Корисні властивості та застосування ртуті. Ртуть: цікаві факти

Усі хімічні елементи таблиці Менделєєва умовно поділяються діагоналлю B - At на метали та неметали. При цьому останні в меншості, розташовуються вище і правіше за кордон. Метали ж у явній кількісній перевагі, їх відомих 118 елементів більше 80.

Всі вони мають подібні фізичні властивості, поєднуються агрегатним станом. Однак є і виняток – елемент ртуть. Про неї і поговоримо докладніше.

Ртуть: положення у періодичній системі

Цей елемент займає свою комірку в таблиці під номером 80. При цьому розташовується в другій групі, побічній підгрупі, шостому великому періоді. Має атомну масу, що дорівнює 200,59. Існує у вигляді семи стійких ізотопів: 196, 198, 199, 200, 201, 202, 204.

Належить до елементів d-родини, проте не перехідним, оскільки останні заповнюють s-орбіталь. Ртуть входить у підгрупу металів цинку, разом із кадмієм та коперницієм.

Загальна характеристика елемента

Хімічні елементи таблиці Менделєєва мають строго впорядковане розташування, і кожен має свою електронну конфігурацію атома, що говорить про його властивості. Ртуть не виняток. Будова її зовнішньої та передньої електронної оболонки така: 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 .

Можливі ступені окислення: +1, +2. Оксид і гідроксид ртуті – слабко основні, іноді амфотерні за характером сполуки. №80 - Hg, латинська вимова "гідаргірум". Російська назва походить від праслов'янської мови, якою вона перекладалася як "котитися". В інших народів вимова та назва різна. Часто сам елемент і прості і складні речовини, що ним утворюються, називають меркуратами, меркурієм. Така назва походить із давніх часів, коли зіставляли Hg (елемент) із сріблом, надавали йому другого значення після золота. Сонце – символ аурум Au, Меркурій – символ гідаргірум Hg.

У стародавніх народів було повір'я, що є сім основних металів, серед яких ртуть. Група з них знаходила відображення в тобто золото асоціювалося з Сонцем, залізо - з Марсом, ртуть - з Меркурієм і так далі.

Історія відкриття

Про ртуті було відомо приблизно за 1500 років. Вже тоді її описували як "рідке срібло", рухливий, незвичайний та загадковий метал. Видобувати її теж навчилися ще в давнину.

Звичайно, вивчити її властивості можливості не було, адже ще не було сформовано як таку хімію. Ртуть огортали пеленою таємниці та магії, вважали незвичайною речовиною, близькою до срібла і здатною перетворитися на золото, якщо зробити її твердою. Однак способів отримати чисту ртуть у твердому агрегатному стані не було, і алхімічні дослідження не мали успіху.

Основні країни, де з найдавніших часів застосовувалася і добувалася ртуть, це:

Китай;
Месопотамія;
Індія;
Єгипет.

Однак отримати цей метал саме у чистому вигляді вдалося лише у XVIII столітті, це зробив шведський хімік Брандт. При цьому ні їм, ні до цього моменту так і не були наведені докази металевості речовини. Це питання прояснили М. У. Ломоносов і Браун. Саме ці вчені першими зуміли заморозити ртуть і таким чином підтвердити, що для неї характерні всі властивості металів – блиск, електропровідність, ковкість та пластичність, металева

На сьогоднішній день отримані різні сполуки ртуті, вона використовується в різних галузях технічного виробництва.

Речовина ртуть

Як проста речовина являє собою рідину (за нормальних умов) сріблясто-білу, рухливу, легколетку. Типовий приклад, де використовується рідка ртуть у чистому вигляді, – це для вимірювання температури.

Якщо перевести ртуть у твердий стан, то вона буде напівпрозорими кристалами, що не мають запаху. Пари цієї речовини безбарвні, дуже отруйні.

Фізичні властивості

За своїми фізичними властивостями цей метал - це єдиний представник, який за звичайних умов здатний існувати у вигляді рідини. За рештою властивостей він цілком підходить під загальні показники інших представників категорії.

Основні характеристики такі.

Агрегатний стан: звичайні умови – рідина, тверді кристали – не вище 352 про С, пари – понад 79 К.
Розчиняється у бензолі, діоксані, кристали у воді. Має здатність не змочувати скло.
Має діамагнітні властивості.
Теплопровідна.

Плавлення ртуті відбувається при негативній температурі -38,83 про С. Тому ця речовина відноситься до групи вибухонебезпечних при нагріванні. Внутрішній запас енергії з'єднання збільшується в кілька разів.

Кипіння ртуті починається при температурі 356,73 про С. У цей момент вона починає переходити в пароподібний стан, який є абсолютно невидимими оком молекулами, з'єднаними.

p align="justify"> Температура плавлення ртуті показує, що властивості цього металу явно незвичайні. Ця речовина починає випаровуватися, переходячи в невидимі молекули газоподібного стану, вже при звичайній кімнатній температурі, що робить її особливо небезпечною для здоров'я людини і тварин.

Хімічні властивості

Відомі такі групи сполук на основі ртуті в різних ступенях окиснення:

сульфати, сульфіди;
хлориди;
нітрати;
гідроксиди;
оксиди;
комплексні з'єднання;
металоорганічні речовини;
інтерметалеві;
сплави з іншими металами - амальгами.

Температура плавлення ртуті дозволяє їй утворювати як рідкі, і тверді амальгами. У таких сплавах метали втрачають свою активність, стаючи більш інертними.

Реакція взаємодії ртуті з киснем можлива лише за досить високої температури, незважаючи на сильну окислювальну здатність неметалу. За умов понад 380 про З результаті такого синтезу утворюється оксид металу зі ступенем окислення останнього +2.

З кислотами, лугами, неметалами у вільному вигляді метал не вступає у хімічну взаємодію, залишаючись у рідкому стані.

З галогенами реагує досить повільно і лише на холоді, що підтверджує температура плавлення ртуті. Хорошим окисником для неї є перманганат калію.

Знаходження у природі

Міститься у земній корі, Світовому океані, рудах та мінералах. Якщо говорити про загальну відсоткову кількість ртуті в земних надрах, це приблизно 0,000001%. Загалом можна сказати, що цей елемент розсіяний. Основні мінерали та руди, до складу яких входить цей метал, такі:

кіновар;
кварц;
халцедон;
слюда;
карбонати;
свинцево-цинкові руди.

У природі ртуть постійно здійснює кругообіг і бере участь у обмінних процесах всіх оболонок Землі.

Отримання ртуті

Другий метод заснований на вилучення ртуті також із сульфіду за допомогою використання сильного відновника. Такого як залізо. Збір продукту здійснюється тим самим способом, що й у попередньому випадку.

Біологічна дія на живі організми

Температура ртуті потрібна досить низька, щоб перейти до пароподібного стану. Цей процес починається вже при 25 про С, тобто при звичайній кімнатній температурі. І тут перебування живих організмів у приміщенні стає небезпечним здоров'ю.

Так, метал здатний проникати всередину істот через:

шкірні покриви, непошкоджені, зовсім цілі;
слизові оболонки;
дихальні шляхи;
травні органи.

Опинившись усередині, пари ртуті входять у загальний кровотік, та був вступають у синтези білкових та інших молекул, утворюючи із нею сполуки. Так відбувається накопичення шкідливого металу в печінці та кістках. З місць зберігання метал знову може включатися в обмінні процеси, синтези та розпади, викликаючи повільну інтоксикацію організму, що супроводжується найважчими наслідками.

Виводиться з органів досить повільно та під дією каталізаторів, адсорбентів. Наприклад, молока. Основні рідини, через які здійснюється виведення металу у навколишнє середовище:

слина;
жовч;
сеча;
продукти шлунково-кишкового тракту

Розрізняють дві основні форми отруєння даною речовиною: гостра та хронічна. Кожна має свої особливості та прояви.

Симптоматика та лікування

Гостра форма характерна для випадків, коли відбувається розлив ртуті на виробництвах, тобто коли відбувається величезний викид речовини в атмосферу. У таких ситуаціях у незахищених людей починається різке погіршення самопочуття, тобто отруєння. Симптоми такі:

Запалюються органи дихання, легені, слизові оболонки порожнини рота та горла.
Підвищується температура тіла.
Утворюються виразки на яснах, вони кровоточать, набрякають і стають вкрай чутливими. Іноді утворюється ртутна облямівка.
Спостерігається атрофія печінки та нирок.
Озноб, нудота та блювання, запаморочення.
Нервова система страждає дуже сильно - порушується мова та координація рухів, спостерігається тремор кінцівок.
Отруєння супроводжується головними болями та діареєю з кров'яними включеннями.

Якщо ж поразка парами ртуті відбувалося поступово, то захворювання набуде хронічного характеру. В цьому випадку прояви будуть не такими різкими, проте погіршення самопочуття накопичуватиметься щодня, приймаючи все більш масштабні обороти.

Тремор кінцівок.
Захворювання порожнини рота (гінгівіти, стоматити та інші).
Гіпертонія та тахікардія.
Пітливість.
Нервове збудження.
Головні болі.
У важких випадках може бути спровоковані серйозні психічні порушення, до шизофренії.

Всі ці наслідки можуть виникнути навіть через незначний викид ртуті в атмосферу. Якщо вчасно не провести демеркуризацію приміщення, можна дуже сильно нашкодити здоров'ю.

Лікування у цих випадках зазвичай проводиться такими препаратами:

вітаміни;
антигістамінні;
барбітурати;
"Аміназін".

Використання людиною

Найпоширеніше місце використання та зберігання металевої ртуті – це градусники та термометри. В одному такому устаткуванні може бути до 3 г металу. Крім цього, можна виділити ще кілька сфер діяльності людини, в яких ртуть використовується досить широко:

медицина (каломель, меркузал, промеран, багато антисептик);
технічна діяльність - джерела струму, лампи розжарювання, насоси, барометри, детонатор тощо;
металургія - напилення дзеркал, прикраса амальгамами золота та срібла, отримання сплавів металів, чистих речовин;
хімічна промисловість;
сільське господарство.

В даний час через отримання більш безпечних та зручних речовин ртуть практично витіснена з медицини.

Між селом Карагаш та містом Слободзея, повідомив у п'ятницю місцевий телеканал із посиланням на міністерство держбезпеки (МДБ) невизнаної республіки.

(Hg) – хімічний елемент II групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 80, атомна маса 200,59; сріблясто-білий важкий метал, рідкий за кімнатної температури.

Ртуть - один із семи металів, відомих з найдавніших часів. Незважаючи на те, що ртуть відноситься до розсіяних елементів і в природі її дуже мало (приблизно стільки ж, скільки срібла), вона зустрічається у вільному стані у вигляді вкраплень у гірські породи.

Крім того, її дуже легко виділити при випаленні з основного мінералу - сульфіду (кіноварі). Пари ртуті легко конденсуються в блискучу, як срібло рідину. Її щільність настільки велика (13,6 г/куб. см), що цебро з ртуттю звичайна людина навіть відірве від статі.

Ртуть широко застосовується для виготовлення наукових приладів (барометри, термометри, манометри, вакуумні насоси, нормальні елементи, полярографи, капілярні електрометри та ін.), в ртутних лампах, перемикачах, випрямлячах; як рідкий катод у виробництві їдких лугів і хлору електролізом, як каталізатор при синтезі оцтової кислоти, металургії для амальгамації золота і срібла, при виготовленні вибухових речовин; у медицині (каломель, сулема, ртутьорганічні та інші сполуки), як пігмент (кіновар), у сільському господарстві як протруйник насіння та гербіциду, а також як компонент фарби морських суден (для боротьби з обростанням їх організмами).

