Позначається ртуть. Що таке ртуть і які властивості вона має? Характерні ступені окислення

2,295 кДж/моль

58,5 кДж/моль

ромбоедричний

(300 K) 8,3 Вт/(м·К)

Ртуть відома з давніх часів. Нерідко її знаходили у самородному вигляді (рідкі краплі на гірських породах), але частіше отримували випалом природної кіноварі. Стародавні греки та римляни використовували ртуть для очищення золота (амальгамування), знали про токсичність самої ртуті та її сполук, зокрема сулеми. Багато століть алхіміки вважали ртуть головною складовою всіх металів і вважали, що й рідкої ртуті повернути твердість з допомогою сірки чи миш'яку , то вийде золото . Виділення ртуті у чистому вигляді було описано шведським хіміком Георгом Брандтом у 1735 р. Для представлення елемента як у алхіміків, так і нині використовується символ планети Меркурій.

походження назви

У природі відомо близько 20 мінералів ртуті, але головне промислове значення має кіновар HgS (86,2% Hg). У поодиноких випадках предметом видобутку є самородна ртуть, метациннабарит HgS та блякла руда – шватцит (до 17 % Hg). На єдиному родовищі Гуітцуко (Мексика) головним рудним мінералом є лівінгстон HgSb 4 S 7 . У зоні окислення ртутних родовищ утворюються вторинні мінерали ртуті. До них відносяться насамперед самородна ртуть, рідше метациннабарит, що відрізняються від таких же первинних мінералів більшою чистотою складу. Відносно поширена каломель Hg 2 Cl 2 . На родовищі Терлінгуа (Техас) поширені й інші гіпергенні галоїдні сполуки – терлінгуаїт Hg 2 ClO, еглестоніт Hg 4 Cl.

Місце народження

Ртуть вважається рідкісним металом.

Відомі родовища ртуті у Закавказзі (Дагестан, Вірменія), Таджикистані, Словенії, Киргизії, Україні (Горлівка, Микитівський ртутний комбінат).

У навколишньому середовищі

Ізотопи ртуті

У Росії її відомі 23 родовища ртуті, промислові запаси становлять 15,6 тис. тонн (на 2002 рік).

Фізичні властивості

Ртуть - єдиний метал, який знаходиться у рідкому стані за кімнатної температури. Має властивості діамагнетика. Утворює з багатьма металами рідкі та тверді сплави - амальгами. Стійкі до амальгамування метали: V, Fe, Mo, Cs, Nb, Ta, W.

Щільність ртуті за нормальних умов - 13500кг/м 3 .

Хімічні властивості

Характерні ступені окислення

"*Гідроксид не отримано, існують лише відповідні солі
"** Гідроксид існує тільки в дуже розбавлених (<10 −4 моль/л) растворах.

Для ртуті характерні два ступені окислення: +1 та +2. У ступені окислення +1 ртуть є двоядерний катіон Hg 2 2+ зі зв'язком метал-метал. Ртуть - один із небагатьох металів, здатних формувати такі катіони, і у ртуті вони - найстійкіші.
У ступені окислення +1 ртуть схильна до диспропорціонування. Воно протікає при нагріванні:

підлужування:

додаванні лігандів, що стабілізують ступінь окислення ртуті +2.

Через диспропорціонування ні оксид, ні гідроксид ртуті (I) отримати не вдається.

На холоді ртуть +2 та металева ртуть, навпаки, конпропорціонують. Тому, зокрема, при реакції з ртуттю виходить нітрат ртуті (I):

У ступені окислення +2 ртуть утворює катіони Hg 2+ , які легко гідролізуються. При цьому гідроксид ртуті Hg(OH) 2 існує тільки дуже розведених (<10 −4 моль/л) растворах. В более концентрированных растворах он дегидратируется:

В дуже концентрованому лугу оксид ртуті частково розчиняється з утворенням гідроксокомплексу:

Ртуть у ступені окислення +2 утворює унікально міцні комплекси з багатьма лігандами, причому як жорсткими, і м'якими за теорією ЖМКО. З йодом (-1), сіркою (-2) та вуглецем вона утворює дуже міцні ковалентні зв'язки. За стійкістю зв'язків метал-вуглець ртуті немає рівних серед інших металів, тому одержано величезну кількість .

З елементів IIБ групи саме у ртуті з'являється можливість руйнування дуже стійкої 6d 10 - електронної оболонки, що призводить до можливості існування сполук ртуті (+4), але вони вкрай малостійкі, тому цей ступінь окислення, швидше, можна віднести до курйозного, ніж до характерного. Зокрема, при взаємодії атомів ртуті та суміші неону та фтору при температурі 4 отримано HgF 4 .

Властивості простої речовини

Також важко розчиняється в сірчаній кислоті при нагріванні, з утворенням сульфату ртуті:

При розчиненні надлишку ртуті азотної кислоти на холоді утворюється нітрат Hg 2 (NO 3) 2 .

При нагріванні до 300 ° C ртуть вступає в реакцію з киснем:

Ртуть також реагує з галогенами (причому на холоді – повільно).

і різними відбілювачами, що містять хлор. Ці реакції використовують для видалення металевої ртуті.

Застосування

Застосування ртуті та її сполук

Медицина

У зв'язку з високою токсичністю ртуть майже повністю витіснена із медичних препаратів. Її сполуки (зокрема, мертіолят) використовують як консервант для вакцин . . Сама ртуть зберігається у медичних термометрах (один медичний термометр містить до 2 г ртуті).
Однак аж до 1970-х років сполуки ртуті використовувалися в медицині дуже активно.

• (Каломель) - проносне;
• меркузал і промеран - сильні сечогінні;
• , ціанід ртуті (II), і жовтий - антисептики (зокрема у складі мазей).

Амальгаму срібла застосовують у стоматології як матеріал зубних пломб.
Ртуть-203 (T 1/2 = 53 с) використовується в радіофармакології.

Техніка

Металургія

• Металева ртуть застосовується щоб одержати цілого ряду найважливіших сплавів.
• Раніше різні амальгами металів, особливо амальгами золота і срібла широко використовувалися в ювелірній справі, у виробництві дзеркал.
• Металева ртуть служить катодом для електролітичного одержання низки активних металів, хлору та лугів. Нині замість ртутних катодів використовують електроліз із діафрагмою.
• Ртуть використовується для переробки вторинного алюмінію (див. амальгамація)
• Ртуть добре змочує золото, тому їй обробляють золотоносні глини виділення їх металу. Ця технологія поширена, зокрема, в Амазонії.

Хімічна промисловість

• Солі ртуті використовували як каталізатор промислового отримання ацетальдегіду з ацетилену (реакція Кучерова), проте в даний час ацетальдегід отримують прямим каталітичним окисленням етану або етен.
• Реактив Несслер використовується для кількісного визначення аміаку.

Сільське господарство

Високотоксичні сполуки ртуті, такі як (каломель), (сулема), мертіолят та інші використовують для протруювання насіннєвого зерна та як пестицидів.

Токсикологія ртуті

Отруйні лише пари та розчинні сполуки ртуті. Металева ртуть не має істотного впливу на організм. Пари можуть спричинити важке отруєння. Ртуть та її сполуки (сулема, каломель, ціанід ртуті) вражають нервову систему, печінку, нирки, шлунково-кишковий тракт, при вдиханні – дихальні шляхи (а проникнення ртуті в організм частіше відбувається саме при вдиханні її парів, що не мають запаху). За класом небезпеки ртуть належить до першого класу (надзвичайно небезпечна хімічна речовина). Небезпечний забруднювач навколишнього середовища, особливо небезпечні викиди у воду, оскільки в результаті діяльності мікроорганізмів, що населяють дно, відбувається утворення розчинної у воді і токсичної. Ртуть – типовий представник кумулятивних отрут.

