Чистая ртуть. Ртуть — металл с удивительными свойствами

Пожалуй, ртуть является одним из немногих химических элементов, обладающих массой интересных свойств, а также обширнейшей сферой применения за всю историю человечества. Вот лишь некоторые интересные факты об этом химическом элементе.

Прежде всего, ртуть — единственный металл и второе (наряду с бромом) вещество, которое при комнатной температуре пребывает в жидком состоянии. Твердым она становится только при температуре –39 градусов. А вот повышение ее до +356 градусов заставляет ртуть закипать и превращаться в ядовитый пар. Благодаря своей плотности она имеет большой удельный вес (см. статью Самые тяжелые металлы в мире). Так, 1 литр вещества весит более 13 килограммов.

Чугунное ядро плавает в ртути

В природе она может встречаться в чистом виде – вкраплениями небольших капель в других породах. Но чаще всего ртуть добывали, обжигая ртутный минерал киноварь. Также присутствие ртути можно обнаружить в сульфидных минералах, глинистых сланцах и др.

Благодаря своему цвету в античные времена этот металл даже отождествляли с живым серебром, о чем свидетельствует одно из её латинских названий: argentumvivum. И это немудрено, ведь находясь в своем естественном состоянии – жидком, она способна «бежать» быстрее воды.

Благодаря отличной электропроводимости ртуть широко применяется при изготовлении осветительных приборов и выключателей. А вот ртутные соли используются при изготовлении различных веществ, от антисептиков до взрывчатки.

Человечество использует ртуть вот уже более 3000 лет. Благодаря своей токсичности она активно применялась древними химиками для того чтобы извлечь из руды золото , серебро , платину и другие металлы. Такой способ под названием амальгация позже был забыт, к нему вернулись только в XVI столетии. Возможно, благодаря именно ему добыча золота и серебра колонизаторами Южной Америки в свое время достигла колоссальных размеров.

Особое место в использовании ртути в средневековье является применение ее в мистических ритуалах. Распыляемый красный порошок киновари, по мнению шаманов и магов, должен был отпугивать злых духов. Также применяли «живое серебро» для добывания золота алхимическим путем.

Но металлом ртуть стала только лишь в 1759 году, когда Михаил Ломоносов и Иосиф Браун смогли доказать этот факт.

Несмотря на свою токсичность, ртуть активно применяли лекари древности при лечении всевозможных заболеваний. На ее основе изготавливали медицинские препараты и снадобья для лечения различных кожных заболеваний. Она входила в состав мочегонных и слабительных препаратов, использовалась в стоматологии. А йоги древней Индии, согласно запискам Марко Поло, употребляли напиток на основе серы и ртути, который продлевал им жизнь и давал силы. Также известны случая изготовления китайскими знахарями «пилюлю бессмертия» на основе данного металла.

В медицинской практике известны случаи использования ртути и при лечении заворота кишок. По мнению врачей тех времен, благодаря своим физическим свойствам «жидкое серебро» должно было проходить через кишки, распрямляя их. Но указанный способ не прижился, так как он имел весьма плачевные результаты – пациенты погибали от разрыва кишечника.

Сегодня в медицине ртуть можно встретить только лишь в градусниках, измеряющих температуру тела. Но и в этой нише ее постепенно вытесняет электроника.

Но несмотря на приписываемые полезные свойства, ртуть обладает и разрушительными свойствами на человеческий организм. Так, по мнению ученых, жертвой ртутного «лечения» стал русский царь Иван Грозный. При эксгумации его останков современные специалисты установили, что государь русский умер в результате ртутной интоксикации, полученной им в ходе лечения сифилиса.

Губительным стало применение солей ртути и для средневековых мастеров по изготовлению шляп. Постепенное отравление парами ртути становилось причиной слабоумия, получившего название болезни сумасшедшего шляпника. Этот факт нашел отражение в «Алисе в стране чудес» Льюиса Кэрролла. Автор отлично изобразил этот недуг в образе Сумасшедшего Шляпника.

А вот употребление ртути с целью самоубийства как раз наоборот, не увенчивались успехом. Известны факты, когда люди выпивали ее или делали внутривенные ртутные инъекции. И все они остались живыми.

Применение ртути

В современном мире ртуть нашла широчайшее применение в электронике, где компоненты на ее основе используются во всевозможных лампах и прочей электротехнике, ее применяют в медицине для производства некоторых лекарств и в сельском хозяйстве при обработке семян. Ртуть применяют для производства краски, которой открашивают корабли. Дело в том, что на подводной части судна могут образовываться колонии бактерий и микроорганизмов, которые разрушают обшивку. Краска на основе ртути препятствует этому разрушительному воздействию. Также этот металл используют при переработке нефти для регулирования температуры процесса.