У домашніх умовах ртуть може опинитися у дверному дзвінку, лампах денного світла, медичному термометрі.

Металева ртуть високотоксична для будь-яких форм життя. Основну небезпеку становлять пари ртуті, виділення яких із відкритих поверхонь зростає у разі підвищення температури повітря. При вдиханні ртуть потрапляє у кров. В організмі ртуть циркулює у крові, поєднуючись з білками; частково відкладається в печінці, нирках, селезінці, тканині мозку та ін.

Токсична дія пов'язана з блокуванням сульфгідрильних груп тканинних білків, порушенням діяльності головного мозку (насамперед гіпоталамуса). З організму ртуть виводиться через нирки, кишечник, потові залози та ін.

Гострі отруєння ртуттю та її парами трапляються рідко. При хронічних отруєннях спостерігаються емоційна нестійкість, дратівливість, зниження працездатності, порушення сну, тремтіння пальців рук, зниження нюху, головний біль. Характерна ознака отруєння - поява краєм ясен облямівки синьо-чорного кольору; ураження ясен (розпушеність, кровоточивість) може призвести до гінгівіту та стоматиту.

При отруєннях органічними сполуками ртуті (діетилмеркурфосфатом, діетил-ртуть, етилмеркурхлорид) переважають ознаки одночасного ураження центральної нервової (енцефало-поліневрит) і серцево-судинної систем, шлунка, печінки, нирок.

Основний запобіжний засіб при роботі з ртуттю та її сполуками - виключення потрапляння ртуті в організм через дихальні шляхи або поверхню шкіри.

Пролиту в приміщенні ртуть треба збирати ретельно. Особливо багато пар утворюється в тому випадку, якщо ртуть розсипалася на безліч дрібних крапельок, які забилися в різні щілини, наприклад, між плитками паркету. Усі ці крапельки необхідно зібрати.

Найкраще це зробити за допомогою олов'яної фольги, до якої ртуть легко прилипає, або ж промитою азотною кислотою мідною дротиною. А ті місця, де ртуть ще могла б затриматися, заливають 20% розчином хлорного заліза. Хороший профілактичний захід проти отруєння парами ртуті - ретельно і регулярно, протягом багатьох тижнів або навіть місяців, провітрювати приміщення, де було пролито ртуть.

Екологічні наслідки зараження парами ртуті виявляються, насамперед, у водному середовищі - пригнічується життєдіяльність одноклітинних морських водоростей і риб, порушується фотосинтез, асимілюються нітрати, фосфати, сполуки амонію тощо.

Мінерал, природні металеві ртуть. Перехідний метал, при кімнатній температурі, являє собою важку сріблясто-білу рідину, пари якої надзвичайно отруйні. Ртуть - одне із двох хімічних елементів (і єдиний метал), прості речовини яких за нормальних умов перебувають у рідкому агрегатному стані (другий такий елемент - бром). Іноді містить домішка срібла та золота.

Дивіться також:

СТРУКТУРА

Сингонія тригональна, гексагонально-скеляноедрична (нижче -39 ° С).

ВЛАСТИВОСТІ

Колір олов'яно-білий. Блиск сильний металевий. Температура кипіння становить 357 °C. Єдиний рідкий мінерал за нормальної температури. Твердить, набуваючи кристалічний стан при -38°С. Щільність 13,55. На вогні легко випаровується з утворенням отруйної пари. У давнину вдихання цих пар було єдиним доступним засобом лікування сифілісу (за принципом: якщо хворий не помре, то видужає. Є діамагнетиком.

ЗАПАСИ І ВИБУТОК

Ртуть – відносно рідкісний елемент у земній корі із середньою концентрацією 83 мг/т. Однак через те, що ртуть слабо зв'язується хімічно з найбільш поширеними в земній корі елементами, ртутні руди можуть бути дуже концентрованими в порівнянні зі звичайними породами. Найбільш багаті ртуттю руди містять до 2,5% ртуті. Основна форма знаходження ртуті у природі - розсіяна, і лише 0,02 % її у родовищах. Вміст ртуті у різних типах вивержених порід близькі між собою (близько 100 мг/т). З осадових порід максимальні концентрації ртуті встановлені у глинистих сланцях (до 200 мг/т). У водах Світового океану вміст ртуті – 0,1 мкг/л. Найважливішою геохімічною особливістю ртуті є те, що серед інших халькофільних елементів вона має найвищий потенціал іонізації. Це визначає такі властивості ртуті, як здатність відновлюватися до атомарної форми (самородної ртуті), значну хімічну стійкість до кисню та кислот.

Одне з найбільших ртутних родовищ у світі знаходиться в Іспанії (Альмаден). Відомі родовища ртуті на Кавказі (Дагестан, Вірменія), Таджикистані, Словенії, Киргизії (Хайдаркан - Айдаркен) Україні (Горлівка, Микитівський ртутний комбінат).

У Росії перебувають 23 родовища ртуті, промислові запаси становлять 15,6 тис. тонн (на 2002 рік), їх найбільші розвідані Чукотці - Західно-Палянське і Тамватнейское.

Ртуть одержують випалом кіноварі (сульфіду ртуті(II)) або металотермічним методом. Пари ртуті конденсують та збирають. Цей спосіб застосовували ще алхіміки давнини.

ПОХОДЖЕННЯ

Ртуть присутня у більшості сульфідних мінералів. Особливо високі її змісту (до тисячних і сотих часток відсотка) встановлюються у бляклих рудах, антимонітах, сфалеритах та реальгарах. Близькість іонних радіусів двовалентної ртуті та кальцію, одновалентної ртуті та барію визначає їх ізоморфізм у флюоритах та баритах. У кіноварі та метациннабариті сірка іноді заміщається селеном або телуром; вміст селену часто становить соті та десяті частки відсотка. Відомі вкрай рідкісні селеніди ртуті - тиманіт (HgSe) та онофрит (суміш тиманіту та сфалериту).

