Что такое ртуть в химии определение

О ртути

Ртуть: общие понятия

Консультация оперативного дежурного: +7(812)309-13-43

Химические свойства ртути

Ртуть – единственный из всех существующих в природе металлов, который остается жидким при комнатной температуре. В этих условиях на воздухе она не окисляется, в воде и щелочах не растворяется. Растворяется в холодной азотной кислоте и нагретой концентрированной серной. В обычных условиях активно испаряется, и скорость этого процесса прямо пропорциональна температуре и площади поверхности испарения. Пары ртути не имеют ни запаха, ни цвета, обнаружить их в воздухе можно только с помощью специальных приборов

Физические свойства ртути

Для ртути характерны низкая вязкость и высокое поверхностное натяжение. Эти свойства становятся причиной двух негативных с точки зрения ртутного загрязнения среды процессов:

Пары ртути отличает очень высокая летучесть, и слой воды или иной жидкости не представляет для них реальной преграды. То же самое можно сказать и о многих строительных материалах, таких как бетон, кирпич, лакокрасочное покрытие, линолеум или плитка. Ртутные пары равномерно пропитывают их на всю толщину, а также легко сорбируются из воздуха деревом, коврами и тканями. При повышении температуры или при механическом воздействии происходит обратная десорбция ртути в воздух помещения.

Чистая металлическая ртуть хорошо растворяет многие металлы, снижая тем самым прочность металлических конструкций, и образует непрочные соединения как с неорганическими, так и с органическими веществами.

Воздействие ртути на человека и животных

Основные пути попадания ртути в организм – это вдыхание ее паров с воздухом либо употребление с пищей или водой. Организм человека выводит не более 20% попавшей в него ртути, и она накапливается в почках и мозге, поражает плод, если женщина беременна, содержится в крови и грудном молоке. При концентрации паров ртути более 0,1 мг/м3 наступает острое отравление, признаки которого:

Следствием длительного воздействия малых доз ртути является хроническое отравление, которое может проявиться с задержкой на несколько лет. Все это время в организме накапливаются необратимые нарушения с такими внешними признаками:

Мнение эксперта:

Алена Парецкая, врач — педиатр

Пролитая ртуть: как с ней бороться

Существуют как природные (месторождения), так и техногенные (места добычи, горнорудные и предприятия цветной металлургии, специальные полигоны-хранилища, отходы сжигания нефтепродуктов и т. д.) источники ртути, загрязняющей воздух, воду и почву. Бытовые и производственные помещения загрязняются ртутью при неправильной эксплуатации ртутных приборов и устройств, таких как термометры, манометры, выпрямители электрического тока. Статистика утверждает, что 80% всех работ МЧС в Санкт-Петербурге источники паров ртути. Если не принимать во внимание злоумышленные проливы ртути, то наиболее частая причина их существования – разбитый ртутный термометр и преступно халатное отношение к последствиям этого события

Ликвидация розлива ртути: +7(812)309-13-43

ОЧЕНЬ ВАЖНО!

Если у Вас в семье есть ребёнок, заранее объясните ему, что если он нечаянно
разобьёт термометр, его никто не будет за это ругать. В противном случае ваше чадо, испугавшись наказания за разбитый градусник, спрячет его остатки куда-нибудь под кровать или шкаф и ничего Вам не скажет – в итоге вся Ваша семья долгое время будет дышать ядовитыми парами ртути.

При прохождении теста нужно помнить: Предельно допустимая концентрация ртути 300нг/м3

Источник

Ртуть

Название, символ, номерРтуть / Hydrargyrum (Hg), 80Атомная масса
(молярная масса)200,592(3) а. е. м. (г/моль)Электронная конфигурация[Xe] 4f 14 5d 10 6s 2Радиус атома157 пмКовалентный радиус149 пмРадиус иона(+2e) 110 (+1e) 127 пмЭлектроотрицательность2,00 (шкала Полинга)Электродный потенциалHg←Hg 2+ 0,854 ВСтепени окисления+2, +1Энергия ионизации
(первый электрон)1 006,0 (10,43) кДж/моль (эВ)Плотность (при н. у.)13,546 (20 °C) г/см³Температура плавления234,32 K (-38,83 °C)Температура кипения629,88 K (356,73 °C)Уд. теплота плавления2,295 кДж/мольУд. теплота испарения58,5 кДж/мольМолярная теплоёмкость27,98 Дж/(K·моль)Молярный объём14,81 см³/мольСтруктура решёткиромбоэдрическаяПараметры решёткиa_hex=3,464 с_hex=6,708 ÅОтношение c/a1,94Температура Дебая100,00 KТеплопроводность(300 K) 8,3 Вт/(м·К)Номер CAS7439-97-6

