Ртуть – особенности, сферы применения и чем опасен жидкий металл

История этого вещества накрепко связана со средневековыми алхимиками и китайскими даосами, искавшими эликсир (или пилюли) бессмертия. Ртуть есть в каждом доме, хотя весьма опасна.

Ртуть металл

Что представляет собой

Ртуть – элемент периодической системы Менделеева №80. Международное обозначение – Hydrargyrum (Hg).

Относится к металлам переходного типа. То есть сочетает характеристики жидкого и твердого вещества.

Жидкая ртуть в ампуле
Жидкая ртуть в ампуле

В стандартных условиях это массивная серебристо-белая жидкость с металлическим блеском.

Ртуть – единственный из металлов и один из двух химических элементов (второй – бром), при стандартных условиях представляющих собой жидкую субстанцию.

По составу металл ртуть – это конгломерат из семи стабильных изотопов. Еще четыре десятка радиоактивных изотопов созданы человеком.

История

В ртути обнаруживается примесь серебра и золота. Наверное, поэтому европейские алхимики эпохи Средневековья сделали ее одним из компонентов процедуры Великого Делания. То есть превращения простых металлов в золото либо серебро.

Древний мир

Ртуть как жидкое серебро упоминается Теофрастом и Аристотелем. Описана технология получения металла древними греками путем нагрева киновари с углем.

Однако на Востоке она была известна с XV века до нашей эры как один из семи священных металлов. Египтяне и китайцы также получали ее из киновари. Это был исходник для получения «пилюль бессмертия».

Россия, Европа

Научные опыты с веществом датируются серединой 18 века. Шведский химик Георг Брандт выделил чистую ртуть и описал процесс. Спустя 24 года российские ученые Михаил Ломоносов и Иосиф Браун получили твердое вещество. Попутно выявили свойства, присущие металлу (электропроводность в любом виде, ковкость).

Сегодня, как и во времена алхимиков, ртуть маркируется символом планеты Меркурий.

Планета Меркурий (проявление ртути) в виде врача с лекарством. Миниатюра XV в
Планета Меркурий (проявление ртути) в виде врача с лекарством. Миниатюра XV в

Название

История латинских названий ртути связана с представлениями европейцев об этом металле:

  • Она считалась равной золоту основой металлов. Отсюда название Mercurius, по имени первой от Солнца (золота) планеты Меркурий.
  • Ртуть ассоциировалась с жидким серебром. Отсюда название Hydrargirum (от древнегреческих ὕδωρ «вода» + ἄργυρος «серебро»).

Славянские корни термина «ртуть» восходят к слову «руда». Оно обозначало все красное – цвет, кровь, краску.

Красным цветом наделена киноварь – природное соединение, из которого получали ртуть. Ее добывали на землях, заселенных восточными славянами (Донбасс).

Физико-химические характеристики

Главная особенность ртути, обусловленная структурой атома, – запредельный потенциал ионизации.

Отсюда свойства вещества:

  • Способность восстанавливаться до самородной формы.
  • Химическая стойкость к кислотам и кислороду.
  • При взаимодействии ртути с металлами образуются сплавы (жидкие и твердые амальгамы).
  • Растворяется «царской водкой».

В отличие от других «собратьев», ртуть плавится при отрицательной температуре: −38°С.

Свойства атома
Название, символ, номер Ртуть / Hydrargyrum (Hg), 80
Атомная масса
(молярная масса)
200,592(3) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Xe] 4f14 5d10 6s2
Радиус атома 157 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 149 пм
Радиус иона (+2e) 110 (+1e) 127 пм
Электроотрицательность 2,00 (шкала Полинга)
Электродный потенциал Hg←Hg2+ 0,854 В
Степени окисления +2, +1
Энергия ионизации
(первый электрон)
 1 006,0 (10,43) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.) 13,546 (20 °C) г/см³
Температура плавления 234,32 K (-38,83 °C)
Температура кипения 629,88 K (356,73 °C)
Уд. теплота плавления 2,295 кДж/моль
Уд. теплота испарения 58,5 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 27,98 Дж/(K·моль)
Молярный объём 14,81 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки ромбоэдрическая
Параметры решётки ahex=3,464 сhex=6,708 Å
Отношение c/a 1,94
Температура Дебая 100,00 K
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) 8,3 Вт/(м·К)
Номер CAS 7439-97-6

Поэтому классифицируется как легкоплавкий металл.

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
0 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

Технология получения

Способы получения ртути не изменились со времен Средневековья. На предприятиях все так же обжигают киноварь (то есть сульфид ртути).

  1. Вещество нагревают, получающиеся пары превращают в конденсат, собирают.
  2. Второй метод – металлотермический. То есть восстановление чистой ртути другими металлами при повышенных температурах.

