РТУТЬ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

РТУТЬ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияРтуть: свойства, добыча и производство, применение

Ртуть – тяжёлый серебристо-белый металл, пребывающий при нормальных условиях в жидком состоянии. В условиях комнатной температуру она не вступает в соединения с кислородом, не поддаётся растворению в воде, но при этом она активно испаряется и выделяет ядовитые пары. Химически взаимодействует с нагретой концентрированной серной кислотой и холодной азотной.

Физические свойства:

  • плотность ртутипри температуре 200C, составляет 13 546 кг/м3;
  • температура кипения – +356,730C;
  • температура плавлениядостигает -38,830C;
  • пониженная вязкость при пониженном поверхностном натяжении, именно это свойство позволяет жидкому металлу распадаться на мелкие шарики и проникать в труднодоступные места;
  • легко вступает в реакцию с металлами, снижая их прочностные характеристики.

Ртуть встречается в естественном, жидком металлическом виде: в форме органических соединений – метилртути и этилртути; также – в виде неорганических соединений – киновари и сулемы.

Где содержится ртуть

Природное содержание ртути в земной коре незначительно. В среднем оно достигает 83 мг/т, хотя существуют и исключения:

  • морская вода – 0,1 мкг/л;
  • породы, сформировавшиеся в результате извержений вулканов и выбросов магмы – 100 мг/т;
  • глинистые сланцы осадочных пород – 200 мг/т.

Насыщение ртутью атмосферы происходит за счёт пожаров, извержения вулканов и техногенной деятельности человека. Результатом последней является половина выбросов, происходящих в ряде технологических процессов:

  • Сгорание угля, используемого для работы тепловых электростанций – 65%.
  • Золотодобыча – 11%.
  • Работа предприятий цветной металлургии – 6,8%.
  • Выпуск цемента – 6,4%.
  • Переработка и утилизация мусора – 3%.
  • Выработка соды – 3%.
  • Литьё чёрных металлов – 1,4%.
  • Изготовление батареек – 1,1%.
  • Другие технологии – 2%.

Как самородное полезное ископаемое, ртуть встречается весьма редко. Гораздо чаще её можно встретить в составе сульфидных минералов: антимонидов, блёклых руд, реальгарах, сфалеритах. Более всего в своём составе своеобразный жидкий металл содержат:

  • киноварь – 86,21%,
  • метациннабарит – 86,21%,
  • кордероит – 82,6%,
  • галхаит – 59,06%,
  • акташит – 34,5%,
  • шватцит – 21,6%,
  • ливингстонит – 21,25%.

Помимо перечисленных минералов, ртуть можно извлекать попутно из нефти, природного газа, каменного угля, материалов для изготовления цемента и флюсов. Также, она собирается в процессе утилизации ртутьсодержащих материалов и устройств.

Процесс добычи ртути

Процесс добычи залежей, подразделяющихся на собственно ртутные и комплексные руды – они, в свою очередь, представлены в зависимости от формы выделения искомого минерала: сульфидными, ртутно-самородными и оксидохлоридными полезными ископаемыми – производится закрытым способом, включающим в себя буровые и взрывные работы с последующим строительством шахтных сооружений.

РТУТЬ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Извлечённый камень, красноватого оттенка перемещается с помощью: сначала – конвейеров, а затем – автомобильного или железнодорожного транспорта к месту обогащения и переработки. Где подвергается очистке и дроблению с целью получения сырья очень мелкой фракции – «муки». Специально для этого в качестве дробящих стальных устройств используются шары и укороченные прутки.