ЗАСТОСУВАННЯ

Ртуть використовується як робоче тіло в ртутних термометрах (особливо високоточних), так як володіє досить широким діапазоном, в якому знаходиться в рідкому стані, її коефіцієнт термічного розширення майже не залежить від температури і має порівняно малу теплоємність. Сплав ртуті із талієм використовується для низькотемпературних термометрів.
Парами ртуті заповнюють люмінесцентні лампи, оскільки пари світяться в розряді, що тліє. У спектрі випромінювання парів ртуті багато ультрафіолетового світла і, щоб перетворити його на видимий, скло люмінесцентних ламп зсередини покривають люмінофором. Без люмінофора ртутні лампи є джерелом жорсткого ультрафіолету (254 нм), як і використовуються. Такі лампи роблять із кварцового скла, що пропускає ультрафіолет, тому вони називаються кварцовими.
Ртуть та сплави на її основі використовуються в герметичних вимикачах, що включаються при певному положенні.
Ртуть використовується в датчиках положення.

Йодид ртуті(I) використовується як напівпровідниковий детектор радіоактивного випромінювання.
Фульмінат ртуті(II) («гримуча ртуть») здавна застосовується як ініціювальний ВР (Детонатори).
Бромід ртуті (I) застосовується при термохімічному розкладанні води на водень та кисень (атомно-воднева енергетика).
Перспективне використання ртуті в сплавах з цезієм як високоефективне робоче тіло в іонних двигунах.
До середини 20 століття ртуть широко застосовувалась у барометрах, манометрах та сфігмоманометрах (звідси традиція вимірювати тиск у міліметрах ртутного стовпа).

З'єднання ртуті використовувалися у капелюшному виробництві для вироблення фетру.

Ртуть (англ. Mercury) - Hg

КЛАСИФІКАЦІЯ

Strunz (8-е видання)	1/A.02-10
Nickel-Strunz (десяте видання)	1.AD.05
Dana (7-е видання)	1.1.10.1
Dana (8-е видання)	1.1.7.1
Hey's CIM Ref	1.12

Ртуть - елемент побічної підгрупи другої групи, шостого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва з атомним номером 80. Позначається символом Hg (лат. Hydrargyrum).

Ртуть - одне із двох хімічних елементів (і єдиний метал), прості речовини яких за нормальних умов перебувають у рідкому агрегатному стані (другий елемент - бром). У природі перебуває як у самородному вигляді, і утворює ряд мінералів.

Історія відкриття ртуті

Ртуть (англ. Mercury, франц. Mercure, нім. Quecksilber) входить до семи металів давнини. Вона була відома принаймні за 1500 років до н.е., вже тоді її вміли отримувати з кіноварі. Ртуть вживали в Єгипті, Індії, Месопотамії та Китаї; вона вважалася найважливішою вихідною речовиною в операціях священного таємного мистецтва з виготовлення препаратів, що продовжують життя та називаються таблетками безсмертя. У IV – Ш ст. до н.е. про ртуті як рідке срібло (від грец. вода і срібло) згадують Аристотель і Теофраст. Пізніше Діоскорид описав отримання ртуті з кіноварі шляхом нагрівання останньої з вугіллям. Ртуть вважали основою металів, близькою до золота і тому називали Меркурієм (Mercurius), на ім'я найближчої до сонця (золоту) планети Меркурій. З іншого боку, вважаючи, що ртуть є деякий стан срібла, древні люди називали її рідким сріблом (звідки походить лат. Hydrargirum). Рухливість ртуті викликала до життя іншу назву – живе срібло (лат. Argentum vivum); німецьке слово Quecksilber походить від нижнесаксонського Quick (живий) та Silber (срібло). Цікаво, що болгарське позначення ртуті – живак – та азербайджанське – дживя – запозичені, ймовірно, від слов'ян.

В елліністичному Єгипті та у греків вживалася назва скіфська вода, що дозволяє думати про вивезення ртуті в якийсь час зі Скіфії. В арабський період розвитку хімії виникла ртутно-сірчана теорія складу металів, згідно з якою ртуть шанувалась матір'ю металів, а сірка (сульфур) їх батьком. Збереглося безліч таємних арабських назв ртуті, що свідчить про її значення в алхімічних таємних операціях. Зусилля арабських, а пізніше і західноєвропейських алхіміків зводилися до так званої фіксації ртуті, тобто перетворення її на тверду речовину. На думку алхіміків, чисте срібло (філософське), що виходить при цьому, легко перетворювалося на золото. Легендарний Василь Валентин (XVI ст.) заснував теорію трьох початків алхіміків (Tria principia) - ртуті, сірки та солі; цю теорію розвинув потім Парацельс. У переважній більшості алхімічних трактатів, що викладають способи трансмутації металів, ртуть стоїть на першому місці або як вихідний метал для будь-яких операцій, або як основа філософського каменю (філософська ртуть).

Поширеність ртуті у природі

Природні джерела, такі як вулкани, становлять приблизно половину всіх викидів атмосферної ртуті. За половину, що залишилася, відповідальна діяльність людини. У ній основну частку становлять викиди внаслідок згоряння вугілля головним чином теплових електростанціях - 65 %, видобуток золота - 11 %, виплавка кольорових металів - 6.8 %, виробництво цементу - 6.4 %, утилізація сміття - 3 %, виробництво соди - 3 %, чавуну та сталі - 1.4%, ртуті (в основному для батарейок) - 1.1%, решта - 2%.

Ртуть відносно рідкісний елемент у Земній корі із середньою концентрацією 83 мг/т. Однак через те, що ртуть слабо зв'язується хімічно з найбільш поширеними в земній корі елементами, ртутні руди можуть бути дуже концентрованими в порівнянні зі звичайними породами.

Найбільш багаті ртуттю руди містять до 2.5% ртуті. Основна форма знаходження ртуті у природі – розсіяна і лише 0,02% її у родовищах. Вміст ртуті у різних типах вивержених порід близькі між собою (близько 100 мг/т). З осадових порід максимальні концентрації ртуті встановлені у глинистих сланцях (до 200 мг/т). У водах Світового океану вміст ртуті 1 мкг/л. Найважливішою геохімічною особливістю ртуті є те, що серед інших халькофільних елементів вона має найвищий потенціал іонізації. Це визначає такі властивості ртуті, як здатність відновлюватися до атомарної форми (самородної ртуті), значну хімічну стійкість до кисню та кислот.

Є свідчення існування природного скупчення ртуті як маленького ртутного озера.

Ртуть присутня у більшості сульфідних мінералів. Особливо високі її змісту (до тисячних і сотих часток відсотка) встановлюються у бляклих рудах, антимонітах, сфалеритах та реальгарах. Близькість іонних радіусів двовалентної ртуті та кальцію, одновалентної ртуті та барію визначає їх ізоморфізм у флюоритах та баритах. У кіноварі та метациннабариті сірка іноді заміщається селеном або телуром; вміст селену часто становить соті та десяті частки відсотка. Відомі вкрай рідкісні селеніди ртуті – тиманіт (HgSe) та онофрит (суміш тиманіту та сфалериту).

Ртуть є одним з найбільш чутливих індикаторів прихованого оруднення не тільки ртутних, але і різних сульфідних родовищ, тому ореоли ртуті зазвичай виявляються над усіма прихованими сульфідними покладами і вздовж розривних порушень. Ця особливість, а також незначний вміст ртуті у породах, пояснюються високою пружністю парів ртуті, що зростає зі збільшенням температури та визначає високу міграцію цього елемента в газовій фазі.

У поверхневих умовах кіновар і металева ртуть розчиняються у воді навіть за відсутності сильних окислювачів, але за їх наявності (озон, перекис водню) розчинність цих мінералів досягає десятків мг/л. Особливо добре розчиняється ртуть у сульфідах їдких лугів з утворенням, наприклад, комплексу HgS nNa 2 S. Ртуть легко сорбується глинами, гідроокислами заліза та марганцю, глинистими сланцями та вугіллям.

У природі відомо близько 20 мінералів ртуті, але головне промислове значення має кіновар HgS (86,2% Hg). У поодиноких випадках предметом видобутку є самородна ртуть, метациннабарит HgS та блякла руда – шватцит (до 17% Hg). На єдиному родовищі Гуітцуко (Мексика) головним рудним мінералом є лівінгстон HgSb 4 S 7 . У зоні окислення ртутних родовищ утворюються вторинні мінерали ртуті. До них відносяться насамперед самородна ртуть, рідше метациннабарит, що відрізняються від таких же первинних мінералів більшою чистотою складу. Відносно поширена каломель Hg 2 Cl 2 . На родовищі Терлінгуа (Техас) поширені й інші гіпергенні галоїдні сполуки – терлінгуаїт Hg 2 ClO, еглестоніт Hg 4 Cl.

Фізичні властивості ртуті

Це єдиний метал, рідкий за кімнатної температури. Має властивості діамагнетика. Утворює з багатьма металами рідкі сплави - амальгами.

Ртуть у 13,6 рази важча за воду.

У нього досить великий коефіцієнт температурного розширення - всього в півтора рази менше, ніж у води, і на порядок, а то й два більше, ніж у звичайних металів.

Хімічні властивості ртуті

Ртуть – малоактивний метал (див. ряд напруг).

При нагріванні до 300 °C ртуть входить у реакцію з киснем: 2Hg + O 2 → 2HgO Утворюється оксид ртуті(II) червоного кольору. Ця реакція є оборотною: при нагріванні вище 340 °C оксид розкладається до простих речовин. Реакція розкладання оксиду ртуті історично одна із перших способів отримання кисню.

При нагріванні ртуті із сіркою утворюється сульфід ртуті(II).

Ртуть не розчиняється в розчинах кислот, що не мають окисних властивостей, але розчиняється в царській горілці та азотній кислоті, утворюючи солі двовалентної ртуті. При розчиненні надлишку ртуті азотної кислоти на холоді утворюється нітрат Hg 2 (NO 3) 2 .

З елементів IIБ групи саме у ртуті з'являється можливість руйнування дуже стійкої 6d 10 - електронної оболонки, що призводить до існування сполук ртуті (+4). Так, крім малорозчинного Hg 2 F 2 і HgF 2, що розкладається водою, існує і HgF 4 , одержуваний при взаємодії атомів ртуті і суміші неону і фтору при температурі 4К .

Застосування ртуті

Ртуть застосовується у виготовленні термометрів, парами ртуті наповнюються ртутно-кварцові та люмінесцентні лампи. Вони ртуть застосовується як і чистому вигляді, і у вигляді сумішей із газами (переважно, з аргоном), збільшення світловіддачі. Ртутні лампи використовуються як джерела інтенсивного УФ випромінювання. Ртутні контакти є датчиками положення. Крім того, металева ртуть застосовується для одержання цілого ряду найважливіших сплавів.

Раніше різні амальгами металів, особливо амальгами золота та срібла, широко використовувалися у ювелірній справі, у виробництві дзеркал та зубних пломб. У техніці ртуть широко застосовувалася для барометрів та манометрів. З'єднання ртуті використовувалися як антисептик (сулема), проносне (каломель), у капелюшному виробництві і т.д., але у зв'язку з її високою токсичністю до кінця XX століття були практично витіснені з цих сфер (заміна амальгамування на напилення та електроосадження металів, полімерні пломби у стоматології).

Також, ртуть широко застосовується у виробництві термометрів. Температура плавлення ртуті – –38 градусів, кипіння – +356.58. Але існують способи розширити ці межі та виробляти термометри, що працюють як за більш низьких, так і за більш високих температур. Для зниження температури плавлення до ртуть додають талій.

Металева ртуть служить катодом для електролітичного одержання низки активних металів, хлору та лугів, у деяких хімічних джерелах струму (наприклад, ртутно-цинкових – тип РЦ), в еталонних джерелах напруги (Вестона елемент). Ртутно-цинковий елемент (ЕДС 1,35 Вольт) має дуже високу енергію за об'ємом і масою (130 Вт/год/кг, 550 Вт/год/дм).

Ртуттю іноді легують інші метали. Невеликі добавки елемента збільшують твердість сплаву свинцю з лужноземельними металами. Навіть при паянні часом потрібна ртуть: припій з 93% свинцю, 3% олова і 4% ртуті - найкращий матеріал для паяння оцинкованих труб.

Ртуть використовується для переробки вторинного алюмінію та видобутку золота (див. амальгамна металургія).

Одна з головних деталей підривника для зенітного снаряда – пористе кільце із заліза або нікелю. Пори заповнені ртуттю. Постріл – снаряд рушив, він набуває все більшої швидкості, все швидше обертається навколо своєї осі, і важка ртуть виступає з пір. Вона замикає електричний ланцюг – вибух.

Ртуть використовується як баласт у підводних човнах та регулювання крену та диферента деяких апаратів. Перспективне використання ртуті в сплавах з цезієм як високоефективне робоче тіло в іонних двигунах.

Раніше ртутними фарбами покривали днища кораблів, щоб вони не обростали черепашками. Інакше корабель знижує швидкість, витрачається більше палива. Найвідоміша з фарб такого типу робиться на основі кислої ртутної солі миш'яковистої кислоти HgHAsO 4 . Щоправда, останнім часом із цією метою застосовують і синтетичні барвники, у складі яких ртуті немає.

Ртуть-203 (T 1/2 = 53 с) використовується в радіофармакології. Медицина використовує також фосфорнокислі солі ртуті, її сульфат, йодид та інші. У наш час більшість неорганічних сполук ртуті поступово витісняються з медицини ртутними органічними сполуками, нездатними до легкої іонізації і тому не настільки токсичними і менше дратівливими тканини.

Також використовуються і солі ртуті:

Йодид ртуті використовується як детектор напівпровідниковий радіоактивного випромінювання.
Фульмінат ртуті («Грумуча ртуть») здавна застосовується як ініціює ВР (Детонатори).
Бромід ртуті застосовується при термохімічному розкладанні води на водень та кисень (атомно-воднева енергетика).

Деякі сполуки ртуті застосовуються як ліки (наприклад, мертіолят для консервації вакцин), але в основному через токсичність ртуть була витіснена з медицини (сулема, оксиціанід ртуті – антисептики, каломель – проносне та ін.) у середині-кінці XX століття.

Застосування сполук ртуті

Амальгами з ртуті

Ще одна чудова властивість ртуті: здатність розчиняти інші метали, утворюючи тверді або рідкі розчини - амальгами. Деякі з них, наприклад амальгами срібла та кадмію, хімічно інертні та тверді при температурі людського тіла, але легко розм'якшуються при нагріванні. З них роблять зубні пломби.

Амальгаму талію, що твердне тільки при -60 ° C, застосовують у спеціальних конструкціях низькотемпературних термометрів.

Старовинні дзеркала були вкриті не тонким шаром срібла, як це робиться зараз, а амальгамою, до складу якої входило 70% олова і 30% ртуті. У XX столітті вона не витримала конкуренції і поступилася досконалішому процесу - ціануванню.

Деякі метали, зокрема залізо, кобальт, нікель, практично не піддаються амальгамації. Це дозволяє транспортувати рідкий метал у ємностях із простої сталі. (Особливо чисту ртуть перевозять у тарі зі скла, кераміки або пластмаси.) Крім заліза та його аналогів, не амальгамуються тантал, кремній, реній, вольфрам, ванадій, берилій, титан, марганець та молібден, тобто майже всі метали, що застосовуються для легування сталі. Це означає, що і легованої сталі ртуть нестрашна.

Проте натрій, наприклад, амальгамується дуже легко. Амальгама натрію легко розкладається водою. Ці дві обставини відіграли і продовжують відігравати дуже важливу роль у хлорній промисловості.

При виробленні хлору та їдкого натру методом електролізу кухонної солі використовують катоди з металевої ртуті. Для отримання тонни їдкого натру потрібно від 125 г до 400 г елемента №80. Сьогодні хлорна промисловість – один із наймасовіших споживачів металевої ртуті.

Кіновар – червона ртуть

Кіновар HgS. Завдяки їй людина познайомилася з ртуттю багато століть тому. Сприяли цьому і її яскраво-червоний колір, і простота отримання ртуті з кіноварі. Кристали кіноварі іноді бувають покриті тонкою свинцево-сірою плівкою. Це метациннабарит, про нього нижче. Достатньо, проте, провести по плівці ножем, і з'явиться яскраво-червона риса.

У природі сірчиста ртуть зустрічається у трьох модифікаціях, що відрізняються кристалічною структурою. Крім загальновідомої кіноварі із щільністю 8,18, існують ще й чорний метациннабарит із щільністю 7,7 і так звана бета-кіновар (її щільність 7,2). Російські майстри, готуючи за старих часів з кіноварної руди червону фарбу, особливу увагу звертали на видалення з руди «іскор» і «зірочок». Вони не знали, що це алотропічні зміни тієї ж сірчистої ртуті; при нагріванні без доступу повітря до 386°C ці модифікації перетворюються на справжню кіновар.

Деякі з'єднання ртуті змінюють забарвлення при зміні температури. Такими є червоний окис ртуті HgO і мідно-ртутний іодид HgI 2 · 2CuI.

Токсичність ртуті

Пари ртуті, а також металева ртуть дуже отруйні, можуть спричинити важке отруєння. Ртуть та її сполуки (сулема, каломель, ціанід ртуті) вражають нервову систему, печінку, нирки, шлунково-кишковий тракт, при вдиханні – дихальні шляхи (а проникнення ртуті в організм частіше відбувається саме при вдиханні її парів, що не мають запаху). За класом небезпеки ртуть належить до першого класу (надзвичайно небезпечна хімічна речовина). Небезпечний забруднювач навколишнього середовища, особливо небезпечні викиди у воду, оскільки в результаті діяльності мікроорганізмів, що населяють дно, відбувається утворення розчинної у воді та токсичної метилртуті.

У ряді країн каломель використовується як проносний. Токсична дія каломелі проявляється особливо тоді, коли після прийому її внутрішньо не настає проносна дія і організм довгий час не звільняється від цього препарату.

Хлорид ртуті (II), який називається сулемою, є дуже токсичним. Токсичність нітрату ртуті (II) приблизно така сама, як і токсичність сулеми.

Гранично допустимі рівні забрудненості металевою ртуттю та її парами:

ГДК у населених пунктах (середньодобова) - 0,0003 мг/м³
ГДК у житлових приміщеннях (середньодобова) - 0,0003 мг/м³
ГДК повітря в робочій зоні (макс. разова) - 0,01 мг/м³
ГДК повітря в робочій зоні (середнесмінна) - 0,005 мг/м³
ГДК стічних вод (для неорганічних сполук у перерахунку на двовалентну ртуть) – 0,005 мг/мл
ГДК водних об'єктів господарсько-питного та культурного водокористування, у воді водойм - 0,0005 мг/л
ГДК рибогосподарських водойм - 0,00001 мг/л
ГДК морських водойм - 0,0001 мг/л
ГДК у ґрунті - 2,1 мг/кг

Світове виробництво ртуті

Родовища ртуті відомі у понад 40 країнах світу. Світові ресурси ртуті оцінюються в 715 тис. т кількісно враховані запаси - в 324 тис. т., з яких 26% зосереджено в Іспанії, по 13% в Киргизії та Росії, 8% - в Україні, приблизно по 5-6,5% - у Словаччині, Словенії, Китаї, Алжирі, Марокко, Туреччині. Забезпеченість запасами ртуті максимального рівня її споживання, досягнутого у 1990-х роках, становить для світу близько 80 років. З початку 1970-х років. через екологічні чинники кон'юнктура ринку ртуті стала помітно погіршуватися. Якщо початку 1970-х гг. світове виробництво первинної ртуті (видобуток на рудниках і плавка) оцінювалося лише на рівні 10000 т на рік, то до кінця 1980-х рр. н. воно зменшилося більш ніж удвічі. Це супроводжувалося зниженням цін на ртуть: з 11 -12 тис. доларів США за 1 т у 1980-1982 роках. до 4-5 тис. доларів на 1994-1996 гг.

Світове виробництво ртуті у 2009 році становило вже 3049 т, а

виявлені ресурси ртуті оцінюються в 675 тис. т (головним чином

Іспанії, Італії, Югославії, Киргизії, в Україні та в Росії).

Найбільші виробники ртуті - Іспанія (1497 т), Китай (550 т), Алжир

(290 т), Мексика (280 т), Киргизстан (270 т) та ін.

Історія виробництва ртуті у Росії

Перші відомості про організацію ртутного виробництва, у Росії ставляться до 1725 р., за якими купець Петро Анісімов завів ртутну фабрику, причому джерела сировини він тримав у секреті. Видобуток ртутної руди (кіноварі) у Росії почався 1759 р. на Ільдиканському родовищі в Забайкаллі й у незначних обсягах тривала (періодично) до 1853 р. Наприкінці ХІХ – початку ХХ ст. кіновар у невеликих кількостях добувалась з алювіальних розсипів в Амурській області. Приблизно в цей час здійснювалося відпрацювання окремих ділянок ртутних родовищ Бірксуйського рудного поля (Південна Фергана) та родовища Хпек (Південний Дагестан). У 1879 р. було відкрито Микитівське ртутне родовище (Донбас), експлуатація якого (одночасно з виплавкою металу) розпочалася у 1887 р. У 1887-1908 рр. річне виробництво ртуті на Микитівському руднику варіювалося в межах 47,3-615,9 т). Розрахунки, засновані на даних, показують, що з 1887 по 1917 тут було отримано 6762 т металевої ртуті, істотна частина якої йшла на експорт (з 1889 по 1907 за кордон було вивезено більше 5145 т ртуті). На початку ХХ ст. Росія також імпортувала кіновар і ртуть. Наприклад, у 1913 р. в країну було ввезено 56 т кіноварі та 168 т ртуті, у 1914 р. – 41 т кіноварі та 129 т ртуті. У 1900-1908 pp. споживання ртуті у Росії коливалося не більше 49-118 т/год. У цей час ртуть застосовувалася в медицині та фармацевтиці, при виготовленні дзеркал і фарб, при виробництві термометрів, барометрів, манометрів та інших приладів, використовувалася для натирання подушок електричних машин, вилучення золота та срібла амальгамним способом, золочення міді та бронзи, очищення повсті, золотошвейній справі та лабораторній практиці.

Періодичних елементів, підгрупа цинку, атомний номер – 80. У кімнатних умовах речовина є важкою біло-сріблястою рідиною. Пари ртутіотруйні. Температура ртутівизначає її агрегатний стан, один метал крім неї, немає рідку структуру за умов кімнатної температури.

Плавлення ртуті починається за температури 234º До, кипіння при 629º До. Сплавляється з багатьма металами, утворюючи сплави, звані амальгамами. Ртуть у водіі кислотних розчинах не розчиняється, зробити це може лише азотна кислота або .

Насилу це можна зробити за допомогою сірчаної кислоти. При досягненні температури 300º С відбувається реакція з киснем, результатом якої є оксид ртуті, що має червоний колір (не плутати з вигаданою “червоною ртуттю”!).

«Червона ртуть»– цей термін означає речовину, вигадану з комерційною метою. Властивості приписуються пограничні властивості, насправді науці поки що не відомий подібний метал, ні природного, ні штучного походження. З'єднання сірки та ртутіпри високій температурі утворює сульфід ртуті.

