Ртуть (лат. Hydrargyrum), Hg, химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 80, атомная масса 200,59; серебристо-белый тяжелый металл, жидкий при комнатной температуре. В природе Ртуть 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 Ртуть 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 Ртуть в виде паров, которые конденсировались на холодной внутренней поверхности крышки. Продукт реакции был назван hydrargyros (от греч. hydor - вода и argyros - серебро), то есть жидким серебром, откуда произошли латинское названия hydrargyrum, а также argentum vivum - живое серебро. Последнее сохранилось в названиях Ртути quicksilver (англ.) и Quecksilber (нем.). Происхождение русского названия Ртути не установлено. Алхимики считали Ртуть главной составной частью всех металлов. "Фиксация" Ртути (переход в твердое состояние) признавалась первым условием ее превращения в золото. Твердую Ртуть впервые получили в декабре 1759 года петербургские академики И. А. Браун и М. В. Ломоносов. Ученым удалось заморозить Ртуть в смеси из снега и концентрированной азотной кислоты. В опытах Ломоносова отвердевшая Ртуть оказалась ковкой, как свинец. Известие о "фиксации" Ртути произвело сенсацию в ученом мире того времени; оно явилось одним из наиболее убедительных доказательств того, что Ртуть - такой же металл, как и все прочие.

Распространение Ртути в природе.

Ртуть принадлежит к числу весьма редких элементов, ее 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 Ртути играет ее миграция в газообразном состоянии и в водных растворах. В земной коре Ртуть преимущественно рассеяна; осаждается из горячих подземных вод, образуя ртутные руды (содержание Ртути в них составляет несколько процентов). Известно 35 ртутных минералов; главнейший из них - киноварь HgS.

В биосфере Ртуть 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% Ртути.

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

Физические свойства Ртути.

, жидкий при комнатной температуре. Твердая Ртуть кристаллизуется в ромбической сингонии, а = 3,463Е, с = 6,706Е; плотность твердой Ртути 14,193 г/см3 (-38,9 °С), жидкой 13,52 г/см3 (20 °С), атомный радиус 1,57Е, ионный радиус Hg2+ 1,10Е; tпл -38,89 °С; tкип 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 8,247 Вт/(м·К) [0,0197 кал/(см·сек·°С)] (при 20 °С); удельное электросопротивление при 0°С 94,07·10-8 ом·м (94,07·10-6 ом·см). При 4,155 К Ртуть становится сверхпроводником. Ртуть диамагнитна, ее атомная магнитная восприимчивость равна -0,19·10-6 (при 18 °С).

Химические свойства Ртути.

Конфигурация внешних электронов атома Hg 5d106s2, в соответствии с чем при химических реакциях образуются катионы Hg2+ и Hg22+. Химическая активность Ртути невелика. В сухом воздухе (или кислороде) она при комнатной температуре сохраняет свой блеск неограниченно долго. С кислородом дает два соединения: черный оксид (I) Hg2O и красный оксид (II) HgO. Hg2O появляется в виде черной пленки на поверхности Ртути 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. Гидрооксид Ртути практически не образуется. При взаимодействии с металлами, которые Ртуть смачивает, образуются амальгамы. 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) Ртуть соединяется при нагревании, образуя почти недиссоциирующие, в большинстве ядовитые соединения типа HgX2. В соляной и разбавленной серной кислотах Ртуть 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 Ртути: Hg2Cl2 (каломель) и HgCl2 (сулема). Известны соли окисной Ртути цианистой и роданистой кислот, а также ртутная соль гремучей кислоты Hg(ONC)2 так называемых гремучая ртуть. При действии аммиака на соли образуются многочисленные комплексные соединения, например HgCl-2NH3 (плавкий белый преципитат) и HgNH2Cl (неплавкий белый преципитат). Применение находят ртутьорганические соединения.

Получение Ртути.

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

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.

Основные свойства.

Блестящий, серебристо-белый, жидкий, тяжелый металл. Испаряется при комнатной температуре, при повышении температуры скорость испарения сильно возрастает. Растворяет золото, серебро, цинк и др., образуя твердые растворы (амальгамы).

Пары ртути токсичны и опасны, интенсивно загрязняют окружающую среду. Попадая в организм человека через легкие, блокируют биологически активные группы белковой молекулы, вызывая острые и хронические отравления. Оказывают поражающее действие на центральную нервную систему, сердечно-сосудистую, желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, печень, селезенку, почки. Поражающее действие проявляется, как правило, через определенный промежуток времени (при остром отравлении через 8-24 часа).

повышенная утомляемость, общая слабость, сонливость, апатия, эмоциональная неустойчивость, общая подавленность, раздражительность, головокружение, головные боли, ослабление памяти, синюха, потливость, повышенная температура, боли при глотании, воспалительные процессы в полости рта (ртутный стоматит), катаральные явления со стороны дыхательных путей, реже – воспаление легких, боли в желудке, желудочные расстройства, тошнота, рвота, признаки поражения почек, учащенные позывы на мочеиспускание, дрожание рук, языка, век, ног, тела. Возможен летальный исход.

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.
Индивидуальные средства защиты. Фильтрующие респираторы или противогазы.

Меры профилактики при поражении ртутью

При работе со ртутью и использовании приборов, содержащих ее, в условиях производства и быта, должны соблюдаться профилактические мероприятия, изложенные в нормативных документах.
Следует использовать полный комплекс гигиенических требований, изложенных в нормативных документах, применительно к конкретным условиям производства и быта.
Безопасная работа со ртутью и ее соединениями во многом обусловливается требованиями, рассмотренными выше. Наряду с этим, с целью создания безопасных условий для работы с ней, требуется использование средств индивидуальной защиты и соблюдение мер личной профилактики.

По ГОСТу 12.4.034-85 ртуть и содержащие ее вещества относятся к 4-ой группе веществ (парогазовоздушные смеси).

Для защиты органов дыхания от паров ртути и ее органических соединений применяются фильтрующие респираторы или противогазы, характеристики которых приведены в таблице:

Работа со ртутью производится в накрахмаленной одежде, изготовленной из плотной белой ткани, наглухо застегнутом халате, не имеющем карманов, белой шапочке. Нельзя работать в вяленой или мягкой суконной обуви. Кожаную или резиновую обувь необходимо защитить поливинилхлоридными чехлами. Пользоваться этой обувью можно только при работе со ртутью.

По окончании работы лицо и руки мыть теплой водой с мылом. После работы принимать душ. Перед и после работы прополаскивать рот слабым раствором бертолетовой соли или перманганата калия (марганцовки) — 0.25%
Запрещается курить, принимать пищу и пить на рабочем месте.

Демеркуризация (обезвреживание) ртутного загрязнения

При авариях и небрежной работе со ртутью может происходить загрязнение помещений с созданием опасных концентраций паров ртути, загрязнение различных поверхностей вне помещений или заражение почвы.
В случае обнаружения металлической ртути в помещениях, на различных поверхностях вне помещений или на почве, а также паров ртути в помещениях в опасных концентрациях немедленно произвести демеркуризацию (обезвреживание) загрязнений.

Демеркуризация включает:

    механическую уборку (очистку) видимых количеств металлической ртути;
    химическую обработку загрязненных мест после механической очистки с последующим удалением продуктов реакции ртути с химическими реагентами;
    проведение ртутного мониторинга обработанных поверхностей и помещений на соответствие их установленным нормам ПДК ртути для данных объектов.

Хранение ртути

Хранение ртути, используемой в промышленных целях, производится в стальных баллонах, в количестве не более 35 кг в каждом, а также в толстостенных керамических или стеклянных баллонах емкостью 500 мл с металлической гофрированной пробкой с прокладкой из пластмассы. В каждый баллон заливается 5 кг ртути.

В лабораторных условиях основным способом хранения является хранение в запаянных стеклянных ампулах по 30-40 мл в каждой, которые, в свою очередь, помещаются в сварные стальные коробки.

Не разрешается хранить ртуть в тонкостенной химической посуде: бюксах, колбах и т.д., а также любой открытой посуде.

Наше предприятие принимает на демеркуризацию весь спектр ртутьсодержащих отходов и отработанных люминесцентных ламп.