2Hg + O2 → 2HgO
CH3I + Hg → CH3HgI
Hg + HgCl2 → Hg2Cl2
Hg + I2 → HgI2
Hg + 4HI → H2[HgI4] + H2
]]Hg + 2H2SO4 → HgSO4 + SO2 + 2H2O
]2Hg + 2H2SO4 → Hg2SO4 + SO2 + 2H2O
Hg + 4HNO3 → Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3Hg + 8HNO3 (30%) → 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Базы данных
База данных свойств веществ (поиск)
В твердом виде - серебристо-белые тригональные кристаллы металла.
]]]Содержание элемента в земной коре 0,000 005%, в сумме солей Мирового океана 0,000 000 43%, в сухом веществе каменного угля 0,000 02%, в золе растений 0,000 025%. Общее количество элемента в мировом океане 206 000 000 тонн, в наземной биомассе 500 000 тонн, в атмосфере 300-350 тонн. Вынос растворимых форм ртути с речным стоком в океан 2600 т/год.
Встречается в самородном виде, но в основном находится в природе в виде минералов. Основной промышленный минерал - киноварь.
Антропогенные выбросы ртути. Из производимого в мире металла (10000-15000 т/год) 70% теряется безвозвратно. Источниками загрязнения служат: сжигание природного топлива, пирометаллургические процессы получения ртути, цветная металлургия, практически все приборы, содержащие ртуть. При ртутном получении хлора на 1 тонну продукта теряется около 1 г ртути.
Техногенно рассеиваемая ртуть (пары, водорастворимые соли, ртутьорганические соединения) отличается геохимической подвижностью по сравнению с природными (преимущественно сульфидными) соединениями ртути и поэтому более опасна в экологическом отношении.
Поступившие в атмосферу пары ртути сорбируются аэрозолями, вымываются атмосферными осадками, сорбируются почвой, включаясь в круговорот в почве и воде. Концентрация паров ртути в воздухе экспоненциально уменьшается с увеличением расстояния от источника загрязнения.
Пары ртути действуют, вероятно, прежде всего, в неионизированном виде, и лишь гораздо позже, после ферментативного окисления, циркулирующая в крови "свободная" ртуть вступает в соединение с белковыми молекулами. В первую очередь ионы ртути реагируют с SH-группами белков, а также с карбоксильными и аминными группами тканевых белков, хотя, по-видимому, при более высокой концентрации ионов ртути. В результате образуются более или менее прочные комплексы - металлопротеиды. Считают, что страдают тиоловые (сульфгидрильные) энзимы и в организме возникают глубокие нарушения функций центральной нервной системы (особенно ее высших отделов). Вначале возбудимость коры больших полушарий повышается, что связано с ослаблением внутреннего активного торможения, а затем возникает инертность корковых процессов. В дальнейшем нарушаются нормальные силовые взаимоотношения и развивается запредельное торможение (Дрогичина, Трахтенберг).
Животные. При отравлении белых мышей, морских свинок, кроликов парами ртути наблюдались угнетение, адинамия, повышение рефлекторной возбудимости, вначале учащенное, а затем замедленное и поверхностное дыхание, расстройство координации движений, парезы, параличи (Трахтенберг; Сыркина).
Человек. При отравлении нескольких человек парами ртути (вследствие дефектов в аппаратуре и полного несоблюдения правил безопасности) наблюдались общая слабость, отсутствие аппетита, головная боль, боли при глотании, болезненность десен, боли в животе, "ртутный стоматит", желудочные расстройства, раздражение почек, даже нефроз; со стороны верхних дыхательных путей - катаральные явления. Температура в некоторых случаях слегка повышена. В крови отмечается вначале увеличение содержания гемоглобина и эритроцитов, затем, по мере ослабления явлений отравления, анемия. Резистентность эритроцитов понижена (Фрумина).
У слесарей, работавших внутри плавильного котла, в котором прежде находилась ртуть, в тот же день появилась тошнота, рвота, боль в груди, повысилась температура. В моче было найдено 0,23-0,27 мг/л ртути. У одного из пострадавших дрожание конечностей. В воздухе, которым дышали рабочие, концентрация ртути равнялась 4,98 мг/м3. Отравление двух других рабочих произошло при клепке такого же котла. Симптомы отравления появились уже спустя 3 ч после начала работы. В моче обнаружено 0,19 мг/л ртути. В ржавчине, покрывавшей котел, найдено значительное количество ртути, также как в одежде, в которой работали пострадавшие (0,06 мг ртути на 100 г).
Milne et al. описали 4 случая острого отравления высокими концентрациями паров ртути, признаки которого (возбуждение, озноб, диспноэ, кашель, напряжение мышц грудной клетки) появились через несколько часов после начала работы. Известны даже смертельные отравления парами ртути. Большая часть острых отравлений связана с несчастными случаями (авариями, пожарами).
Животные. Отравление парами ртути развивается постепенно и проявляется вначале возбуждением, сменяющимся угнетением и слабостью, затем изменениями крови, нервными расстройствами и явлениями со стороны почек и печени. У собак в начальной стадий беспокойство, и агрессивность, в крови - лейкоцитоз, резко ускорена РОЭ; в дальнейшем нарушалась функция печени, а несколько позже - почек. Собаки переставали есть мясо, резко худели; у них появлялось дрожание тела. Позже всего наблюдались изменения слизистой рта. При действии паров ртути в концентрациях 0,005-0,02 мг/м3 уже через 2 месяца снижалась мышечная работоспособность (Василенко). На вскрытии погибших животных - изъязвления в нижних отделах толстой кишки, жировая дистрофия почек и печени, очаги некроза в печени, изменения в клетках спинальных ганглиев (Кульков; Loretti). Морфологически: сдвиги в межнейронных аксондендральных связях и контактных рецепторных аппаратах клеток, преимущественно верхних слоев коры больших полушарий (входящих в систему ассоциативных волокон коры); значительные изменения в клетках подкорковых узлов, таламо-гипоталамической области, ствола спинного мозга, а также в периферических нервах (Толгская).
Концентрация паров ртути при ежедневной 6-часовой затравке 0,04-3,0 мг/м3 вызывает у белых мышей и крыс через 2-3 месяца симптомы отравления и даже гибель (Трахтенберг). Изменения условнорефлекторной деятельности наступали при концентрации 0,01-0,02 мг/м3 (Гимадеев; Трахтенберг), При этих концентрациях отмечены и другие функциональные, биохимические и иммунологические сдвиги.
Человек. Микромеркуриализм возникает при воздействии на человека в течение 8-10 лет концентраций ртути порядка 0,01 мг/м3 - на уровне ПДК и даже ниже.
Диагностика микромеркуриализма нередко трудна. Многие случаи его проходят под видом заболеваний дыхательных путей или нервной системы - в зависимости от того, какие явления преобладают. Основные симптомы - неврастенический синдром с признаками вегетативной дисфункции, нарушения нервно-психической сферы. Почти во всех случаях - мелкий и частый тремор пальцев вытянутых рук, у многих тремор век и языка. Указанные расстройства сочетались с увеличением щитовидной железы. Характерны кровоточивость десен, гиперсаливация, гингивиты. Понижено содержание гемоглобина и числа эритроцитов; выявлены лейкопения, реже - лейкоцитоз, сдвиг в лейкоцитарной формуле, увеличение или уменьшение SH-групп крови и плазмы (Колганов). Нередко наблюдаются нарушения менструального цикла (Панова, Димитров). С увеличением стажа работы со ртутью учащаются эти отклонения, а также выкидыши и преждевременные роды. Увеличивается и процент мастопатии. При малых концентрациях ртути одновременно отмечается неполноценность функции печени, почек, хронический ринит и гипертиреоз. В качестве начальных признаков ртутной интоксикации могут быть и офтальмологические проявления (Урин и др.; Фомичева). Высокая температура воздуха и работы, связанные с вибрацией, усиливают токсический эффект (Городнова, Тартаковская).
Экологические последствия распространения ртути реализуются прежде всего в водной среде и заключаются в подавлении жизнедеятельности одноклеточных сорских водорослей (при концентрации 0,1 мкг/л), нарушении фотосинтеза, ассимиляции нитратов, фосфатов, аммония, а также в изменении структуры и функциональных характеристик природных сообществ (при концентрации 1 мкг/л). В этом же диапазоне лежат токсические и пороговые концентрации ртути для водных беспозвоночных (чувствительность снижается в ряду: ракообразные, моллюски, черви, мшанки). Ртуть в концентрациях 5-10 мкг/л и выше приводит к нарушению жизнедеятельности на ранних стадиях развития рыб, снижению скорости их роста, подавлению обонятельного анализатора, нарушению клеточного дыхания в жабрах и ферментативной активности печени.
Широко применяется в промышленности. Например, для производства хлора, извлечения золота ртутным способом, электрохимических синтезов на ртутном электроде, изготовления выпрямителей, различных ламп, производство измерительных приборов (термометры, манометры) и т.д.
Используется для синтеза ртутьорганических веществ и солей ртути.
Пары металлической ртути обладают чрезвычайно высокой токсичностью. Начальные симптомы хронического отравления парами ртути неспецифичны и выражаются, главным образом, в расстройствах нервной системы. Часто пострадавшие не связывают эти явления с отравлением ртутью и продолжают работать в отравленной атмосфере, в результате чего поражения нервной системы усугубляются - вплоть до потери трудоспособности. Последствия хронических ртутных отравлений с трудом поддаются лечению.
Даже в концентрациях в тысячи раз превышающих ПДК, пары ртути не обладают цветом или запахом, не оказывают немедленного раздрающего действия. По этой причине персонал, работающий в отравленных ртутью помещениях, как правило, не подозревает об этом до тех пор, пока признаки отравления не станут явными.
Ртуть - чрезвычайно подвижная жидкость и при неаккуратном обращении, а иногда и при всех предосторожностях, может быть пролита на стол или на пол. При этом мельчайшие капельки ртути раскатываются по всему помещению, попадая в самые незначительные щели и труднодоступные места, откуда создает опасные для здоровья концентрации паров. При 25 С равновесная концентрация паров ртути равна 20 мг/м3. Реальная концентрация паров ртути в помещении за счет вентиляции всегда ниже равновесной и зависит от площади испарения, скорости движения воздуха над поверхностью ртути, состояния ее поверхности, температуры воздуха и других факторов. Скорость испарения ртути со свежей поверхности в неподвижном воздухе при 20 С составляет 2 мкг/(см2.ч). Нетрудно подсчитать, что если 25 г ртути (около 2 см3) при падении раздробится на капли диаметром 0,1 мм каждая (на практике бывают капли микронных размеров), то общая поверхность всех капель составит около 0,1 м2. При 20 С с такой поверхности может за 1 ч испаряться около 2 мг ртути. За 16 часов (за ночь) в комнате объемом 100 м3 при отключенной вентиляции создается концентрация в 30 ПДК. С момента включения вентиляции с кратностью обмена, равной 6, концентрация паров снизится до уровня ПДК только через 1 час при условии равномерного проветривания всех участков комнаты. По мере окисления поверхности ртути скорость испарения уменьшается и через 14 дней составляет 20-40% от исходной, но такого уменьшения недостаточно для уменьшения опасности. Кроме того, при механических воздействиях оксидная пленка может разрушаться с увеличением скорости испарения до исходной.
Пары ртути активно адсорбируются штукатуркой, деревом, ржавчиной, текстильными материалами, некоторыми марками линолеума, стеклом, металлами и другими материалами. Процесс адсорбции обратим, поэтому стены, потолок, мебель в зараженном помещении становятся дополнительными источниками паров ртути. Нередко устранение найденной в щелях старой ртути не приводит к уменьшению ее концентрации в воздухе из-за заражения всего помещения и необходимо проводить сложный и трудоемкий ремонт. Источниками ртути могут быть не только проливы, но и негерметичные используемые приборы со ртутью.
Вопреки широко распространенному мнению, слой воды, масла, глицерина и других жидкостей, налитых поверх ртути, не препятствует их испарению. Этот факт объясняется тем, что хотя растворимость ртути в жидкостях хоть и мала, но все же выше, чем ее концентрация в воздухе. например, растворимость ртути в воде при 25 С составляет 300 наномоль/л или 60 мг/м3, что в 3 раза превышает концентрацию ее насыщенных паров в воздухе при той же температуре. По этой же причине недопустимо скопление ртути в сифонах раковин, попадание паров ртути в масляные насосы, хранение ртути под слоем воды. Также ошибочно мнение, что пары ртути из-за большой атомной массы всегда опускаются вниз. Пары ртути из-за малой концентрации равномерно распределяются в воздухе.
Основная опасность при работе с ртутью состоит в неосведомленности и ошибочных представлениях персонала о правилах работы с ртутью и методах демеркуризации. Это ведет к недооценке вреда здоровью и неэффективные действия по устранению аварий.
Для индикации паров ртути используют приборы для анализа паров ртути. Ориентировочно содержание паров ртути можно определить с помощью индикаторных бумажек, пропитанных суспензией иодида меди(I) или сульфидом селена. Высушенные бумажки не должны приобретать розовый цвет в атмосфере лаборатории в течение рабочего дня.
Разлитую ртуть собирают механическим способом. Из углублений и щелей ртуть извлекают при помощи полосок или кисточек из белой жести, медной или латунной проволоки и других амальгамирующихся металлов. Чтобы ртуть хорошо прилипала к поверхности металла, его промывают ацетоном, затем окунают в разбавленную азотную кислоту и промывают водой. После использования, амальгамированный металл помещают в герметичные банки, так как он является источником паров ртути.
Для удаления микроскопических капелек ртути и сорбированных паров проводят химическую обработку поверхностей. Следует помнить, что химическая обработка действует только с поверхности и эффективна только для мелких капель. На более крупных каплях образуется защитная пленка и эффект снижения концентрации паров оказывается временным. При повышении температуры или механическом повреждении капли пленка трескается и испарение возобновляется.
Не все из описанных в литературе способы достаточно эффективны. Совершенно бесполезно засыпать ртуть серным цветом, так как при комнатной температуре и даже при нагревании до 100 С реакция практически не идет. Нельзя использовать металлические порошки, образующие амальгамы, без их дальнейшей уборки, так как в этом случае увеличивается площадь испарения. Не рекомендуется использовать газообразный сероводород, так как в безопасном диапазоне концентраций он неэффективен, а в высоких - сложно обеспечить безопасность людей и техническую реализацию, к тому же образующаяся пленка сульфида непрочная и легко повреждается.
Для демеркуризации пользуются обработкой 20%-ными растворами хлорида железа(III). Обработанную поверхность оставляют на время для прохождения реакции, после чего тщательно смывают для удаления образовавшегося хлорида ртути. Следует иметь ввиду, что раствор хлорида железа(III) вызывает сильную коррозию металлов и портит деревянную мебель. Металлические части приборов, перед обработкой можно защитить смазав вазелином.
Второй часто используемый раствор - раствор перманганата калия, подкисленный соляной кислотой. Метод основан на реакции ртути с образующимся хлором с образованием хлоридов ртути. После обработки все поверхности тщательно промывают для удаления солей ртути.
Есть метод последовательной обработки сначала хлорной известью, а затем полисульфидом натрия. При этом растворимые соли ртути, образовавшиеся на первом этапе преобразуются в малорастворимый сульфид ртути.
Хотя ртуть не смачивает поверхность стекла, но в присутствии загрязнений ее капельки прилипают к стеклу и фарфору. Поэтому посуду, в которой находилась ртуть, нельзя мыть обычным способом над раковиной, а необходимо сначала демеркуризировать. Для этого посуду обрабатывают разбавленной азотной кислотой в течение нескольких часов или ополаскивают 50-56% подогретой азотной кислотой. Для удаления ртути из амальгамированных частей прибора эти части отсоединяют от прибора и тщательно прогревают в вытяжном шкафу.
Латинское слово hydrargyrum происходит от греческих слов "хюдар аргирос", что значит "жидкое сербро".
Ртуть была известна с доисторических времен. Еще в IV в. у Теофраста можно найти упоминание о получении ртути из киновари. При перегонке самородной ртути, в большинстве своем являющейся амальгамой, оставался королек золота или серебра. На основании этого в древности делался вывод, что ртуть превращается в благородные металлы при нагревании и что она является жидким серебром.
Электронная конфигурация атома 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2. В соединениях проявляет степени оксиления +1 и +2. Критическая напряженность магнитного поля сверхпроводимости при 0 К: для альфа-формы 390 Э, для бета 340 Э.
Не смачивает стекло. Ртуть испаряется с довольно высокой скоростью даже через слои воды или других жидкостей (особенно легко через глицерин, парафиновое масло, бензол). Способна адсорбировать кислород из воздуха и вновь выделять его в чистом виде.
Окисляется воздухом при 300-350 С до оксида, который выше 400 С разлагается обратно на элементы. Ртуть реагирует с галогенами, серой, фосфором, селеном.
Небольшие добавки висмута к ртути повышают ее поверхностное натяжение.
Со многими металлами ртуть образует сплавы, так называемые амальгамы. Особенно легко амальгамируются натрий, калий, серебро, золото, цинк, кадмий, олово и свинец. Амальгама меди образуется лишь при тщательном растирании. Совсем не амальгамируются марганец, железо, кобальт, никель.
Растворимость ртути в воде зависит от pH и наличия растворенного кислорода. Минимальная растворимость ртути в воде при pH 8.