Процесс производства ртути из руды

Технология получения ртути из измельчённой руды, состоит из нескольких этапов:

  • Обжиг. Мелкоизмельчённая руда нагревается в трубчатой печи до определённой температуры. В результате химического взаимодействия с кислородом, образуется диоксид серы и происходит испарение ртути.
  • Конденсация. Получившаяся после обжига газообразная смесь, содержащая в себе ртутные испарения, двуокись серы, водяной пары и другие побочные вещества, попадает в конденсатор охлаждения. Где сама ртуть конденсируется в жидкое состояние, а оставшиеся газы и пары или находят дальнейшее применение, или выбрасываются в атмосферу.
  • Консолидация и очистка. В специально определённой ёмкости ртуть накапливается и очищается от примесей, оставшихся на её поверхности. Такое становится возможным благодаря очень высокой плотности перерабатываемого минерала.
  • Доочистка. Так как полученный продукт не всегда удовлетворяет требованиям последующего использования, то осуществляется трёхступенчатая доочистка, включающая:
  • механическую фильтрацию,
  • электролиз,
  • химическую очистку активными компонентами.

Конечным результатом этих процессов выступает пригодная для дальнейшего использования ртуть, находящее применение в ряде отраслей народного хозяйства.

Хранение и транспортировка

Так как ртуть и её целый ряд химических соединений, имеющих её в своём составе, представляют угрозу для жизни и здоровья, то хранение и перевозка этого вещества чрезвычайной опасности должна производиться специально обученными лицами в предназначенной для этой процедуры таре.

Складское хранение и транспортировка ртути разрешена только в баллонах, изготовленных из чёрной стали, плотно закрывающихся снаружи и эмалированных внутри. Допускается нахождение ртути в толстостенных стеклянных ёмкостях с притёртыми пробками на рабочих местах в необходимых объёмах.

Причём поверхность жидкого металла должна быть залита водой или глицерином с целью недопущения испарения вредных паров. Емкости должны располагаться на подносах внутри вытяжных шкафов.

Места хранения, проведения погрузочно-разгрузочных работ и расфасовки должны быть оборудованы специальными приспособлениями и посудой.

Транспортировка этого опасного вещества должна осуществляться исключительно в небьющейся посуде. Транспорт для перевозки необходимо иметь в исправном состоянии, а водители – обладать соответствующими допусками и разрешениями.

Сфера применения

В медицине

До того, как стало ясно, что ртуть, её пары и соединения являются токсичными ядовитыми веществами, этот минерал в самых разнообразных видах и соединениях находил широкое применение в медицине. Вот несколько не столь давних примеров использования этого минерала в качестве лекарственного средства:

  • Древние китайцы применяли её для избавления от проказы, индусы – в качестве эликсира долголетия, арабы – как средство при заболеваниях кожи и в случаях укусов разнообразных насекомых.
  • Лечение заворота кишок, основанное на высоком удельном весе минерала, способного своей тяжестью их расправить, было широко распространено в средневековье.
  • Европейская эпидемия сифилиса вызвала к жизни применение ртути в качестве средства избавления от тяжелого недуга. Изобретение знаменитого Парацельса (позднее на смену ему пришла каломельная мазь И. И. Мечникова) продолжало активно использоваться для лечения венерического заболевания вплоть до 70-ых годов прошлого века, когда ему на смену пришли антибиотики.
  • На рубеже XIX и XX веков этот жидкий металл входил в состав антисептических, дезинфицирующих, слабительных, мочегонных, стоматологических средств. На его основе изготовлялось бактерицидное мыло.
  • Однако, не смотря на своё крайне вредное воздействие на человеческий организм, ртуть нисколько не утратила своих позиций в современной медицине. Она является рабочим телом высокоточных термометров, входит в состав ряда вакцин и мазей. Мало того, с помощью этого древнейшего лечебного средства создаются средства для высокоэффективного лечения рака, СПИДа, разрабатываются препараты для защиты от радиоактивных поражений и блокировки развития опасных заболеваний.

В высокоточной измерительной технике

Жидкое агрегатное состояние ртути находит широкое применение её в качестве рабочего тела при конструировании манометров, термометров, барометров, полярографов, терморегуляторов.

Она устойчива к перепадам температуры в плане своих физико-химических свойств и обладает очень низкой температурой плавления.