Но на этом ученые не останавливаются. Сегодня проводится большая работа по изучению полезных свойств данного металла с последующим его применением в механике и химической промышленности.

Ртуть: 7 коротких фактов

1. Ртуть это единственный металл, который при нормальных условиях находится в жидком состоянии.
2. Возможно изготовить сплавы ртути со всеми металлами, кроме железа и платины.
3. Ртуть — очень тяжелый металл, т.к. обладает огромной плотностью. Например, 1 литр ртути имеет массу около 14 кг.
4. Металлическая ртуть не так ядовита как принято считать. Наиболее опасны пары ртути и её растворимые соединения. Сама металлическая ртуть не всасывается в желудочно-кишечном тракте и выводится из организма.
5. Ртуть нельзя перевозить в самолетах. Но не из-за её токсичности как может показаться на первый взгляд. Все дело в том, что ртуть, контактируя с алюминиевыми сплавами, делает их хрупкими. Поэтому, случайно разлив ртуть, можно повредить самолет.
6. Способность ртути равномерно расширяться при нагреве нашла широкое применение в разного рода термометрах.
7. Помните Сумасшедшего Шляпника из «Алисы в стране Чудес»? Так вот раньше такие «шляпники» существовали на самом деле. Все дело в том, что фетр, используемый для производства шляп, обрабатывали ртутными соединениями. Постепенно ртуть накапливалась в организме мастера, а одним из симптомов ртутного отравления является сильное расстройство рассудка, проще говоря шляпники часто в итоге сходили с ума.

Месторождений ртути в чистом виде не существует, но в связанном состоянии она присутствует в некоторых рудах. Извлечение её из пород в промышленных масштабах опасно для человека и окружающей среды, поскольку некоторые формы этого металла токсичны даже в небольших дозах. Экологические последствия от деятельности горно-перерабатывающих предприятий зависят от того, как добывают ртуть и утилизируют её отходы.

Физические свойства и значение

Ртуть (Hg) - тяжёлый серебристый металл, который при нормальных условиях находится в жидком состоянии. Легко образует сплавы (амальгамы) с другими металлами, и это делает её ценной для добычи и обработки золота. В сравнении с другими металлами ртуть - плохой проводник тепла, но отличный проводник электричества. Наиболее известные и используемые соединения:

• Хлорид HgCl2 - сулема, сильный яд.
• Хлорид Hg2Cl2 - каломель, применяется в медицине.
• Гремучая ртуть Hg (ОНК)2 - детонатор, используется для производства взрывчатых средств.
• Сульфид HgS - киноварь, высокосортный пигмент.

Соединения Hg с углеродом называют ртутьорганическими. Значительное количество из этой категории веществ изучено, применяется и синтезируется человеком. Наибольшую известность получила метилртуть как яд биогенного и антропогенного происхождения.

В металлической форме традиционно используется в термометрах и специальных типах электрических переключателей. Разгерметизация подобных устройств связана с риском испарения некоторой части жидкого металла, поэтому использование элементарной ртути в бытовых приборах сокращают. В промышленности она незаменима как единственный жидкий металл. Например, в качестве электрода при производстве хлора и гидроксида натрия электролизом из раствора. Основные характеристики металлической формы выглядят так:

• атомный номер - 80;
• плотность - 13,5336 г/м3;
• температура плавления - -38C;
• температура кипения - 356,73C.

Ртуть не имеет никакой известной биологической роли, но присутствует в каждом живом существе и широко распространена в биосфере. Она попадает в окружающую среду в результате нормального распада минералов в горных породах и почве под воздействием ветра и воды. Высвобождение её из природных источников - медленный непрерывный процесс на протяжении тысяч и миллионов лет.

Заметное увеличение концентрации ртути в окружающей среде происходит благодаря человеческой деятельности. Бо́льшая часть выбрасывается в атмосферу после сгорания ископаемого топлива в результате работы горнодобывающей промышленности и сжигания твёрдых отходов. Непосредственное попадание в почвы и мировой океан связано с применением сельскохозяйственных удобрений и утилизацией промышленных сточных вод.

По классу опасности ртуть относится к первому классу, то есть считается чрезвычайно опасным химическим веществом. Проникновение ртути в организм чаще происходит при вдыхании её паров, не имеющих запаха.

Воздействие ртути даже в небольших количествах может вызывать проблемы со здоровьем и тяжёлое отравление. Ртуть оказывает токсическое воздействие на нервную, пищеварительную и иммунную системы, на лёгкие, почки, кожу и глаза.

Отравления ртутью делятся на лёгкие (пищевые отравления), острые (после аварий на предприятиях, вследствие нарушений техники безопасности) и хронические.

Хроническое отравление повышает риск туберкулёза, атеросклероза, гипертонии. При этом последствия отравления ртутью могут проявляться спустя несколько лет после прекращения контакта с ней.

Острое отравление ртутью может привести к смерти. Также если при отравлениях не проводить лечение, то могут быть нарушены функции центральной нервной системы, снижена умственная активность, появляются судороги, истощение. Острые стадии отравления ртутью вызывают потерю зрения, полный паралич, облысение.

Особенно ртуть и её соединения опасны для беременных женщин, так как представляют угрозу для развития ребёнка.

На сегодняшний день соединения ртути (мертиолят) используются

Как консервант для вакцин;

- для медицинских термометров — один медицинский термометр содержит до 2 г ртути;

- энергосберегающие газоразрядные люминесцентные лампы содержат до десятков миллиграммов ртути.

Также ртуть есть в рыбе и моллюсках, поэтому во время беременности рекомендуется отказаться от морепродуктов.

Отметим, что тепловая обработка продуктов не уничтожает содержащуюся в них ртуть.

Отравление ртутью

Хронические формы отравления ртутью называют меркуриализмом, который возникает из-за длительного воздействия малых доз ртутных испарений на человека. Меркуриализм может вызвать не только физические, но и психические отклонения.

Симптомы отравления . Острое отравление ртутью проявляется через пару часов после начала отравления. Симптомы острого отравления: слабость, головная боль, боль в горле, металлический вкус во рту, слюнотечение, набухание и кровоточивость дёсен, тошнота и рвота. Зачастую появляются сильнейшие боли в животе, понос, боли в груди, кашель, сильный озноб, а температура тела поднимается до 38-40 °C.

О хроническом отравлении ртутью говорят утомляемость, сонливость, общая слабость, головная боль, головокружения, апатия, раздражительность.

Что делать? При первых признаках отравления ртутью важно как можно быстрее вызвать врача. До прибытия скорой пострадавшему необходимо пить молоко, а затем вызвать рвоту для удаления жидкости.

Профилактика

В быту основным источником возможных отравлений являются ртутные градусники. Чтобы обезопасить себя и детей, стоит приобрести термометры, которые не содержат ртути.

Как избавиться от ртути в помещении

Утилизацией ртути занимаются специальные службы, в том числе входящие в состав МЧС России. На бытовой вызов, если вы разбили градусник, они, как правило, не выезжают. Избавиться от небольшого объёма ртути можно самостоятельно.

Для начала из комнаты нужно вывести детей и домашних животных и отрыть окно, чтобы обеспечить приток свежего воздуха.

Перед уборкой ртути стоит максимально себя защитить — надеть респиратор или марлевую повязку, резиновые перчатки.

Осколки градусника можно положить в плотный полиэтиленовый пакет и плотно его завязать. Саму ртуть лучше помещать в герметичную ёмкость, например, в банку с холодной водой. Во время сбора можно использовать бумажный конверт или бумажное полотенце. Перед тем как начать собирать ртуть, осветите пространство лампой — под лучами света шарики ртути будут заметны, так как начнут блестеть.

Собрать ртуть можно с помощью:

Кисточки из амальгамирующихся металлов;

- кусочков проволоки, они помогут собрать ртуть в щелях;

- клейкой ленты — подойдёт для сбора маленьких шариков;

- пипетки с тонким носиком.

Собранную ртуть и использованные предметы поместите в заранее приготовленную герметичную ёмкость.

Помещение нужно обработать химическими веществами. Самый простой состав для обработки помещения — спиртовой раствор 5 % йода. Также можно залить место, где была ртуть, раствором «марганцовки». Пол на следующий день необходимо тщательно вымыть.

Выбрасывать ртуть в мусоропровод или канализацию нельзя. Собрав ртуть, позвоните в местную службу МЧС, они обязаны принять её для утилизации.

Сметать ртуть веником. Прутья разбивают шарик ртути на более мелкие, и собирать их станет сложнее.

Собирать ртуть пылесосом, так как при работе он нагревается и испарение ртути увеличивается. Кроме этого, ртуть осядет внутри пылесоса, и его придётся выкинуть.

Стирать одежду, в которой вы убирали ртуть, так как это может привести к загрязнению вредным металлом стиральной машины. Все вещи, которые соприкасались с ртутью, нужно выбросить.