Содержание

История

Ртуть известна с древних времён. Нередко её находили в самородном виде (жидкие капли на горных породах), но чаще получали обжигом природной киновари. Древние греки и римляне использовали ртуть для очистки золота (амальгамирование), знали о токсичности самой ртути и её соединений, в частности сулемы. Много веков алхимики считали ртуть главной составной частью всех металлов и полагали, что если жидкой ртути возвратить твёрдость при помощи серы или мышьяка, то получится золото. Выделение ртути в чистом виде было описано шведским химиком Георгом Брандтом в 1735 году. Для представления элемента как у алхимиков, так и в настоящее время используется символ планеты Меркурий. Но принадлежность ртути к металлам была доказана только трудами Ломоносова и Брауна, которые в декабре 1759 года смогли заморозить ртуть и установить её металлические свойства в твёрдом состоянии: ковкость, электропроводность и др.

Происхождение названия

Нахождение в природе

Ртуть — относительно редкий элемент в земной коре со средней концентрацией 83 мг/т. Однако ввиду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами. Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2,5 % ртути. Основная форма нахождения ртути в природе — рассеянная, и только 0,02 % её заключено в месторождениях. Содержание ртути в различных типах изверженных пород близки между собой (около 100 мг/т). Из осадочных пород максимальные концентрации ртути установлены в глинистых сланцах (до 200 мг/т). В водах Мирового океана содержание ртути — 0,1 мкг/л. Важнейшей геохимической особенностью ртути является то, что среди других халькофильных элементов она обладает самым высоким потенциалом ионизации. Это определяет такие свойства ртути, как способность восстанавливаться до атомарной формы (самородной ртути), значительную химическую стойкость к кислороду и кислотам.

Ртуть присутствует в большинстве сульфидных минералов. Особенно высокие её содержания (до тысячных и сотых долей процента) устанавливаются в блёклых рудах, антимонитах, сфалеритах и реальгарах. Близость ионных радиусов двухвалентной ртути и кальция, одновалентной ртути и бария определяет их изоморфизм во флюоритах и баритах. В киновари и метациннабарите сера иногда замещается селеном или теллуром; содержание селена часто составляет сотые и десятые доли процента. Известны крайне редкие селениды ртути — тиманит (HgSe) и онофрит (смесь тиманита и сфалерита).

Ртуть является одним из наиболее чувствительных индикаторов скрытого оруденения не только ртутных, но и различных сульфидных месторождений, поэтому ореолы ртути обычно выявляются над всеми скрытыми сульфидными залежами и вдоль дорудных разрывных нарушений. Эта особенность, а также незначительное содержание ртути в породах, объясняются высокой упругостью паров ртути, возрастающей с увеличением температуры и определяющей высокую миграцию этого элемента в газовой фазе.

В обычных условиях киноварь и металлическая ртуть не растворимы в воде, но в присутствии некоторых веществ (Fe₂(SO₄)₃, озон, пероксид водорода) растворимость в воде этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах щелочных металлов с образованием, например, комплекса HgS•nNa₂S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроксидами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями.

В природе известно около 20 минералов ртути, но главное промышленное значение имеет киноварь HgS (86,2 % Hg). В редких случаях предметом добычи является самородная ртуть, метациннабарит HgS и блёклая руда — шватцит (до 17 % Hg). На единственном месторождении Гуитцуко (Мексика) главным рудным минералом является ливингстонит HgSb₄S₇. В зоне окисления ртутных месторождений образуются вторичные минералы ртути. К ним относятся, прежде всего, самородная ртуть, реже метациннабарит, отличающиеся от таких же первичных минералов большей чистотой состава. Относительно распространена каломель Hg₂Cl₂. На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения — терлингуаит Hg₂ClO, эглестонит Hg₄Cl.

Месторождения

Ртуть считается редким металлом.

Одно из крупнейших в мире ртутных месторождений находится в Испании (Альмаден). Известны месторождения ртути на Кавказе (Дагестан, Армения), в Таджикистане, Словении, Киргизии (Хайдаркан — Айдаркен), Донбассе (Горловка, Никитовский ртутный комбинат).

В России находятся 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс. тонн (на 2002 год), из них крупнейшие разведаны на Чукотке — Западно-Палянское и Тамватнейское.

В окружающей среде

До индустриальной революции осаждение ртути из атмосферы составляло около 4 нанограммов на 1 кубический дециметр льда. Природные источники, такие, как вулканы, составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. Причиной появления остальной половины является деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля (главным образом в тепловых электростанциях) — 65 %, добыча золота — 11 %, выплавка цветных металлов — 6,8 %, производство цемента — 6,4 %, утилизация мусора — 3 %, производство соды — 3 %, чугуна и стали — 1,4 %, ртути (в основном для батареек) — 1,1 %, остальное — 2 %.

Одно из тяжелейших загрязнений ртутью в истории случилось в японском городе Минамата в 1956 году, что привело к более чем трём тысячам жертв, которые либо умерли, либо сильно пострадали от болезни Минамата.

Изотопы

Природная ртуть состоит из смеси 7 стабильных изотопов: 196 Hg (распространённость 0,155 %), 198 Hg (10,04 %), 199 Hg (16,94 %), 200 Hg (23,14 %), 201 Hg (13,17 %), 202 Hg (29,74 %), 204 Hg (6,82 %). Искусственным путём получены радиоактивные изотопы ртути с массовыми числами 171—210.

Получение

Ртуть получают обжигом киновари (сульфида ртути II) или металлотермическим методом:

HgS + O₂ ⟶ Hg + SO₂↑ HgS + Fe ⟶ FeS↓ + Hg

Пары ртути конденсируют и собирают. Этот способ применяли ещё алхимики древности.

На протяжении многих столетий в Европе основным и единственным месторождением ртути был Альмаден в Испании. В Новое время с ним стала конкурировать Идрия во владениях Габсбургов (современная Словения). Там же появилась первая лечебница для поражённых отравлением парами ртути рудокопов. В 2012 г. ЮНЕСКО объявило промышленную инфраструктуру Альмадена и Идрии памятником Всемирного наследия человечества.

В надписях во дворце древнеперсидских царей Ахеменидов (VI—IV века до н. э.) в Сузах упоминается, что ртутную киноварь доставляли сюда с Зеравшанских гор и использовали в качестве краски.

Источник

В природе существует множество полезных ископаемых, которые обладают определёнными характеристиками и используются для различных нужд человека.

Одним из древних металлов является ртуть. Химический элемент имеет особенности, которые делают его незаменимым в современной промышленности.

История открытия

О ртути люди узнали ещё в древние времена. Вещество часто находили в виде самородка, который представлял жидкие капли на горных породах. Но чаще металл получали из его соединения с серой — сульфида ртути (HgS), или киновари. Люди из Древнего Рима и Греции применяли вещество для очистки золота от разных примесей. В то время народы уже раскрыли, что металл и его соединения вредны для здоровья.

О веществе стало известно так рано, потому что добываемая киноварь быстро разлагалась под воздействием высоких температур воздуха и образовывала металлическую ртуть. В период древних цивилизаций люди обжигали киноварь в глиняных сосудах, на крышках которых конденсировался необходимый металл. Сегодня для этого применяют трубчатые печи.

Когда алхимики открыли новый элемент, они назвали его «живым серебром» (argentum vivum). Учёные считали его женским началом веществ и матерью всех металлов. Они полагали, что при помощи мышьяка и серы жидкой ртути можно вернуть твёрдость и получить таким образом золото.

В течение многих столетий алхимики утверждали, что это вещество содержится в любом металле. Кроме того, они верили, что оно могло стать основой для философского камня. Позже веществу дали другое название — hydrargyrum, что с латинского переводится как «жидкое серебро».

В Средневековье известные химические элементы ассоциировали с открытыми в то время семью планетами. Ртуть совпадала с обозначением Меркурия. Так люди подчёркивали близость металла к золоту (Солнцу), поскольку небесное тело расположено близко к светилу. Также название «Mercury» соответствовало уникальному свойству элемента. Капли вещества стремительно перекатывались по гладким поверхностям, что напоминало быстрое передвижение античного бога-посланника Меркурия.

В 1735 году шведский учёный Георг Брандт подробно описал образование вещества в чистом виде. Для обозначения уже использовался символ планеты Меркурий.

В 1759 году Браун и Ломоносов доказали, что вещество относится к металлам. Они смогли определить его металлические свойства в твёрдом агрегатном состоянии после замерзания.

Нахождение в природе

В России есть 23 места, где добывают ртуть. Самое крупное из них находится на Чукотке.

Металл также добывают и в других странах:

Концентрация вещества в земной коре составляет всего 83 мг/т. Редкий металл слабо соединяется химически с иными элементами. Но ртутные руды часто бывают очень концентрированными, если их сравнивать с обычными горными породами, и могут содержать до 2,5% серебристого металла.

В основном ртуть рассеяна в природе. Лишь 0,02% от всего её объёма заключено в месторождениях. Наибольшие концентрации наблюдаются в глинистых сланцах. В Мировом океане объём вещества достигает 0,1 мкг/л.

Металл можно обнаружить во многих сульфидных минералах.

Основными природными материалами для добычи вещества выступают антимониты, блёклые руды, сфалериты и реальгары. Ртуть добывают из киновари, метациннабарита, а также из селенидов металла (тиманита и онофрита).

Описание элемента

Элемент расположен между золотом и таллием в таблице Менделеева. Ртуть имеет порядковый номер 80 и обозначается Hg. Она относится к элементам шестого периода и входит в подгруппу цинка. Это единственный металл, простые вещества которого находятся в жидком состоянии при нормальных условиях.

Непрозрачный металл представлен тяжёлой серебристой жидкостью.

Основные физические свойства ртути:

В жидком виде ртуть обладает металлическим блеском. Когда вещество затвердевает, оно приобретает кристаллическое состояние. Ртуть может взаимодействовать со многими металлами, образуя при реакции с ними соединения, которые называются амальгамы. Химический элемент относится к группе диамагнетиков: он не магнитится, а отталкивается в присутствии магнитов. При горении вещество образует ядовитые испарения.

Ртуть характеризуется высоким потенциалом ионизации. Она способна восстанавливаться до атомарной формы (самородка). Кроме того, элемент обладает высокой химической стойкостью к кислороду и кислотам.

Химические особенности

Металл характеризуется степенью окисления +1 и +2. В первом случае он представлен двухъядерным катионом Hg22+ с металлической связью и склонен к диспропорционированию, которое проходит при нагревании и разбавлении водой.

Элемент со степенью окисления +2 образует с различными лигандами устойчивые комплексы. Прочные ковалентные связи наблюдаются с йодом, серой и углеродом. С последним веществом ртуть образует самые устойчивые соединения.

Сферы использования

Применение ртути в современной промышленности соблюдается с большой осторожностью. Перед работой с этим элементом нужно познакомиться с мерами безопасности.

Сферы использования металла:

В области медицины вещество практически не используют, поскольку оно считается опасным для жизни человека. В виде консерванта он содержится в малых количествах в вакцинах. В прошлом ртуть использовали в качестве слабительного, мочегонного и антисептического средства.

С 2020 года будет запрещено производство некоторых предметов для бытовых нужд, содержащих токсичный металл, поскольку испарения часто вызывают отравления у людей. Также введут регулирование применения вещества и ограничат многие промышленные процессы и отрасли, связанные с этим химическим элементом.