Видобуток та походження ртуті

Цей метал вважається досить рідкісним, концентрується, переважно, у специфічних ртутних рудах, кількість ртуті у яких досить висока. За великим рахунком, весь обсяг природної ртуті розсіяний у природі, і лише мала його частина укладена в рудах. Найбільш високий відсоток вмісту спостерігається в породах, що утворилися після виверження та осадових сланців.

Сульфідні мінерали здебільшого також містять ртуть. Це бляклі руди, сфалеріати, реальгари та антимоніти. У природі часто виявляються зв'язки супутніх один одному елементів, наприклад, таке сусідство як селен, сірка та ртуть.

Достеменно відомо не менше двадцяти видів ртутних мінералів. Основним мінералом, що видобувається, є кіновар, рідше - метациннабарит або самородна ртуть. На родовищі в Мексиці (Гуїтцуко) видобувається лівінгстоніт.

Найбільші родовища знаходяться в Дагестані, Таджикистані, Вірменії, Киргизії, Україні, Іспанії та Словенії (родовище у м. Ідрія, вважається найбільшим, ще із середньовіччя). У Росії перебуває також щонайменше двадцяти трьох родовищ.

Застосування ртуті

Раніше певне з'єднання ртуті, Наприклад її хлорид або меркузал, запросто міг знайти застосування в медичній області. Це були різні медикаменти проносної, сечогінної та антисептичної дії. Але зараз ртутні сполуки майже повністю витіснені з цієї галузі, через свою токсичність. Частково цей елемент застосовується при виробництві термометрів, хоч і для них вже знайшовся більш безпечний замінник.

Найбільш прийнятним вважається її присутність у технічних пристроях. Це високоточні термометри технічного призначення. Лампи люмінесцентного світла, де використовуються пари. Випрямляючі пристрої, електроприводи і навіть деякі моделі зварювальних апаратів. Це датчики положення та герметичні вимикачі.

Також її використовують для виготовлення деяких видів джерел струму, з ртутно-цинковою начинкою. Одним із компонентів гідродинамічних підшипників також є ртуть. Також у технічній промисловості знайшли своє застосування такі сполуки як фульмінат, йодид та бромід ртуті. Позитивні властивості показали її з цезієм, що використовуються під час виробництва іонних двигунів.

У металургії ртуть застосовується при виплавці безлічі різних сплавів і при вторинному процесі переробки алюмінію. Знайшла свою нішу вона і в ювелірному виробництві, а також під час виготовлення дзеркал. Неабияке поширення ртуть набула при отриманні золота, їй попередньо обробляються золотовмісні породи, для його вилучення з них. У сільській промисловості деякі ртутні сполуки застосовуються для обробки посівного матеріалу і як пестицид. Хоча це украй не бажано.

Шкідливість ртуті для організму людини

Пари ртуті є надзвичайно небезпечними. Потрапити в організм вона може через випаровування або безпосередньо через ротову порожнину. Останнє зазвичай відбувається з маленькими дітьми, якщо розбилася ртутьіз термометра. При цьому необхідно якнайшвидше викликати у нього блювання, і викликати невідкладну допомогу.

А ось надихатися її парами може кожен, якщо ртуть із градусникарозкотилася по всіх щілинах кімнати, і звідти випаровується. Отруєння ртуттювідбувається поступово, на початкових стадіях особливих симптомів немає. Надалі проявляються надмірна дратівливість, постійна нудота, відбувається втрата ваги. Насамперед удар припадає на центральну нервову систему та нирки.

Яких запобіжних заходів вимагає ртуть? Розбили градусник?Що робити і як зібрати ртутьіз підлоги, вкаже наступна інструкція. Негайно провітрити приміщення, щонайменше кілька годин. Але не допускати прямого протягу, доки ртуть не зібрано повністю. Обмежити доступ до місця події, щоб не рознести ртуть по всьому будинку.

Перед тим як почати збирати ртуть, необхідно на руки надіти рукавички з непроникного матеріалу, на ноги – будь-які пакети, на обличчя – пов'язку, просочену водою чи розчином. Ретельно зібрати всю ртуть, що розкотилася, і залишки градусника, що розбився, в ємність з водою, це не дасть ртуті випаровуватися. Необхідно зібрати ртуть якнайретельніше, наприклад, за допомогою шприца.

Якщо ртуть потрапила під плінтус або підлогу, не лінуючись його розкрити і вичистити її звідти, скільки часу це не зайняло б. Якщо процедура займає достатньо часу, слід робити перерви кожні десять хвилин. Ємність необхідно щільно закупорити, і тримати її далеко від тепла. Викидати ємність категорично заборонено. Це забруднить довкілля, його можуть знайти діти. Тому зібрана ртуть здається у відповідні служби.

Місце події обробляється марганцевим розчином або розведеним хлорним вапном. Не можна збирати ртуть віником чи пилососом, це лише посилить ситуацію, розпорошивши ртуть на велику площу. До того ж після цього пилосос буде непридатний до використання через токсичне забруднення.

Ціна ртуті

Загальні обсяги від торгівлі цим рідкісноземельним металом та його різними сполуками становить близько 150 млн. доларів, при світових запасах близько 300 тис. тонн. У зв'язку з ліквідацією деяких основних родовищ постачання ртуті на світовий ринок різко скоротилися, що призвело до цінового підйому на цю продукцію. Для порівняння в 2001 році, стандартна мірна ємність обсягом 34,5 кг, коштувала 170$, до 2005 року ціна досягла позначки 775$. Після чого знову пішла на спад, останні розцінки становили близько 550 доларів.

Рішенням у разі стала вторинна ртуть, вироблена на ключових підприємствах. Нові технології забезпечили ринок більшим обсягом більш дешевої продукції, що дозволило трохи знизити непомірно зрослі ціни на ртуть природного походження. Хоча ціни досі залишаються на досить високому рівні.