• Органічні сполуки ртуті ( та інших.) загалом набагато токсичніші, ніж неорганічні, передусім через їх ліпофільності і здатність ефективніше взаємодіяти з елементами ферментативних систем організму.

Гігієнічне нормування концентрацій ртуті

• ГДК у населених пунктах (середньодобова) - 0,0003 мг/м³
• ГДК у житлових приміщеннях (середньодобова) - 0,0003 мг/м³
• ГДК повітря в робочій зоні (макс. разова) - 0,01 мг/м³
• ГДК повітря в робочій зоні (середнесмінна) - 0,005 мг/м³
• ГДК стічних вод (для неорганічних сполук у перерахунку на двовалентну ртуть) – 0,005 мг/мл
• ГДК водних об'єктів господарсько-питного та культурного водокористування, у воді водойм - 0,0005 мг/
• ГДК рибогосподарських водойм - 0,00001 мг/
• ГДК морських водойм - 0,0001 мг/

Демеркурізація

Очищення приміщень та предметів від забруднень металевою ртуттю та джерел ртутних парів називається демеркуризацією. У побуті широко застосовується демеркуризація за допомогою сірки. Так, наприклад, якщо розбився градусник, раніше пропонували ретельно зібрати всі кульки ртуті медичною клізмою у скляну банку з герметичною кришкою, а щілини та нерівності засипати порошком сірки (S). Сірка вступає в хімічну реакцію з ртуттю при кімнатній температурі, утворюючи нерозчинну і тому отруйну тверду речовину - сульфід ртуті. Однак цей метод винятково малоефективний. Сірка з ртуттю легко реагує лише при ретельному розтиранні у ступці. Якщо насипати на важку ртуть легкий порошок сірки, реакція практично не йтиме. Або піде надзвичайно повільно. Насправді слід ретельно зібрати всі видимі (при яскравому світлі лампи!) Краплинки ртуті в ємність, що герметично закривається. Для збору великих крапель можна використовувати піпетку з тонким носиком, а дрібніші краплі потрібно зібрати амальгамованим (покритим найтоншим шаром ртуті) мідним дротом, який потрібно перед цим ретельно зачистити, щоб ртуть змочила мідь (найкраще для цієї мети підходить азотна кислота, в яку потрібно одну - дві секунди опустити кінець дроту). Підійде й олов'яний припій. Налиплу ртуть слід струшувати в ту ж ємність, яку потім потрібно здати на утилізацію - туди ж, куди здають люмінесцентні і енергозберігаючі лампи, що перегоріли, які теж містять ртуть. Невидимі оком, а також крапельки, що потрапили в щілини, слід залити розчином хлорного заліза FeCl 3 , який перетворить ртуть на невипарову і малоотруйну каломель Hg 2 Cl 2 . У крайньому випадку слід залити це місце розчином марганцівки або йодною настойкою. Підлогу наступного дня потрібно ретельно вимити. У жодному разі не можна прибирати частинки ртуті за допомогою пилососа, так як це викликає розсіювання на більш дрібні частинки через вихід повітря з пилососа, а це спричинить збільшення концентрації парів ртуті і ускладнить процес очищення приміщень.

Див. також

Примітки

Посилання

• , фізико-хімічні властивості та галузі застосування на сайті «Гірничої енциклопедії»
• у відкритій Геоенциклопедії.

Ртуть – це світло-сріблястий метал у шостому періоді таблиці Менделєєва. Ця речовина знаходиться в підгрупі цинку з атомним номером 80. Головною особливістю ртуті є рідкий агрегатний стан за нормальних кімнатних умов, тобто за температури +20–25°С. Пари цього металу – токсичні.

Червона ртуть – це вигаданий матеріал. Йому приписуються надзвичайно високі характеристики. Науковим колам про існування такого елемента поки не відомо, так як з'єднання ртуті при високій температурі створює сульфід ртуті.

Ртуть використовується в медичній області при виготовленні градусників, але ці пристрої поступово витісняються безпечнішими варіантами. Наприклад, електронні термометри.

Така речовина як ртуть практично незамінна у високоточній вимірювальній техніці. Її випаровування широко застосовуються в люмінесцентних лампах. Ртуть використовується у процесі виробництва певних видів джерел струму (наприклад, ртутно-цинкові акумулятори).

У металургійній промисловості ртуть використовується при отриманні різноманітних сплавів та у повторній переробці алюмінію. Останнім часом її широко застосовують у ювелірній справі. Ртуть користується популярністю при отриманні золота, як засіб для попередньої обробки золотовмісної породи, з метою полегшення відділення благородного металу від шлаку.

У сільськогосподарській сфері сполуки ртуті входять до складу пестицидів, що дуже негативно впливає на екологію. Через це такі добрива перестають використовуватися.

Природні родовища мінеральних утворень, у тому числі виробляється ртуть у досить високих обсягах, називаються ртутними рудниками. Основною ртутною рудою є кіновар. Вміст ртуті у ній становить близько 85%. Другим за концентруванням цієї копалини є метациннабарит.

Ртуть також міститься в:

• мінеральних породах;
• сульфатах міді, що містять ртуть (миш'яку, сфалериті та сурмі).

Ртуть може зустрічатися в природі як самородна копалина, але таке родовище - рідкість. Ртуть може ще попутно вилучатися з нафти, цементних матеріалів, флюсової сировини та кам'яного вугілля.

Ртутні руди мають різну морфологію, тобто родовища можуть бути як платоподібного типу, так і контактного, у вигляді жил, гнізд і штокверки. На генетичному рівні можуть утворюватися:

• гідротермальні (плутоногенні) родовища;
• телетермальні родовища;
• вулканогенні поклади;
• ртутні розсипи.

Хоча найпоширенішими є:

• Плутоногенні.
• Вулканогенні.

Формується, як правило, внаслідок впливу низькотемпературних, малоконцентрованих та гідротермальних розчинів.

зустрічаються рідше, але можуть утворюватися за участю перегрітих парогазових та рідких еманацій, з великим вмістом парів ртуті.

Видобуток ртуті виробляється у шахтах із проведенням бурових та підривних робіт, застосовуючи електротехнічне обладнання та промислову піротехніку. Добутий червоний камінь, що транспортується від родовища конвеєрними стрічками, потім вантажівками або поїздами до пунктів подальшої обробки руди (збагачувальні фабрики, переробні заводи). Там подрібнюється матеріал на дробарках в одну або кілька стадій. Дроблену руду відправляють до спеціальних млинів, щоб отримати дрібнішу фракцію. Для оптимального ефекту промислові млини забезпечені короткими прутками або кулями зі сталі.

Процес виробництва ртуті із руди

Отримана борошно з мінеральних утворень, що містять ртуть, відправляється в трубчасту піч для нагріву. Кіновар, нагрівшись до певної температури, взаємодіє з киснем, що міститься у повітрі. В результаті цієї реакції формується діоксид сірки, що надає можливість ртуті випаровуватися. Ця процедура називається випалом.

