлических соединений Стали, легированные углеродом, кремнием, хромом, никелем, молибденом и ниобием, не амальгамируются.

Области применения

Ртуть широко применяется прн изготовлении различных приборов (ба­рометры, термометры, манометры, вакуумные насосы, нормальные эле­менты, полярографы, электрометры и др.); в ртутных лампах, переклю­чателях, выпрямителях; как жидкий катод в производстве едких щело­чей и хлора электролизом; в качестве катализатора прн синтезе уксус­ной кислоты; в металлургии для амальгамирования золота и сребра; при изготовлении взрывчатых веществ (гремучая ртуть); в медицине (каломель, сулема, ртутьоргаиическне и другие соединения); в качестве пигмента (киноварь); в сельском хозяйстве в качестве протравителя семян и гербицида (органические соединения ртутн); в судостроении для окраски (компонент краски) морских судов, а также в медицинской практике.

Ртуть всегда вызывала интерес не только учёных. Этому веществу раньше приписывали магические свойства. Считалось, что из ртути можно даже добывать золото. Скорее всего, этот и другие мифы возникли из-за того, что ртуть является необычным веществом. Она представляет собой единственный металл, который в нормальных условиях находится в жидком состоянии . Кроме того, из всех жидкостей ртуть – самая тяжёлая.

Из чего состоит ртуть и откуда она берётся?

Долгое время учёные сомневались в том, что это вещество относится к металлам. Хотя все его свойства свидетельствуют в пользу этого. Всё же учёные никак не могли поверить в то, что металл может быть жидким в нормальных условиях.

По своей структуре ртуть напоминает воду. Она тоже состоит из водорода и кислорода. Если описать строение этого вещества более наглядно, то можно сказать, что структура ртути представляет собой кислородную сетку с включениями водорода. Благодаря такой структуре ртуть относится к жидким металлам. В нормальных условиях этот металл медленно испаряется.

Появляется это необычное вещество в недрах земли под высоким давлением. Затем ртуть перемещается в верхние слои земной коры и оседает в микротрещинах пород. Хотя процесс образования ртути пока до конца неизвестен.

С ртутью будьте осторожны!

Необходимо знать, что при вдыхании паров этого жидкого металла происходит отравление (интоксикация) организма. Если в организм попало очень много частиц ртути, то могут наблюдаться следующие признаки отравления: тошнота, рвота, понос, кровоточивость и даже омертвление дёсен с выпадением зубов, воспаление лёгких. Кроме того, возможны острые боли в животе и головные боли. Если паров, которые попали в организм, оказалось очень много, то может даже наступить смерть. Так что с этим металлом шутки плохи.

Для чего нужна ртуть?

Ртуть используется очень широко. Она нашла своё применение в термометрах, лампах дневного света, кварцевых лампах, в стоматологии. Наверное, чаще всего жидкий металл используется в измерительных приборах, например, в аппаратуре для определения атмосферного давления (барометре).

Как работает ртутный термометр?

Если жидкость в трубочке холодная, то ее молекулы расположены в непосредственной близости друг от друга. При этом жидкость не занимает много места и практически вся находится в крохотной колбочке на конце термометра. Но если оставить термометр под прямыми солнечными лучами, вставить под мышку или сжать в ладошках, жидкость внутри термометра будет нагреваться, и ее молекулы начнут активно перемещаться и отталкиваться друг от друга. Им уже не хватает места внутри колбочки, и они начинают подниматься по трубке. Чем теплее окружающая среда, тем выше поднимается жидкость. Несмотря на точность ртутных термометров, они постепенно вытесняются электронными.

В том числе ртутные. Почему в качестве термометрической жидкости до сих пор зачастую используется именно ртуть, хотя это вещество опасно? Потому, что ртуть обладает рядом уникальных свойств, делающих ее незаменимой. Это очень интересное вещество, поэтому мы посвятили ему две статьи. В этой статье речь идет о свойствах ртути.