Добыча ртути во все времена не обходилась для человечества без потерь. Это опасный для здоровья металл, который приносит отравление всему организму. В промышленном производстве ртуть незаменима – это единственный жидкий металл.

Но интерес к нему был всегда, особенно у ремесленников в Средней Азии. Именно здесь появились первые ртутные рудники в 6-4 веках до нашей эры.

Где содержится ртуть?

Металл содержится в минерале, который называется киноварью - красным камнем, используемым с самых древних времён как натуральный и качественный краситель. Ртуть есть и в других минеральных образований (примерно 20 наименований), но в них этого редкого металла содержится мало.

Особенности месторождений ртути

В промышленном производстве ртуть незаменима, потому что является единственным жидким металлом. Другого такого вещества в текучем виде при стандартной температуре со свойствами, характерными металлам, в природе нет. Поэтому ценность его высокая и поисками месторождений киновари занимаются во всех странах. Из Древнего Китая и Индии в наши дни пришла вера в целебные свойства этого вещества. Там его считали кровью дракона и придавали священные качества получаемому из него серебристому металлу. Со временем его целебные свойства подтвердила наука. Во все века алхимики из соединения ртути и серы пытались получить золото, это значительно повышало ценность металла.

Как получают ртуть

Киноварь содержит более 85% сульфида ртути, другого такого богатого полезным ископаемым минерала геологи не знают. Минеральные конгломераты встречается в виде зернообразных или ромбообразных фрагментов в породах, залегающих на небольшой глубине. Ртутные тела содержатся в кварцитовых, доломитовых и сланцевых отложениях. Ртуть выделяют из руды с помощью нагревания, в этом случае она стекает из каменных образований небольшими каплями, которые собирают в специальные защищённые резервуары.

Разработка месторождений ртути

В практике горнодобывающих работ разработка ртутных тел проводится несколькими способами.

1. Подземные рудники. В них порода дробится с помощью взрывов, затем доставляется на поверхность. Извлечение металла производится путём окислительно-дистиляционного обжига, при котором образуются пары ртути при высоких температурах. Готовый продукт выделяют из фазы газообразного состояния в стадию конденсата и собирают.
2. Способом закачивания в штольни газов, разогретых до 1000 градусов. Этот процесс вызывает переход металла в газовую фазу. Перед началом процедуры рассыпают в ящики с дном в виде сетки сорбент и располагают его в штольне на стеллажах. Затем начинается охлаждение энергоносителя, в результате чего на сорбент выпадает ртутосодержащий конденсат. Его собирают и отправляют на фабрику для извлечения чистого металла.

Есть и другие технологии добычи ртути, но все они сводятся к тому, что в первичных ореолах залегания руды делаются просечки, в них вводится раскалённый газ для образования ртутных паров и сорбент, который потом извлекают с накопившимся на нём ртутным конденсатом и отправляют на предприятие, где получают металл.

В каких странах есть промышленные ртутные месторождения

Значительные ртутные богатства залегают в недрах нескольких стран. Это, Испания, Италия, Китай, Канада, Мексика, США, государствах Средней Азии. Испания является самой богатой на месторождения ртути, здесь 75% мировых запасов металла и самый крупный рудник - Альмаден. Его начали разрабатывать более двух тысячелетий назад.

В России основные разработки ведутся в Забайкалье, на Камчатке, Алтае, Кавказе. Известными богатыми месторождениями ртути являются рудники ближнего зарубежья - Никитовский в Украине и Хайдаркен в Узбекистане (Ферганская долина).

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Ртуть - элемент побочной подгруппы второй группы, шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 80. Обозначается символом Hg (лат. Hydrargyrum ).

Ртуть - один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй элемент - бром). В природе находится как в самородном виде, так и образует ряд минералов.

История открытия ртути

Ртуть (англ. Mercury, франц. Mercure, нем. Quecksilber) входит в число семи металлов древности. Она была известна по крайней мере за 1500 лет до н.э., уже тогда ее умели получать из киновари. Ртуть употребляли в Египте, Индии, Месопотамии и Китае; она считалась важнейшим исходным веществом в операциях священного тайного искусства по изготовлению препаратов, продлевающих жизнь и именуемых пилюлями бессмертия. В IV - Ш вв. до н.э. о ртути как о жидком серебре (от греч. вода и серебро) упоминают Аристотель и Теофраст. Позднее Диоскорид описал получение ртути из киновари путем нагревания последней с углем. Ртуть считали основой металлов, близкой к золоту и поэтому называли меркурием (Mercurius), по имени ближайшей к солнцу (золоту) планеты Меркурий. С другой стороны, полагая, что ртуть представляет собой некое состояние серебра, древние люди именовали ее жидким серебром (откуда произошло лат. Hydrargirum). Подвижность ртути вызвала к жизни другое название - живое серебро (лат. Argentum vivum); немецкое слово Quecksilber происходит от нижнесаксонского Quick (живой) и Silber (серебро). Интересно, что болгарское обозначение ртути - живак - и азербайджанское - дживя - заимствованы, вероятно, от славян.

В эллинистическом Египте и у греков употреблялось название скифская вода, что позволяет думать о вывозе ртути в какой-то период времени из Скифии. В арабский период развития химии возникла ртутно-серная теория состава металлов, согласно которой ртуть почиталась матерью металлов, а сера (сульфур) их отцом. Сохранилось множество тайных арабских названий ртути, что свидетельствует о ее значении в алхимических тайных операциях. Усилия арабских, а позднее и западноевропейских алхимиков сводились к так называемой фиксации ртути, т. е. к превращению ее в твердое вещество. По мнению алхимиков, получающееся при этом чистое серебро (философское) легко превращалось в золото. Легендарный Василий Валентин (XVI в.) основал теорию трех начал алхимиков (Tria principia) - ртути, серы и соли; эту теорию развил затем Парацельс. В подавляющем большинстве алхимических трактатов, излагающих способы трансмутации металлов, ртуть стоит на первом месте либо как исходный металл для любых операций, либо как основа философского камня (философская ртуть).

Природные источники, такие как вулканы, составляют примерно половину всех выбросов атмосферной ртути. За оставшуюся половину ответственна деятельность человека. В ней основную долю составляют выбросы в результате сгорания угля главным образом в тепловых электростанциях - 65 %, добыча золота - 11 %, выплавка цветных металлов - 6.8 %, производство цемента - 6.4 %, утилизация мусора - 3 %, производство соды - 3 %, чугуна и стали - 1.4 %, ртути (в основном для батареек) - 1.1 %, остальное - 2 %.

Ртуть относительно редкий элемент в Земной коре со средней концентрацией 83 мг/т. Однако в виду того, что ртуть слабо связывается химически с наиболее распространёнными в земной коре элементами, ртутные руды могут быть очень концентрированными по сравнению с обычными породами.

Наиболее богатые ртутью руды содержат до 2.5 % ртути. Основная форма нахождения ртути в природе – рассеянная и только 0,02% её заключено в месторождениях. Содержание ртути в различных типах изверженных пород близки между собой (около 100 мг/т). Из осадочных пород максимальные концентрации ртути установлены в глинистых сланцах (до 200 мг/т). В водах Мирового океана содержание ртути 1 мкг/л. Важнейшей геохимической особенностью ртути является то, что среди других халькофильных элементов она обладает самым высоким потенциалом ионизации. Это определяет такие свойства ртути, как способность восстанавливаться до атомарной формы (самородной ртути), значительную химическую стойкость к кислороду и кислотам.

Есть свидетельства существования природного скопления ртути в виде маленького ртутного озера.

Ртуть присутствует в большинстве сульфидных минералов. Особенно высокие её содержания (до тысячных и сотых долей процента) устанавливаются в блёклых рудах, антимонитах, сфалеритах и реальгарах. Близость ионных радиусов двухвалентной ртути и кальция, одновалентной ртути и бария определяет их изоморфизм во флюоритах и баритах. В киновари и метациннабарите сера иногда замещается селеном или теллуром; содержание селена часто составляет сотые и десятые доли процента. Известны крайне редкие селениды ртути – тиманит (HgSe) и онофрит (смесь тиманита и сфалерита).

Ртуть является одним из наиболее чувствительных индикаторов скрытого оруденения не только ртутных, но и различных сульфидных месторождений, поэтому ореолы ртути обычно выявляются над всеми скрытыми сульфидными залежами и вдоль дорудных разрывных нарушений. Эта особенность, а также незначительное содержание ртути в породах, объясняются высокой упругостью паров ртути, возрастающей с увеличением температуры и определяющей высокую миграцию этого элемента в газовой фазе.

В поверхностных условиях киноварь и металлическая ртуть растворимы в воде даже при отсутствии сильных окислителей, но при их наличии (, озон, перекись водорода) растворимость этих минералов достигает десятков мг/л. Особенно хорошо растворяется ртуть в сульфидах едких щелочей с образованием, например, комплекса HgS nNa 2 S. Ртуть легко сорбируется глинами, гидроокислами железа и марганца, глинистыми сланцами и углями.

В природе известно около 20 минералов ртути, но главное промышленное значение имеет киноварь HgS (86,2% Hg). В редких случаях предметом добычи является самородная ртуть, метациннабарит HgS и блёклая руда – шватцит (до 17% Hg). На единственном месторождении Гуитцуко (Мексика) главным рудным минералом является ливингстонит HgSb 4 S 7 . В зоне окисления ртутных месторождений образуются вторичные минералы ртути. К ним относятся прежде всего самородная ртуть, реже метациннабарит, отличающиеся от таких же первичных минералов большей чистотой состава. Относительно распространена каломель Hg 2 Cl 2 . На месторождении Терлингуа (Техас) распространены и другие гипергенные галоидные соединения – терлингуаит Hg 2 ClO, эглестонит Hg 4 Cl.

Это единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Обладает свойствами диамагнетика. Образует со многими металлами жидкие сплавы - амальгамы.

Ртуть в 13,6 раза тяжелее воды.

У него довольно большой коэффициент температурного расширения – всего в полтора раза меньше, чем у воды, и на порядок, а то и два больше, чем у обычных металлов.

Ртуть - малоактивный металл (см. ряд напряжений).

При нагревании до 300 °C ртуть вступает в реакцию с кислородом: 2Hg + O 2 → 2HgO Образуется оксид ртути(II) красного цвета. Эта реакция обратима: при нагревании выше 340 °C оксид разлагается до простых веществ. Реакция разложения оксида ртути исторически является одним из первых способов получения кислорода.

При нагревании ртути с серой образуется сульфид ртути(II).

Ртуть не растворяется в растворах кислот, не обладающих окислительными свойствами, но растворяется в царской водке и азотной кислоте, образуя соли двухвалентной ртути. При растворении избытка ртути в азотной кислоте на холоде образуется нитрат Hg 2 (NO 3) 2 .

Из элементов IIБ группы именно у ртути появляется возможность разрушения очень устойчивой 6d 10 - электронной оболочки, что приводит к возможности существования соединений ртути (+4). Так, кроме малорастворимого Hg 2 F 2 и разлагающегося водой HgF 2 существует и HgF 4 , получаемый при взаимодействии атомов ртути и смеси неона и фтора при температуре 4К .

Ртуть применяется в изготовлении термометров, парами ртути наполняются ртутно-кварцевые и люминесцентные лампы. В них ртуть применяется как в чистом виде, так и в виде смесей с газами (в основном, с аргоном), для увеличения светоотдачи. Ртутные лампы используются в качестве источников интенсивного УФ излучения. Ртутные контакты служат датчиками положения. Кроме того, металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших сплавов.

Ранее различные амальгамы металлов, особенно амальгамы золота и серебра, широко использовались в ювелирном деле, в производстве зеркал и зубных пломб. В технике ртуть широко применялась для барометров и манометров. Соединения ртути использовались как антисептик (сулема), слабительное (каломель), в шляпном производстве и т.д., но в связи с её высокой токсичностью к концу XX века были практически вытеснены из этих сфер (замена амальгамирования на напыление и электроосаждение металлов, полимерные пломбы в стоматологии).

Также, ртуть широко применяется в производстве термометров. Температура плавления ртути - –38 градусов, кипения - +356.58. Но существуют способы расширить эти границы и производить термометры, работающие как при более низких, так и при более высоких температурах. Для понижения температуры плавления, в ртуть добавляют таллий.

Металлическая ртуть служит катодом для электролитического получения ряда активных металлов, хлора и щелочей, в некоторых химических источниках тока (например, ртутно-цинковых - тип РЦ), в эталонных источниках напряжения (Вестона элемент). Ртутно-цинковый элемент (эдс 1,35 Вольт) обладает очень высокой энергией по объёму и массе (130 Вт/час/кг, 550 Вт/час/дм).

Ртутью иногда легируют другие металлы. Небольшие добавки элемента увеличивают твердость сплава свинца со щелочноземельными металлами. Даже при паянии бывает подчас нужна ртуть: припой из 93% свинца, 3% олова и 4% ртути – лучший материал для пайки оцинкованных труб.

Ртуть используется для переработки вторичного алюминия и добычи золота (см. амальгамная металлургия).

Одна из главных деталей взрывателя для зенитного снаряда – это пористое кольцо из железа или никеля. Поры заполнены ртутью. Выстрел – снаряд двинулся, он приобретает все большую скорость, все быстрее вращается вокруг своей оси, и тяжелая ртуть выступает из пор. Она замыкает электрическую цепь – взрыв.

Ртуть используется в качестве балласта в подводных лодках и регулирования крена и дифферента некоторых аппаратов. Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.

Раньше ртутными красками покрывали днища кораблей, чтобы они не обрастали ракушками. Иначе корабль снижает скорость, расходуется больше топлива. Самая известная из красок такого типа делается на основе кислой ртутной соли мышьяковистой кислоты HgHAsO 4 . Правда, в последнее время для этой цели применяют и синтетические красители, в составе которых ртути нет.

Ртуть-203 (T 1/2 = 53 сек) используется в радиофармакологии. Медицина использует также фосфорнокислые соли ртути, ее сульфат, иодид и другие. В наше время большинство неорганических соединений ртути постепенно вытесняются из медицины ртутными же органическими соединениями, неспособными к легкой ионизации и поэтому не столь токсичными и меньше раздражающими ткани.

Также используются и соли ртути:

• Иодид ртути используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.
• Фульминат ртути («Гремучая ртуть») издавна применяется в качестве инициирующего ВВ (Детонаторы).
• Бромид ртути применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика).

Некоторые соединения ртути применяются как лекарства (например, мертиолят для консервации вакцин), но в основном из-за токсичности ртуть была вытеснена из медицины (сулема, оксицианид ртути - антисептики, каломель - слабительное и др.) в середине-конце XX века.

Применение соединений ртути

Амальгамы из ртути

Еще одно замечательное свойство ртути: способность растворять другие металлы, образуя твердые или жидкие растворы – амальгамы. Некоторые из них, например амальгамы серебра и кадмия, химически инертны и тверды при температуре человеческого тела, но легко размягчаются при нагревании. Из них делают зубные пломбы.

Амальгаму таллия, затвердевающую только при –60°C, применяют в специальных конструкциях низкотемпературных термометров.

Старинные зеркала были покрыты не тонким слоем серебра, как это делается сейчас, а амальгамой, в состав которой входило 70% олова и 30% ртути, В прошлом амальгамация была важнейшим технологическим процессом при извлечении золота из руд. В XX столетии она не выдержала конкуренции и уступила более совершенному процессу – цианированию.

Некоторые металлы, в частности железо, кобальт, никель, практически не поддаются амальгамации. Это позволяет транспортировать жидкий металл в емкостях из простой стали. (Особо чистую ртуть перевозят в таре из стекла, керамики или пластмассы.) Кроме железа и его аналогов, не амальгамируются тантал, кремний, рений, вольфрам, ванадий, бериллий, титан, марганец и молибден, то есть почти все металлы, применяемые для легирования стали. Это значит, что и легированной стали ртуть нестрашна.

Зато натрий, например, амальгамируется очень легко. Амальгама натрия легко разлагается водой. Эти два обстоятельства сыграли и продолжают играть очень важную роль в хлорной промышленности.

При выработке хлора и едкого натра методом электролиза поваренной соли используют катоды из металлической ртути. Для получения тонны едкого натра нужно от 125 до 400 г элемента №80. Сегодня хлорная промышленность – один из самых массовых потребителей металлической ртути.

Киноварь – красная ртуть

Киноварь HgS. Благодаря ей человек познакомился с ртутью много веков назад. Способствовали этому и ее ярко-красный цвет, и простота получения ртути из киновари. Кристаллы киновари иногда бывают покрыты тонкой свинцово-серой пленкой. Это – метациннабарит, о нем ниже. Достаточно, однако, провести по пленке ножом, и появится ярко-красная черта.

В природе сернистая ртуть встречается в трех модификациях, отличающихся кристаллической структурой. Помимо общеизвестной киновари с плотностью 8,18, существуют еще и черный метациннабарит с плотностью 7,7 и так называемая бета-киноварь (ее плотность 7,2). Русские мастера, приготовляя в старину из киноварной руды красную краску, особое внимание обращали на удаление из руды «искр» и «звездочек». Они не знали, что это аллотропические изменения той же самой сернистой ртути; при нагревании без доступа воздуха до 386°C эти модификации превращаются в «настоящую» киноварь.

Некоторые соединения ртути меняют окраску при изменении температуры. Таковы красная окись ртути HgO и медно-ртутный иодид HgI 2 · 2CuI.

Токсичность ртути

Пары ртути, а также металлическая ртуть очень ядовиты, могут вызвать тяжёлое отравление. Ртуть и её соединения (сулема, каломель, цианид ртути) поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании - дыхательные пути (а проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании её паров, не имеющих запаха). По классу опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). Опасный загрязнитель окружающей среды, особенно опасны выбросы в воду, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование растворимой в воде и токсичной метилртути.

В ряде стран каломель используется в качестве слабительного. Токсическое действие каломели проявляется особенно тогда, когда после приема её внутрь не наступает слабительное действие и организм долгое время не освобождается от этого препарата.

Хлорид ртути (II), который называется сулема, является очень токсичным. Токсичность нитрата ртути (II) примерно такая же, как и токсичность сулемы.

Предельно допустимые уровни загрязнённости металлической ртутью и её парами:

• ПДК в населенных пунктах (среднесуточная) - 0,0003 мг/м³
• ПДК в жилых помещениях (среднесуточная) - 0,0003 мг/м³
• ПДК воздуха в рабочей зоне (макс. разовая) - 0,01 мг/м³
• ПДК воздуха в рабочей зоне (среднесменная) - 0,005 мг/м³
• ПДК сточных вод (для неорганических соединений в пересчёте на двухвалентную ртуть) - 0,005 мг/мл
• ПДК водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования, в воде водоемов - 0,0005 мг/л
• ПДК рыбохозяйственных водоемов - 0,00001 мг/л
• ПДК морских водоемов - 0,0001 мг/л
• ПДК в почве - 2,1 мг/кг

Мировое производство ртути

Месторождения ртути известны более чем в 40 странах мира. Мировые ресурсы ртути оцениваются в 715 тыс т количественно учтенные запасы - в 324 тыс. т., из которых 26% сосредоточено в Испании, по 13% в Киргизии и России, 8% - в Украине, примерно по 5-6,5% - в Словакии, Словении, Китае, Алжире, Марокко, Турции. Обеспеченность запасами ртути максимального уровня ее потребления, достигнутого в 1990-е годы, составляет для мира около 80 лет. С начала 1970-х гг. из-за экологических факторов конъюнктура рынка ртути стала заметно ухудшаться. Если в начале 1970-х гг. мировое производство первичной ртути (добыча на рудниках и плавка) оценивалось на уровне 10000 т в год, то к концу 1980-х гг. оно уменьшилось более чем в два раза. Это сопровождалось снижением цен на ртуть: с 11 -12 тыс. долларов США за 1 т в 1980-1982 гг. до 4-5 тыс. долларов в 1994-1996 гг.

Мировое производство ртути в 2009 году составило уже 3049 т, а

выявленные ресурсы ртути оцениваются в 675 тыс. т (главным образом в

Испании, Италии, Югославии, Киргизии, на Украине и в России).

Крупнейшие производители ртути – Испания (1497 т), Китай (550 т), Алжир

(290 т), Мексика (280 т), Кыргызстан(270т) и др.

История производства ртути в России

Первые сведения об организации ртутного производства в России относятся к 1725 г., согласно которым купец Петр Анисимов завел ртутную фабрику, причем источники сырья он держал в секрете. Добыча ртутной руды (киновари) в России началась в 1759 г. на Ильдиканском месторождении в Забайкалье и в незначительных объемах продолжалась (периодически) до 1853 г. В конце XIX – начале ХХ вв. киноварь в небольших количествах добывалась из аллювиальных россыпей в Амурской области. Примерно в это же время осуществлялась отработка отдельных участков ртутных месторождений Бирксуйского рудного поля (Южная Фергана) и месторождения Хпек (Южный Дагестан). В 1879 г. было открыто Никитовское ртутное месторождение (Донбасс), эксплуатация которого (одновременно с выплавкой металла) началась в 1887 г. В 1887-1908 гг. годовое производство ртути на Никитовском руднике варьировалось в пределах 47,3-615,9 т). Расчеты, основанные на данных, показывают, что с 1887 по 1917 г. здесь было получено 6762 т металлической ртути, существенная часть которой шла на экспорт (с 1889 г. по 1907 г. за границу было вывезено более 5145 т ртути). В начале ХХ в. Россия также импортировала киноварь и ртуть . Например, в 1913 г. в страну было ввезено 56 т киновари и 168 т ртути, в 1914 г. – 41 т киновари и 129 т ртути. В 1900-1908 гг. потребление ртути в России колебалось в пределах 49-118 т/год. В это время ртуть применялась в медицине и фармацевтике, при изготовлении зеркал и красок, при производстве термометров, барометров, манометров и других приборов, использовалась для натирания подушек электрических машин, извлечения золота и серебра амальгамным способом, золочения меди и бронзы, очистки войлока, в золотошвейном деле и лабораторной практике.