Випари ртуті, що піднялися, виходять разом з водяною парою, двоокисом сірки та іншими продуктами згоряння з топки і потрапляють у спеціальний конденсатор, де охолоджуються. В результаті ртуть, що має температуру кипіння 357°С, переходить у рідкий агрегатний стан. Інші пари та гази випускаються в атмосферу або використовуються у промисловому процесі, щоб знизити забруднення навколишнього середовища.

Отримання ртуті з руди

Отримана ртуть консолідується. Так як ця речовина має високу питому вагу, всі можливі добавки і домішки будуть знаходитися на поверхні у вигляді плівки або піни. В результаті подальшої фільтрації ртуть очищається.

Підсумкова речовина придатна для застосування, але не для всіх областей, де використовується ртуть.

Як додаткові заходи очищення, рідкий метал проходить механічну фільтрацію, електролітичну процедуру та очищення із застосуванням хімічно активних компонентів.

Найпопулярніший підхід – потрійне очищення. Поступовий підйом температури речовини до відділення домішки чи випаровування самої ртуті. Ця процедура проводиться тричі для поступового очищення речовини.

Країни-лідери у ртутній промисловості

У наші дні, лідируючі позиції у світовому видобутку ртутної руди, займають такі країни:

• Іспанія;
• Канада;
• Мексика;
• Італія;
• Туреччина;
• Японія;
• Філіппіни;
• Алжир та деякі країни пострадянського простору.

Держави колишнього СРСР, в яких є великі розробки руди, що містить ртуть – це Казахстан, Україна, Таджикистан, Киргизія, Російська Федерація та Узбекистан.

Більшість країн, які займаються видобутком ртуті, не використовують їх у власній промисловості. Основними споживачами світових запасів цього рідкого металу є такі країни: Сполучені Штати Америки, Японія, Великобританія, Франція та Німеччина, оскільки це великі промислові центри.

Навряд чи треба доводити, що ртуть – своєрідний метал. Це очевидно хоча б тому, що ртуть – єдиний метал, який перебуває у рідкому стані в умовах, які ми називаємо нормальними. Чому ртуть рідка – питання особливе. Але саме ця властивість, вірніше поєднання властивостей металу та рідини (найважчої рідини!), визначило особливе положення елемента №80 у нашому житті. Про ртуті можна розповідати багато: рідкому металу присвячено десятки книг. Ця ж розповідь – в основному про різноманіття застосування ртуті та її сполук.

Причетність ртуті до славного клану металів тривалий час була під сумнівом. Навіть Ломоносов вагався, чи можна вважати ртуть металом, незважаючи на те, що і в рідкому стані вона має майже повний комплекс металевих властивостей: тепло- та електропровідністю, металевим блиском тощо. При охолодженні ртуті до -39 ° C стає цілком очевидним, що вона - одне з "світлих тіл, які можна кувати".

Рідкий метал

Ртуть надала науці величезні послуги. Як знати, наскільки затримався б прогрес техніки та природничих наук без вимірювальних приладів – термометрів, манометрів, барометрів та інших, дія яких ґрунтується на незвичайних властивостях ртуті. Які властивості?

По-перше, ртуть – рідина.

По-друге, важка рідина – у 13,6 рази важча за воду.

По-третє, у ртуті досить великий коефіцієнт температурного розширення - всього в півтора рази менше, ніж у води, і на порядок, а то й два більше, ніж у звичайних металів.

Є й по-четверте, по-п'яте, по-двадцяте, але навряд чи потрібно перераховувати все.

Ще цікава деталь: "міліметр ртутного стовпа" - не єдина фізична одиниця, пов'язана з елементом №80. Одне з визначень ома, одиниці електричного опору, - опір стовпчика ртуті довжиною 106,3 см і перетином 1 мм 2 .

Усе це стосується не тільки чистої науки. Термометри, манометри та інші прилади, «начинені» ртуттю, давно стали приналежністю не лише лабораторій, а й заводів. А ртутні лампи, ртутні випрямлячі! Все те ж унікальне поєднання властивостей відкрило ртуті доступ у різні галузі техніки, в тому числі в радіоелектроніку, в автоматику.

Ртутні випрямлячі, наприклад, довгий час були найбільш важливим і потужним типом випрямлячів електричного струму, що найбільш широко застосовується в промисловості. До цих пір їх використовують у багатьох електрохімічних виробництвах і на транспорті з електричною тягою, хоча останніми роками їх поступово витісняють економічніші та нешкідливі напівпровідникові випрямлячі.

Сучасна бойова техніка також використовує чудові властивості рідкого металу.

Наприклад, одна з головних деталей підривника для зенітного снаряда - це пористе кільце із заліза або нікелю. Пори заповнені ртуттю. Постріл – снаряд рушив, він набуває все більшої швидкості, все швидше обертається навколо своєї осі, і важка ртуть виступає з пір. Вона замикає електричний ланцюг – вибух.

Нерідко з ртуттю можна зустрітися і там, де найменше очікуєш. Ртуттю іноді легують інші метали. Невеликі добавки елемента №80 збільшують твердість сплаву свинцю з лужноземельними металами. Навіть при паянні часом потрібна ртуть: припій з 93% свинцю, 3% олова і 4% ртуті - найкращий матеріал для паяння оцинкованих труб.

Амальгами

Ще одна чудова властивість ртуті: здатність розчиняти інші метали, утворюючи тверді або рідкі розчини - амальгами. Деякі з них, наприклад амальгами срібла та кадмію, хімічно інертні та тверді при температурі людського тіла, але легко розм'якшуються при нагріванні. З них роблять зубні пломби.

Амальгаму талію, що твердне тільки при -60 ° C, застосовують у спеціальних конструкціях низькотемпературних термометрів.

Старовинні дзеркала були вкриті не тонким шаром срібла, як це робиться зараз, а амальгамою, до складу якої входило 70% олова і 30% ртуті. У XX столітті вона не витримала конкуренції і поступилася досконалішому процесу - ціануванню. Однак старий процес знаходить застосування і зараз, головним чином, при витягуванні золота, тонко вкрапленого в руду.

Деякі метали, зокрема залізо, кобальт, нікель, практично не піддаються амальгамації. Це дозволяє транспортувати рідкий метал у ємностях із простої сталі. (Особливо чисту ртуть перевозять у тарі зі скла, кераміки або пластмаси.) Крім заліза та його аналогів, не амальгамуються тантал, кремній, реній, вольфрам, ванадій, берилій, титан, марганець та молібден, тобто майже всі метали, що застосовуються для легування сталі. Це означає, що і легованої сталі ртуть нестрашна.

Проте натрій, наприклад, амальгамується дуже легко. Амальгама натрію легко розкладається водою. Ці дві обставини відіграли і продовжують відігравати дуже важливу роль у хлорній промисловості.

При виробленні хлору та їдкого натру методом електролізу кухонної солі використовують катоди з металевої ртуті. Для отримання тонни їдкого натру потрібно від 125 г до 400 г елемента №80. Сьогодні хлорна промисловість – один із наймасовіших споживачів металевої ртуті.

Ртутна пара

Ртуть закипає за 357°C, тобто. тоді, коли більшість металів ще далекі від точки плавлення. Про це знали ще в давнину, і на цій властивості здавна ґрунтувалися методи вилучення металевої ртуті із руд. Найпершим способом було випалення кіноварів з конденсацією парів ртуті на холодних предметах і, зокрема, на свіжозрубаних зелених деревах. Пізніше стали використовувати реторти з кераміки та чавуну. Починаючи з 1842 р., ртуть з руд витягується у відбивних печах, і з 1857 р. – у каскадних. У XX ст. до них приєдналися механічні багатоподові, а також трубчасті печі, що обертаються.