Правда, работа с подобной техникой требует предельной аккуратности, а после истечения срока эксплуатации, приборы подлежат обязательной утилизации с извлечением ртути.

РТУТЬ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

В металлургической промышленности

Одно из древнейших направлений использования ртути – это металлургия.

Так, процесс амальгамации позволяет производить комплексную переработку полиметаллических руд, что очень удобно для добычи золота, серебра, вторичной переработки алюминия. В своё время жидкие или твёрдые сплавы этого минерала с металлами стали основой производства зеркал и изделий ювелирной мастерства.

Электролиз с ртутным катодом положен в основу техпроцесса для получения хлора, щёлочи, активных в химическом отношении металлов. Современная промышленность активно использует сплавы ртути с натрием, оловом, висмутом, свинцом.

В сельском хозяйстве

Ядовитые свойства этого полезного ископаемого, способного своими парами уничтожать вредные микроорганизмы, пригодились в сельском хозяйстве. Это – прежде всего протравка семян перед посадкой, а также – борьба с болезнетворными бактериями, вредителями, паразитами и сорняками.

Месторождения в России и мире

На Земле существует несколько территориальных провинций, богатых ртутьсодержащими минералами. Это – прежде всего:

  • Средиземноморье;
  • Украина и Турция;
  • Горный Алтай и Киргизия, Республика Саха, Камчатка, Чукотка, Китай, Япония;
  • США, Мексика, Боливия, Перу;
  • Нумидийский хребет в Северной Африке.
Читайте также:  КАМЕНЬ БЕЛОМОРИТ: таинственное происхождение

В зависимости от происхождения и ряда физических факторов ртутные месторождения подразделяются на следующие генетические типы:

  • Невулканические гидротермальные:
  • Испания – Альмаден.
  • Словения – Идрия.
  • Украина, Донбасс – Никитовское.
  • Киргизстан – Хайдаркан – Айдаркен.
  • Россия, Горный Алтай – Акташ.
  • Россия, Чукотка – Западно-Палянское и Тамватнейское.
  • Вулканогенные гидротермальные:
  • Украина, Закарпатье – Боркутное, Вышковское.
  • Россия, Камчатка, Сахалин, Чукотка – Пламенное.
  • Италия – Монте-Амьята.
  • Мексика – Гуитцуко.
  • США – Опалит.
  • Плутогенные гидротермальные:
  • Россия. Горный Алтай – Чоган-Узун, Забайкалье – Барун-Шивея и Ильдикан.
  • Ирландия – Гордтрдам.
  • Тунис – Джабель-Аджа.
  • Турция – Гюмюслер.
  • Китай – Воси.
  • США – Нью-Альмаден и Нью-Идрия.
  • Газово-термальные, находящиеся в местах вулканической деятельности:
  • Россия. Вулкан Медведева.
  • США. Штат Калифорния – Салфер-Бэнк.
  • США. Вблизи Нью-Альмадена.
  • Китай. Гунчэн и Лингуань.

Мировые запасы

Общемировые запасы ртути оцениваются по разным данным из подчас противоречащих друг другу источников, в цифру порядка 715 тыс. тонн. Из 40 стран мира, располагающих промышленными залежами этого минерала, наибольшие запасы сосредоточены на территории: Испании – 57%, Алжира – 15%, Китая – 13%, Киргизии – 6%, остальных стран – 9%.

Страны-лидеры в ртутной промышленности

В связи с целым рядом проблем политического, экологического, экономического плана, лидерство в области постоянно претерпевает изменения. Однако традиционными производителями и продавцами на мировом рынке выступают:

  • Испания, Италия.
  • Турция, ряд стран СНГ, Индия, Китай, Япония, Сингапур, Индонезия, Филиппины.
  • Канада, США, Мексика.
  • Алжир.

Ртуть: сфера применения и опасно для человека

Ртуть – один из семи металлов, которые были известны до нашей эры. Это единственный металл с жидким агрегатным состоянием при комнатной температуре. Пары ртути очень токсичны, поэтому работать с этим веществом нужно очень осторожно.

