%ما هو (من)٪ 1 - تعريف

Hg, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 80, атомная масса 200,59; серебристо-белый тяжёлый металл, жидкий при комнатной температуре. В природе Р. представлена семью стабильными изотопами с массовыми числами: 196 (0,2\%), 198 (10,0\%), 199 (16,8\%), 200 (23,1\%), 201 (13,2\%), 202 (29,8\%), 204 (6,9\%).

Историческая справка. Самородная Р. была известна за 2000 лет до н. э. народам Древней Индии и Древнего Китая. Ими же, а также греками и римлянами применялась Киноварь (природная HgS) как краска, лекарственное и косметическое средство. Греческий врач Диоскорид (1 в. н. э.), нагревая киноварь в железном сосуде с крышкой, получил Р. в виде паров, которые конденсировались на холодной внутренней поверхности крышки. Продукт реакции был назван hydrárgyros (от греч. hýdor - вода и árgyros - серебро), т. е. жидким серебром, откуда произошли латинские названия hydrargyrum, а также argentum vivum - живое серебро. Последнее сохранилось в названиях P. quicksilver (англ.) и Quecksilber (нем.). Происхождение русского названия Р. не установлено. Алхимики считали Р. главной составной частью всех металлов. "Фиксация" Р. (переход в твёрдое состояние) признавалась первым условием её превращения в золото. Твёрдую Р. впервые получили в декабре 1759 петербургские академик И. А. Браун и М. В. Ломоносов. Учёным удалось заморозить Р. в смеси из снега и концентрированной азотной кислоты. В опытах Ломоносова отвердевшая Р. оказалась ковкой, как свинец. Известие о "фиксации" Р. произвело сенсацию в учёном мире того времени; оно явилось одним из наиболее убедительных доказательств того, что Р. - такой же металл, как и все прочие.

Распространение Р. в природе. Р. принадлежит к числу весьма редких элементов, её среднее содержание в земной коре (кларк) близко к 4,5․10^-6\% по массе. Приблизительно в таких количествах она содержится в изверженных горных породах. Важную роль в геохимии Р. играет её миграция в газообразном состоянии и в водных растворах. В земной коре Р. преимущественно рассеяна; осаждается из горячих подземных вод, образуя Ртутные руды (содержание Р. в них составляет несколько процентов). Известно 35 ртутных минералов; главнейший из них - киноварь HgS.

В биосфере Р. в основном рассеивается и лишь в незначительных количествах сорбируется глинами и илами (в глинах и сланцах в среднем 4․10^-5\%). В морской воде содержится 3․10^-9\% Р.

Самородная Р., встречающаяся в природе, образуется при окислении киновари в сульфат и разложении последнего, при вулканических извержениях (редко), гидротермальным путём (выделяется из водных растворов).

Физические и химические свойства Р. - единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Твёрдая Р. кристаллизуется в ромбические сингонии, а = 3,463 Å, с = 6,706 Å; плотность твёрдой Р. 14,193 г/см³ (-38,9 °С), жидкой 13,52 г/см³ (20 °С), атомный радиус 1,57 Å, ионный радиус Hg²⁺ 1,10 Å; t_пл - 38,89 °С; t_kип 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 8,247вт/(м․К) [0,0197 кал/(см․сек․°C) (при 20°C); удельное электросопротивление при 0°С 94,07․10^-8 ом․м (94,07․10^-6 ом․см). При 4,155 К Р. становится сверхпроводником (см. Сверхпроводимость). Р. диамагнитна, её атомная магнитная восприимчивость равна -0,19․10^-6 (при 18 °С).

