Hg (hydrargirum),
жидкий металлический элемент IIB подгруппы периодической системы элементов, член семейства цинка Zn, Cd, Hg. Символ ртути происходит от греческого слова, означающего "водное серебро". Ртуть известна с давних времен, она играла важную роль в алхимической практике. В настоящее время широко применяется в барометрах, термометрах, лампах дневного света, электрических переключателях, кварцевых лампах, амальгамах для лечения кариеса. Ртуть получают в основном обжигом киновари - руды, содержащей яркокрасный сульфид ртути (киноварь используется для получения красной краски). Известны также хлорид- и селенидсодержащие руды ртути, но они имеют ограниченное промышленное применение. Мировыми лидерами по добыче руды являются Италия и Испания, другие значительные производители руды - Китай, Мексика, страны СНГ и США. СВОЙСТВА РТУТИ
Атомный номер 80 Атомная масса 200,59 Изотопы
стабильные 196, 198-202, 204
нестабильные 191-195, 197, 199, 203, 205
Температура плавления, ° С -38,87 Температура кипения, ° С 356,6 Плотность, г/см3 13,546 Твердость жидкость Содержание в земной коре, % (масс.) 0,00005 Степени окисления +1, +2
Свойства. Ртуть - серебристый металл, единственный из металлов, жидкий при обычной температуре. При комнатной температуре ртуть медленно испаряется, что создает опасность ртутного отравления, так как пары ртути ядовиты, не имеют запаха, цвета и способны накапливаться в организме. Поэтому сосуды с ртутью должны быть плотно закрыты. Ртуть в коллоидном состоянии получается при восстановлении нитрата ртути(I) нитратом олова(II). При встряхивании ртути с разными жидкостями или при смешении с жирами либо порошками ртуть образует с ними тонкую дисперсию, которая используется в медицине как серая ртутная мазь. Чистая ртуть не тускнеет на воздухе при обычной температуре, но при нагревании медленно окисляется кислородом, образуя оксид HgO. Ртуть не реагирует с разбавленной хлороводородной кислотой и с холодной концентрированной серной кислотой, но разбавленная азотная и горячая концентрированная серная кислоты растворяют ртуть, причем при избытке металла образуются соединения ртути(I), а если кислота находится в избытке, то получаются соединения ртути(II). Ртуть хорошо растворяет многие металлы и образует с ними соединения и сплавы, которые называются амальгамами. Обычно амальгамы образуются уже при простом контакте металлов со ртутью. Особенно легко образуется амальгама золота, из-за чего не следует допускать контакта золотых изделий со ртутью. Co, Ni и Pt не образуют амальгам, железо также не образует амальгамы, если находится в компактной форме, поэтому ртуть можно перевозить в стальных сосудах. Амальгамы ряда металлов очень важны, например, с помощью амальгам извлекают золото и серебро (драгоценные металлы) из их руд. Амальгамы олова, серебра и золота применяют для пломбирования зубов, амальгамы натрия и калия используют как восстановители. Амальгамирование цинковых электродов используют для уменьшения их коррозии в период консервации аккумуляторных батарей.
Применение и основные соединения. Многообразно применение чистой ртути. Помимо вышеуказанных применений ее используют в ареометрах, вакуумных насосах, электроконтактах, жидких уплотнениях, выпрямителях, ультрафиолетовых и флюоресцентных лампах, как электролитический катод, катализатор органических синтезов, в химическом анализе по Кьельдалю и в производстве многих необходимых веществ. В ртутнопаровых турбинах используется много ртути, и небольшое количество ее необходимо каждый раз добавлять в цикл. Во время Второй мировой войны было найдено много новых областей применения ртути, а некоторые получили дальнейшее развитие. Среди них сухие батареи - одно из выдающихся достижений в технологиях с использованием ртути. К 1947 эти батареи были переделаны для использования в мирной продукции, например, для слуховых аппаратов. Другим достижением является применение ртутных муфт для миниатюрных электродвигателей в стиральных машинах, кондиционерах и холодильниках. В электролитическом методе производства хлора, разработанном в Германии и усовершенствованном в США, используется ртутный электрод. Соединения ртути применяют как средство защиты растений от милдью (ложная мучнистая роса), а также от плесени, гниения. Хлорид ртути(I) Hg2Cl2 (каломель) - тяжелый белый порошок без вкуса, без запаха, нерастворим в воде, медленно разлагается на свету. Он реагирует с гидроксидом аммония, образуя свободную ртуть в виде высокодисперсного черного порошка. Каломель используется как слабительное, диуретик, антисептик. В промышленности ее используют для производства бенгальских огней и художественного фарфора. В научных лабораториях часто применяется каломельный электрод. Иодид ртути(I) Hg2I2 - светложелтый порошок, темнеющий на свету в результате разложения и выделения высокодисперсной ртути, - используют как антисептик и лекарство. Нитрат ртути(I) Hg2(NO3)2 образует бесцветные кристаллы, растворимые в очень разбавленной азотной кислоте; его применяют как едкое вещество и антисептик, а также для чернения латуни. Сульфат ртути(I) Hg2SO4 - светложелтый порошок, который становится серым на свету. Он плохо растворим в воде. Его применяют в технологии аккумуляторов и электролитических ячеек. Хлорид ртути(II) HgCl2 (сулема, или дихлорид ртути) получают в виде бесцветных кристаллов или белого порошка, который заметно летуч при 100° C и полностью испаряется при 300° C. Он растворим в воде и образует кислые растворы в результате гидролиза и слабой ионизации. Сулема сильно ядовита, является эффективным антисептиком и протравой и применяется для обеззараживания одежды. Ее водные растворы 1:1000 или 1:5000 используют для обеззараживания и промывания ран и лечения кожных болезней. В промышленности сулему используют для консервации древесины и анатомических образцов, а также для бальзамирования, дезинфекции, дубления, крашения дерева, в гальваностегии и деполяризации сухих батарей и для многих других целей. Иодид ртути(II) HgI2 - яркокрасный ядовитый порошок - применяют как протраву и лекарство. Нитрат ртути(II) Hg(NO3)2 - белый кристаллический, растворимый в воде порошок, - применяют в медицине, производстве фетровых шляп, для синтеза фульмината ртути (гремучей ртути) Hg(CNO)2 - инициирующего ВВ для капсюлей-детонаторов и капсюлей-воспламенителей в снарядах, гранатах и торпедах. Тиоцианат ртути(II) Hg(CNS)2 - белый порошок без запаха, при нагревании во много раз увеличивается в объеме, что используют для демонстрации опыта "фараонова змея"; соединение в порошке и в парах ядовито. Ртуть образует много комплексных соединений. Например, щелочной раствор тетраиодомеркурата калия K2[[HgI4]] (реактив Несслера) используют для количественного определения аммиака, в присутствии которого образуется бурый осадок NH2Hg2I3. Этот метод позволяет обнаруживать до 10-8 долей аммиака в воде. Амидохлорид ртути HgNH2Cl (белый аморфный порошок), получается при добавлении гидроксида аммония к хлориду ртути(II); при нагревании не плавится, а испаряется в режиме слабокрасного нагрева. Это соединение используют для лечения кожных сыпей и раздражений (белая ртутная мазь).
См. также ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ.
ЛИТЕРАТУРА
Мельников С.М. Металлургия ртути. М., 1971 Трахтенберг Т.М., Коршун М.Н. Ртуть и ее соединения в окружающей среде. Киев, 1990