История происхождения

Ртуть была известна как минимум за 1500 лет до н.э. Ее использовали для создания лекарственных препаратов, которые должны были продлить жизнь и подарить бессмертие.

В IV-IIIвеках до н.э. о ртути упоминают Аристотель и Теофаст, называя ее жидким серебром. Также Диоскорид чуть позже писал процесс получения ртути из киновари.

Самым важным металлом считалось золото, которое в древности ассоциировалось с Солнцем. Ртуть же считали второстепенным металлом после золота. Поэтому ее называли меркурием, в честь Меркурия – самой близкой к Солнцу планеты.

Также ее называли жидким серебром, что обусловлено внешним сходством с этим металлом. А из-за подвижности ртути ее иногда именовали живым серебром.

РТУТЬ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияКак выглядит ртуть

В Древнем Китае и Индии верили в целительные свойства этого металла. Также алхимики пытались получить золото из серы и ртути.

Запасы и добыча ртути

Металл под названием ртуть содержится в минерале киноварь. Это камень красного цвета, который издавна применялся как краситель. Также вещество может находиться и в других минералах, но в мизерном количестве. Поэтому основным источником ртути является именно киноварь. В нем содержится около 85% сульфида ртути.

Ртуть является очень ценным металлом, так как только она при комнатной температуре находится в жидком агрегатном состоянии. Нет ни одного другого вещества, который бы по свойствам был похож на ртуть. Поэтому ее добывают во всех странах.

Камни киновари могут быть крупными или по размеру с зерно. Обычно они располагаются на небольшой глубине. Металл выделяют из киновари во время нагревания. При повышенных температурах ртуть начинает выделяться из руды небольшими каплями, которые стекают в заранее подготовленные резервуары.

Где добывают ртуть? Больше всего месторождений киновари находится в Италии, Испании, Канаде, США, во многих государствах Азии.

Самой богатой на ртуть страной является Испания – здесь содержится 75% мирового запаса металла. Крупнейшим месторождением является рудник Альмаден, который стали разрабатывать еще более 2000 лет назад.

В России также есть  месторождения ртути. В основном ее добывают на Алтае, Камчатке и Каказе.

Особенности структуры и свойства

Ртуть имеет ромбоэдрическую структуру решетки. То есть, атомы в кристалле ртути находятся в углах ромбоэдра.

Является единственным металлом, который при комнатной температуре находится в жидком состоянии. Плавится при температуре -38 градусов Цельсия.

Является диамагнетиком, то есть, ее атомы намагничиваются против магнитного поля земли. С другими металлами может образовывать сплавы – амальгамы, которые могут иметь твердое или жидкое агрегатное состояние.

Не реагирует с железом, ниобием, танталом, вольфрамом, кобальтом и некоторыми другими металлами.

Ртуть является малоактивным металлом с химической точки зрения. Она не растворяется в кислотах, но может растворяться в царской водке (смесь соляной и азотной кислот). Также может быть растворена в концентрированной азотной кислоте, взятой в избытке.

РТУТЬ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияРтуть плавится при температуре от 38 градусов Цельсия

При нагревании до 300 градусов реагирует с кислородом, образуя красный оксид ртути. Реакция является обратимой. При дальнейшем нагревании вещество разлагается до исходных веществ.

Также металл реагирует с серой. С галогенами взаимодействует, но на холоде медленно, лучше при нагревании. А щелочной раствор перманганата калия окисляет металл.

