Ртуть

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
(перенаправлено с «Hg»)
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Картка

Мерку́рій (заст. укр. ртуть, лат. hydrargyrum, англ. mercury) — хімічний елемент з атомним номером 80 та атомною масою 200,59, що позначається в хімічних формулах символом Hg (від лат. hydrargyrum — «водянисте срібло»). Електронна конфігурація [Xe]4f146s25d10; група 12, період 6, d-блок. Природний Hg складається з 7 стабільних ізотопів: 196, 198—202, 204, найрозповсюдженіший 200 (23.1 %). Основний ступінь окиснення +2 (багато сполук Hg мають ковалентний характер, зокрема меркурорганічні). Є олігомеркурні форми (Hg–Hg)2+, Hg32+. Меркурорганічні сполуки: HgR2, RHgX.

Проста речовина — ртуть — сріблясто-білий важкий метал, рідкий за кімнатної температури.

Походження назви[править]

Файл:Mercury symbol.svg
Символ меркурію для позначення ртуті

Походження українського слова «ртуть», як і співзвучних з ним назв цього металу в інших слов'янських мовах (Шаблон:Lang-orv, біл. ртуць, рос. ртуть, чеськ. rtut᾽, словац. оrtut᾽, пол. rtęć), неясне. Запропоновані такі версії:

Латинська назва ртуті hydrargyrum (Hg) походить від старолатинського hydrargyrus, запозиченого до латини зі давньогрецької мови. Давньогрецьке ύδράργυρος утворене зі слів ὕδωρ ‎(«вода») та ἄργῠρος («срібло»), тобто — «рідке срібло»[3]. Англійська назва ртуті mercury походить від середньовічного алхімічного позначення цього елементу — Mercurius (на честь планети Меркурій)[3].

Загальна характеристика[править]

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 амальгами — рідкі, напіврідкі або тверді сплави.

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

Середній вміст меркурію в земній корі 8,3·10−6 (мас). У земній корі ртуть переважно розсіяна. Ртуть отримують з меркуріевих, меркурієво-стибієвих, меркурієво-арсенових і меркурієво-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.

Меркурій 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 меркурію застосовуються в медицині.

Історія[править]

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.

Поширення[править]

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), Шутеїт і ін.

Отримання[править]

Файл:Cinnabar.jpg
Кіновар (англ. cinnabar)
Файл:Quecksilber 1.jpg
Краплина ртуті

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

<math>\mathrm{ HgS + O_2 \xrightarrow{600-700^oC} Hg + SO_2}</math>

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

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

Хімічні властивості[править]

Ртуть утворює сплави з багатьма металами — ці, часто нестехіометричні, сполуки мають назву амальгами. Найпоширенішими представниками є амальгами натрію, калію, аргентуму, ауруму, плюмбуму, цинку, кадмію, купруму.

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 подальшому нагріванні:

<math>\mathrm{ 2Hg + O_2 \xrightarrow{350^oC} 2HgO}</math>
<math>\mathrm{ 2HgO \xrightarrow{500^oC} Hg + O_2}</math>

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

<math>\mathrm{ Hg + Br_2 \xrightarrow{} HgBr_2}</math>
<math>\mathrm{ Hg + I_2 \xrightarrow{ethanol} HgI_2 + Hg_2I_2\downarrow}</math>

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):

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

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

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

Застосування[править]

Завдяки унікальним властивостям меркурій 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. Меркурій — один з найсильніших антисептиків. Раніше лікарі часто користувалися рушниками, змоченими розчином сулеми HgCl2 — з метою дезінфекції. Застосовуються також мазі на основі сполук меркурію. У Ярослава Гашека описаний епізод, коли його улюблений поручик Лукаш заразився лишаєм, і Гашек вилікував поручика меркуріюевою маззю, в результаті чого отримав медаль «За хоробрість». У ряді країн каломель Hg2Cl2 досі використовують як проносний засіб.

5 найпоширеніших речей, що містять ртуть[4]

  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. Меркурій 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[править]

Пари меркурію та його сполуки дуже отруйні. З потраплянням 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[4].

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[править]

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 або демеркуризацію можна отримати, зателефонувавши за номером телефоному 101 (служби порятунку).
  • Обробити підлогу чи місце де розлилась ртуть розчином перманганату калію (марганцівка) з розрахунку двох грамів перманганату калію на 1 літр води (при відсутності, застосувати миючі засоби), 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 меркурію[править]

ДСНС не приймає градусники і ртуть, тільки якщо вони несуть шкоду здоров'ю людини. Цілі градусники не приймають.[5]

Приймають ртуть спеціальні підприємства, як правило, не безкоштовно. За один кілограм зданої ртуті потрібно буде заплатити 3500 гривень, за один ртутний термометр 10 гривень, а за люмінесцентну лампу, яка також містить ртуть, потрібно заплатити 4 гривні.

Ртуть в Україні[править]

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 ртуті 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 році у 6 000 т, після введення глибокого буріння у 1960-их pp. вони дещо збільшилися.

У 1960-х 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[править]

  • Quicksilver — побутовою англійською мовою перекладається як «ртуть», дослівно перекладається як «швидке срібло», отримала свою назву через рідкий стан в нормальних для людини умовах.
  • Назву Mercurius середньовічні алхіміки дали «живому сріблу» за схожість руху кульок цього металу з швидким рухом планети Меркурій. Ця планета Сонячної системи має дуже короткий період обертання навколо Сонця — рік на Меркурїї триває всього 88 діб. Своє ім'я вона отримала на честь прудкого та енергійного давньоримського бога торгівлі Меркурія.

Див. також[править]

Примітки[править]

  1. Шаблон:ЕСУМ5
  2. Этимологический словарь русского языка. — М.: Прогресс М. Р. Фасмер 1964—1973. 
  3. а б Ошибка Lua в package.lua на строке 80: module 'Module:Citation/CS1/Suggestions' not found. Обнаружена петля в шаблонах: Шаблон:Ref-info
  4. а б [[Россия прощается с ртутью|]]Россия прощается с ртутью
  5. http://20minut.ua/Новини-Вінниці/news/Куда-винничанам-выкидывать-испорченные-ртутные-градусники-10252945.html

Література[править]

  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
  • Шаблон:КнигаКатегорія:МГЕ
  • Шаблон:Публікація
  • Р. Рипан, И. Чертяну. Неорганическая химия: Химия металлов: В 2 т. — М.: Изд. «Мир», 1971. — Т. 1. — 561 с.
  • Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр./Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева; Под ред. Р. А. Лидина. — М.: Химия, 2000. 480 с.: ил. — ISBN 5-7245-1163-0.

Шаблон:Stub-meta

Категорія:Хімічні елементи * Категорія:Надзвичайно небезпечні речовини Категорія:Теплоносії ядерних реакторів