Faze industrijske ekstrakcije žive. Merkur: zanimljive činjenice

Opće informacije i metode dobivanja

Živa (Hg) je srebrno-bijeli teški metal koji je tekući na sobnoj temperaturi. Kada se smrzne, živa pobijeli, u čvrstom stanju se lako obrađuje i ima zrnati prijelom. Prirodna živa bila je poznata 2000. godine prije Krista. e. Narodi stare Indije i Kine, kao i Grci i Rimljani koristili su cinobar (prirodni HgS) kao boju, lijek i kozmetiku. Grčki liječnik Dioskorid (I. st. pr. Kr.), zagrijavajući cinobar u željeznoj posudi s poklopcem, dobio je živu u obliku para koje se kondenziralo na njezinoj unutarnjoj površini. Produkt reakcije nazvan je hydrargyros

(od grčkog hydor - "voda" i argyros - "srebro"), t.j. tekuće srebro. Podrijetlo ruskog naziva "živa" nije utvrđeno

Čvrstu živu prvi su 1759. u Sankt Peterburgu dobili M. P. Braun i M. V. Lomonosov, koji su je uspjeli zamrznuti u mješavini snijega s koncentriranom dušičnom kiselinom.

Merkur je vrlo rijedak element. Njegov prosječni sadržaj u zemljinoj kori iznosi 4,5-10% (po masi). Otprilike ista količina nalazi se u magmatskim stijenama. Poznato je 35 rudnih minerala koji sadrže živu u koncentracijama u kojima je industrijska uporaba tih minerala tehnički moguća i ekonomski izvediva. Glavni rudni mineral je cinobar HgS

Rude žive dijele se na bogate (~ 1% Hg), obične (0,2-0,3% Hg) i siromašne (0,06-0,12% Hg). Teletermalna ležišta živinih ruda, koja se kopaju podzemno, imaju glavni industrijski značaj. Živa se također nalazi u razvijenim otvoreni put vulkanogene naslage.

Postoje dvije glavne metode za ekstrakciju žive - piro- i hidrometalurška. U prvom slučaju, rude ili koncentrati koji sadrže živu u obliku HgS podvrgavaju se oksidativnom prženju. Tekuća živa dobivena kao rezultat prženja teče u posebne prijemnike. Za naknadno pročišćavanje, propušta se kroz visoku (1,0-1,5 m) posudu s 10% HN 0 3 , ispere se vodom, osuši i destilira u vakuumu. Drugi način dobivanja žive je otapanje HgS u natrijevom sulfidu, a zatim zamjena žive s aluminijem. Razvijene su metode za ekstrakciju žive elektrolizom sulfidnih otopina.

Fizička svojstva

Atomske karakteristike. Atomski broj 80, atomska masa 200,59 a. e. m., atomski volumen 14,26 * 10 -6 m 3 / mol, atomski polumjer 0,157 nm, ne-radijus Hg 2+ 0,110 nm. Konfiguracija vanjskih elektronskih ljuski 5d 10 6s 2 . Ionizacijski potencijali J (eV): 10,43; 18,76; 34.21. Elektronegativnost 1.44. Čvrsta živa ima romboedačku rešetku s periodima a=0,3463 i c=0,671 nm. Poznato je sedam stabilnih izotopa žive. maseni brojevi: 196 (prevalencija 0,2%), 198 (10%), 199 (16,8%), 200 (23,1%), 201 (13,2%), 202 (29,8%) i 204 (6,9%).

Kemijska svojstva

U spojevima pokazuje oksidacijsko stanje od +2 i +1.

Živa je relativno stabilan kemijski element. U odnosu na kisik, nalazi se blizu zlata i srebra. Od metala podskupine znnk, živa je najmanje aktivna zbog velike energije ionizacije. Normalni elektrodni potencijali reakcija disocijacije 2 Hg -> - (Hg 2) 2+ + 2 e, (Hg 2) 2+ ^-2 Hg 2 ++2 e n Hg -> -- "- Hg 2+ + 2 e su jednako 0,80; 0,91 n 0,86 V. Elektrokemijski ekvivalent žive s oksidacijskim stanjem +1 je 2,0789 mg/C, a s oksidacijskim stanjem od +2 1,03947 mg/C. Spojevi žive su relativno nestabilni zbog stalne sklonosti žive da prelazi u atomski oblik.

U klorovodičnoj i razrijeđenoj sumpornoj kiselini, kao i u lužinama, živa se ne otapa. Lako topiv u dušičnoj kiselini, a kada se zagrijava u koncentriranoj sumpornoj. Topiv u carskoj vodici. Sa slabim kiselinama živa ne daje soli ili stvara nestabilne soli tipa Hg 2 CQ 3, koje se, zagrijavanjem na 180 ° C, razgrađuju u živu, njezin oksid n CO 2.

S halogenima živa tvori gotovo nedisocirajuće, uglavnom otrovne spojeve. Jod živa Hgl 2, živin klorid (kalomel) Hg 2 Cl 2 i živin klorid (živin klorid) HgCl 2 su od praktične važnosti. Živin jod nastaje djelovanjem kalijevog joda na živu otopljenu u vodi. U analitičkoj kemiji, ova reakcija otkriva prisutnost žive. Jodna živa postoji u dvije modifikacije - crvenoj i žutoj. Prijelaz iz crvene u žutu modifikaciju događa se pri 127 °C; obrnuti prijelaz se odvija sporo i zahtijeva prehlađenje. Kalomel je bezbojni tetraedarski kristali, koji postupno tamne uslijed raspadanja pod djelovanjem svjetlosti na sublimat i živu. Sublimate ima mnogo bezbojnih rombičnih kristala. Najčešće se sublimat dobiva izravnom redukcijom žive.

Živa se otapa u rastaljenom bijelom fosforu, ali ne stvara kemijske spojeve i nakon hlađenja se oslobađa iz taline u kemijski nepromijenjenom obliku.

Živin sulfid se može dobiti jednostavnim trljanjem žive sa sumporom na sobnoj temperaturi. Živin sulfid HgS se lako može dobiti izlaganjem žive sumporovodiku povišene temperature.

Na zraku živa na sobnoj temperaturi ne oksidira. Produljenim zagrijavanjem na temperature blizu vrelišta, živa se spaja s atmosferskim kisikom, stvarajući crveni živin oksid (I) HgO, koji se daljnjim zagrijavanjem ponovno razlaže na živu i kisik. U ovom spoju oksidacijsko stanje žive je + 2. Poznat je i drugi živin oksid - crni. Oksidacijsko stanje žive u njoj je +1, njena formula je Hg 2 0 U svim spojevima žive (I) njeni atomi su međusobno povezani, tvoreći dvovalentne skupine - Hg 2 - iln - Hg - Hg -. Sličan odnos je očuvan i u otopinama živinih (I) soli.

Poznato je postojanje HgH 2 hidrida, dobivenog kao rezultat interakcije živinog nodida i litij - aluminij hidrida. Međutim, živin hidrid je vrlo nestabilan i raspada se već na 148 K.

Živini hidroksidi su nepoznati. U onim slučajevima gdje se može očekivati ​​njihovo stvaranje, oni zbog svoje nestabilnosti odmah odcjepljuju vodu, stvarajući bezvodne okside.

Osim halogenida, poznate su i druge živine soli.Među njima živin sulfid HgS; poznate su soli živine (I) cijanske i tiocijanske kiseline, kao i "živin fulminat" - sol fulminirajuće kiseline - Hg (ONC) 2. Gotovo sva sunca žive (I) slabo su topljiva u vodi. Iznimka je Hg nitrat (N 0 3) 2 . Kada je živa izložena amonijaku, nastaju brojni kompleksni spojevi, na primjer, bijeli topljivi precipitat HgCl -2 NH 3, bijeli netopivi precipitat HgNH 2 Cl, itd. Poznata su dva glavna tipa spojeva organske žive: R - Hg - R "n R - HgX, gdje su R i R" organski radikali, X je kiselinski ostatak. Etn spojevi se mogu dobiti interakcijom živinih soli s magnezijevim ili organolitijevim spojevima zamjenom vodika u organskim spojevima živom (živa), dodavanjem živinih soli nezasićenim spojevima i, konačno, razgradnjom dnazonijevih soli u prisutnosti živinih soli (Reakcija Nesmejanova) .

Kada se metali otapaju u živi, ​​nastaju amalgami (samo metali navlaženi živom osjetljivi su na amalgamaciju). Ne razlikuju se od konvencionalnih legura, iako su s viškom žive polutekuće smjese. U ovom slučaju amalgami mogu biti ili obične (prave) otopine (Sn, Pb) i smjese (Zn, Cd), ili kemijski spojevi (elementi I. skupine). Prema interakciji sa živom, metali se mogu podijeliti u pet skupina:

Metali čija topljivost nije precizno utvrđena (Ta, Si, Re, W, Sb);

Metali praktički netopivi u živi [topljivost ne veća od 2-10-5% (po masi): Cr, Co, Fe, V, Be];

Metali vrlo niske topljivosti (na razini gore navedenih metala), ali s njom tvore kemijske spojeve (Ni, Ti, Mo, Mn, U);

Metali koji ne reagiraju sa živom na normalnim temperaturama

ali u interakciji s njim na povišenim temperaturama ili nakon prethodnog mljevenja (Al, Cu, Hf, Ge);

Metali koji tvore čvrste otopine sa živom, a neki od njih i kemijske spojeve.

Spojevi koji nastaju amalgamacijom lako se raspadaju ispod svoje točke taljenja, oslobađajući višak žive.

Dijagrami stanja Au-Hg, Ag-Hg, Pt-Hg i Sn-Hg imaju karakteristične prijelazne točke koje odgovaraju razgradnji kemijskih spojeva nastalih tijekom amalgamacije u različitim temperaturnim uvjetima. S tim spojevima živa tvori niz metalne vezeČelici legirani ugljikom, silicijem, kromom, niklom, molibdenom i niobijem se ne spajaju.

Područja uporabe

Živa se široko koristi u proizvodnji raznih instrumenata (barometri, termometri, manometri, vakuumske pumpe, normalni elementi, polarografi, elektrometri itd.); u živinim svjetiljkama, prekidačima, ispravljačima; kao tekuća katoda u proizvodnji kaustičnih lužina i klora elektrolizom; kao katalizator u sintezi octene kiseline; u metalurgiji za spajanje zlata i srebra; u proizvodnji eksploziva(eksplozivna živa); u medicini (kalomel, sublimat, živino-organski i drugi spojevi); kao pigment (cinober); u poljoprivreda kao sredstvo za dezinfekciju sjemena i herbicid (organski živini spojevi); u brodogradnji za bojanje (komponenta boje) pomorskih plovila, kao i u medicinskoj praksi.

Jedva da je potrebno dokazivati ​​da je živa osebujan metal. To je očito, makar samo zato Merkur- jedini metal koji je u tekućem stanju pod uvjetima koje nazivamo normalnim. Zašto tekuća živa je posebno pitanje. No, upravo je to svojstvo, odnosno kombinacija svojstava metala i tekućine (najteže tekućine!), odredilo poseban položaj elementa br. 80 u našem životu. Mnogo se može reći o živi: deseci knjiga posvećeni su tekućem metalu. Ista priča uglavnom se odnosi na različite namjene žive i njezinih spojeva.
Merkurova umiješanost u slavni klan metala Dugo vrijeme bio u nedoumici. Čak je i Lomonosov oklijevao može li se živa smatrati metalom, unatoč činjenici da u tekućem stanju ima gotovo Puni raspon metalna svojstva: toplinska i električna vodljivost, metalni sjaj i tako dalje. Kada se živa ohladi na -39°C, postaje sasvim očito da je to jedno od "svjetlosnih tijela koja se mogu kovati".

Svojstva žive

Merkur je pružio velike usluge znanosti. Kako se može znati koliko bi napredak tehnologije i prirodnih znanosti bio odgođen bez toga mjerni instrumenti- termometri, manometri, barometri i drugi, čije se djelovanje temelji na neuobičajenim svojstvima žive. Koja su to svojstva?

• Prvo, živa je tekućina.
• Drugo, teška tekućina je 13,6 puta teža od vode.
• Treće, ima prilično veliki koeficijent toplinskog širenja - samo jedan i pol puta manji od onog kod vode, i red veličine, ili čak dva, više od onog kod običnih metala.

Tu su i “četvrti”, “petici”, “dvadesete”, ali teško da je potrebno sve nabrajati.
Još jedan zanimljiv detalj: "milimetar žive" nije jedina fizička jedinica povezana s elementom br. 80. Jedna od definicija oma, jedinice električnog otpora, je otpor stupca živine duljine 106,3 cm i 1 mm. 2 u presjeku.
Sve se to ne odnosi samo na čistu znanost. Termometri, mjerači tlaka i drugi uređaji "punjeni" živom odavno su postali vlasništvo ne samo laboratorija, već i tvornica. I živine lampe, živini ispravljači! Ista jedinstvena kombinacija svojstava omogućila je živi pristup raznim granama tehnologije, uključujući radioelektroniku i automatizaciju.
Živini ispravljači, na primjer, dugo su bili najvažniji i najmoćniji tip električnih ispravljača koji se najviše koristi u industriji. Do sada se koriste u mnogim elektrokemijskim industrijama i u vozilima s električnom vučom, iako u posljednjih godina postupno ih zamjenjuju ekonomičniji i bezopasniji poluvodički ispravljači.
Moderna Borbena vozila također koristi izvanredna svojstva tekućeg metala.
Na primjer, jedan od glavnih dijelova osigurača za protuzračni projektil je porozni prsten od željeza ili nikla. Pore ​​su ispunjene živom. Pucao - projektil se pomaknuo, stječe sve velika brzina, sve brže se okreće oko svoje osi, a teška živa viri iz pora. Zatvara električni krug - eksplozija.
Često je možete sresti tamo gdje najmanje očekujete. Ponekad se legira s drugim metalima. Mali dodaci elementa br. 80 povećavaju tvrdoću legure olovo-zemnoalkalijskih metala. Čak i kod lemljenja ponekad je potrebna živa: lem od 93% olova, 3% kositra i 4% žive najbolji je materijal za lemljenje pocinčanih cijevi.

Amalgami žive

Još jedno izvanredno svojstvo žive je sposobnost otapanja drugih metala, tvoreći čvrste ili tekuće otopine - amalgame. Neki, kao što su amalgami srebra i kadmija, kemijski su inertni i tvrdi na temperaturama ljudsko tijelo ali lako omekša kada se zagrije. Izrađuju zubne plombe.
U posebnim izvedbama niskotemperaturnih termometara koristi se talijev amalgam, koji stvrdnjava samo na -60°C.
Starinska ogledala nisu bila prekrivena tankim slojem srebra, kao što se sada radi, već amalgamom koji je uključivao 70% kositra i 30% žive. U prošlosti je spajanje bilo najvažnije tehnološki proces prilikom vađenja zlata iz ruda. U 20. stoljeću nije izdržao konkurenciju i ustupio je mjesto naprednijem procesu – cijanizaciji. Međutim, i danas se koristi stari postupak, uglavnom u vađenju zlata koje je fino ugrađeno u rudu.
Neki metali, posebno željezo, kobalt, nikal, praktički nisu podložni amalgamaciji. To omogućuje transport tekućeg metala u običnim čeličnim spremnicima. (Čista se živa prevozi u staklenim, keramičkim ili plastičnim posudama.) Osim željeza i njegovih analoga, ne spajaju se tantal, silicij, renij, volfram, vanadij, berilij, titan, mangan i molibden, odnosno gotovo svi metali koji se koriste za legiranje postati. To znači da se živa ne boji legiranog čelika.
Ali natrij se, na primjer, vrlo lako spaja. Natrijev amalgam lako se razgrađuje vodom. Ove dvije okolnosti su imale i igraju vrlo važnu ulogu u industriji klora.
u proizvodnji klora i kaustična soda elektrolizom stolna sol koriste se katode od metalne žive. Za dobivanje tone kaustične sode potrebno je od 125 do 400 g elementa br. 80. Danas je industrija klora jedan od najvećih potrošača metalne žive.

• PRVI SUPERVODIČ. Gotovo stoljeće i pol nakon pokusa Priestleya i Lavoisiera, pokazalo se da je Hg uključen u još jedno izvanredno otkriće, ovaj put u području fizike. Godine 1911. nizozemski znanstvenik Geike Kamerling-Onnes istraživao je električnu vodljivost žive pri niskim temperaturama. Svakim pokusom snižavao je temperaturu, a kada je dosegnula 4,12 K, otpor žive, koji se prije toga uzastopno smanjivao, odjednom je potpuno nestao: struja prošao kroz živin prsten bez blijeđenja. Tako je otkriven fenomen supravodljivosti, a element broj 80 postao je prvi supravodič. Sada su poznati deseci legura i čistih metala koji stječu ovo svojstvo na temperaturi blizu apsolutne nule.

• KAKO OČISTITI Hg. U kemijskim laboratorijima često je potrebno pročišćavati tekući metal. Metoda opisana u ovoj bilješci je možda najjednostavnija od pouzdanih i najpouzdanija od jednostavnih. Staklena cijev promjera 1-2 cm pričvršćena je na tronožac; donji kraj cijevi je povučen unatrag i savijen. U cijev se ulije razrijeđena voda dušična kiselina s oko 5% živinog nitrata Hg 2 (N0 3) 2 . Odozgo se u cijev umetne lijevak s papirnatim filterom, na čijem se dnu iglom napravi mala rupa. Lijevak je napunjen kontaminiranom živom. Na filteru se čisti od mehaničkih nečistoća, au cijevi - od većine metala otopljenih u njemu. Kako se to događa? Živa je plemenit metal, a nečistoće, poput bakra, istiskuju je iz Hg 2 (N0 3) 2; neke se nečistoće jednostavno otapaju kiselinom. Pročišćena živa skuplja se na dnu cijevi i pod utjecajem vlastite gravitacije prenosi se u prijamnu posudu. Ponavljajući ovu operaciju nekoliko puta, moguće je sasvim potpuno očistiti od nečistoća svih metala koji stoje u nizu napona lijevo od žive.

Očistiti živu iz plemeniti metali, kao što su zlato i srebro, mnogo je teže. Za njihovo odvajanje koristi se vakuumska destilacija.

• NEŠTO KAO VODA. Ne samo da je tekuće stanje povezano s vodom. Toplinski kapacitet žive, kao i vode, s porastom temperature (od točke taljenja do +80°C) dosljedno opada i tek nakon određenog temperaturnog "praga" (nakon 80°C) počinje polako rasti. Ako se element #80 hladi vrlo sporo, poput vode, može se prehladiti. U prehlađenom stanju, tekuća živa postoji na temperaturama ispod -50°Ct; obično se smrzava na -38,9°C. Inače, prvi put ju je zamrznuo 1759. godine peterburški akademik I.A. Smeđa.
• NEMA JEDNOVALENTNE ŽIVE! Mnogima će se ova izjava učiniti neistinitom. Doista, čak i u školi uče da, poput bakra, živa može pokazati valencije +2 i 1+. Spojevi kao što su crni oksid Hg 2 0 ili kalomel Hg 2 Cl 2 su nadaleko poznati. Ali Hg je ovdje samo formalno univalentan. Istraživanja su pokazala da svi takvi spojevi sadrže skupinu od dva atoma žive: -Hg 2 - ili -Hg-Hg-. Oba atoma su dvovalentna, ali jedna valencija svakog od njih troši se na stvaranje lanca, sličnog ugljikovim lancima mnogih organski spojevi. Ion Hg 2 +2 je nestabilan, nestabilan i spojevi u koje ulazi, posebno živin hidroksid i karbonat. Potonji se brzo razlažu na Hg i HgO i, sukladno tome, H 2 0 ili CO 2 .

OTROV I PROTUOTROV.
Više bih volio da najgora smrt radi u rudnicima žive, gdje se zubi mrve u ustima...
R. Kipling
Pare žive i njezinih spojeva doista su vrlo otrovne. Tekuća živa opasna je prvenstveno zbog svoje hlapljivosti: ako se čuva otvorena u laboratorijskoj prostoriji, tada će se u zraku stvoriti parcijalni tlak žive od 0,001. To je puno, pogotovo jer je najveća dopuštena koncentracija žive u industrijskim prostorijama 0,01 mg po kubičnom metru zraka.
Stupanj toksičnog učinka metalne žive određen je prvenstveno time koliko je imala vremena reagirati u tijelu prije nego što je odatle uklonjena, odnosno nije opasna sama živa, već njezini spojevi.
Akutno trovanje živinim solima očituje se crijevnim smetnjama, povraćanjem, oticanjem desni. Karakterističan je pad srčane aktivnosti, puls postaje rijedak i slab, moguća je nesvjestica. Prvo što treba učiniti u takvoj situaciji je otkriti da pacijent povraća. Zatim mu dajte mlijeko i bjelanjke. Izlučuje se iz tijela uglavnom putem bubrega. Kod kroničnog trovanja Hg i njezinim spojevima javlja se metalni okus u ustima, lomljivost desni, jaka salivacija, slaba razdražljivost i oštećenje pamćenja. Opasnost od takvog trovanja postoji u svim prostorijama gdje je Hg u dodiru sa zrakom. Posebno su opasne najmanje kapljice prolivene žive, nagurane ispod podnih ploča, linoleuma, namještaja, u pukotinama poda. Ukupna površina malih živinih kuglica je velika, a isparavanje je intenzivnije. Stoga se slučajno prolivena Hg mora pažljivo prikupiti. Sva mjesta na kojima bi se mogle zadržati i najmanje kapljice tekućeg metala moraju se tretirati otopinom FeCl 3 kako bi se živa kemijski vezala.

• Svemirske letjelice našeg vremena zahtijevaju značajne količine električne energije. Regulacija motora, komunikacija, Znanstveno istraživanje, rad sustava za održavanje života - za sve to potrebna je električna energija... Do sada su glavni izvori struje baterije i solarni paneli. Energetske potrebe svemirskih letjelica rastu i nastavit će rasti. Svemirski brodovi bliske budućnosti trebat će elektrane na brodu. U srcu jedne od varijanti takvih stanica je generator nuklearne turbine. U mnogočemu je slična konvencionalnoj termoelektrani, ali radni fluid u njoj nije vodena para, već živa. Zagrije svoje radioizotopsko gorivo. Ciklus rada takve instalacije je zatvoren: živena para, prošavši kroz turbinu, kondenzira se i vraća u kotao, gdje se ponovno zagrijava i ponovno šalje da okreće turbinu.
• IZTOPI. Prirodni element sastoji se od mješavine sedam stabilnih izotopa s masenim brojevima 196, 198, 199, 200, 201, 202 i 204. Najčešći je najteži izotop: njegov udio je gotovo 30%, točnije 29,8. Drugi najčešći izotop je živa-200 (23,13%). A najmanje u prirodnoj mješavini žive-190 - samo 0,146%.

Od radioaktivnih izotopa elementa br. 80, a poznato ih je 23, praktična vrijednost kupio samo živu-203 (poluživot 46,9 dana) i živu-205 (5,5 minuta). Koriste se za analitičko određivanje žive i proučavanje njenog ponašanja u tehnološkim procesima.

• NAJVEĆA NALOGA SU U EUROPI. Ovo je jedan od rijetkih metala, čija se najveća nalazišta nalaze na europskom kopnu. Najveća nalazišta žive su Almaden (Španjolska), Monte Amyata (Italija) i Idriya (Jugoslavija).
• IME REAKCIJE. Za kemijsku industriju još uvijek je vrlo važan ne samo kao materijal za katode u proizvodnji klora i kaustične sode, već i kao katalizator. Na primjer, iz acetilena prema reakciji M.G. Kucherov, otkriven 1881., dobiva se acetaldehid. Katalizator je ovdje sol koja sadrži živu, kao što je sulfat HgSO 4 . Ali pri otapanju blokova istrošenog urana, sama živa je korištena kao katalizator. Reakcija Kucherova nije jedina "imenovana" reakcija koja uključuje živu ili njezine spojeve. Reakcija A.N. Nesmeyanov, tijekom kojeg se u prisutnosti živinih soli razgrađuju organske diazonijeve soli i stvaraju organo-živi spojevi. Koriste se uglavnom za proizvodnju drugih organoelementnih spojeva i, u ograničenoj mjeri, kao fungicidi.

Utjecaj na emocije. Utječe na tijelo u cjelini i, naravno, na psihu. Pretpostavlja se da intoksikacija živom može uzrokovati izljeve neobuzdanog bijesa. Ivan Grozni je, na primjer, često koristio živine masti za bolove u zglobovima i, možda je njegova povećana razdražljivost posljedica trovanja živom? Liječnici su temeljito proučavali simptome trovanja živom, uključujući i psihofizičke: osjećaj nadolazeće katastrofe, delirij, halucinacije... Patolozi koji su pregledavali pepeo strašnog kralja primijetili su povećan sadržaj žive u kostima.

Oni ukazuju da je živa iscurila tijekom požara u zgradi Istraživačkog instituta za vakuumsku tehnologiju. U požarištu je koncentracija živine pare premašila MPC, ali izvan teritorija (kao i na samom teritoriju nakon radova na neutralizaciji žive) nije bilo odstupanja od granica standarda.

Za objektivnu sliku i nedvosmisleno isključenje (ili potvrdu) kontaminacije živom velikih razmjera, potrebno je provesti ne jedno mjerenje, već nekoliko desetaka, i to u drugačije vrijeme. Bez takvih podataka može se samo istaknuti da bi uz stvarno veliko ispuštanje koncentracija žive jako varirala u različitim dijelovima grada. A ako se netko 15 ili 20 kilometara od požarišta požali na simptome trovanja živom, onda bi se u blizini broj otrovanih očito trebao brojati u tisućama: gustoća naseljenosti u glavnom gradu na nekim mjestima prelazi 50 tisuća stanovnika po četvornom kilometru.

Drugim riječima, glasine su ozbiljne i prijeteće svatko stanovnici istjecanja čine se krajnje sumnjivim. Zrak u Moskvi je prljav, ali je malo vjerojatno zbog žive. Štoviše, problemi sa smogom počeli su mnogo prije požara: ljeti je u grad dolazio miris paljevine, a zatim se dim pripisivao tresetnim močvarama koje su gorjele u regiji Tver. No, budući da je riječ o živi, ​​odlučili smo napraviti izbor od deset tvrdnji o toksičnosti ovog elementa.

1) Merkur - izuzetno opasna tvar. Ako slučajno popijete kap žive, možete odmah umrijeti.

Metalna živa, suprotno uvriježenom mišljenju, nije ni snažan otrov niti posebno otrovna tvar. Dovoljno je reći da je u medicinskoj literaturi opisan slučaj kada je pacijent progutao 220 grama tekućeg metala i preživio. Za usporedbu: ista količina kuhinjske soli može dovesti do smrtni ishod(osim ako, naravno, netko ne može pojesti čašu soli). Detaljan vodič U poglavlju " smrtni slučajevi» analizira trovanje živinim kloridom, ali ne sadrži niti jedan spomen smrtonosnog trovanja živom u obliku čistog metala. Osim toga, živa se koristila i nastavlja se koristiti za izradu zubnih plombi na bazi amalgama, legure žive s drugim metalima. Takve plombe su prepoznate kao dovoljno sigurne i ne preporuča se bez posebne potrebe zamijeniti amalgam drugim materijalima.

Čista živa u tekućem obliku, čak i ako se proguta, nije osobito opasno. Ali to se ne može reći o metalnim parama, a još manje o živinim spojevima.

2) Živa je opasna jer isparava i proizvodi otrovne pare.

Stvarno je. Živina para nastaje tamo gdje je metal izložen otvorenom zraku. Nemaju miris, boju i - u pravilu - okus, iako ljudi ponekad osjete metalni okus u ustima. Stalno udisanje onečišćenog zraka uzrokuje da živa ulazi u tijelo kroz pluća, što je puno opasnije od gutanja iste količine metala.

3) Ako se termometar srušio u stanu, morate pažljivo pomesti i oprati pod.

Ne samo netočna, nego i iskreno pogubna izjava. Kada se jedna kap podijeli na dvije, specifično područje i, sukladno tome, brzina isparavanja tvari se udvostručuje. Stoga ne pokušavajte metlom ili krpom metlom ili krpom iščetkati živu u lopaticu, a zatim je baciti u kantu za smeće ili baciti u WC školjku. U tom će slučaju dio metala neizbježno izletjeti u obliku sićušnih kuglica, koje brzo isparavaju i zagađuju zrak mnogo aktivnije od izvorne kapi. I nadamo se da nitko od čitatelja neće skupljati živu usisavačem: ne samo da drobi kapljice, već ih i zagrijava. Ako već imate jednu prolivenu kap, samo je mokrim kistom ugurajte u hermetički zatvorenu staklenku i potom je predajte DEZ-u (Uprava za pojedinačne korisnike; prvo je bolje nazvati i provjeriti prihvaćaju li je. Preporuka je dan za Rusiju, u drugim zemljama pravila se mogu razlikovati) . Možete koristiti komad papira ili, ako je kap mala, malu špricu.

Američki istraživači koji su eksperimentirali sa živom 2008. otkrili su da jedna kap promjera 4 milimetra čak i u maloj prostoriji od 20 kubičnih metara nakon sat vremena daje samo 0,29 mikrograma živine pare po kubičnom metru. Ova vrijednost je unutar granica američkih i ruskih standarda za zagađenje atmosfere. Međutim, kada je živa bila razmazana krpom, koncentracija njezinih para narasla je na preko sto mikrograma po kubičnom metru. To jest, deset puta veći od MPC-a za industrijske prostore i stotine puta veći od "opće atmosferske" norme! Mokro čišćenje, kako su eksperimenti pokazali, ne štedi živu nakon pometanja, a pod ostaje kontaminiran tisućama malih kapi nakon višekratnog brisanja mokrom krpom.

4) Ako je termometar pokvaren u stanu, onda je soba duge godine postaje opasna po život.

To je istina, ali ne uvijek. Isparavanje metalne žive se nakon nekog vremena usporava zbog oblaganja metala filmom živinog oksida, pa kapi koje su se otkotrljale u pukotine mogu ležati godinama, pa čak i desetljećima. Priručnik za forenziku Forenzika okoliša: Vodič za specifične zagađivače s obzirom na nekoliko studija, kaže se da živa negdje ispod poda ili iza podnožja s vremenom prestaje zagađivati ​​atmosferu, ali samo pod uvjetom da tamo nisu mehanički pogođene njezine kuglice. Ako kuglica žive upadne u procjep između parketnih dasaka, gdje se stalno trese pri hodu, isparavanje će se nastaviti sve dok kap potpuno ne ispari. Kugla od tri milimetra, koju su fizičari procijenili 2003. godine, ispari za tri godine.

5) Trovanje živom se manifestira odmah.

Točno samo za visoke koncentracije žive.

Akutno trovanje nastaje kada se nekoliko sati udiše zrak, u kojem je više od sto mikrograma po kubnom metru. Istodobno, ozbiljne (koje zahtijevaju hospitalizaciju) posljedice javljaju se u još većim koncentracijama. Da biste se ozbiljno otrovali živom, jedan razbijeni termometar nije dovoljan.

Za kronično trovanje živom, na temelju onih prikazanih u već spomenutom Toksikološki profil za živu podaci, potrebna koncentracija teški metal najmanje preko deset mikrograma po kubnom metru. Ovo je moguće ako slomljeni termometar pometeno metlom i nije neutraliziralo živu, međutim, čak i u ovom slučaju, malo je vjerojatno da će se stanovnici sobe odmah osjećati loše. Živa u relativno niskim koncentracijama ne dovodi do trenutne mučnine, slabosti i vrućice, ali može, na primjer, uzrokovati nekoordinaciju i drhtanje udova. Osip se može pojaviti i u male djece, ali ne postoji specifičan skup simptoma po kojima bi čak i nespecijalist mogao prepoznati kronično trovanje živom.

6) Živa je prisutna u ribi i morskim plodovima.

Istina. Čistu živu neke bakterije pretvaraju u metil živu, a zatim se kreće u lancu ishrane, prvenstveno u morskim biosustavima. Posljednji izraz znači da plankton koji sadrži metil živu isprva jedu ribe, zatim te ribe jedu grabežljivci (druge ribe) i svaki put se koncentracija metil žive u organizmima povećava zbog njezine sposobnosti nakupljanja u životinjskim tkivima. Istraživanja oceanologa pokazala su da se količina žive u prijelazu iz vode i tvari otopljenih u njoj u plankton povećava za desetke ili čak stotine tisuća puta.

Koncentracija žive u mesu tune doseže 0,2 miligrama po kilogramu. Kontaminacija ribe živom postala je ozbiljan problem, za čije je rješavanje potreban koordiniran rad ekologa i predstavnika industrije diljem svijeta. Međutim, za većinu Rusa, koji u principu rijetko jedu ribu (18 kilograma godišnje naspram 24 kg u Sjedinjenim Državama), ovaj izvor žive nije toliko značajan.

7) Ako razbijete fluorescentnu lampu, ona će zagaditi prostoriju živom.

Istina. Godine 2004. grupa američkih znanstvenika vidjela je niz svjetiljki unutar plastične bačve, koja je odmah bila prekrivena poklopcem. Iskustvo je pokazalo da fragmenti polagano oslobađaju pare žive i do četrdeset posto otrovnog metala sadržanog u njemu može izaći iz ostataka žarulje.

Većina kompaktnih svjetiljki u sebi sadrži oko 5 miligrama žive (postoje marke s količinama smanjenim na jedan miligram). Ako uzmemo u obzir da se prvog dana otpusti oko polovica od onih četrdeset posto koji u principu mogu ostaviti krhotine, onda će jedna svjetiljka polomljena u prostoriji premašiti "atmosferski" MPC za pet do deset puta, ali neće ići dalje od “radno-industrijskog” MPC-a . Fragmenti koji su ležali tjedan dana već su praktički bezopasni s gledišta onečišćenja zraka živinim parama, pa zbog jednog pokvarena žarulja Ne možete se otrovati živom.

Druga stvar je razbiti nekoliko desetaka velikih fluorescentnih svjetiljki odjednom. Takve radnje, kao što pokazuje praksa, dovode do akutnog trovanja živom.

8) Većina gradskih stanovnika kronično je otrovana živom.

Vrlo sumnjiva tvrdnja. Koncentracija žive u zraku gradova doista je veća, ali zasad nema uvjerljivih dokaza da to dovodi do bilo kakvih bolesti. Merkur na kraju završi u atmosferi i vodi u blizini mnogih vulkana. Postoje ležišta koja su se razvijala od antike, u njihovoj blizini su izgrađena cijela i njihovi stanovnici ne trpe trovanja.

Otkriti Negativan utjecaj i živa i druge tvari (ili ne tvari, ali npr. mikrovalno zračenje iz Mobiteli) pri malim dozama je prilično teško. Ono što se manifestira tek nakon mnogo godina zahtijeva dugotrajna promatranja. Ali tijekom dvadeset ili trideset godina ljudi obično razviju razne bolesti, od kojih mnoge možda nemaju nikakve veze s sumnjivom tvari. Ako promatrate nekoliko desetaka tisuća ljudi, onda će neki od njih ionako razviti kronične bolesti, pa čak i maligne tumore, bez ikakve veze sa živom, zračenjem ili drugim čimbenikom. Čak ni dobro poznata šteta od pušenja danas nije odmah otkrivena: tek bliže sredini prošlog stoljeća liječnici su uspjeli nedvojbeno povezati pušenje s rakom pluća.

Predstavnici "alternativne medicine" često govore o kroničnom trovanju živom, ali se ne mogu smatrati objektivnim izvorima. Mnogi od njih istodobno prodaju neku vrstu "detoks programa", često uz obećanje o liječenju bolesti navodno uzrokovanih živom, poput raka ili autizma. Službeni stav američkih liječnika sada je da će lijekovi koji se koriste za uklanjanje žive iz tijela (tzv. kelatni spojevi) prije štetiti zdravim ljudima nego pomoći. Opisano je najmanje tri slučaja smrtonosnog trovanja zbog pokušaja "očišćenja organizma od žive".

9) Živa se nalazi u cjepivima.

Živa je dio tiomersala, konzervansa koji se koristi u nekim pripravcima cjepiva. Jedna doza cjepiva obično sadrži oko 50 mikrograma tvari. Za usporedbu: smrtonosna doza iste tvari (utvrđena u pokusima na miševima) je 45 miligrama (45.000 mikrograma) po kilogramu tjelesne težine. Jedna porcija ribe može sadržavati otprilike istu količinu žive kao doza cjepiva.

Za porast broja slučajeva autizma okrivljavali su tiomersal, no još početkom 2000-ih ta je hipoteza opovrgnuta analizom statističkih podataka. Također, pod pretpostavkom da je živa problem, povećanje slučajeva autizma tijekom posljednjih nekoliko desetljeća ostaje neshvatljivo. Nekadašnji ljudi mnogo aktivnije kontaktirao sa živom.

10) Zagađenje živom problem je posljednjih desetljeća.

Ovo nije istina. Živa je jedan od najstarijih metala poznatih čovječanstvu, kao i cinober, živin sulfid. Cinobar se aktivno koristio kao crvena boja (uključujući i proizvodnju kozmetike!), dok se živa koristila u nizu procesa, od pozlate do izrade šešira. Prilikom pozlate kupola Izakova katedrala smrtonosna trovanjašezdeset obrtnika je dobilo živu, a izraz "ludi šeširdžija" odražava simptome kroničnog trovanja pri oblačenju kože za muške kape. Sve do sredine 20. stoljeća u preradi kože koristio se otrovni živin nitrid. Živa je također bila uključena u sastav mnogih lijekova, i to u dozama neusporedivim s tiomersalom. Kalomel je, na primjer, živin(I) klorid i koristio se kao antiseptik zajedno sa sublimiranim živinim(II) kloridom.

Posljednjih desetljeća upotreba žive u medicini naglo je opala zbog toksičnosti ovog metala. Isti calomel možete sresti samo u homeopatskim pripravcima. Ili u “narodnoj” medicini – zabilježena su brojna trovanja živom nakon upotrebe pripravaka kineske tradicionalne medicine.

Pomoć: Zašto je živa otrovna?

Merkur je u interakciji sa selenom. Selen je element u tragovima koji je dio tioredoksin reduktaze, enzima koji reducira protein tioredoksin. Tioredoksin je uključen u mnoge vitalne procese. Konkretno, tioredoksin je potreban za borbu protiv slobodnih radikala koji oštećuju stanice, u tom slučaju djeluje u sprezi s vitaminima C i E. Živa nepovratno oštećuje tioredoksin reduktazu i prestaje reducirati tioredoksin. Nema dovoljno tioredoksina, a kao rezultat toga, stanice se lošije nose sa slobodnim radikalima.

DEFINICIJA

Merkur- osamdeseti element periodnog sustava. Oznaka - Hg od latinskog "hydrargyrum". Smješten u šestom razdoblju, IIB grupa. Odnosi se na metale. Napunjenost jezgre je 80.

Živa nije široko rasprostranjena u prirodi; njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi samo oko 10 -6% (mas.). Povremeno se živa nalazi u svom izvornom obliku, umiješana u stijene; ali se uglavnom nalazi u prirodi kao svijetlocrveni živin sulfid HgS, ili cinober. Ovaj mineral se koristi za izradu crvene boje.

Živa je jedini metal koji je tekući na sobnoj temperaturi. Kao jednostavna tvarživa je srebrnobijeli (slika 1) metal. Vrlo topljivi metal. Gustoća 13,55 g/cm 3 . Talište - 38,9 o C, vrelište 357 o C.

Riža. 1. Merkur. Izgled.

Atomska i molekularna težina žive

DEFINICIJA

Relativna molekulska težina tvari (M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa dane molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa (A r)- koliko puta Prosječna težina atoma kemijski element više od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da u slobodnom stanju živa postoji u obliku jednoatomskih Hg molekula, vrijednosti njezinih atomskih i Molekularna težina podudarati. Oni su jednaki 200,592.

Izotopi žive

Poznato je da se u prirodi živa može naći u obliku sedam stabilnih izotopa 196 Hg (0,155%), 198 Hg (10,04%), 199 Hg (16,94%), 200 Hg (23,14%), 201 Hg (13,17%) ), 202 Hg (29,74%) i 204 Hg (6,82%) Njihovi maseni brojevi su 196, 198, 199, 200, 201, 202 i 204. Jezgra atoma živinog izotopa 196 Hg sadrži osamdeset protona i sto šesnaest neutrona, a ostali se od nje razlikuju samo po broju neutrona.

Postoje umjetni nestabilni radioaktivni izotopi žive s masenim brojem od 171 do 210, kao i više od deset izomernih stanja jezgri.

živini ioni

Na vanjskoj energetskoj razini atoma žive postoje dva elektrona koji su valentni:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2 .

Kao rezultat kemijske interakcije, živa odustaje od svojih valentnih elektrona, t.j. je njihov donor i pretvara se u pozitivno nabijeni ion:

Hg 0 -1e → Hg + ;

Hg 0 -2e → Hg 2+.

Molekula i atom žive

U slobodnom stanju, živa postoji u obliku jednoatomskih Hg molekula. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu žive.

Živa (engleski Mercury, francuski Mercure, njemački Quecksilber) jedan je od sedam metala antike. Bila je poznata barem 1500 godina prije Krista, već su je tada znali dobiti iz cinobera. Živa se koristila u Egiptu, Indiji, Mezopotamiji i Kini; smatralo se najvažnijom polaznom tvari u operacijama svete tajne umjetnosti za proizvodnju lijekova koji produžuju život i nazivaju se pilulama besmrtnosti. U IV - III stoljeću. PRIJE KRISTA. živu kao tekuće srebro (od grčkog voda i srebro) spominju Aristotel i Teofrast. Dioskorid je kasnije opisao proizvodnju žive iz cinobera zagrijavanjem potonjeg ugljenom. Merkur se smatrao osnovom metala, bliskim zlatu, pa je zbog toga nazvan Merkur (Mercurius), po planetu Merkuru najbližem suncu (zlatu). S druge strane, vjerujući da je živa određeno stanje srebra, stari su je ljudi nazivali tekućim srebrom (odakle je došao latinski Hydrargirum). Pokretljivost žive iznjedrila je još jedno ime – živo srebro (lat. Argentum vivum); Njemačka riječ Quecksilber dolazi od niskosaksonskog Quick (uživo) i Silber (srebro). Zanimljivo je da su bugarska oznaka za živu - zhivak - i azerbajdžanska - jiva - vjerojatno posuđene od Slavena.

U helenističkom Egiptu i Grcima koristio se naziv Skitska voda, što omogućuje razmišljanje o izvozu žive iz Skitije u nekom trenutku. U arapskom razdoblju razvoja kemije nastala je živa-sumporna teorija sastava metala, prema kojoj se živa štovala kao majka metala, a sumpor (sumpor) kao njihov otac. Sačuvana su mnoga tajna arapska imena žive, što svjedoči o njenoj važnosti u alkemijskim tajnim operacijama. Napori arapskih, a kasnije i zapadnoeuropskih alkemičara, sveli su se na takozvanu fiksaciju žive, tj. na njezinu transformaciju u čvrstu tvar. Prema alkemičarima, dobiveno čisto srebro (filozofsko) lako se pretvorilo u zlato. Legendarni Vasilij Valentin (XVI. stoljeće) utemeljio je teoriju o tri principa alkemičara (Tria principia) - žive, sumpora i soli; ovu teoriju dalje je razvio Paracelsus. U velikoj većini alkemijskih rasprava, u kojima se ocrtavaju metode transmutacije metala, živa je na prvom mjestu ili kao početni metal za bilo koje operacije, ili kao osnova kamena filozofa (filozofska živa). Od tajnih alkemijskih (dio arapskog porijekla) ili mističnih naziva za živu dajemo nazive dušik (Azoth, ili Azoq), Zaibac, Zeida, Zaibar (Saibar), Ventus albus, Argentum vivum i dr. Alkemičari su razlikovali mnoge vrste žive i popratio ga zajedničkim imenom Mercurius raznim epitetima (živa metala, minerala, živa syroy, slaba itd.). Podrijetlo ruskih i slavenskih naziva za metal (češki rtut", rdut", slovenski ortut", poljski rtec, trtec) nije jasno. U staroruskoj književnosti ova se riječ nalazi već u 16. stoljeću. Filolozi smatraju da je povezuje se s turskim utarid, što znači planet Merkur. Ovu pretpostavku podupire alkemijsko ime Tarit - prema Rulandu: "isto što i Ruscias" (ruski?). s planetima. Svojedobno je autor ovih redaka ukazao isključuje mogućnost čisto slavenske riječi tvorbe imena živa od rude, rudra ili rude, koja označava crvenu, krv, crvenu boju i crvenu općenito. Ova usporedba temelji se na crvenoj boji cinobera - spoja iz kojeg se dobiva živa. Poznato je da se od davnina cinobar kopao u nekim područjima modernog Donbasa. Ovo pitanje zahtijeva dodatna istraživanja.