Сфера применения

Интересно то, где применяется ртуть. Несмотря на высокую токсичность, вещество получило широкое применение. Вот основные области, в которых применяется металл:

  • Медицина. Раньше ртуть добавляли в различные лекарственные препараты. Но из-за высокой токсичности лекарства на основе ртути запретили. Теперь ее используют только для консервации некоторых вакцин и в термометрах. Но до 70-х годов 20 века ртуть применяли в медицине очень активно. Например, изготавливали слабительные, мочегонные средства и антисептики.
  • Техника. Ртуть используют для ртутных термометров, заполняют ею люминесцентные лампы. Ее используют в датчиках положения, в герметичных выключателях, в некоторых источниках тока.
  • Металлургия. Металлическая ртуть используется для изготовления различных сплавов. Амальгамы золота и серебра раньше использовались в ювелирном деле и при покрытии зеркал. Но из-за высокой токсичности их стали использовать реже. Ртуть отлично смачивает золото, поэтому ее используют при золотодобыче.
  • Химическая промышленность. Соли ртути используют при промышленном получении ацетальдегида из ацетилена. Также часто используется реактив Несслера – тетраиодомеркурат калия.
  • Сельское хозяйство. Некоторые соединения ртути используют для протравливания зерна и в качестве пестицидов. Но такие вещества очень токсичны.

Ртуть и ее соединения очень токсичны и могут нанести вред человеческому организму. Поэтому при работе с таким веществом необходимо соблюдать правила собственной безопасности – обязательно надевать перчатки и защитную маску.

Опасность ртути для организма человека

Ртуть относится к первому классу опасности. Все ее соединения с металлами и неметаллами также очень ядовиты. Разберемся, чем опасна ртуть для человеческого организма.

РТУТЬ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияРтуть относят к первому классу опасности

Если ртуть будет воздействовать даже в небольшом количестве, она может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Особенно она опасна для беременных женщин.

Вещество оказывает пагубное воздействие на развивающийся плод. Также она опасна для детей первых лет жизни – может замедлить развитие или привести к неправильной работе органов и систем.

Она оказывает негативное влияние на нервную, пищеварительную, иммунную систему.

Очень ядовиты пары ртути и растворимые соединения. В металлическом виде она менее опасна. При комнатной температуре она начинает постепенно испаряться. Чем выше будет температура, тем интенсивнее будет протекать испарение.

https://www.youtube.com/watch?v=Nvw17nFCPNI

При попадании в организм вещество может вызвать отравление. Интоксикация может быть легкой, средне или тяжелой. В особо тяжелых случаях может наступить летальный исход.

Ртуть и все ее соединения поражают ЖКТ, почки, ЦНС, печень, дыхательные пути. Вещество очень опасно, а ее пары приводят к загрязнению окружающей среды. Наиболее опасно проникновение ртути в воду, так как под влиянием микроорганизмов может образоваться метилртуть, которая еще более токсична.

Читайте также:  ТАЛЬК: применение минерала, свойства, месторождения, разновидности и стоимость

Все органические соединения ртути, в том числе метилртуть, способны взаимодействовать с элементами ферментативных систем человека, приводя к их разрушению.

Цена ртути

Сама по себе ртуть стоит недорого – от 4 до 10 долларов за килограмм. Это относится к очень чистому и качественному веществу. В России цена ртути составляет порядка 12-30 рублей за килограмм.

Такая стоимость обусловлена тем, что есть много месторождений вещества, а в промышленных масштабах она используется в незначительном количестве. Но покупать ртуть нецелесообразно и противозаконно.

Она очень опасна и может привести к серьезному загрязнению окружающей среды.

Хранить, продавать и распространять ртуть запрещено законодательством. Кража вещества с предприятий, на которых используется ртуть, может быть уголовно наказуемой.

Таким образом, ртуть обладает уникальными свойствами, благодаря чему получила широкое применение. Но она высоко токсична, поэтому использовать ее нужно с осторожностью.

Химический элемент ртуть (Hg) — свойства, характеристика и применение металла

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:

  • Италия;
  • Испания;
  • Словения;
  • Таджикистан;
  • Украина;
  • Киргизия.

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.

Электронная формула ртути — 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2. Атомы вещества в соединениях с другими элементами проявляют валентность I и II.

Непрозрачный металл представлен тяжёлой серебристой жидкостью.

Основные физические свойства ртути:

  • температура плавления: -38,8°C;
  • температура кипения: +356,7°C;
  • молярный объём — 14,80 см3/моль;
  • атомная масса — 200,6;
  • плотность — 13,5 г/см3.

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.

На холоде вещество со степенью окисления +2 и металлическая ртуть сопропорционируют. Реагируя с нитратом металла, элемент образует нитрат ртути. При степени окисления +2 получаются катионы Hg2+, которые легко гидролизуются. Гидроксид металла существует лишь в разбавленных растворах, а в жидкостях с высокой концентрацией он дегидратируется.

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:

  • Материал применяется в виде рабочего тела в ртутных термометрах.
  • Пары ртути, которые светятся в тлеющем разряде, используются для заполнения люминесцентных ламп.
  • Металл и его сплавы применяют в герметичных выключателях, которые включаются в определённом положении.
  • Некоторые химические источники тока и гидродинамические подшипники не обходятся без ртути.
  • Вещество может применяться в датчиках положения.
  • Иодид металла служит полупроводниковым детектором радиоактивного излучения.
  • Бромид ртути используется в атомно-водородной энергетике.
  • Соединение элемента с цезием выступает высокоэффективным рабочим телом в ионных двигателях.
  • Металлическую ртуть используют как катод для электролитического получения активных металлов и щелочей.
  • С помощью вещества перерабатывают вторичный алюминий.
  • Соли химического элемента широко используют в лабораториях. Они помогают получить ацетальдегид из ацетилена.
  • Каломель, сулему и некоторые другие токсичные соединения с Hg применяются в сельском хозяйстве для протравливания зерна и в качестве пестицидов.

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.

Читайте также:  Шерл: магические и лечебные свойства, значение, кому подходит по знаку зодиака, как отличить и ухаживать за украшениями с чёрным турмалином

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.

Ртуть

Астрономический символ планеты Меркурий

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

Русское название ртути происходит от праслав. *rьtǫtь, связанного с лит. rìsti «катиться». Символ Hg заимствован от латинского алхимического названия этого элемента hydrargyrum (от др.-греч. ὕδωρ «вода» и ἄργυρος «серебро»).

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

Содержание ртути в ледниках за 270 лет

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

Основная статья: Изотопы ртути

Природная ртуть состоит из смеси 7 стабильных изотопов: 196Hg (распространённость 0,155 %), 198Hg (10,04 %), 199Hg (16,94 %), 200Hg (23,14 %), 201Hg (13,17 %), 202Hg (29,74 %), 204Hg (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.

Физические свойства

  100 граммовая гирька, не тонет в металлическая ртути, из-за разницы по плотности

Переливание ртути из сосуда в сосуд

Ртуть — единственный металл, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре.

Температура плавления составляет 234,32 K (-38,83 °C), кипит при 629,88 K (356,73 °C), критическая точка — 1750 K (1477 °C), 152 МПа (1500 атм). Обладает свойствами диамагнетика.

Образует со многими металлами жидкие и твёрдые сплавы — амальгамы. Стойкие к амальгамированию металлы: V, Fe, Mo, Cs, Nb, Ta, W, Co.

Плотность ртути при нормальных условиях — 13 546 кг/м3, при других температурах — в таблице:

Температура в °С Плотность (ρ), 103 кг/м3 Температура в °С Плотность (ρ), 103 кг/м3
13,5950 50 13,4725
5 13,5827 55 13,4601
10 13,5704 60 13,4480
15 13,5580 65 13,4358
20 13,5457 70 13,4237
25 13,5335 75 13,4116
30 13,5212 80 13,3995
35 13,5090 90 13,3753
40 13,4967 100 13,3514
45 13,4845 300 12,875
Степень окисленияОксидГидроксидХарактерПримечания
+1 Hg2O * Слабоосновный Склонность к диспропорционированию
+2 HgO ** Очень слабое основание, иногда — амфотерный

*Гидроксид не получен, существуют только соответствующие соли.**Гидроксид существует только в очень разбавленных (

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector