Список веществ по алфовитy а б в г д е ж з и к л м н п р с т у ф х ц ч ш э ю я

Ртуть

РТУТЬ (Hydrargyrum), Hg, хим. элемент II гр. периодич. системы, ат.н. 80, ат.м. 200,59. Природная ртуть состоит из семи стабильных изотопов: 196Hg (0,146%), 198Hg (10,02%), 199Hg (16,84%), 200Hg (23,13%), 201Hg (13,22%), 202Hg (29,80%), 204Hg (6,85%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтроновдля прир. смеси изотопов 38·10-27м2. Конфигурация внеш. электронных оболочек атома 5s25p65d106s2; степень окисления + 1 и + 2; энергии ионизации Hg0:Hg+:Hg2+:Hg3+ соотв. 10,4376, 18,756 и 34,2 эВ; сродство к. электрону —0,19 эВ; работа выхода электрона 4,52 эВ; электроотрицательность по Полингу 1,9; атомный радиус 0,155 нм, ковалентный радиус 0,149 нм, ионный радиус (в скобках указано координац. число) Hg0,111 нм (3), 0,133 нм (6), Hg2+0,083 нм (2), 0,110 нм (4), 0,116 нм (6), 0,128нм (8).

Содержание R в земной коре 7,0·10-6% по массе, в морской воде (1,03 мг/м3, в атмосфере 2·10-3мг/м3. Ртуть относят к рассеянным элементам (в конц. виде в месторождениях находится только 0,02% всей ртути); в природе встречается в своб. состоянии. Образует более 30 минералов. Осн. рудныйминерал - киноварь HgS. Минералы ртути в виде изоморфных примесей встречаются в кварце, халцедоне, карбонатах, слюдах, свинцово-цинковых рудах. В обменных процессах гидросферы, литосферы, атмосферы участвует большое кол-во ртути.

Запасы ртути (без СНГ) -500 тыс. т, в т.ч. в Испании-250, Италии-100, США-50, Канаде-15, Мексике-15, Турции-9, Алжире-8; значит. ресурсами обладают Япония, Боливия, Перу, КНР, Словакия. Содержание ртути в рудах от 0,05 до 6-7%.

Свойства. Ртуть-серебристо-белый металл, в парах бесцв.; единств. из металлов-жидкий при комнатной т-ре; т.пл. - 38,87 °С, т. кип. 356,58 °С; плотн. (г/см3): 13,5951 (0°С), 13,5457 (20°С), 13,5336 (25°С), 13,4118 (75°С), 13,3515 (100 °С);4056-38.jpg27,98 ДжДмоль·К);4056-39.jpg2,295 кДж/моль, 4056-40.jpg 61,88 кДж/моль; 4056-41.jpg 75,90 ДжДмоль- К); tкрит 1677 °С, pкрит 74,2 МПа, dкрит 3,56 г/см3; ур-ние температурной зависимости давления пара: lgp (мм рт.ст.) =-53,700 x x 0,05223/T+ 7,752 (273-1573 К); теплопроводность [Вт/(см·К)]: 0,0782 (273,2 К), 0,0830 (298,2 К), 0,0947 (373,2 К); сжимаемость 39,5·10-6 МПа-1; температурный коэф. объемного расширения 18,149·10-5 К-1 (273 К), 18,169·10-5 К-1 (298 К), 18,245·10-5 К-1 (373 К), температурный коэф. линейного расширения 41·10-6К-1 (195-234 К); r 95,8·10-6 Ом·см (20 °С), температурный коэф. r 0,92·10-3 К-1 (273 К); диамагнетик, уд. магн. восприимчивость — 78,3·10-6; т-ра перехода в сверхпроводящее состояние a-Hg 4,153 К, b-Hg 3,949 К; h 1,554 мПа·с (293 К), ур-ние температурной зависимости h = 0,560541 x x е-E/RT мПа·с, где E-2483,137 Дж/моль, R-газовая постоянная, е-абс. коэф. термоэдс, в В/К; g 471,6 мН/м (293 К), ур-ние температурной зависимости g = 491,4985 + + 0,029385T -0,00033185T2 мН/м; абс. коэф. тэрмоэдс -3,4мкВ/К (298 К), для ртути в паре с медью 7,2 мкВ/К (298 К); коэф. Пельтье для спая железо-ртуть (в мДж/К) 6,9 (291,4 К), 5,8 (372,6 К) и 6,32 (455,3 К); постоянная Холла при 293 К и магн. индукции 1,0-1,24Тл составляет (7,46-7,6)·10-10 м3/Кл.

Твердая ртуть-бесцв. кристаллы; до 79 К существует ромбоэдрич. кристаллич. модификация a (при 78 К: а = 0,29925 нм, b = 70,74°). Ниже 79 К существует b-Hg с тетрагон. объемноцентрир. решеткой (а = 0,3995 нм, с = 0,2825 нм); плотн. твердой ртути 14,193 г/см3 (-38,9°С). Р-римость ртути (г в 100 г): в воде 6·10-6 (25°С), бензоле 2·10-7 (20 °С), диоксане 7,0·10-7 (25 °С). Ртуть не смачивает стекло.

Стандартный электродный потенциал ртуть: для Hg22+/Hg0 + 0,789 В; Hg2+/Hg0 + 0,854 В; Hg2 +/Hg22+ + 0,920 В. Кислород и сухой воздух не окисляют ртуть при обычной т-ре, однако при УФ облучении или электронной бомбардировке окисление ртути значительно ускоряется. Во влажном воздухе ртуть покрывается пленкой оксидов. Ртуть окисляется выше 300 °С кислородом и при комнатной т-ре озоном до ртути оксида HgO.

Ртуть не реагирует при нормальных условиях с Н2, но с атомарным H образует газообразный гидрид HgH [для газа: 4056-42.jpg 30,1 Дж/(моль·К); 4056-43.jpg 239,8 кДж/моль, 4056-44.jpg 216,4 кДж/моль;4056-45.jpg219,7 Дж/(моль·К)]. Гидрид HgH2 (т. разл. —125 °С) получают р-цией HgI2 с Li [AlH4] в диэтиловом эфире. Ртуть не реагирует с сухими НСl, HF, H2S, NH3, PHи AsH3 ниже 200 °С; с НВr, HI, H2Se, тонкоизмельченной S взаимод. уже при 18-25 °С. Межгалогенные соед. BrCl, ICl, IBr, галогениды серы S2Cl2, S2Br2, нитрозилхлорид реагируют с ртутью при нагр. с образованием соед. Hg(II). Ртуть не взаимод. с N2, P, As, С, Si, В, Ge. Не раств. в разб. серной и соляной к-тах, раств. в царской водке, HNO3 и горячей конц. H2SO4. С галогенами ртуть активно взаимод., образуяртути галогениды, с халькогенами -ртути халькогениды (HgS, HgSe, HgTe).

Ртуть образует сплавы - амальгамы со мн. металлами. Стойкие к амальгамированию металлы-V, Fe, Mo, Cs, Nb, Та, W. Co мн. металлами ртуть дает интерметаллич. соед., наз. меркуридами. Об орг. соединениях ртути см. Ртутьорганические соединения.

Ртуть образует два ряда солей-Hg(I) и Hg(II). Соли Hg(I) существуют в виде димеров, группировка —Hg—Hg— сохраняется как в твердом состоянии, так и в р-ре, причем катион Hg22+ стоек в водном р-ре. Мн. соединения ртути летучи, разлагаются на свету, при натр., легко восстанавливаются даже слабыми агентами, напр. аминами, кетонами, альдегидами.

Амидохлорид ртути(II) Hg(NH2)Cl-неплавкое бесцв. в-во-преципитат; плотн. 5,70 г/см3; плохо раств. в воде (0,14 г в 100 г при 18 °С); получают взаимод. HgCl2 с NH3; антисептик, компонент лек. ср-в и косметич. препаратов. Азид ртути(II) Hg (N3)2 - бесцв. кристаллы;4056-46.jpg 596,6 кДж/моль; взрывается при ударе; получают р-цией HgO с NH3 или HgCl2 с NaN3; инициирующее ВВ. Ацетат ртути (II) Hg(OCOCH3)2 разлагается при нагр. и на свету; р-римость в воде(г в 100 г): 25 (10 °С), 100 (100 °С); раств. в этаноле, СН3СООН; получают взаимод. СН3СООН с HgO при 60 °С; катализатор орг. р-ций, меркурирующий (от англ. назв. ртути-mercury) агент, антисептик в медицине, реагент для определения цис-изомеров ненасыщ. соед. (гл. обр. виниловых эфиров) по кол-ву выделившейся СН3СООН, для меркуриметрич. определения Сl- и Вr-, образующихся после сожжения анализируемого орг. соед. по методу Шёнигера.

Нитрат ртути(I) Hg2(NO3)2-бесцв. кристаллы; разлагается водой, раств. в CS2, HNO3; образует кристаллогидрат Hg2(NO3)2·2H2O (т.пл. 70 °С, плотн. 4,79 при 4°С), теряющий воду на воздухе; р-ры- сильные восстановители; получают взаимод. Hg с HNO3 ниже 45 °С; применяют в меркуриметрич. методеобъемного анализа, для чернения латуни, как компонент глазурей, пиротехн. составов. Нитрат ртути(II) Hg(NO3)2-бесцв. кристаллы; водой гидролизуется; образует кристаллогидраты с 0,5 (т. пл. 79 °С, плотн. 4,39 г/см3) и одной (плотн. 4,3 г/см3) молекулами воды; получают взаимод. Hg с горячей конц. HNO3; применяют в меркуриметрич. методе объемного анализа, для нитрования ароматич. соединений.

Сульфат ртути(I) Hg2SO4-бесцв. кристаллы с моноклинной решеткой; плотн. 7,56 г/см34056-47.jpg 131,96 Дж/(моль· К); 4056-48.jpg -744,65 кДж/моль,4056-49.jpg -627,45 кДж/моль; 4056-50.jpg 200,71 Дж/(моль·К); р-римость в воде (г в 100 г): 0,06 (25 °С), 0,09 (100 °С); горячей водой гидролизуется; раств. в HNO3, H2SO4; получают осаждением из р-ра Hg2(NO3)2 разб. H2SO4, анодным растворением Hg в H2SO4; катализатор в орг. синтезе (напр., при получении фталевого ангидрида из нафталина), материал для изготовления нормальных элементов Кларка и Вестона, реагент при определении азота по Кьельдалю. Сульфатртути(II) HgSO4-бесцв. кристаллы с ромбич. решеткой; плотн. 6,47 г/см3; раств. в к-тах и р-рах NaCl, не раств. в орг. р-рителях, NH3; гидролизуется водой; получают взаимод. Hg или HgO с конц. H2SO4; катализатор при получении ацетальдегида из ацетилена, компонент электролита в хим. источниках тока.

Тиоцианат (роданид) ртути(II) Hg(SCN2)-бесцв. кристаллы; 4056-51.jpg 231,6 кДж/молъ; т. разл. 165°С; раств. в горячей воде, плохо-в холодной (0,07 г в 100 г при 25 °С); раств. в р-рах солей NH4 и KCN, в соляной к-те. При поджигании спрессованного роданида ртути начинается р-ция 2Hg(SCN)2 : 2HgS + C3N4 + CS2, инициирующая дальнейшее разложение соли; продукты р-ции HgS и C3Nвыделяются в виде спека причудливой формы (т. наз. фараоновы змеи). Получают Hg (SCN)2 взаимод. р-ра HSCN с солями Hg(II); реагент для определения галогенидов, цианидов, сульфидов, тиосульфатов. См. также Гремучая ртуть.

Получение. Ртуть получают гл. обр. пирометаллургически-окислит.-восстановит. обжигом руд или концентратов при 700-800 °С в печах кипящего слоя, трубчатых, муфельных и др. При обжиге ртуть, находящаяся в осн. в руде в виде киновари, восстанавливается до металла (HgS + О2 : Hg + SO2); в парообразном состоянии она удаляется из зоны р-ции с отходящими газами, очищается в электрофильтрах от взвешенных частиц пыли и конденсируется в спец. конденсаторах. Выход ртути более 80%. Перспективны вакуумный обжиг ртутьсодержащего сырья и гидрометаллургич. извлечение ртутивыщелачиванием HgS водными щелочными р-рами Na2S или Na2Sn (n = 2 — 4). Образовавшиеся р-ры тиосолей ртути подвергают электролизу илицементации Al, Zn, Sb. Для получения технической ртути конденсированный в пирометал-лургич. процессе металл фильтруют через пористые перегородки, керамич. фильтры, сукно, замшу и др., последовательно промывают р-рами щелочей, азотной к-той, р-рами Hg(NO3)2 и перегоняют. Для получения особо чистой ртути используют четырехстадийное электрохим. рафинирование в электролизерах с ртутными электродами. Сумма 24 примесей по данным хим.-спектрального и нейтронно-активац. анализа в особо чистой ртути составляет 1·10-6-3,3·10-7%.