Химические свойства ртути

Ртуть, в отличие от цинка, малоактивный металл, в сухом воздухе устойчива, подобно благородным металлам.

1. Взаимодействие с неметаллами

Выше 300°С окисляется кислородом, образуя оксид ртути (II):

2Hg + O₂ = 2HgO.

Очень легко взаимодействует с серой с образованием сульфида ртути (II):

Hg + S = HgS.

При нормальных условиях реагирует с галогенами:

Hg + Cl₂ = HgCl₂.

При нагревании – с фосфором, образуя фосфид:

3Hg + 2P = Hg₃P₂.

С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом ртуть не взаимодействует.

2. Взаимодействие с кислотами

В электрохимическом ряду напряжений металлов ртуть находится после водорода; с водой, щелочами и неокисляющими кислотами не взаимодействует.

Растворяется в разбавленной и концентрированной азотной кислоте и концентрированной серной кислоте, образуя соли ртути и продукты восстановления кислот:

Hg + 4HNO₃ (конц.) = Hg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O,

6Hg + 8HNO₃ (разб.) = 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O,

Hg + 2H₂SO₄ = HgSO₄ + SO₂ + 2H₂O;

при избытке ртути возможно образование сульфата ртути (I):

2Hg + 2H₂SO₄ = Hg₂SO₄ + SO₂ + 2H₂O.

3. Взаимодействие с солями

Ртуть взаимодействует с солями ртути (II) с образованием солей ртути (I):

Hg + Hg(NO₃)₂ = Hg₂(NO₃)₂,

Hg + HgCl₂ = Hg₂Cl₂.

Другие металлы, из-за малой активности, вытеснять из растворов не может.

Получение Ртути.

 Ртутные руды (или рудные концентраты), содержащие Ртуть в виде киновари, подвергают окислительному обжигу

HgS + О₂ = Hg + SO₂.

Обжиговые газы, пройдя пылеуловительную камеру, поступают в трубчатый холодильник из нержавеющей стали или монель-металла. Жидкая Ртуть стекает в железные приемники. Для очистки сырую Ртуть пропускают тонкой струйкой через высокий (1-1,5 м) сосуд с 10%-ной НNО₃, промывают водой, высушивают и перегоняют в вакууме.

Возможно также гидрометаллургическое извлечение Ртути из руд и концентратов растворением HgS в сернистом натрии с последующим вытеснением Ртути алюминием. Разработаны способы извлечения Ртуть электролизом сульфидных растворов.

Применение Ртути. 

Ртуть широко применяется при изготовлении научных приборов (барометры, термометры, манометры, вакуумные насосы, нормальные элементы, полярографы, капиллярные электрометры и других), в ртутных лампах, переключателях, выпрямителях; как жидкий катод в производстве едких щелочей и хлора электролизом, в качестве катализатора при синтезе уксусной кислоты, в металлургии для амальгамации золота и серебра, при изготовлении взрывчатых веществ; в медицине (каломель, сулема, ртутьорганические и других соединения), в качестве пигмента (киноварь), в сельском хозяйстве (органические соединения Ртути) в качестве протравителя семян и гербицида, а также как компонент краски морских судов (для борьбы с обрастанием их организмами). Ртуть и ее соединения токсичны, поэтому работа с ними требует принятия необходимых мер предосторожности.

Ртуть в организме. 

Содержание Ртути в организмах составляет около 10^-6%. В среднем в организм человека с пищей ежесуточно поступает 0,02-0,05 мг Ртути. Концентрация Ртути в крови человека составляет в среднем 0,023 мкг/мл, в моче - 0,1-0,2 мкг/мл. В связи с загрязнением воды промышленного отходами в теле многих ракообразных и рыб концентрация Ртути (главным образом в виде ее органических соединений) может значительно превышать допустимый санитарно-гигиенический уровень. Ионы Ртути и ее соединения, связываясь с сульфгидрильными группами ферментов, могут инактивировать их. Попадая в организм, Ртуть влияет на поглощение и обмен микроэлементов - Cu, Zn, Cd, Se. В целом биологическая роль Ртуть в организме изучена недостаточно. Отравления Ртутью и ее соединениями возможны на ртутных рудниках и заводах, при производстве некоторых измерительных приборов, ламп, фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов и других.

Основную опасность представляют пары металлической Ртути, выделение которых с открытых поверхностей возрастает при повышении температуры воздуха. При вдыхании Ртуть попадает в кровь. В организме Ртуть циркулирует в крови, соединяясь с белками; частично откладывается в печени, в почках, селезенке, ткани мозга и др. Токсическое действие связано с блокированием сульфгидрильных групп тканевых белков, нарушением деятельности головного мозга (в первую очередь, гипоталамуса). Из организма Ртуть выводится через почки, кишечник, потовые железы и др.

Острые отравления Ртутью и ее парами встречаются редко. При хронических отравлениях наблюдаются эмоциональная неустойчивость, раздражительность, снижение работоспособности, нарушение сна, дрожание пальцев рук, снижение обоняния, головные боли. Характерный признак отравления - появление по краю десен каймы сине-черного цвета; поражение десен (разрыхленность, кровоточивость) может привести к гингивиту и стоматиту. При отравлениях органических соединениями Ртути (диэтилмеркурфосфатом, диэтилртутью, этилмеркурхлоридом) преобладают признаки одновременного поражения центральной нервной (энцефалополиневрит) и сердечно-сосудистой систем, желудка, печени, почек.

Качественная реакция на Hg²⁺: при добавлении к раствору соли ртути(II) щелочи выпадает оранжевый осадок ОКСИДА ртути, гидроксид не образуется, его не существует:

Hg(NO₃)₂ + 2KOH → HgO + H₂O + 2KNO₃

Ион Zn²⁺ с S²⁺ образует белый осадок. Который растворяется в кислотах с выделением газа с запахом тухлых яиц – сероводорода (про него подробнее ниже, в разделе сера):

ZnSO₄ + K₂S → ZnS↓ + K₂SO₄ (образование осадка)

Сокращенное ионное уравнение:

Zn²⁺ + S^2- → ZnS↓

ZnS + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂S↑ (растворение осадка с выделением сероводорода)

Be⁰ (Be²⁺), Zn⁰ (Zn²⁺), Al⁰ (Al³⁺)

эти три металла объединяют амфотерные свойства. Поэтому если в задании встречается следующая формулировка: «…металл, растворимый в растворе щелочи…», «…металл, который растворяется и в щелочах, и кислотах…» или «…металл, растворяющийся в щелочи с выделением горючего газа, легче воздуха…», то имеют в виду один из этих трех металлов.

Реакции:

Be + 2KOH + 2H₂O → K₂[Be(OH)₄] + H₂↑

 

Zn + 2KOH + 2H₂O → K₂[Zn(OH)₄] + H₂↑

 

2Al + 2KOH + 6H₂O → 2K[Al(OH)₄] + 3H₂↑

 

Ионы этих металлов в растворах тоже определяют добавлением щелочи.

 

Выпадает белый студенистый осадок (гидроксид металла), который в избытке щелочи растворяется (гидроксиды алюминия, цинка и бериллия реагируют со щелочами, образуя растворимые гидроксоалюминаты, гидроксоцинкаты и гидроксобериллаты соответственно):

 ZnCl₂ + 2KOH → Zn(OH)₂↓ + 2KCl (образование осадка)

Zn(OH)₂ + 2KOH → K₂[Zn(OH)₄] (растворение осадка)