У кіноварі 86,2% ртуті, але в рудах, які вважаються багатими, на її частку в середньому припадає 8%. У бідних рудах ртуті не більше 0,12%. Такі руди доводиться обов'язково збагачувати тим чи іншим шляхом, «відсіваючи» непотрібні компоненти.

І зараз із руд і концентратів ртуть витягують головним чином пірометалургійними методами. Випалення відбувається в шахтних, відбивних або трубчастих печах при 700...750°C. Така висока температура потрібна для того, щоб кіновар окислявся, а не виганявся, і щоб процес окислення HgS + O 2 → Hg + SO 2 йшов до кінця. В результаті випалу виходить пароподібна ртуть, яку перетворюють на рідкий метал у спеціальних апаратах – конденсаторах.

Хоча гази, що утворюються при випалюванні, проходять кілька стадій очищення, конденсується не так металева ртуть, скільки так звана ступпа – тонкодисперсна суміш, що складається з дрібних крапельок ртуті та дрібного пилу складного хімічного складу. У ступпі є сполуки як самої ртуті, і інших елементів. Її піддають відбиванню, прагнучи зруйнувати пилові плівки, що заважають злиттю мікроскопічно малих крапель рідкого металу. Ту ж мету має й повторна дистиляція. Але витягти зі ступпи всю ртуть так і не вдається, і це одна з невирішених і сьогодні проблем металургії ртуті. Адже це один із найстаріших розділів металургії.

Здатність ртуті випаровуватись при порівняно низькій температурі була використана для нанесення золотих покриттів на неблагородні метали. Саме таким способом позолочено купол Ісаакіївського собору в Ленінграді. Зараз цей спосіб вийшов із вживання через отруйність ртутних парів. Електрохімічні способи золочення більш досконалі та безпечні.

Але бачити в ртутних парах тільки отрута – не так. Вони можуть принести та приносять багато користі.

У 1936 р. з'явилося повідомлення про те, що одна із зарубіжних нафтових фірм придбала ртутну копальню. Виявилося, що ртуть потрібна цій фірмі для організації парортутної установки, призначеної для очищення нафти. В наш час ртутні пари все ширше використовуються в нафтопереробній промисловості: вони допомагають дуже точно регулювати температуру процесів, що є вкрай важливим для нафтопереробки.

Ще раніше, на початку XX ст., Увага теплотехніків привертало повідомлення про роботи доктора Еммета зі США. Еммет першим спробував використати у парових котлах не воду, а ртуть. Його дослідна установка потужністю 2000 л. працювала та споживала на 45% менше палива, ніж звичайний паровий котел з генератором. Звісно, ​​не обійшлося без дискусій: ртуть не вода, з річки її не зачерпнеш! Заперечень проти використання ртуті у парових котлах було більш ніж достатньо. Дослідження, проте, тривали.

Дуже успішною була робота радянських науково-дослідних інститутів щодо проблеми використання ртутного котла та турбіни. Були доведені економічність ртутно-парових турбін і можливість створення так званого ртутно-водяного бінарного циклу, в якому ртутна пара, що тепло конденсується, використовується в спеціальному конденсаторі-випарнику для отримання водяної пари. А раніше ртутна пара встигає покрутити вал генератора. Отримана водяна пара надає руху другий електротурбогенератор... У подібній системі, що працює тільки на водяній парі, вдається в кращому випадку досягти ККД 30%. Теоретичний ККД ртутно-парового циклу (45%) набагато вище, ніж у газової турбіни (18...20%) і дизеля (35...39%). У 50-х роках у світі існувало вже кілька таких енергетичних установок потужністю до 20 тис. кіловат. Далі справа, на жаль, не пішла, головним чином через брак ртуті.

Вакуумні установки у наш час дуже важливі для науки та промисловості. І тут ртуть зустрічається не лише як заповнювач трубок вакуумметра. Ще 1916 р. Ірвінг Ленгмюр створив вакуум-насос, у якому випаровувалась і конденсувалася ртуть. При цьому в системі, пов'язаної з насосом, створювався залишковий тиск у сотні мільйонів разів менший за атмосферний.

Сучасні ртутні насоси дифузійні дають ще більше розрідження: стомільйонні частки міліметра ртутного стовпа.

Вивчення ультрафіолетових променів просувалося повільно до того часу, поки не було створено штучне джерело цих променів. Ним виявилися пари ртуті у вакуумі. Коли через ртутні пари проходить електричний струм, вони випромінюють видиме блакитне світіння та багато ультрафіолетових променів. Що температура пари ртуті, то інтенсивніше випромінювання ультрафіолетових променів в ртутно-кварцовій лампі.

Видиме свічення парів ртуті використано в конструкціях потужних ламп освітлення. Лампи денного світла – це розрядні трубки, у яких знаходяться інертні гази та пари ртуті. А що таке «холодне світло», пояснювати, мабуть, зайве. З кожного рубля, який ми платимо «за світло», насправді дійсно світлового випромінювання припадають лише чотири копійки. Інші 96 - за непотрібне тепло, що випромінюється звичайними електролампами. Лампи денного світла набагато економічніші.

З'єднання ртуті

Першим із них, безсумнівно, слід назвати кіновар HgS. Завдяки їй людина познайомилася з ртуттю багато століть тому. Сприяли цьому і її яскраво-червоний колір, і простота отримання ртуті з кіноварі. Кристали кіноварі іноді бувають покриті тонкою свинцево-сірою плівкою. Це метациннабарит, про нього нижче. Достатньо, проте, провести по плівці ножем, і з'явиться яскраво-червона риса.

У природі сірчиста ртуть зустрічається у трьох модифікаціях, що відрізняються кристалічною структурою. Крім загальновідомої кіноварі із щільністю 8,18, існують ще й чорний метациннабарит із щільністю 7,7 і так звана бета-кіновар (її щільність 7,2). Російські майстри, готуючи за старих часів з кіноварної руди червону фарбу, особливу увагу звертали на видалення з руди «іскор» і «зірочок». Вони не знали, що це алотропічні зміни тієї ж сірчистої ртуті; при нагріванні без доступу повітря до 386°C ці модифікації перетворюються на справжню кіновар.

Деякі з'єднання ртуті змінюють забарвлення при зміні температури. Такими є червоний окис ртуті HgO і мідно-ртутний іодид HgI 2 · 2CuI.

Всі солі ртуті є отруйними, і це вимагає великої обережності при роботі з ними. Зіткнутися зі з'єднаннями ртуті доводиться людям різних професій. Ртутна сіль хромової кислоти, наприклад, чудова зелена фарба по кераміці. Сильна отрута сулема HgCl 2 , але вона вкрай потрібна у гальванопластику, у виробництві олов'яних та цинкових сплавів тонкої структури, у процесах гравіювання та літографії, навіть у фотографії. Деякі солі ртуті, у тому числі сулема, застосовуються в сухих електричних батареях.

Промисловий каталіз теж не обходиться без з'єднань ртуті. Один із способів отримання оцтової кислоти та етилового спирту заснований на реакції, відкритій російським ученим М.Г. Кучеровим. Сировиною служить ацетилен. У присутності каталізаторів – солей двовалентної ртуті – він реагує з водяною парою та перетворюється на оцтовий альдегід. Окислюючи цю речовину, одержують оцтову кислоту, відновлюючи спирт. Ті ж самі солі допомагають отримувати з нафталіну фталеву кислоту – важливий продукт основного органічного синтезу.

Різко зростає споживання ртуті у роки війни. Рідкий метал необхідний для виробництва «гримучої ртуті» Hg(ONC) 2 першої відомої техніки, що ініціює вибухову речовину. Хоча зараз на озброєнні є й інші подібні ВР (азид свинцю, наприклад), «гримуча ртуть» продовжує залишатися одним із найважливіших матеріалів для заповнення капсулів детонаторів.

Отруйність сполук ртуті обмежує їх застосування, але іноді ця властивість може бути корисною. Ртутними фарбами покривають днища кораблів, щоб вони не обростали черепашками. Інакше корабель знижує швидкість, перевитрачається паливо. Найвідоміша з фарб такого типу робиться на основі кислої ртутної солі миш'яковистої кислоти HgHAsO 4 . Щоправда, останнім часом із цією метою застосовують і синтетичні барвники, у складі яких ртуті немає.

Хоча всі ртутні солі отруйні, багато з них використовуються медициною, і, мабуть, це одне з найдавніших їх застосувань. Сулема – отрута, а й одне з перших антисептичних засобів. Ціанід ртуті використовували у виробництві антисептичного мила. Жовтий окис ртуті досі застосовують при лікуванні очних та шкірних захворювань. Каломель Hg 2 Cl 2 , в молекулі якої, порівняно з молекулою сулеми, є один «зайвий» атом ртуті, – загальновідомий проносний засіб. Медицина використовує також фосфорнокислі солі ртуті, її сульфат, йодид та інші. У наш час більшість неорганічних сполук ртуті поступово витісняються з медицини ртутними органічними сполуками, нездатними до легкої іонізації і тому не настільки токсичними і менше дратівливими тканини. Органічні антисептики з урахуванням сполук ртуті придатні навіть обробки слизових оболонок. Вони дають не менший лікувальний ефект, ніж неорганічні сполуки.

* При дуже тонкому подрібненні червоний окис ртуті HgO набуває жовтого кольору. Ця модифікація виходить і при випаданні окису ртуті осад.

Медицина застосовує не тільки сполуки, а й саму ртуть та її пари. Починаючи обстеження, лікар насамперед використовує "градусник" - ртутний термометр. Ртутні манометри працюють у апаратах для вимірювання кров'яного тиску. У кожній лікарні, у фізіотерапевтичних кабінетах поліклінік ультрафіолетові промені, отримані від ртутно-кварцових ламп, глибоко прогрівають тканини, допомагають лікувати катари, запалення, навіть туберкульоз – адже ультрафіолет є згубним для багатьох мікроорганізмів.

Ртуть - найдавніший, дивовижний і, можна сказати, "нестаріє" метал. Відомий з давніх-давен, він і в сучасній техніці, в медицині, в побуті знаходить все нові застосування.

У давніх народів

Історія не зберегла імені стародавнього металурга, який першим отримав ртуть, – це було дуже давно, за багато століть до нашої ери. Відомо лише, що у Стародавньому Єгипті металеву ртуть та її головний мінерал, кіновар, використовували ще III тисячолітті е. Індуси впізнали ртуть у II...I ст. до н.е. У стародавніх китайців кіноварь користувалася особливою славою, і не лише як фарба, а й як лікарський засіб. Ртуть і кіновар згадуються у «Природній історії» Плінія Старшого: отже, про них знали і римляни. Пліній свідчить також, що римляни вміли перетворювати кіновар на ртуть.

Усі метали – з ртуті... У цьому були переконані алхіміки давнини та середньовіччя. Різницю у властивостях металів вони пояснювали присутністю у металі одного з чотирьох елементів Аристотеля. (Нагадаємо, що цими елементами були: вогонь, повітря, вода і земля.) Характерно, що подібних поглядів дотримувались і багато відомих вчених далекого минулого. Так, великий таджицький лікар і хімік Авіценна (980...1037 рр. н.е.) теж вважав, що всі метали походять від ртуті та сірки.

Розповідає Лавуазьє

«У цю реторту я ввів 4 унції дуже чистої ртуті, потім шляхом всмоктування за допомогою сифона, який я ввів під дзвін, я підняв ртуть до певного рівня і ретельно відміряв цей рівень смужкою приклеєного паперу, точно спостерігаючи показання барометра і термометра.

Закінчивши таким чином усі приготування, я запалив вогонь у печі і підтримував його майже без перерви 12 днів, причому ртуть нагрівалася до температури, необхідної для кипіння. Протягом усього першого дня не сталося нічого примітного: ртуть, хоч і кипіла, знаходилася в стані безперервного випаровування і покривала внутрішні стінки реторти крапельками, спочатку дуже дрібними, але поступово збільшуються при досягненні відомого об'єму реторти, що падали від власної тяжкості, і з'єднувалися з рештою ртуттю.

На другий день я почав помічати невеликі червоні частинки, що плавають на поверхні ртуті, які протягом чотирьох або п'яти днів збільшувалися в кількості та об'ємі, після чого перестали збільшуватися і залишилися в абсолютно незмінному вигляді. Через 12 днів, бачачи, що обгортання ртуті нітрохи більше не прогресує, я загасив вогонь і дав охолонути приладу. Об'єм повітря, що міститься як у реторті, так і в її шийці і у вільній частині дзвони... до досвіду дорівнював приблизно 50 куб. дюйми. Після закінчення операції той же обсяг при тому ж тиску і тій же температурі дорівнював лише 42 ... 43 дюймам; отже, відбулося зменшення приблизно одну шосту. З іншого боку, ретельно зібравши червоні частинки, що утворилися на поверхні, і відокремивши їх, наскільки було можливо, від рідкої ртуті, в якій вони плавали, я знайшов їх вагу рівним 45 гранам.

Повітря, що залишилося після цієї операції і зменшувалося внаслідок прожарювання в ньому ртуті до п'яти шостих свого обсягу, не було придатне більше ні для дихання, ні для горіння; тварини, що вводилися в нього, помирали в короткий час, а предмети, що горять, згасали в одну мить, як би їх занурювали у воду. З іншого боку, я взяв 45 гран червоної речовини, що утворилася під час досвіду, і помістив його в маленьку скляну реторту, до якої був приєднаний прилад, пристосований для прийому можуть виділитися рідких і повітроподібних продуктів; запаливши вогонь у печі, я помітив, що в міру того, як червона речовина нагрівалася, його колір ставав все більш інтенсивним. Коли потім реторту почала розжарюватися, червона речовина почала помалу зменшуватися в обсязі і через кілька хвилин вона зовсім зникла; водночас у невеликому приймачі зібралося 41 1/2 грана рідкої ртуті, а під дзвін пройшло 7...8 куб. дюймів пружної рідини*, набагато більш здатної підтримувати горіння та дихання тварин, ніж атмосферне повітря.

* Так за часів Лавуазьє називали гази.

Я дав йому спочатку назву дуже легко вдихається або дуже зручно вдихається повітря: згодом ця назва була замінена назвою «життєве» або «живильний повітря».

Антуан Лоран Лавуазьє.
"Аналіз атмосферного повітря". "Записки Французької академії наук", 1775.

Ртуть і відкриття Джозефа Прістлі

Але не Лавуазьє був першим ученим, який отримав кисень із червоного окису ртуті. Карл Шееле ще в 1771 р. розклав цю речовину на ртуть я «вогняне повітря», а видатний англійський хімік Джозеф Прістлі першим у світі досліджував кисень. 1 серпня 1774 р., розклавши окис нагріванням, Прістлі вніс у отримане «повітря» свічку, що горіла, і побачив, що полум'я набуло незвичайної яскравості.

У цьому повітрі свічка згоряла швидше. Яскраво спалахнувши, згоряли в ньому і розпечені шматочки кам'яного вугілля, і залізна тяганина... За цим досвідом були інші, і в результаті Прістлі визначив найважливіші якості «дефлогістонованого повітря».

Джозеф Прістлі зробив ще багато важливих відкриттів, і майже всі його роботи використовували ртуть. Це вона допомогла Прістлі відкрити газоподібний хлористий водень. Взаємодія кухонної солі із сірчаною кислотою і до Прістлі спостерігали багато хіміків. Але всі вони намагалися зібрати газ над водою, і утворювалася соляна кислота. Прістлі замінив воду ртуттю... У такий же спосіб він отримав чистий газоподібний аміак із нашатирного спирту. Потім виявилося, що два відкритих ним газу - NH 3 і HCl - здатні вступати в реакцію між собою і перетворюватися на білі дрібні кристали. Так уперше в лабораторних умовах було отримано хлористий амоній. Сірчистий газ теж був відкритий Прістлі і теж був зібраний над ртуттю.

Виручив ртутний катод

У 1807 р., розкладаючи луги електричним струмом, видатний англійський вчений Деві вперше отримав елементарні натрій та калій. Його досліди повторив найбільший шведський хімік Берцеліус, але джерело струму - вольтів стовп, яким він мав, був занадто слабкий, і відтворити результати Деві Берцеліус спочатку не вдалося. Тоді він вирішив як катод використовувати ртуть і... отримав лужні метали з меншими витратами енергії. А тим часом Деві намагався виділити за допомогою електрики та лужноземельні метали. При цьому він перепалив свою величезну батарею і про цю невдачу написав Берцеліус. Той порадив йому скористатися ртутним катодом, й у 1808 р. Деві отримав амальгаму кальцію, з якої виділити метал не важко. У тому ж році (і тим самим способом) Деві виділив в елементарному вигляді барій, стронцій та магній.

Перший надпровідник

Через майже півтора століття після дослідів Прістлі та Лавуазьє ртуть виявилася причетною ще до одного видатного відкриття, цього разу в галузі фізики. У 1911 р. голландський вчений Гейке Камерлінг-Оннес досліджував електропровідність ртуті за низької температури. З кожним досвідом він зменшував температуру, і коли вона досягла 4,12 K, опір ртуті, що до цього послідовно зменшувалося, раптом зник зовсім: електричний струм проходив по ртутному кільцю, не згасаючи. Так було відкрито явище надпровідності, і ртуть стала першим надпровідником. Зараз відомі десятки сплавів і чистих металів, що набувають цієї властивості при температурі, близької до абсолютного нуля.

Як очистити ртуть

У хімічних лабораторіях часто виникає потреба очистити рідкий метал. Метод, описаний у цій замітці, мабуть, найпростіший із надійних і найнадійніший із простих. На штативі кріплять скляну трубку діаметром 1...2 см; нижній кінець трубки відтягнутий і загнутий. У трубку заливають розведену азотну кислоту приблизно з 5% нітрату закисної ртуті Hg 2 (NO 3) 2 . Зверху в трубку вставляють вирву з паперовим фільтром, в дні якого голкою пророблено невеликий отвір. Вирву заповнюють забрудненою ртуттю. На фільтрі вона очищається від механічних домішок, а трубці – від більшої частини розчинених у ній металів. Як це відбувається? Ртуть - шляхетний метал, і домішки, наприклад мідь, витісняють її з Hg 2 (NO 3) 2; частина домішок легко розчиняється кислотою. Очищена ртуть збирається в нижній частині трубки і під дією власної тяжкості передавлюється в приймальну судину. Повторивши цю операцію кілька разів, можна досить повно очистити ртуть від домішки всіх металів, що стоять у ряді напруг лівіше від ртуті.

Очистити ртуть від благородних металів, наприклад золота та срібла, набагато складніше. Щоб поділити їх, застосовують перегонку у вакуумі.

Не тільки рідкий стан «ріднить» ртуть із водою. Теплоємність ртуті, як і води, зі зростанням температури (від точки плавлення до +80 ° C) послідовно зменшується і лише після певного температурного «порога» (після 80 ° C) починає повільно зростати. Якщо ртуть охолоджувати дуже повільно, її, як і воду, можна переохолодити. У переохолодженому стані рідка ртуть існує при температурі нижче -50°C, зазвичай вона замерзає при -38,9°C. До речі, вперше ртуть була заморожена 1759 р. петербурзьким академіком І.А. Брауном.

Одновалентної ртуті немає!

Це твердження багатьом видасться невірним. Адже ще в школі вчать, що, подібно до міді, ртуть може виявляти валентності 2+ та 1+. Широко відомі такі сполуки, як чорний закис Hg 2 O або каломель Hg 2 Cl 2 . Але ртуть тут лише формально одновалентна. Як показали дослідження, у всіх подібних сполуках міститься угруповання з двох атомів ртуті: -Hg 2 - або -Hg-Hg-. Обидва атоми двовалентні, але одна валентність кожного з них витрачена на утворення ланцюжка, подібного до вуглецевих кіл багатьох органічних сполук. Іон Hg 2+ 2 нестійкий, нестійкі та сполуки, в які він входить, особливо гідроксид та карбонат закисної ртуті. Останні швидко розкладаються на Hg і HgO і відповідно H2O чи CO2.

Отрута та протиотрута

Я найгіршу смерть
віддаю перевагу роботі
на ртутних копальнях,
де кришаться зуби в роті.

Р. Кіплінг

Пари ртуті та її сполуки справді дуже отруйні. Рідка ртуть небезпечна перш за все своєю леткістю: якщо зберігати її відкритою в лабораторному приміщенні, то в повітрі створиться парціальний тиск ртуті 0,001 мм. Це багато, тим більше, що гранично допустима концентрація ртуті в промислових приміщеннях 0,01 мг на кубічний метр повітря.

Ступінь токсичної дії металевої ртуті визначається насамперед тим, скільки її встигло прореагувати в організмі, перш ніж її вивели звідти, тобто. небезпечна не сама ртуть, а її сполуки.

Гостре отруєння солями ртуті проявляється у розладі кишечника, блювоті, набуханні ясен. Характерний занепад серцевої діяльності, пульс стає рідкісним і слабким, можливі непритомності. Перше, що необхідно зробити в такій ситуації, це викликати у хворого на блювоту. Потім дати йому молока та яєчних білків. Ртуть виводиться з організму переважно нирками.

При хронічному отруєнні ртуттю та її сполуками з'являються металевий присмак у роті, пухкість ясен, сильна слинотеча, легка збудливість, ослаблення пам'яті. Небезпека такого отруєння є у всіх приміщеннях, де ртуть перебуває у контакті з повітрям. Особливо небезпечні дрібні краплі розлитої ртуті, що забилися під плінтуси, лінолеум, меблі, щілини підлоги. Загальна поверхня маленьких ртутних кульок велика, і випаровування йде інтенсивніше. Тому випадково розлиту ртуть необхідно ретельно зібрати. Всі місця, в яких могли затриматися найменші крапельки рідкого металу, необхідно обробити розчином FeCl 3 щоб зв'язати ртуть хімічно.

Ртуть у космосі

Космічні апарати нашого часу потребують значної кількості електроенергії. Регулювання роботи двигунів, зв'язок, наукові дослідження, робота системи життєзабезпечення – все це потребує електрики... Поки що основними джерелами струму є акумулятори та сонячні батареї. Енергетичні потреби космічних апаратів зростають і зростатимуть. Космічним кораблям недалекого майбутнього знадобляться електростанції на борту. В основі одного з варіантів таких станцій є ядерний турбінний генератор. Багато в чому він подібний до звичайної теплової електростанції, але робочим тілом у ньому служить не водяна пара, а ртутна. Розігріває його радіоізотопне пальне. Цикл роботи такої установки замкнутий: ртутна пара, пройшовши турбіну, конденсується і повертається в бойлер, де знову нагрівається і знову відправляється обертати турбіну.

Ізотопи ртуті

Природна ртуть складається із суміші семи стабільних ізотопів з масовими числами 196, 198, 199, 200, 201, 202 та 204. Найбільш поширений найважчий ізотоп: його частка – майже 30%, точніше, 29,8. Другий за поширеністю – ізотоп ртуть-200 (23,13%). А найменше у природній суміші ртуті-196 – всього 0,146%.

З радіоактивних ізотопів елемента №80, а їх відомо 11, практичне значення набули лише ртуть-203 (період напіврозпаду 46,9 діб) та ртуть-205 (5,5 хвилини). Їх застосовують при аналітичних визначеннях ртуті та вивченні її поведінки у технологічних процесах.

Найбільші родовища – у Європі

Ртуть – один із небагатьох металів, найбільші родовища яких знаходяться на європейському материку. Найбільшими родовищами ртуті вважаються Альмаден (Іспанія), Монте-Ам'ята (Італія) та Ідрія (Югославія).

Видобуток ртуті за всіх часів не обходився для людства без втрат. Це небезпечний для здоров'я метал, який дає отруєння всьому організму. У промисловому виробництві ртуть незамінна – це єдиний рідкий метал.

Але інтерес до нього був завжди, особливо у ремісників у Середній Азії. Саме тут з'явилися перші ртутні копальні в 6-4 століттях до нашої ери.

Де міститься ртуть?

Метал міститься в мінералі, який називається кіновар'ю - червоним каменем, що використовується з найдавніших часів як натуральний та якісний барвник. Ртуть є і в інших мінеральних утворень (приблизно 20 найменувань), але в них рідкісного металу міститься мало.

Особливості родовищ ртуті

У промисловому виробництві ртуть незамінна, оскільки є єдиним рідким металом. Іншої такої речовини в текучому вигляді при стандартній температурі з властивостями, характерними для металів, у природі немає. Тому цінність його висока та пошуками родовищ кіноварі займаються у всіх країнах. З Стародавнього Китаю та Індії в наші дні прийшла віра в цілющі властивості цієї речовини. Там його вважали кров'ю дракона і надавали священні якості сріблястому металу, що отримується з нього. Згодом його цілющі властивості підтвердила наука. У всі століття алхіміки зі з'єднання ртуті та сірки намагалися отримати золото, це значно підвищувало цінність металу.

Матеріали на тему:

Як добувають сіль?

Як отримують ртуть

Кіновар містить більше 85% сульфіду ртуті, іншого такого багатого на корисні копалини мінералу геологи не знають. Мінеральні конгломерати зустрічається у вигляді зерноподібних чи ромбоподібних фрагментів у породах, що залягають на невеликій глибині. Ртутні тіла містяться в кварцитових, доломітових та сланцевих відкладах. Ртуть виділяють із руди за допомогою нагрівання, у цьому випадку вона стікає з кам'яних утворень невеликими краплями, які збирають у спеціальні захищені резервуари.

Ртуть є надзвичайно важливим металом, що використовується практично у всіх виробничих галузях. Тому багато країн стрімко розвивають ртутну промисловість та розширюють пошуки її родовищ. Яке місце займає застосування ртуті у сучасній промисловості – спробуємо розібратися у цій статті.

Що являє собою ртуть

Це хімічний елемент і єдиний метал, який знаходиться у рідкому стані за нормальної температури. сірого кольору – ось як виглядає ртуть, фото якої наведено нижче.

Затвердіти ртуть може лише за дуже низької температури. Середньовічні алхіміки не могли досягти затвердіння цього металу. І лише 1759 року російські академіки М. У. Ломоносов і І. А. Браун зуміли зробити це. Справа в тому, що того року в Росії були сильні морози і за допомогою спеціальних сумішей вчені знизили температуру до -56ºС. У таких умовах ртуть замерзла і стала схожою на метал. Через тривалий час інші алхіміки виявили у ртуті надпровідний ефект, коли знизили температуру до -270 ºС.

Ртуть в історії людства

Ртуть відома людині ще з давніх часів. Перші згадки про неї зустрічаються у записах V століття до зв. е. Дуже багато досліджували ртуть в Індії та Китаї. Найдавніша індійська школа з алхімії відома як «расаяна» або «шлях ртуті». Вона займалася розробками лікувальних препаратів та різних зілля.

Стародавні люди знаходили ртуть у природі у вигляді кіноварі. Вони використовували її як червоний барвник. Назва «кіновар» пов'язана з давньою легендою і перекладається як «кров дракона». Така характеристика ртуті пов'язані з релігійними віруваннями. На той час люди вірили, що це кров убитої в горах священної істоти - дракона. Тому ртуть вважали цілющою речовиною, здатною лікувати хворих. Одним із таких лікарських засобів була ртутна мазь.

Стародавні алхіміки вважали ртуть основою всіх металів та його життєвою силою. Вони були переконані, що з ртуті та сірки можна отримати золото. Але після численних дослідів та експериментів стало зрозуміло, що нічого з цієї ідеї не вийде. Скільки вчених загинули, намагаючись відкрити формулу створення золота. І ці дослідження тривали до 30-х років XX століття, поки наука не почала швидко розвиватися. Внаслідок застосування радіоактивного розпаду вчені отримали зі ртуті стабільні ізотопи золота, але їх було дуже мало. І ціна такого металу дуже висока.

Як видобувають ртуть

Основним та практично єдиним промисловим джерелом ртуті є мінерал кіновар. Він складається на 86% з інших складових - домішок інших мінералів. Зазвичай кіновар має вигляд суцільних виділень, багатих на домішки, і зовні нагадує зерна неправильної форми. Рідко зустрічаються сформовані кристали ромбоедричного, біпірамідального вигляду. Іноді виявляються двійники.

Металеву ртуть з кіноварі отримують шляхом нагрівання у відкритій трубці, що забезпечує контакт із киснем. Під час нагрівання маленькі крапельки ртуті стікають холодними стінками. Зазвичай рудні тіла залягають на невеликих глибинах і приурочені до кварцитів, вапняків, доломітів та сланців. Найбільші у світі родовища ртуті знаходяться в Іспанії, США, Югославії, Словенії, Таджикистані, Киргизстані. Великі кристали ртутної руди видобувають у південній частині Китаю.

Основні властивості ртуті

Цей мінерал має унікальні властивості, які зробили застосування ртуті у сучасній промисловості важливим її елементом. Ртуть вважається отруйним та небезпечним металом. Але його фізичні та хімічні властивості у багатьох сферах людської діяльності незамінні.

Фізичні властивості

Ртуть відноситься до діамагнетиків, так як може утворювати тверді сплави з іншими металами і рідкі сполуки - амальгами. Температура затвердіння ртуті становить -38,83 ºС, а кипить метал за 356,73 ºС. Ще одна важлива характеристика ртуті - вона діамагнітна. Це означає, що зібрати рідкі кульки металу звичайним магнітом неможливо.

Хімічні властивості

Як і благородні метали, ртуть стійка у сухому повітрі. Вона взаємодіє із кислотами, солями, неметалами. З водою, лугами та неокислюючими кислотами ртуть не реагує. При температурі вище 300 С вона вступає в реакцію з киснем, утворюючи оксид ртуті.

Застосування ртуті у сучасній промисловості

Ще в середні віки активно застосовували в медицині для амальгамування та виготовлення різних приладів. Нині неможливо знайти галузь народного господарства, яка використовує ртуть. Властивості та застосування цього мінералу описані вченими з усього світу у численних наукових працях.

Так, ртуть використовується у сільському господарстві для протравлення насіння. У хімічній промисловості її застосовують як каталізатор для отримання з ацетилену Використання ртутних катодів дозволяє виділити з кухонної солі їдкий натр і хлор.

Ртуть є незамінним компонентом у виробництві фарб для підводної частини морських суден. Річ у тім, що мікроорганізми, що живуть у морській воді, прикріплюються до днищ суден і сприяють корозії та зносу металевих деталей. ртуть, що містить у фарбі, під впливом морського хлору утворює сулему, яка отруює шкідливі бактерії.

Ртуть застосовують навіть у виробництві фетру. Існуючі в її складі солі добре знежирюють пух. Більш безпечних замінників, які давали б такий самий ефект, поки не знайшли. Також ртуть служить каталізатором під час органічного синтезу у процесі дублення шкіри.

Як уже згадувалося, ртуть завжди використовувалася у медицині. У наші дні на її основі випускають антисептичні та сечогінні препарати. А ртутна мазь готувалася ще у давній Індії, рецепт якої зберігся донині. Через властивості розчиняти інші метали використовують ртуть для виготовлення зубних пломб.

Застосування ртуті в промисловості пов'язане також з її здатністю випаровуватись при кімнатній температурі. Наприклад, для очищення нафти. Так, випарювання металу сприяє регулюванню температури нафтопереробних процесів.

Ртутні прилади

Фізико-хімічні властивості є головною причиною, через яку відбувається застосування ртуті в різних приладах та машинах. Пари металу використовують у ртутних турбінах. Такі установки особливо вигідні, коли в агрегаті мало води та охолодження механізму відбувається виключно повітрям.

У електротехніці застосовують випрямлячі з ртутним рідким катодом. Вони дозволяють перетворити трифазний електричний струм на постійний. Навіть у астрономічних цілях застосовують ртутні прилади - горизонти. Вони мають спеціальну посудину з рідким металом, поверхня якого є дзеркалом під час спостережень за космосом. Також застосування ртуті у сучасній промисловості проявляється у виробництві різних переривників, термометрів.

У багатьох галузях медицини використовують ртутно-кварцові лампи, які опромінюють ультрафіолетовими променями. Також незамінним медичним інструментом є відомий градусник для вимірювання температури тіла.

Скільки коштує ртуть: ціна на світовому ринку

Ціна на ртуть формується за тим самим принципом, що й інші метали. Так, вартість цього мінералу залежить від обсягу поставок та чистоти пропонованої ртуті. На ціну на ртуть за останні півроку значно впала. Так, якщо її середня ціна наприкінці 2014 року становила 75 доларів США/кг, то у березні 2015 року – 55 доларів США/кг. Але вільно купити рідкий метал практично неможливо, оскільки ртуть відноситься до хімічно-небезпечних речовин. Навіть за утилізацію розлитої ртуті потрібно заплатити певну суму.

Що стосується виробів, які містять ртуть, їх вартість залежить від кількості металу, що використовується, і від інших виробничих витрат. Наприклад, дуже дешево коштує ртутний градусник. Ціна в аптеках коливається від 25 до 50 рублів.

Небезпека ртуті здоров'ю

Незважаючи на широке застосування ртуті у промисловості, вона вважається досить небезпечною хімічною речовиною. За критеріями шкоди життю та здоров'ю ртуть належить до першого класу небезпеки. Зазвичай ртуть потрапляє до організму шляхом вдихання її пари, які мають запаху. Саме ртутні випари становлять найбільшу небезпеку.

Щоб викликати важке отруєння та проблеми зі здоров'ям, достатньо впливу невеликої кількості мінералу. Під час токсикації найбільше уражаються легені, нирки, імунна, нервова, травна системи, очі та шкіра.

Залежно від причин та характеру отруєння розрізняють легку, гостру та хронічну форми. Легка токсикація виникає при харчовому отруєнні. Після аварій на підприємствах хімічної промисловості або внаслідок порушення техніки безпеки виявляється гостра форма отруєння. У цьому випадку у хворого спостерігається зниження розумової активності, виснаження можуть з'являтися судоми, втрата зору, облисіння і навіть повний параліч. У важких випадках гостре отруєння може призвести до смерті. Хронічне отруєння розвивається внаслідок постійного контакту з ртуттю і може виявлятися довгий час після припинення роботи з нею. У людей із цією формою патології підвищується ризик розвитку гіпертонії, туберкульозу та атеросклерозу. Трапляється, коли хронічна токсикація викликає психічні відхилення.

Особливо уважно з ртутними приладами слід звертатися до вагітних жінок. Пари ртуті становлять велику загрозу розвитку плода. Якщо в будинку є діти, краще звичайні ртутні термометри замінити на електронні.

Утилізація ртутьмістких відходів

Широке застосування ртуті сприяє високій концентрації її пари в атмосфері великих міст. На даний момент всюди вживають люмінесцентні лампи, які містять від 30 до 300 мг рідкого металу. А в деяких лампах його у кілька разів більше. Згідно зі статистикою, щорічно близько 100 млн. таких ламп стають непридатними та потребують переробки. Лише невелика їх частина проходить спеціальну утилізацію, а решта відразу вирушає на звалище, де через руйнування цілісності скла ртуть потрапляє в атмосферу.

Крім того, ртуть застосовується у виробництві акумуляторів та батарей, які в основному ніяк не переробляються. Таким шляхом за рік на смітник потрапляє близько 40 тонн ртуті. Ця цифра дуже велика, тому проблема утилізації предметів, що містять ртуть, стоїть дуже гостро. Безконтрольне поводження з ртутними відходами, безвідповідальне ставлення до приладів, що містять цей рідкий метал, створює загрозу здоров'ю та життю людей. Всім відомо, які неприємності може принести звичайний ртутний градусник. Ціна невмілого поводження з ним може коштувати навіть життю.

Зараз уряди всіх країн працюють над питанням переробки відходів, що містять ртуть. З цією метою створюються спеціальні компанії, які займаються збиранням непридатних для використання приладів та ртутних предметів. Вони поділяють їх на компоненти (цоколі, скло, метал) та переробляють. З кожного виду відходів формуються блоки, які упаковуються у спеціальну тару (чохли, поліетиленові пакети, каністри) та доставляються на місце переробки.