Ртуть — химический элемент таблицы Менделеева, простое неорганическое вещество, металл. Известна человечеству уже более семи тысяч лет. Ее использовали в V в. до н.э. в Месопотамии, о ртути знали в Древнем Китае и на Ближнем Востоке. Ее получали простым обжигом киновари на кострах, а потом с ее помощью выплавляли золото и серебро.

Основные свойства

Обозначается символом Hg (гидраргирум, в переводе с греческого «жидкое серебро»). Это название элементу дали алхимики.

Ртути на планете не так уж и много, но она очень рассеяна: есть в воздухе, воде, в большинстве горных пород. Встречается в самородном виде в виде капель, но редко. Гораздо чаще — в составе минералов и глин. Входит в состав более 30 минералов, промышленное значение имеет киноварь (HgS). Получают ртуть сейчас гораздо более технологичным способом, чем в древности, но смысл процесса остался тот же: обжиг киновари.

Серебристая, очень подвижная жидкость; единственный металл, который в нормальных условиях имеет жидкое агрегатное состояние. Твердой становится при t -39 °С. При этом, ртуть — тяжелый металл. Благодаря высокой плотности, 1 л реактива весит почти 14 кг. Хорошо проводит ток. Диамагнетик. При нагреве равномерно расширяется — именно благодаря этому свойству до сих пор широко используется в качестве термометрической жидкости. В твердом состоянии обладает ковкостью, характерной для металлов. Практически не растворяется в воде, не смачивает стекло. Ртуть и ее пары не имеют запаха; пары бесцветны, при подведении электрического разряда светятся голубовато-зеленым и излучают в рентгеновском спектре.

С химической точки зрения

Ртуть достаточно инертна. С кислородом вступает в реакцию при t +300 °С, а уже при +340 °С оксид разлагается обратно. В нормальных условиях реагирует с озоном. Не вступает в реакции с неконцентрированными растворами кислот, но растворяется в царской водке (смесь концентрированной соляной и азотной кислот) и концентрированной азотной кислоте . Не вступает в реакцию с азотом, углеродом, бором, кремнием, фосфором, мышьяком, германием. Реагирует с атомарным водородом, и не реагирует с молекулярным. С галогенами образует галогениды ртути. С серой , селеном, теллуром — халькогениды. С углеродом образует крайне устойчивые и, как правило, ядовитые ртутьорганические соединения.

Легко при нормальных условиях реагирует с раствором перманганата калия в щелочи и с хлорсодержащими веществами. Это свойство используется для удаления разливов ртути. Опасный участок заливают хлорсодержащим отбеливателем типа «АСС», «Белизна» или хлорным железом .

Образует сплавы со многими металлами — амальгамы. К амальгамированию устойчивы железо, вольфрам, молибден, ванадий и некоторые другие металлы. Образует с металлами меркуриды — интерметаллические соединения.

Об опасности ртути

Ртуть относится к веществам 1-й группы опасности, сверхопасным. Опасна для человека, растений и животных, для окружающей среды. Входит в список из 10 общественно опасных для здравоохранения веществ по версии ВОЗ. Обладает кумулятивным эффектом. Подробно о том, как ртуть влияет на организм человека и какие меры безопасности следует принимать, читайте в нашей статье « ». Здесь упомянем лишь, что ядовита не столько именно ртуть, сколько ее пары и растворимые соединения. Сама ртуть в желудочно-кишечном тракте человека не всасывается и выводится без изменений. Об этом узнали от неудачников-самоубийц, которые пытались покончить с собой, выпив ртути. Они остались в живых! И даже внутривенные инъекции ртути не приводят к смерти.

Ртуть запрещено перевозить самолетами. И вовсе не потому, что она токсична. Все дело в том, что она легко растворяет алюминий и его сплавы. Случайное разлитие может привести к повреждению корпуса самолета.