§ 60. Ртуть (і)

Природні сполуки. Ртуть зустрічається в природі у вільному стані в незначних кількостях. Найважливішим мінералом ртуті є кіновар HgS.

Властивості. Ртуть — важка сріблясто-біла рідина. Густина її 13,6 х X 10³ кг/м³, температура кипіння 357° С. При звичайній температурі ртуть на повітрі не окислюється. Вона не розчиняється в розведеній соляній і сірчаній кислотах, але легко розчиняється в азотній і концентрованій сір­чаній кислотах. Найкращим розчинником для ртуті є азотна кислота; склад продуктів реакції, які при цьому утворюються, залежить від температури і відношення взятих кількостей металу і кислоти. Так, якщо надлишок рту­ті розчиняти в розведеній азотній кислоті на холоді, то утворюється нітрат ртуті (І) Hg₂ (N0₃)₂; якщо ж ртуть розчиняти в надлишку гарячої концент­рованої азотної кислоти, то утворюється нітрат ртуті Hg (N0₃)₂.

Ртуть утворює два оксиди: Hg₂0 — чорного кольору і HgO — жовтого або червоного кольору. Забарвлення HgO залежить від розміру кристаликів оксиду. Жовтий оксид ртуті являє собою дрібніші кристалики. Обидва ок­сиди не розчиняються у воді і лугах, але легко розчиняються в розведеній азотній кислоті. Вони мають основні властивості і з кислотами утворюють два класи солей: солі ртуті (І), де ртуть одновалентна, і солі ртуті (II), де вона двовалентна.

Усі солі ртуті (І), за винятком нітрату, не розчиняються у воді; сульфат і ацетат ртуті (І) погано розчиняються у воді.

222

Солі одно- і двовалентної ртуті легко гідролізують, при цьому утворюють­ся основні солі:

Hg₈ (N0₃)_a + Н₂0 = Hg₂OHN0₃ + HN0₃;

Hg (N0₃)₂ + H₂0 = HgOHN0₈ + HN0₃.

Усі сполуки ртуті отруйні; при нагріванні вони звітрюються. Тому на­грівати і випарювати розчини сполук ртуті слід обов'язково під тягою.

Реакції іонів ртуті (І). Сірководень H₂S осаджує суміш сульфіду ртуті (II) HgS і металічної ртуті Hg. Реакція відбувається за таким рівнянням:

H_g2+ ₊ H₂S = HgS + Hg+2H+,

або

Hg₂ (N0₃)₂ + H₂S = HgS + Hg + 2HN0₃.

Соляна кислота HC1 і її розчинні солі з іонами Hg₂' утворюють білий осад хлориду ртуті (І) (каломель) Hg₂Cl₂, що не розчиняється в розведеній азот­ній кислоті:

Hg₂ (N0₃)₂ + 2HC1 = Hg₂Cl₂ + 2HNO„.

Якщо на осад Hg,Cl₂ подіяти аміаком, то він почорніє внаслідок виді­лення металічної ртуті:

Hg₂Cl₂ + 2NH₄OH = NH₂HgCl + Hg + NH₄C1 + 2H₂0.

Амідохлорид ртуті (або так званий хлорид меркуроамонію) NH₂HgCl, який утворюється при цій реакції, являє собою білий осад. Цей осад можна розглядати як хлорид амонію, в якому два атоми водню заміщені двоза-рядними іонами ртуті.

Виконання реакції. У пробірку вносять 3—5 краплин до­сліджуваного розчину, добавляють 3—5 краплин 2 н. розчину НС1, суміш центрифугують і розчин зливають. Потім на білий осад, що залишився в пробірці, діють аміаком. У присутності іонів Hg!"⁷" осад чорніє.

їдкі луги NaOH і КОН утворюють з іонами Hg₂⁺ чорний осад оксиду ртуті (І) Hg₂0, який не розчиняється в надлишку лугу:

Hg₂ (N0₃)₂ + 2NaOH = Hg₂0 + 2NaN0₃ + H₂0.

Аміак NH₄OH з іонами Hg^⁺утворює суміш металічної ртуті чорного ко­льору і амідонітрату ртуті (або нітрату меркуроамонію) білого кольору. Реакція відбувається за рівнянням

Hg₂ (N0₃)₂ + 2NH₄OH = NH₂HgN0₃ + Hg + NH₄N0₃ + 2H₂0.

Карбонати лужних металів Na₂C0₃ І К₂С0₃ утворюють з Іонами Hgo⁺ жовтий осад карбонату ртуті Hg₂C0₃, який швидко розкладається на оксид ртуті (II), металічну ртуть і оксид вуглецю (IV):

Hg₂ (N0₃)₂ + Na₂C0₃ = Hg₂C0₃ + 2NaN0₃; Hg₂C0₃ = HgO + Hg -f C0₂.

Гідрофосфат натрію Na₂HP0₄ утворює з іонами Hg2⁺ білий осад Hg₂HP0₄, який розчиняється в HN0₃:

Hg₂ (N0₃)₂ + Na₂HP0₄ - Hg₂HP0₄ + 2NaN0₃.

223

Йодид калію КІ утворює з іонами Hg₂⁺ зеленуватий осад Hg₂I₂: Hg₂ (N0₃)₂ + 2КІ = Hg₂I₂ + 2KN0₃.

Осад Hg₂I₂ з надлишком йодиду калію утворює розчинну комплексну сполуку K₂HgI₄, виділяючи при цьому металічну ртуть:

Hg₂I₂ + 2KI = K₂HgI₄ + Hg.

Хромат калію К₂Сг0₄ утворює червоний осад Hg₂Cr0₄, який не розчи­няється в лугах і розведеній азотній кислоті:

Hg₂ (N0₃)₂ + К₂СЮ₄ = Hg₂Cr0₄ + 2KN0₃.

Тіосульфат натрію Na₂S₂0₃ осаджує в кислих розчинах суміш, яка складається з сульфіду ртуті (II), металічної ртуті і сірки:

Hgf+ + 2S₂0^- = HgS -f Hg + S + S0₂ + S0₄²~;

Hg₂ (N0₃)₂ -f 2Na₂S₂0₃ = HgS + Hg + S + S0₂ + Na₂S0₄ + 2NaN0₃.

Хлорид олова (II). При дії надлишку розчину SnCl₂ на розчин солі рту­ті (II) спочатку утворюється білий осад Hg₂Cl₂, який швидко сіріє внаслідок відновлення ртуті до металічної:

Hg₂ (N0₃)₂ + 2НС1 = Hg₂Cl₂ + 2HN0₃; Hg₂Cl₂ + SnCl₂ = 2Hg + SnCl₄.

Виконання реакції. Реакцію можна виконати краплинним ме­тодом. Для цього на смужку фільтрувального паперу наносять краплину досліджуваного розчину і краплину хлориду олова (II). Почорніння плями свідчить про присутність ртуті.

Металічна мідь відновлює іони ртуті (незалежно від її валентності) до металічної ртуті:

Hg₂ (N0₃)₂ + Cu = Cu (N0₃)₂ + 2Hg.

Виконання реакції. На блискучу мідну пластинку (або моне­ту) наносять краплину досліджуваного розчину. Через кілька хвилин на мідній пластинці виникає сіра пляма металічної ртуті. Розчин змивають водою і пляму протирають клаптиком тканини або фільтрувальним папером. У присутності ртуті пляма стає блискучою.

Нітрит натрію NaN0₂ відновлює іони ртуті (І) до металічної ртуті:

Hgl+ + NOf + H₂0 = 2Hg + NCV + 2Н+, або

Hg₂ (N0₃)₂ + NaN0₂ + H₂0 = 2Hg + NaN0₃ + 2HN0₃.

Іони Ag⁺ є каталізаторами цієї реакції.

Виконання реакції. На смужку фільтрувального паперу наносять краплину насиченого розчину NaN0₂ і краплину розчину AgN0₃. Потім білий осад нітриту срібла, який при цьому утворився, змочують крап­линою досліджуваного розчину. У присутності ртуті (І) осад чорніє.

Солі ртуті (II) не заважають цій реакції, тому нею можна скористатися для виявлення ртуті (І) в присутності ртуті (II).

224