Ртуть

РТУТЬ, Hg (лат. hydrargyrum, от греч. hydor — вода и argyros — серебро * а. mercury; н. Quecksilber; ф. mercure; и. mercurio), — химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 80, атомная масса 200,59. В природе 7 стабильных изотопов: ¹⁹⁶Hg (0,14%), ¹⁹⁸Hg (10,02%), ¹⁹⁹Hg (16,84%), ²⁰⁰Hg (23,13%), ²⁰¹Hg(13,22%), ²⁰²Hg(29,8%), ²⁰⁴Hg (6.85%). Известно более 24 радиоактивных изотопов ртути.

Свойства ртути

Ртуть — серебристо-белый тяжёлый металл, жидкий при комнатной температуре. Твёрдая ртуть кристаллизуется в ромбоэдрической решётке (а=0,3463 нм, с = 0,6706 нм). Плотность твёрдой ртути 1419,3 кг/м³ (при -38,9°С), жидкой 1352 кг/м³ (при 20°С); t плавления — 38,86°С, t кипения 356,66°С, критическая температура 1460°С; молярная теплоёмкость (при 0°С) 28 Дж/моль•К); температурный коэффициент линейного расширения 1,826•10^-1 (при 0-100°С); теплопроводность 8,4 Вт/(м•К) при 20°С. Удельное электрическое сопротивление 94,7•10^-4Ом•м (при 0°С). При 4,155К ртуть становится сверхпроводником. Диамагнитна, атомная магнитная восприимчивость (при 18°С) 0,19•10^-6. Степени окисления +1 и +2. Растворимость ртути в воде (при 25°С) 3•10^-7 моль/л. В HCl и разбавленной Н₂SО₄ ртуть не растворяется, растворима в царской водке, HNО₃ и горячей концентрированной Н₂SО₄. При взаимодействии с металлами, которые ртуть смачивает, образуются амальгамы — жидкие, полужидкие или твёрдые сплавы. Химически ртуть малоактивна. При комнатной температуре не окисляется, при нагревании до 300°С окисляется до HgO. С галогенами ртуть соединяется при нагревании, образуя устойчивые, в большинстве ядовитые соединения типа HgX₂. Для хлоридов, бромидов и йодидов ртути характерна тенденция к комплексообразованию (например, соль Ва HgJ₄•5Н₂О — водный раствор, который используют для разделения минералов). При действии растворов солей аммония на галогениды образуются азотсодержащие комплексные соединения, например Hg(NH₃)₂•Cl₂ (плавкий белый преципитат). Почти все соли Hg²⁺ плохо растворимы в воде, кроме нитрата Hg(NО₃₎₂. Большое значение имеют хлориды ртути: Hg₂Cl₂ (каломель) и Hg₂Cl₂ (сулема). Некоторые соединения ртути взрывчаты: азид Hg(N₃)₂, гремучая ртуть Hg(ONC)₂ и др.

Определение ртути

Следы ртути определяют при помощи дифенилкарбазона, образование ярко-голубой окраски в нейтральной среде указывает на присутствие ртути. В производственных условиях качественное определение проводят путём возгонки ртути при нагревании пробы с содой. Продукты возгонки образуют в охлаждаемой части прибора тонкий налёт, в котором визуально или с помощью микроскопа можно обнаружить капельки ртути. Наиболее распространённый количественный метод определения ртути — титрование соли Hg(II) в разбавленной HNО₃ раствором роданида в присутствии солей Fe(III). Для получения ртути руды (или рудные концентраты) подвергают окислительному обжигу. Обжиговые газы поступают в трубчатый холодильник из нержавеющей стали или монель-металла. Жидкая ртутб стекает в приёмники. Для очистки ртуть пропускают тонкой струёй через сосуд с 10%-ной HNО₃, промывают водой, высушивают и перегоняют в вакууме. Возможно также гидрометаллургическое извлечение ртути из руд растворением HgS в сернистом натрии и последующим вытеснением ртути алюминием.

Содержание ртути в природе

Среднее содержание ртути в земной коре 8,3•10^-6% (по массе). Повышенные содержания ртути характерны для осадочных пород 4•10^-5% (по массе). В земной коре ртуть преимущественно рассеяна, осаждается из горячих подземных вод, образуя ртутные руды. Главный рудный минерал ртутных руд — киноварь HgS, второстепенные — метациннабарит (b-сульфид Hg), самородная ртуть, ливингстонит (HgSb₄S₇), кордероит (Hg₃S₂Cl₂), тиманит (HgSe), колорадоит (HgTe) и др.

Применение ртути

Ртуть широко применяется при изготовлении различных приборов (барометры, термометры, манометры, вакуумные насосы, нормальные элементы, полярографы и др.), в ртутных лампах, выпрямителях, как жидкий катод в производстве едких щелочей и хлора электролизом, в качестве катализатора при синтезе уксусной кислоты в металлургии для амальгамации золота и серебра. Гремучая ртуть используется в качестве детонатора, киноварь — как пигмент; органические соединения Hg — в сельском хозяйстве в качестве протравителя семян и гербицида и как компонент краски корпусов морских судов; препараты ртути — в медицине, главным образом благодаря их антисептическим и мочегонным свойствам.

Опасность ртути

Ртуть и её соединения токсичны, поэтому при работе с ними необходима предосторожность (полная герметизация аппаратуры). При хроническом отравлении ртутью и её препаратами поражается нервная система: наблюдаются лёгкая возбудимость, лёгкая дрожь отдельных частей тела, ослабление памяти. Отравление сказывается на слизистых оболочках полости рта, характерные признаки: металлический вкус во рту, разрыхление дёсен, сильное слюноотделение. Случайно пролитую в помещении ртуть необходимо собирать самым тщательным образом. Максимально допустимое содержание ртути в воздухе промышленных предприятий 0,00001 мг/л.