Ртуть — довольно интересный металл, который проявляет необычные свойства. О нём имеется немало занимательных фактов, однако учёные продолжают изучать особенности «жидкого серебра». Возможно, в будущем этому элементу найдут дополнительное применение и смогут снизить степень его токсичности.

Источник

Ртуть: свойства, сфера применения, опасности для здоровья и экологии

Ртуть в количестве 17 килограммов 322 грамма случайно найдена на дамбе реки Днестр между селом Карагаш и городом Слободзея, сообщил в пятницу местный телеканал со ссылкой на министерство госбезопасности (МГБ) непризнанной республики.

Ртуть (Hg) – химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 80, атомная масса 200,59; серебристо-белый тяжелый металл, жидкий при комнатной температуре.

Ртуть – один из семи металлов, известных с древнейших времен. Несмотря на то, что ртуть относится к рассеянным элементам и в природе ее очень мало (примерно столько же, сколько и серебра), она встречается в свободном состоянии в виде вкраплений в горные породы.

Кроме того, ее очень легко выделить при обжиге из основного минерала – сульфида (киновари). Пары ртути легко конденсируются в блестящую, как серебро, жидкость. Ее плотность настолько велика (13,6 г/куб. см), что ведро с ртутью обычный человек даже не оторвет от пола.

Ртуть широко применяется при изготовлении научных приборов (барометры, термометры, манометры, вакуумные насосы, нормальные элементы, полярографы, капиллярные электрометры и др.), в ртутных лампах, переключателях, 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, при изготовлении взрывчатых веществ; в медицине (каломель, сулема, ртутьорганические и другие соединения), в качестве пигмента (киноварь), в сельском хозяйстве в качестве протравителя семян и гербицида, а также как компонент краски морских судов (для борьбы с обрастанием их организмами).

В домашних условиях ртуть может оказаться в дверном звонке, лампах дневного света, медицинском термометре.

Металлическая ртуть высокотоксична для любых форм жизни. Основную опасность представляют пары ртути, выделение которых с открытых поверхностей возрастает при повышении температуры воздуха. При вдыхании ртуть попадает в кровь. В организме ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками; частично откладывается в печени, в почках, селезёнке, ткани мозга и др.

Токсическое действие связано с блокированием сульфгидрильных групп тканевых белков, нарушением деятельности головного мозга (в первую очередь, гипоталамуса). Из организма ртуть выводится через почки, кишечник, потовые железы и др.

Острые отравления ртутью и ее парами встречаются редко. При хронических отравлениях наблюдаются эмоциональная неустойчивость, раздражительность, снижение работоспособности, нарушение сна, дрожание пальцев рук, снижение обоняния, головные боли. Характерный признак отравления – появление по краю десен каймы сине-черного цвета; поражение десен (разрыхленность, кровоточивость) может привести к гингивиту и стоматиту.

При отравлениях органическими соединениями ртути (диэтилмеркурфосфатом, диэтил-ртутью, этилмеркурхлоридом) преобладают признаки одновременного поражения центральной нервной (энцефало-полиневрит) и сердечно-сосудистой систем, желудка, печени, почек.

Основная мера предосторожности при работе с ртутью и ее соединениями – исключение попадания ртути в организм через дыхательные пути или поверхность кожи.

Пролитую в помещении ртуть надо собирать самым тщательным образом. Особенно много паров образуется в том случае, если ртуть рассыпалась на множество мельчайших капелек, которые забились в различные щели, например, между плитками паркета. Все эти капельки необходимо собрать.

Лучше всего это сделать с помощью оловянной фольги, к которой ртуть легко прилипает, или же промытой азотной кислотой медной проволочкой. А те места, где ртуть еще могла бы задержаться, заливают 20%-ным раствором хлорного железа. Хорошая профилактическая мера против отравления парами ртути – тщательно и регулярно, в течение многих недель или даже месяцев, проветривать помещение, где была пролита ртуть.

Экологические последствия заражения парами ртути проявляются, прежде всего, в водной среде – подавляется жизнедеятельность одноклеточных морских водорослей и рыб, нарушается фотосинтез, ассимилируются нитраты, фосфаты, соединения аммония и т. д. Пары ртути фитотоксичны, ускоряют старение растений.

Источник