Конфигурация внешних электронов атома Hg 5d ¹⁰6s², в соответствии с чем при химических реакциях образуются катионы Hg²⁺ и Hg₂²⁺. Химическая активность Р. невелика. В сухом воздухе (или кислороде) она при комнатной температуре сохраняет свой блеск неограниченно долго. С кислородом даёт 2 соединения: чёрную закись Hg₂O и красную окись HgO. Hg₂O появляется в виде чёрной плёнки на поверхности Р. при действии озона. HgO образуется при нагревании Hg на воздухе (300-350 °С), а также при осторожном нагревании нитратов Hg (NO₃)₂ или Hg₂(NO₃)₂. Гидроокись Р. практически не образуется. При взаимодействии с металлами, которые Р. смачивает, образуются амальгамы (См. Амальгама). Из сернистых соединений важнейшим является HgS, которую получают растиранием Hg с серным цветом при комнатной температуре, а также осаждением растворов солей Hg²⁺ сероводородом или сульфидом щелочного металла. С галогенами (хлором, иодом) Р. соединяется при нагревании, образуя почти недиссоциирующие, в большинстве ядовитые соединения типа HgX₂. В соляной и разбавленной серной кислотах Р. не растворяется но растворима в царской водке, азотной и горячей концентрированной серной кислотах.

Почти все соли Hg²⁺ плохо растворимы в воде. К хорошо растворимым относится нитрат Hg (NO₃)₂.

Большое значение имеют хлориды Р.: Hg₂Cl₂ (Каломель) и HgCl₂ (Сулема) Известны соли окисной Р. цианистой и роданистой кислот, а также ртутная соль гремучей кислоты Hg (ONC)₂, т. н. Гремучая ртуть. При действии аммиака на соли образуются многочисленные Комплексные соединения, например HgCI․2NH₃ (плавкий белый преципитат) и HgNH₂CI (неплавкий белый преципитат). Применение находят Ртутьорганические соединения.

Получение Р. Ртутные руды (или рудные концентраты), содержащие Р. в виде киновари, подвергают окислительному обжигу

HgS + O₂ = Hg + SO₂.

Обжиговые газы, пройдя пылеуловительную камеру, поступают в трубчатый холодильник из нержавеющей стали или монель-металла. Жидкая Р. стекает в железные приёмники. Для очистки сырую Р. пропускают тонкой струйкой через высокий (1-1,5м) сосуд с 10\%-ной HNO₃, промывают водой, высушивают и перегоняют в вакууме.

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

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

С. А. Погодин.

Р. в организме. Содержание Р. в организмах составляет около 10^-6\% В среднем в организм человека с пищей ежесуточно поступает 0,02-0,05 мг Р. Концентрация Р. в крови человека составляет в среднем 0,023 мкг/мл, в моче - 0,1-0,2 мкг/мл. В связи с загрязнением воды промышленными отходами в теле многих ракообразных и рыб концентрация Р. (главным образом в виде её органических соединений) может значительно превышать допустимый санитарно-гигиенический уровень. Ионы Р. и её соединения, связываясь с сульфгидрильными группами (См. Сульфгидрильные группы) ферментов, могут инактивировать их. Попадая в организм, Р. влияет на поглощение и обмен микроэлементов - Cu, Zn, Cd, Se. В целом биологическая роль Р. в организме изучена недостаточно.

Ю. И. Раецкая.

Отравления Р. и её соединениями возможны на ртутных рудниках и заводах, при производстве некоторых измерительных приборов, ламп, фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов и др.

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

Острые отравления Р. и её 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 дёсен каймы сине-чёрного цвета; поражение дёсен (разрыхлённость, кровоточивость) может привести к гингивиту и стоматиту. При отравлениях органическими соединениями Р. (диэтилмеркурфосфатом, диэтил-ртутью, этилмеркурхлоридом) преобладают признаки одновременного поражения центральной нервной (энцефало-полиневрит) и сердечно-сосудистой систем, желудка, печени, почек.

Лечение: внутривенное введение 20\%-ного раствора гипосульфита (12-15 вливаний на курс), унитиол, фармакологические и физиотерапевтические средства, нормализующие высшую нервную деятельность, курортолечение (Пятигорск, Мацеста и т. п.) и др. Профилактика: замена Р. менее вредными веществами, правильные способы хранения, соблюдение мер безопасности при использовании (герметичность оборудования, рациональная отделка помещений, рабочих поверхностей, эффективная вентиляция), индивидуальная защита; предварительные и периодические медицинские осмотры.

Препараты Р. находят применение в медицинской практике, главным образом благодаря их антисептическим и мочегонным свойствам. Как мочегонные применяют меркузал, промеран и др. В качестве антисептиков используют сулему (дезинфекция кожи, одежды, предметов ухода за больными и т. п.), диоцид (стерилизация хирургических инструментов и т. п.), цианид и оксицианид Р. (для промываний и спринцеваний при некоторых воспалительных процессах), амидохлорид Р. (в виде мази при заболеваниях кожи), окись Р. жёлтую (в виде мази при заболеваниях глаз и кожи). Применявшиеся ранее для лечения сифилиса препараты Р. в современной практике не используются.

А. А. Каспаров.

Лит.: Мельников С. М., Ртуть, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 4, М., 1965; Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 2, М., 1966; Рипан Р., Четяну И., Неорганическая химия, пер. с рум., М., 1972; Некрасов Б. В., Основы общей химии, 2 изд., т. 2, М., 1969; Вредные вещества в промышленности, под общ. ред. Н. В. Лазарева, 6 изд., [ч. 2], Л., 1971; Трахтенберг И. М., Хроническое воздействие ртути на организм, К., 1969; Профессиональные болезни, 3 изд., М., 1973.

химический элемент - жидкий металл серебристо-белого цвета.

Hg (hydrargirum), жидкий металлический элемент IIB подгруппы периодической системы элементов, член семейства цинка Zn, Cd, Hg. Символ ртути происходит от греческого слова, означающего "водное серебро".

Ртуть известна с давних времен, она играла важную роль в алхимической практике. В настоящее время широко применяется в барометрах, термометрах, лампах дневного света, электрических переключателях, кварцевых лампах, амальгамах для лечения кариеса. Ртуть получают в основном обжигом киновари - руды, содержащей яркокрасный сульфид ртути (киноварь используется для получения красной краски). Известны также хлорид- и селенидсодержащие руды ртути, но они имеют ограниченное промышленное применение. Мировыми лидерами по добыче руды являются Италия и Испания, другие значительные производители руды - Китай, Мексика, страны СНГ и США.

Свойства. Ртуть - серебристый металл, единственный из металлов, жидкий при обычной температуре. При комнатной температуре ртуть медленно испаряется, что создает опасность ртутного отравления, так как пары ртути ядовиты, не имеют запаха, цвета и способны накапливаться в организме. Поэтому сосуды с ртутью должны быть плотно закрыты. Ртуть в коллоидном состоянии получается при восстановлении нитрата ртути(I) нитратом олова(II). При встряхивании ртути с разными жидкостями или при смешении с жирами либо порошками ртуть образует с ними тонкую дисперсию, которая используется в медицине как серая ртутная мазь. Чистая ртуть не тускнеет на воздухе при обычной температуре, но при нагревании медленно окисляется кислородом, образуя оксид HgO. Ртуть не реагирует с разбавленной хлороводородной кислотой и с холодной концентрированной серной кислотой, но разбавленная азотная и горячая концентрированная серная кислоты растворяют ртуть, причем при избытке металла образуются соединения ртути(I), а если кислота находится в избытке, то получаются соединения ртути(II).

Ртуть хорошо растворяет многие металлы и образует с ними соединения и сплавы, которые называются амальгамами. Обычно амальгамы образуются уже при простом контакте металлов со ртутью. Особенно легко образуется амальгама золота, из-за чего не следует допускать контакта золотых изделий со ртутью. Co, Ni и Pt не образуют амальгам, железо также не образует амальгамы, если находится в компактной форме, поэтому ртуть можно перевозить в стальных сосудах. Амальгамы ряда металлов очень важны, например, с помощью амальгам извлекают золото и серебро (драгоценные металлы) из их руд. Амальгамы олова, серебра и золота применяют для пломбирования зубов, амальгамы натрия и калия используют как восстановители. Амальгамирование цинковых электродов используют для уменьшения их коррозии в период консервации аккумуляторных батарей.

Применение и основные соединения. Многообразно применение чистой ртути. Помимо вышеуказанных применений ее используют в ареометрах, вакуумных насосах, электроконтактах, жидких уплотнениях, выпрямителях, ультрафиолетовых и флюоресцентных лампах, как электролитический катод, катализатор органических синтезов, в химическом анализе по Кьельдалю и в производстве многих необходимых веществ. В ртутнопаровых турбинах используется много ртути, и небольшое количество ее необходимо каждый раз добавлять в цикл. Во время Второй мировой войны было найдено много новых областей применения ртути, а некоторые получили дальнейшее развитие. Среди них сухие батареи - одно из выдающихся достижений в технологиях с использованием ртути. К 1947 эти батареи были переделаны для использования в мирной продукции, например, для слуховых аппаратов. Другим достижением является применение ртутных муфт для миниатюрных электродвигателей в стиральных машинах, кондиционерах и холодильниках. В электролитическом методе производства хлора, разработанном в Германии и усовершенствованном в США, используется ртутный электрод. Соединения ртути применяют как средство защиты растений от милдью (ложная мучнистая роса), а также от плесени, гниения.

Хлорид ртути(I) Hg2Cl2 (каломель) - тяжелый белый порошок без вкуса, без запаха, нерастворим в воде, медленно разлагается на свету. Он реагирует с гидроксидом аммония, образуя свободную ртуть в виде высокодисперсного черного порошка. Каломель используется как слабительное, диуретик, антисептик. В промышленности ее используют для производства бенгальских огней и художественного фарфора. В научных лабораториях часто применяется каломельный электрод. Иодид ртути(I) Hg2I2 - светложелтый порошок, темнеющий на свету в результате разложения и выделения высокодисперсной ртути, - используют как антисептик и лекарство. Нитрат ртути(I) Hg2(NO3)2 образует бесцветные кристаллы, растворимые в очень разбавленной азотной кислоте; его применяют как едкое вещество и антисептик, а также для чернения латуни. Сульфат ртути(I) Hg2SO4 - светложелтый порошок, который становится серым на свету. Он плохо растворим в воде. Его применяют в технологии аккумуляторов и электролитических ячеек.

Хлорид ртути(II) HgCl2 (сулема, или дихлорид ртути) получают в виде бесцветных кристаллов или белого порошка, который заметно летуч при 100. C и полностью испаряется при 300. C. Он растворим в воде и образует кислые растворы в результате гидролиза и слабой ионизации. Сулема сильно ядовита, является эффективным антисептиком и протравой и применяется для обеззараживания одежды. Ее водные растворы 1:1000 или 1:5000 используют для обеззараживания и промывания ран и лечения кожных болезней. В промышленности сулему используют для консервации древесины и анатомических образцов, а также для бальзамирования, дезинфекции, дубления, крашения дерева, в гальваностегии и деполяризации сухих батарей и для многих других целей. Иодид ртути(II) HgI2 - яркокрасный ядовитый порошок - применяют как протраву и лекарство. Нитрат ртути(II) Hg(NO3)2 - белый кристаллический, растворимый в воде порошок, - применяют в медицине, производстве фетровых шляп, для синтеза фульмината ртути (гремучей ртути) Hg(CNO)2 - инициирующего ВВ для капсюлей-детонаторов и капсюлей-воспламенителей в снарядах, гранатах и торпедах. Тиоцианат ртути(II) Hg(CNS)2 - белый порошок без запаха, при нагревании во много раз увеличивается в объеме, что используют для демонстрации опыта "фараонова змея"; соединение в порошке и в парах ядовито. Ртуть образует много комплексных соединений. Например, щелочной раствор тетраиодомеркурата калия K2 (реактив Несслера) используют для количественного определения аммиака, в присутствии которого образуется бурый осадок NH2Hg2I3. Этот метод позволяет обнаруживать до 10-8 долей аммиака в воде. Амидохлорид ртути HgNH2Cl (белый аморфный порошок), получается при добавлении гидроксида аммония к хлориду ртути(II); при нагревании не плавится, а испаряется в режиме слабокрасного нагрева. Это соединение используют для лечения кожных сыпей и раздражений (белая ртутная мазь). См. также ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ.