Ртуть как простое вещество. История её происхождения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ртуть как простое вещество. История её происхождения

Применение ртути

Ртуть (лат. Hydrargyrum) - химический элемент II группы периодической системы Менделеева; атомный номер 80, атомная масса 200, 59.

Ртуть - элемент редкий и рассеянный, его содержание примерно 4,5*10^-6 % от массы земной коры. Тем не менее, известна ртуть с глубокой древности. Скорее всего, человек познакомился с ртутью, выделив её при нагревании главного минерала ртути - ярко-красной киновари HgS. Иногда встречается в природе самородная ртуть, образовавшаяся, по-видимому, из той же киновари. химический ртуть токсикология

Ртуть - тяжёлый (плотность 13, 52 г/см ³) металл серебристо-белого цвета, единственный металл, жидкий при обычных условиях. Затвердевает ртуть при -38,9 ⁰С, закипает при +357, 25 ⁰С. При нагревании ртуть довольно сильно расширяется, плохо проводит электрический ток и тепло. Многие металлы хорошо растворяются в ртути с образованием амальгамы.

В соединениях ртуть всегда двухвалентна, однако известные оксиды одновалентной ртути - оксид (I) Hg₂O и каломель HgCl. Однако и в этих соединениях ртуть одновалентна лишь формально.

Соединения ртути весьма ядовиты, работа с ними требует не меньшей осторожности, чем работа с самой ртутью.

Ртуть широко используется в химической промышленности в качестве катода при электролитическом производстве гидроксида натрия и хлора, как катализатор при получении многих органических соединений и при растворении урановых блоков (в атомной энергетике). Её применяют для изготовления ламп дневного света, кварцевых ламп, манометров и термометров. В горном деле ртутью пользуются для отделения золота от неметаллических примесей.

Известна ртуть была уже в древности, а в средние века служила объектом опытов алхимиков. В исторических документах она упоминается позже, чем Au, Ag, Cu, Pb и Fe. Добыча киновари велась уже при Теофрасте (300 г. до н.э.). Ятрохимики ввели ртутные препараты в медицину.

Основные месторождения: Испания (Альмаден), Югославия и Италия (Монте Амиата); небольшие месторождения: США (Калифорния), Мексика, СССР (Донецкий бассейн) и ФРГ (наст. вр. - Германия) (Рейнланд-Пфальц).

Физические свойства ртути

Ртуть - единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Твердая ртуть кристаллизуется в ромбической сингонии, а = 3,463Е, с = 6,706Е; плотность твердой Ртути 14,193 г/см 3 (-38,9 °С), жидкой 13,52 г/см 3 (20 °С), атомный радиус 1,57Е, ионный радиус Hg2+ 1,10Е; tпл -38,89 °С; tкип 357,25 °С; удельная теплоемкость при 0°С 0,139 кДж/(кг*К) [0,03336 кал/(г*°С)], при 200°С 0,133 кДж/(кг*К) [0,0319 кал/(г*°С)]; температурный коэффициент линейного расширения 1,826*10-4 (0-100 °С); теплопроводность 8,247 Вт/(м*К) [0,0197 кал/(см*сек*°С)] (при 20 °С); удельное электросопротивление при 0°С 94,07*10-8 ом*м (94,07*10-6 ом*см). При 4,155 К Ртуть становится сверхпроводником. Ртуть диамагнитна, ее атомная магнитная восприимчивость равна -0,19*10-6 (при 18 °С).

Химические свойства ртути

Ртуть обладает способностью растворять в себе многие металлы, образуя с ними частью жидкие, частью твёрдые сплавы, называемые амальгамами.

Ртуть обычно в себе примеси других металлов. Большую часть примесей можно удалить, взбалтывая ртуть с раствором нитрата ртути (II).

Из металлов подгруппы цинка ртуть наименее активна вследствие высокой энергии ионизации её атомов. Соляная и разбавленная серная кислота, а также щелочи не действуют на ртуть. Легко растворяется ртуть в азотной кислоте. Концентрированная серная кислота растворяет ртуть при нагревании.

Во всех соединениях ртути (I), атомы ртути связаны между собой, образуя двухвалентные группы -Hg₂- или -Hg-Hg-.

Одна из особенностей ртути заключается в том, что для неё неизвестны гидроксиды. В тех случаях, когда можно было бы ожидать их образования, получаются безводные оксиды. Так, при действии щелочей на растворы солей ртути (I) получаются буровато-чёрный осадок оксида ртути (I):

Hg₂+2OH=HgOv +H₂O

Точно также из растворов солей ртути (II) щёлочи осаждают оксид ртути (II):

Hg²⁺+2OH^-= HgOv+H₂O

Образующийся осадок имеет жёлтый цвет, но при нагревании переходит в красную модификацию оксида ртути (II).

Соединения ртути

1. Нитрат ртути (I) - Hg₂(NO₃)₂ - одна из немногих растворимых солей ртути (I). Получается при действии разбавленной холодной азотной кислоты на избыток ртути:

6Hg+8HNO₃=3Hg₂(NO₃)₂+2NO^+4H₂O

2. Хлорид ртути (I) - Hg₂Cl₂ или каломель, представляет собой белый, нерастворимый в воде порошок. Его приготовляют, нагревая смесь HgCl₂ с ртутью:

HgCl₂+Hg=Hg₂Cl₂

Каломель может быть получена также действием соляной кислоты или хлорида натрия на растворимые соли ртути (I):

Hg₂+2Cl=Hg₂Cl₂

3. Нитрат ртути (II) - Hg(NO₃)₂ - получается при действии избытка горячей азотной кислоты на ртуть. Хорошо растворим в воде. В разбавленных растворах при отсутствии свободной кислоты гидролизуется с образованием белого осадка основной соли HgO*Hg(NO₃)₂. При нагревании с большим количеством воды основная соль также разлагается, в результате чего получается оксид ртути (II).

4. Хлорид ртути (II) или сулема, HgCl₂ - может быть получен непосредственным взаимодействием ртути с хлором. Это бесцветное вещество, сравнительно мало растворимое в холодной воде (6,6 г в 100 г воды при 20⁰С). Однако с повышением температуры растворимость сулемы сильно возрастает, достигая при 100⁰С 58 г в 100 г воды. Из раствора HgCl₂ кристаллизуется в виде длинных блестящих призм. Обычно эту соль получают, нагревая сульфат ртути (II) с хлоридом натрия:

HgSO₄+2NaCl=Na₂SO₄+HgCl₂

Образующаяся сулема сублимируется; от последнего слова она и получила своё название.

Водный раствор сулемы практически не проводит электрического тока. Таким образом, сулема - одна из немногих солей, которые почти не диссоциируют в водном растворе на ионы.

Сулема, как и все растворимые соли ртути - сильный яд. Она используется для протравливания семян, дубления кожи, получения других соединений ртути, при крашении тканей, как катализатор в органическом синтезе и как дезинфицирующее вещество.

5. Сульфид ртути (II) - HgS - встречается в природе. Искусственно он может быть получен в виде вещества чёрного цвета прямым соединением серы со ртутью или действием сероводорода на растворы солей ртути (II).

При нагревании без доступа воздуха чёрный сульфид ртути (II) превращается в красное кристаллическое видоизменение - киноварь.

Токсичность ртути и её соединений

Все соли ртути ядовиты, причём тем сильнее, чем лучше они растворимы и чем сильнее диссоциированы. Отсюда сулема (HgCl₂) гораздо токсичнее, чем салициловортутная соль. Из всех солей тяжёлых металлов соли ртути (особенно сулема) легче всасываются в желудочно-кишечном тракте. Отравление может происходить при подкожных введениях, промываниях влагалища, матки, ран и т.д.

Постоянным симптомами отравления являются металлический привкус во рту и боли в животе, а затем рвота, понос, упадок сердечной деятельности, иногда гемолиз и т.п. Чувствительность людей к ртутным препаратам очень различна: например, страдающим заболеваниями почек более чувствительны к ртути, чем больные другими болезнями. При отравлении ртутными препаратами через рот (как неорганическими, так и органическими, например меркузалом) рекомендуют ряд специальных мероприятий: например, немедленно вводят через рот водную взвесь угля. Внутрь назначают тёплое молоко, белковую воду, слизистые отвары, жжёную магнезию с водой; повторно промывают кишечник водной взвесью угля. Рот необходимо полоскать каждый час раствором бертолетовой соли с квасцами, перекисью водорода или раствором перманганата калия. Под кожу и внутривенно вводят атропина сульфат, кофеин, камфору, коразол. Рекомендуется обильное питьё горячего чая, постельный режим, согревание тела, тёплые ванны, потение.

При отравлении соединениями ртути, введёнными под кожу или внутривенно, меры и средства помощи те же.

Хроническое отравление вызывается накоплением в организме длительно поступающих малых доз (миллиграммов) ртути. При этом возникают различные болезненные явления: стоматиты, желудочно-кишечные заболевания, психическая возбудимость и т.п. Ртуть скапливается в организме главным образом в печени, почках и селезёнке. Лица, работающие со ртутью (или её соединениями), должны периодически проходить исследование мочи на ртуть. Профилактическое значение имеют также тёплые ванны, усиленное питание, работа на свежем воздухе и т.д.

Лекарственные средства на основе ртути

Ртуть является тяжёлым металлом. Фармацевтические препараты тяжёлых металлов в огромном большинстве получают заводским путём по способам, указанным при описании каждого препарата. Если соли тяжёлых металлов растворимы, то катионы их могут соединяться с белками, образуя соли. Получаемые при этом соединения называются альбуминатами.

Катионы, способные образовывать альбуминаты, могут действовать в малых дозах как вяжущее, в больших - как прижигающее средство.

1. Ртути окись жёлтая.

Ртуть осадочная жёлтая (Hydrargyri oxydum flavum)

HgO

Свойства: тяжёлый тонкий жёлтый порошок без запаха.

Получение: постепенно приливают горячий раствор сулемы к тёплому раствору едкого натра при помешивании:

HgCl₂+2NaOH=HgOv+2NaCl+H₂O

Применение: наружное антисептическое средство, используется для глазных мазей.

2. Ртути монохлорид.

Каломель [Hydrargyrum chloratum (mite) Calomelas]

Hg₂Cl₂

Свойства: белый или слегка желтоватый мелкокристаллический порошок, нерастворимый в воде.

Получение: возгонка смеси сулемы и ртути.

Применение: слабительное, желчегонное, присыпки при сифилисе.

3. Ртути амидохлорид

Ртуть осадочная белая (Hydrargyri amidochloridum)

Hg(NH₂)Cl

Свойства: белый аморфный порошок (или кусочки), нерастворимый в

воде и органических растворителях и легко растворяющийся при нагревании в разведённых кислотах HCl, HNO3, CH3COOH.

Применение: как наружное антисептическое средство: в мазях (3-10%) при различных поражениях кожи (сифилис, экзема и т.д.), нередко в косметических мазях. Препарат очень токсичен.

4. Ртути оксицианид (Hydrargyri oxycyanidum)

Hg(CN)₂*HgO

Получение: на заводах химической промышленности ртути оксицианид получают взаимодействием ртути цианида со свежеприготовленной жёлтой окисью ртути.

Применение: препарат очень ядовит. Используется как антисептическое средство.

Список использованной литературы

1. Энциклопедический словарь юного химика./Сост. В.А. Крицман, В.В. Станцо - 2-е изд., испр. - М.:Педагогика, 1990. - 320 с.: ил.

2. Химия. Справочное руководство. ГДР, 1972. Пер. с нем. Л., "Химия", 1975.

3. Глинка. Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - 23-е изд., стереотипное./Под ред. В.А. Рабиновича. - Л.: Химия, 1983. - 704 с. ил.

4. Сенов П.Л. Фармацевтическая химия./ Под ред. В.Е. Чичиро. Издательство "Медицина", 1971.

Размещено на Allbest.ru