Месторождения, добыча

Ртутные месторождения планеты исчисляются поштучно:

  • Крупнейшими залежами располагает Испания.
  • Запасы руды разведаны на Кавказе, Памире, Европе (Словения, Украина).
  • В России зарегистрировано более двадцати месторождений, крупнейшие – на Чукотке. Национальные запасы оцениваются в 15,6 тыс. тонн.
Словенский город Идрия — крупнейший в Европе центр добычи ртути с XV века
Словенский город Идрия — крупнейший в Европе центр добычи ртути с XV века

В природе выявлено два десятка ртутных минералов, однако промышленный интерес представляет только киноварь (сульфид с содержанием ртути 86%). Иногда рентабельна добыча самородной ртути и шватцита (до 17%).

Мировая цена ртути разной степени очистки – $30-100 за кг.

Присутствие в природе

Почти всегда вещество представлено в виде руды. Самые богатые ртутные руды содержат до 2,5% ртути.

Наиболее богаты ртутью породы осадочного происхождения (особенно глинистые сланцы) – до 200 мг/т. Вдвое беднее продукты вулканизма.

Каждая тонна земной коры содержит 0,83 г ртути. Каждый литр вод Мирового океана – 0,1 мкг.

Пары ртути ядовиты. Их выброс в атмосферу – «заслуга» вулканов и человека в равной мере. Люди создают такие осадки, эксплуатируя ТЭЦ, добывая золото, выплавляя цветные металлы, производя цемент, соду, утилизируя мусор.

Где используется

Традиционная сфера применения жидкого металла – термометры всех видов и назначения. Это и домашние градусники для измерения температуры тела, и высокоточные аппараты для специальных целей. Например, барометры и манометры.

Мы и сегодня измеряем атмосферное давление миллиметрами ртутного столба.

Без ртути невозможна работа серьезных отраслей.

Переливание ртути из сосуда в сосуд
Переливание ртути из сосуда в сосуд

Промышленный комплекс

Металл и его соединения применяются промышленниками и военными:

  • Люминесцентные лампы (заполнены парами ртути).
  • Герметичные выключатели.
  • Датчики положения.
  • Детекторы радиоактивного излучения.
  • Детонатор взрывчатых веществ («гремучая ртуть»).
  • Атомно-водородная энергетика.

Исследуется потенциал ртутно-цезиевых сплавов как материала ионных двигателей.

Ртутные соединения применялись при выделке фетра. Это было опасно для здоровья работников, отсюда, вероятно, пошли легенды о «сумасшедшем шляпнике».

Другие сферы

До середины ХХ века ртутные соединения использовались медициной как материал зубных пломб, слабительное, антисептики, препарат для изничтожения вшей и лечения сифилиса.

Сегодня ртуть закачивают лишь в термометры (по 2 г), добавляют микродозами в вакцины.

Польза ртути для аграриев – пестициды и предпосевная протрава семян.

Предостережение

Даже микродозы ртути при попадании в организм способны сделать человека инвалидом:

  • Попадая через дыхательные пути, вещество поражает легкие, затем центральную нервную систему и мозг. Далее – остальные внутренние органы и системы.
  • Опасность представляет свойство металла накапливаться в живых организмах (особенно рыбе, других морепродуктах).
  • Попав в организм, выводится очень медленно.

Ртуть и все ее соединения отнесены к первому классу опасности. Безопасной дозы для человека не существует.

Содержание вещества регулируется санитарными нормами. Предельно допустимые концентрации в населенных пунктах или жилых помещениях –  0,0003 мг на кубометр.

Если разбился градусник

Если домашний градусник разбился, действовать нужно осторожно:

  1. Собрать ВСЕ фрагменты (шарики) ртути. Для этого подойдет скотч – ни в коем случае пылесос.
  2. Все сложить в двух-трехслойный пакет, который тщательно завернуть.
  3. Открыть на сутки окна, чтобы проветрить помещение.
  4. Отнести пакет в пункт переработки.

Наиболее опасны пары: ртуть начинается испаряться даже при комнатной температуре.

Шарики испаряются быстро. Поэтому демеркуризацию (очистку пространства от ртути) нужно проводить не мешкая.

Проверить совместимость мужчины и женщины по Знаку Зодиака

Знак Зодиака мужчины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы

Знак Зодиака женщины

♈ Овен
♉ Телец
♊ Близнецы
♋ Рак
♌ Лев
♍ Дева
♎ Весы
♏ Скорпион
♐ Стрелец
♑ Козерог
♒ Водолей
♓ Рыбы


Рейтинг автора
Автор статьи
Петрова Вероника Александровна
Мне 36 и я специалист в области минералогии. Сейчас я в декрете и всё свободное время посвящаю самоцветам. В этом блоге я делюсь информацией про камни и их свойства — присоединяйтесь, задавайте вопросы и пишите комментарии!
Написано статей
473
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: