Ртуть

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Ртуть (Hg)
Атомний номер 80
Зовнішній вигляд
простої речовини
Важка рідина
сріблясто-білого кольору
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)

200,59 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 157 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
1006,0 (10,43) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Xe] 4f14 5d10 6s2
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 149 пм
Радіус іона (+2e) 110 (+1e) 127 пм
Електронегативність
(за Полінгом)
2,00
Електродний потенціал Hg←Hg2+ 0,854 В
Ступені окиснення 2, 1
Термодинамічні властивості
Густина 13,546 (при +20 °C) г/см³
Питома теплоємність 0,138 Дж/(K моль)
Теплопровідність 8,3 Вт/(м К)
Температура плавлення 234,28 K
Теплота плавлення 2,295 кДж/моль
Температура кипіння 629,73 K
Теплота випаровування 58,5 кДж/моль
Молярний об'єм 14,8 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки ромбоедрична
Період ґратки 2,990 Å
Відношення c/a 1,94
Температура Дебая 100,00 K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Ртуть або Меркурій (англ. mercury, нім. Quecksilber n, лат. hydrargyrumводянисте срібло) — хімічний елемент. Символ Hg, атомний номер 80, атомна маса 200,59 а.о.м. Ртуть — сріблясто-білий важкий метал, рідкий при кімнатній температурі.

Загальна характеристика[ред.ред. код]

Рідка ртуть

Тверда ртуть кристалізується в ромбоедричній ґратці. Густина твердої ртуті 14193 кг/м³ (при −38,9 °C), рідкої — 13520 кг/м³ (при 20 °C); tплав — 38,86 °C; tкип 356,66 °C. Діамагнітна. При взаємодії з металами, які ртуть змочує, утворюються амальґами — рідкі, напіврідкі або тверді сплави.

Хімічно ртуть малоактивна. При кімнатній температурі не окиснюється, при нагріванні до 300 °C окиснюється до HgO.

Середній вміст ртуті в земній корі 8,3·10−6 (мас). У земній корі ртуть переважно розсіяна. Ртуть отримують з ртутних, ртутно-стибієвих, ртутно-арсенових і ртутно-золотих руд, а також попутно з поліметалічних, вольфрамових і олов'яних. Відомо 20 мінералів ртуті, але промислове значення мають кіновар HgS(86,2 %), метацинабарит HgS (86,2 %), ртуть самородна Hg, блякла руда — шватцит (Hg,Cu)12·Sb4S13 (17 %), лівінгстоніт HgSb4S7 (22 %), кордероїт Hg3S2Cl2 (82 %) і каломель Hg2Cl2 (85 %), а також тиманіт (HgSe), колорадоїт (HgTe) і ін.

Ртуть широко застосовується при виготовленні різних приладів (барометрів, термометрів, манометрів, вакуумних насосів, полярографів і ін.), в ртутних лампах, як рідкий катод у виробництві їдких лугів і хлору електролізом, як каталізатор при синтезі оцтової кислоти, для амальгамації золота і срібла. Крім того, сполуки ртуті застосовуються в медицині.

Історія[ред.ред. код]

Ртуть відома з прадавніх часів, згадується у праці Аристотеля, Теофраста, Плінія Старшого, Вітрувія та інших давніх учених. Латинська назва цього металу «гідраргірум», яку дав ртуті грецький лікар Діоскорид (I ст. до Р. Х.), означає в перекладі «срібна вода». У величезному палаці знаменитого своєю жорстокістю китайського імператора Цінь Ши Хуан-ді (259–210 р. до Р. Х.) були створені цілі ріки і озера, наповнені чистою ртуттю. За легендою, цими (смертельно небезпечними для дихання) річками імператор пропливав з наложницями на прикрашених човнах. Масштабність цих побудов показує вже те, що палац Епан і гробницю імператора на горі Лішань будувало 700 000 засуджених на каторжні роботи.

Походження назви[ред.ред. код]

Символ меркурію для позначення ртуті

Латинська назва лат. hydrargyrum (Hg) походить від грец. ύδράργυρος «рідке срібло». Англійське Mercury походить від позначення елементу алхіміками. В українські мові немає достовірної версії походження слова ртуть.

Поширення[ред.ред. код]

У земній корі ртуть переважно розсіяна. Ртуть отримують з ртутних, ртутно-стибієвих, ртутно-арсенових і ртутно-золотих руд, а також попутно з поліметалічних, вольфрамових і олов'яних. Відомо 20 мінералів ртуті, але промислове значення мають кіновар HgS(86,2 %), метацинабарит HgS (86,2 %), ртуть самородна Hg, блякла руда — шватцит (Hg,Cu)12·Sb4S13 (17 %), лівінгстоніт HgSb4S7 (22 %), кордероїт Hg3S2Cl2 (82 %) і каломель Hg2Cl2 (85 %), а також тиманіт (HgSe), колорадоїт (HgTe) і ін.

Отримання[ред.ред. код]

Кіновар (англ. cinnabar)
Краплина ртуті

Ртуть отримують обпалюванням мінералів кіноварі HgS або лівінгстоніту HgSb4S8. Цей спосіб застосовували ще алхіміки в давнину. Рівняння реакції горіння кіноварі:

\mathrm{ HgS + O_2 \xrightarrow{600-700^oC} Hg + SO_2}

При виділенні сполук ртуті з багатих руд або концентратів, для відновлення можна використовувати вапно або залізні ошурки:

\mathrm{ HgS + 4CaO \xrightarrow{400-500^oC} Hg + CaSO_4 + 3CaS}
\mathrm{ HgS + Fe \xrightarrow{350-450^oC} Hg + FeS}

Хімічні властивості[ред.ред. код]

Ртуть утворює сплави з багатьма металами — ці, часто нестехіометричні, сполуки мають назву амальгами. Найпоширенішими предстаниками є амальгами натрію, калію, срібла, золота, свинцю, цинку, кадмію, міді.

При дії електричних розрядів на суміш пари ртуті та інертних газів утворюються сполуки HgNe, HgHe, HgAr, HgXe, HgKr, в яких атоми утримуються за рахунок сил Ван дер Ваальса.

За звичайної температури кисень повітря не діє на ртуть, однак, при наявності слідів вологи, поверхня ртуті вкривається сірою оксидною плівкою. При нагріванні ртуті на повітрі до 350 °C утворюється червоний наліт HgO, який руйнується при подільшому нагріванні:

\mathrm{ 2Hg + O_2 \xrightarrow{350^oC} 2HgO}
\mathrm{ 2HgO \xrightarrow{500^oC} Hg + O_2}

Металева ртуть взаємодіє з галогенами за слабкого нагрівання, утворюючи спочатку сполуки Hg+ складу Hg2Hal2, а потім окиснюються до HgHal2:

\mathrm{ Hg + Br_2 \xrightarrow{} HgBr_2}
\mathrm{ Hg + I_2 \xrightarrow{ethanol} HgI_2 + Hg_2I_2\downarrow}

Озон легко окиснює ртуть до чорного оксиду Hg2O. Із сіркою ртуть взаємодіє при нагріванні з утворенням червоного HgS (при високих температурах подібні сполуки чорного кольору утворюють також селен і телур):

\mathrm{ Hg + S \xrightarrow{>130^oC} HgS}
\mathrm{ Hg + Se \xrightarrow{550-600^oC} HgSe}

Ртуть розчиняється в деяких розведених та концентрованих кислотах, у царській воді:

\mathrm{ Hg + 2H_2SO_4(conc.) \xrightarrow{boiling} HgSO_4 + SO_2 + 2H_2O}
\mathrm{ 6Hg + 8HNO_3 \xrightarrow{} 3Hg_2(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O}
\mathrm{ 3Hg + 2HNO_3 + 6HCl \xrightarrow{50-70^oC} 3HgCl_2 + 2NO + 4H_2O}

Застосування[ред.ред. код]

Завдяки унікальним властивостям ртуть застосовується в металургії, хімічній промисловості, гальванічних елементах, гальванотехніці, медицині, сільському господарстві та багатьох інших галузях.

  • Особливо велике значення має ртуть в лабораторній практиці. Вона застосовується в термометрах, манометрах, всіляких регулювальних пристроях і затворах. У лабораторії використовується електроліз з ртутним катодом, колонки з амальгованими металами, каломельний електрод порівняння і ртутно-кадмієвий елемент Вестона.
  • Завдяки ртуті виник один із найзручніших і найчутливіших методів хімічного аналізу — полярографія. Ртуть застосовують для дослідження пористої структури вугілля, силікагелів та інших матеріалів.
  • У вакуумній техніці. Ртутний дифузійний насос незамінний для створення глибокого вакууму (10-13 мм рт. ст.). Він застосовується в мас-спектрометрах, прискорювачах частинок, установках, які використовують фотоемісію або імітують умови космічного вакууму.
  • В медицині. Ртуть — один з найсильніших антисептиків. Раніше лікарі часто користувалися рушниками, змоченими розчином сулеми HgCl2 — з метою дезінфекції. Застосовуються також мазі на основі сполук ртуті. У Ярослава Гашека описаний епізод, коли його улюблений поручик Лукаш заразився лишаєм, і Гашек вилікував поручика ртутною маззю, в результаті чого отримав медаль «За хоробрість». У ряді країн каломель Hg2Cl2 досі використовують як проносний засіб.

5 найпоширеніших речей, що містять ртуть[1]

  1. Градусник (ртутний термометр). Предмет, який є в кожному будинку. Якщо ненароком розбити градусник, то єдиний спосіб врятуватися від попадання ртуті в дихальні органи — це ретельно зібрати всі частинки приладу. Дуже небезпечно, якщо ртуть з розбитого градусника потрапить на поверхню м'яких меблів, килими, покривала і дитячі іграшки.
  2. Енергозберігаюча лампа (люмінесцентна лампа). Ці лампи споживають в чотири-п'ять разів менше електрики, ніж лампи розжарювання, але світла дають стільки ж. Такі лампочки не можна викидати в сміттєпровід і вуличні сміттєзбірники, їх слід відносити до районного ДЕЗ, де повинні бути встановлені спеціальні контейнери. 
  3. Батарейки. Серед токсичних і небезпечних елементів в батарейках є і ртуть, а також свинець, кадмій, нікель, цинк і луги. 
  4. Мило і креми. Ртуть там використовується для освітлення шкіри. Основний негативний ефект — загроза порушення роботи нирок. Ртуть в косметичних засобах може викликати висипання, знебарвлення шкіри і рубців. 
  5. Барометри. У цих приладах, які використовують для вимірювання тиску повітря, теж є ртуть. Замість ртуті в них може бути використаний і спирт, але ртуть точніше визначає тиск. 

Біологічна роль[ред.ред. код]

Пари ртуті та її сполуки дуже отруйні. З потрапнянням до організму людини через органи дихання, ртуть акумулюється та залишається там на все життя. Потрапивши в організм людини, ртуть негативно позначається на білковому обміні, шкодить нервовій системі і ниркам і навіть може викликати порушення психіки і серцево-судинної системи[1].

Встановлено максимально допустиму концентрацію парів ртуті: для житлових, дошкільних, навчальних і робочих приміщень — 0,0003 мг/м³; для виробничих приміщень — 0,0017 мг/м³.

Концентрація парів ртуті в повітрі понад 0,2 мг/м³ викликає гостре отруєння організму людини.

Симптоми гострого отруєння проявляються через 8-24 години: починається загальна слабкість, головний біль та підвищується температура; згодом — болі в животі, розлад шлунку, хворіють ясна.

Хронічне отруєння є наслідком вдихання малих концентрацій парів ртуті протягом тривалого часу. Ознаками такого отруєння є: зниження працездатності, швидка стомлюваність, послаблення пам'яті і головний біль; в окремих випадках можливі катаральні прояви з боку верхніх дихальних шляхів, кровотечі ясен, легке тремтіння рук та розлад шлунку. Тривалий час ніяких ознак може й не бути, але потім поступово підвищується стомлюваність, слабкість, сонливість; з'являються — головний біль, апатія й емоційна нестійкість; порушується мовлення, тремтять руки, повіки, а у важких випадках — ноги і все тіло.

Ртуть уражає нервову систему, а тривалий її вплив викликає навіть божевілля.

Демеркуризація[ред.ред. код]

При розливі ртуті (в тому числі й з розбитого термометра) прийнято такий порядок дій:

  • Організувати провітрювання.
  • Стороннім покинути приміщення й обмежити туди доступ.
  • Зібрати ртуть механічно - грушею для клізм або аркушами паперу в баночку і залити водою.
  • Не застосовуйте пилосос (інакше його доведеться викинути).
  • Консультацію можна отримати телефоном у пожежників 101(служби порятунку).
  • Обробити підлогу чи місце де розлилась ртуть розчином перманганату калію. (марганцівка) з розрахунку двох грамів перманганату калію на 1 літр води, кілька разів після чого помити місце мильною водою. Ганчірки викинути.
  • Ртуть з медичних термометрів при попаданні в організм через органи шлунково-кишкового тракту не становить небезпеки, бо токсичні лише солі ртуті.

Утилізація предметів із вмістом ртуті[ред.ред. код]

МНС приймає градусники і ртуть, тільки якщо вони несуть шкоду здоров'ю людини. Цілі градусники не приймають.[2]

Приймають ртуть спеціальні підприємства, як правило, не безкоштовно. За один кілограм зданої ртуті потрібно буде заплатити 75 гривень, за один ртутний термометр 2,20 гривні, а за люмінесцентну лампу, яка також містить ртуть, потрібно заплатити 4,80 гривні.

Ртуть в Україні[ред.ред. код]

В Україні найважливішим і найдавнішим є Микитівське родовище ртуті, відкрите у 1879 і експлуатоване з 1885. Цинобра виступає тут у жильній, пластовій та прожилково-вкраплюваній формі, вміст ртуті в руді в сер. 0,4 %. Поклади Р. виступають у банях морфотектоніки району, що належить до гол. Донецької антисинкліналі, найпродуктивнішими є бані Чагарник і Софіївська. На базі микитівської руди працює ртутний комбінат, оновлений у 1960-их pp.

Виробництво Р. до 1914 становило 300…400 т/рік (велику її частину експортовано); після війни й революції вона повільно відновлювалася (127 т у 1926), у 1935-40 її доведено річно до пр. 300 т (гіпотетичний попит в СРСР на Р. — 285 т). Після другої світової війни Микитівське родовище розбудоване. Виявлені у ньому запаси (до глибини 300 м) оцінювалися у 1927 на 6 000 т після введення глибокого буріння у 1960-их pp. вони дещо збільшилися. Продукція Р. в УРСР (чи СРСР) тепер не подається.

У 1960-их pp. в Україні розпочато розробку родовищ ртуті на Закарпатті (у межах Вулканічних Карпат), які виступають у олов'яно-цинкових рудовиявленнях, що належать до типу суміші метацинабаритів, карбонатів, гірського кристалу та цинобри. Розшуки ртуті відновлено також у Криму; перспективними можуть виявитися конгломерати ртутної мінералізації в сточищі Малого Салгиру та біля сіл Перевального і Веселого.

Цікаві факти[ред.ред. код]

  • Quicksilver — побутовою англійською мовою перекладається як «ртуть», дослівно перекладається як «швидке срібло», отримала свою назву через рідкий стан в нормальних для людини умовах.
  • Меркурій — планета Сонячної системи, в перекладі з латинської мови звучить як ртуть, отримала свою назву за надто швидкий період обертання навколо Сонця, (Рік на Меркурїї триває всього 88 діб)

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

Реторта Це незавершена стаття з хімії.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.