Stadier av industriell produktion av kvicksilver. Merkurius: intressanta fakta

Allmän information och metoder för att erhålla

Kvicksilver (Hg) är en silvervit tungmetall som är flytande vid rumstemperatur. När det fryses blir kvicksilver vitt, i fast tillstånd är det lätt att bearbeta och har en granulär fraktur. Inhemskt kvicksilver var känt för 2000 f.Kr. e. Folken i det antika Indien och Kina, liksom grekerna och romarna använde cinnober (naturligt HgS) som färg, medicin och kosmetika. Den grekiske läkaren Dioscorides (1:a århundradet f.Kr.), som värmde cinnober i ett järnkärl med lock, fick kvicksilver i form av ångor som kondenserade på dess inre yta. Reaktionsprodukten benämndes hydrargyros

(från grekiskan hydor - "vatten" och argyros - "silver"), d.v.s. flytande silver. Ursprunget till det ryska namnet "kvicksilver" är inte fastställt

Fast kvicksilver erhölls första gången 1759 i St. Petersburg av M. P. Braun och M. V. Lomonosov, som lyckades frysa det i en blandning av snö med koncentrerad salpetersyra.

Kvicksilver är ett mycket sällsynt grundämne. Dess genomsnittliga innehåll i jordskorpan är 4,5-10 % (i massa). Ungefär samma mängd finns i magmatiska bergarter. Det finns 35 kända malmmineral som innehåller kvicksilver i koncentrationer där industriell användning av dessa mineral är tekniskt möjlig och ekonomiskt genomförbar. Det huvudsakliga malmmineralet är cinnober HgS

Kvicksilvermalmer delas in i rika (~ 1% Hg), vanliga (0,2-0,3% Hg) och fattiga (0,06-0,12% Hg). Teletermiska fyndigheter av kvicksilvermalmer, som bryts under jord, är av den största industriella betydelsen. Kvicksilver finns också i utvecklade öppet sätt vulkanogena avlagringar.

Det finns två huvudsakliga metoder för att utvinna kvicksilver - pyro- och hydrometallurgiska. I det första fallet utsätts malmer eller koncentrat som innehåller kvicksilver i form av HgS för oxidativ rostning. Det flytande kvicksilvret som erhålls som ett resultat av rostning strömmar in i speciella behållare. För efterföljande rening får den passera genom ett högt (1,0-1,5 m) kärl med 10 % HN03, tvättas med vatten, torkas och destilleras i vakuum. Det andra sättet att erhålla kvicksilver är att lösa HgS i natriumsulfid och sedan ersätta kvicksilver med aluminium. Metoder för att extrahera kvicksilver genom elektrolys av sulfidlösningar har utvecklats.

Fysikaliska egenskaper

Atomiska egenskaper. Atomnummer 80, atommassa 200,59 a. e. m., atomvolym 14,26 * 10 -6 m 3 / mol, atomradie 0,157 nm, icke-radie Hg 2+ 0,110 nm. Konfiguration av yttre elektronskal 5d 10 6s 2 . Joniseringspotentialer J (eV): 10,43; 18,76; 34,21. Elektronegativitet 1,44. Fast kvicksilver har ett romboedriskt gitter med perioderna a=0,3463 och c=0,671 nm. Det finns sju kända stabila isotoper av kvicksilver. masstal: 196 (prevalens 0,2 %), 198 (10 %), 199 (16,8 %), 200 (23,1 %), 201 (13,2 %), 202 (29,8 %) och 204 ( 6,9 %).

Kemiska egenskaper

I föreningar uppvisar den ett oxidationstillstånd på +2 och +1.

Kvicksilver är ett relativt stabilt kemiskt grundämne. I förhållande till syre rankas det nära guld och silver. Av metallerna i znnk-undergruppen är kvicksilver det minst aktiva på grund av den höga joniseringsenergin. Normala elektrodpotentialer för dissociationsreaktioner 2 Hg -> - (Hg 2) 2+ + 2 e, (Hg 2) 2+ ^-2 Hg 2 ++2 e n Hg -> -- "- Hg 2+ + 2 e är lika med respektive 0,80; 0,91 n 0,86 V. Den elektrokemiska ekvivalenten av kvicksilver med ett oxidationstillstånd på +1 är 2,0789 mg/C, och med ett oxidationstillstånd på +2, 1,03947 mg/C. Kvicksilverföreningar är relativt instabila på grund av kvicksilverets konstanta tendens att övergå till atomform.

I saltsyra och utspädda svavelsyror, såväl som i alkalier, löser sig inte kvicksilver. Lättlöslig i salpetersyra och vid upphettning i koncentrerad svavelsyra. Löslig i aqua regia. Med svaga syror ger kvicksilver inte salter eller bildar instabila salter av typen Hg 2 CQ 3, som vid upphettning till 180 ° C sönderdelas till kvicksilver, dess oxid n CO 2.

Med halogener bildar kvicksilver nästan icke-dissocierande, mestadels giftiga föreningar. Jod kvicksilver Hgl 2, kvicksilverklorid (kalomel) Hg 2 Cl 2 och kvicksilverklorid (kvicksilverklorid) HgCl 2 är av praktisk betydelse. Kvicksilverjod produceras genom verkan av kaliumjod på kvicksilver löst i vatten. Inom analytisk kemi detekterar denna reaktion närvaron av kvicksilver. Jodkvicksilver finns i två modifikationer - rött och gult. Övergången från röd till gul modifiering sker vid 127 °C; den omvända övergången fortskrider långsamt och kräver underkylning. Calomel är färglösa tetraedriska kristaller, som gradvis mörknar på grund av nedbrytning under inverkan av ljus till sublimat och kvicksilver. Sublimate har en vnd av färglösa rombiska kristaller. Oftast erhålls sublimering genom direkt reduktion av kvicksilver.

Kvicksilver löses i smält vit fosfor, men bildar inga kemiska föreningar och frigörs vid kylning från smältan i kemiskt oförändrad form.

Kvicksilversulfid kan erhållas genom att helt enkelt gnugga kvicksilver med svavel vid rumstemperatur. Kvicksilversulfid HgS kan lätt erhållas genom att utsätta kvicksilver för vätesulfid förhöjda temperaturer.

I luft oxiderar inte kvicksilver vid rumstemperatur. Vid långvarig uppvärmning till temperaturer nära kokpunkten förenas kvicksilver med atmosfäriskt syre och bildar röd kvicksilveroxid (I) HgO, som vid ytterligare uppvärmning återigen sönderdelas till kvicksilver och syre. I denna förening är oxidationstillståndet för kvicksilver + 2. En annan kvicksilveroxid är också känd - svart. Oxidationstillståndet för kvicksilver i det är +1, dess formel är Hg 2 0 I alla kvicksilver (I) föreningar är dess atomer sammankopplade och bildar tvåvärda grupper - Hg 2 - iln - Hg - Hg -. Ett liknande förhållande finns också bevarat i lösningar av kvicksilver (I) salter.

Förekomsten av HgH2-hydrid, erhållen som ett resultat av interaktionen mellan kvicksilvernodid och litium-aluminiumhydrid, är känd. Kvicksilverhydrid är dock mycket instabil och sönderdelas redan vid 148 K.

Kvicksilverhydroxider är okända. I de fall de kan förväntas bildas spjälkar de på grund av sin instabilitet omedelbart av vatten och bildar vattenfria oxider.

Förutom halogeniderna är även andra kvicksilversalter kända, bland annat kvicksilversulfid HgS; salter av kvicksilver (I) cyan- och tiocyansyror är kända, liksom "kvicksilverfulminat" - ett salt av fulminerande syra - Hg (ONC) 2. Nästan alla solar av kvicksilver (I) är dåligt lösliga i vatten. Undantaget är Hg-nitrat (N 0 3) 2 . När kvicksilver exponeras för ammoniak bildas många komplexa föreningar, till exempel vit smältbar fällning HgCl -2 NH 3, vit osmältbar fällning HgNH 2 Cl, etc. Två huvudtyper av organiska kvicksilverföreningar är kända: R - Hg - R "n R - HgX, där R och R "är organiska radikaler, är X en syrarest. Etniska föreningar kan erhållas genom interaktion av kvicksilversalter med magnesium- eller organolitiumföreningar genom att ersätta väte i organiska föreningar med kvicksilver (kvicksilver), genom att tillsätta kvicksilversalter till omättade föreningar, och slutligen genom att sönderdela dnasoniumsalter i närvaro av kvicksilversalter (Nesmeyanovs reaktion) .

När metaller löses i kvicksilver bildas amalgamer (endast metaller som väts av kvicksilver är mottagliga för amalgamering). De skiljer sig inte från konventionella legeringar, även om de i överskott av kvicksilver är halvflytande blandningar. I detta fall kan amalgam vara antingen vanliga (sanna) lösningar (Sn, Pb) och blandningar (Zn, Cd), eller kemiska föreningar (grupp I-element). Enligt interaktionen med kvicksilver kan metaller delas in i fem grupper:

Metaller vars löslighet inte har fastställts exakt (Ta, Si, Re, W, Sb);

Metaller som är praktiskt taget olösliga i kvicksilver [löslighet inte högre än 2-10-5% (i vikt): Cr, Co, Fe, V, Be];

Metaller med mycket låg löslighet (på nivån för metallerna som nämns ovan), men som bildar kemiska föreningar med det (Ni, Ti, Mo, Mn, U);

Metaller som inte reagerar med kvicksilver vid normala temperaturer

men interagerar med den vid förhöjda temperaturer eller efter preliminär malning (Al, Cu, Hf, Ge);

Metaller som bildar fasta lösningar med kvicksilver, och några av dem även kemiska föreningar.

Föreningarna som härrör från amalgamering sönderdelas lätt under sin smältpunkt och frigör överskott av kvicksilver.

Tillståndsdiagram av Au - Hg , Ag - Hg , Pt - Hg och Sn - Hg har karakteristiska övergångspunkter som motsvarar nedbrytningen av kemiska föreningar som bildas vid sammanslagning under olika temperaturförhållanden. Med dessa föreningar bildar kvicksilver en serie metallanslutningar Stål legerade med kol, kisel, krom, nickel, molybden och niob är inte sammanslagna.

Användningsområden

Kvicksilver används i stor utsträckning vid tillverkning av olika instrument (barometrar, termometrar, manometrar, vakuumpumpar, normala element, polarografer, elektrometrar, etc.); i kvicksilverlampor, strömbrytare, likriktare; som en flytande katod vid framställning av kaustikalkalier och klor genom elektrolys; som en katalysator vid syntesen av ättiksyra; i metallurgi för guld- och silversammanslagning; i tillverkningen explosiva varor(explosivt kvicksilver); inom medicin (kalomel, sublimat, kvicksilver-organiska och andra föreningar); som ett pigment (cinnober); i lantbruk som frödesinfektionsmedel och herbicid (organiska kvicksilverföreningar); inom skeppsbyggnad för målning (färgkomponent) av marina fartyg, samt i medicinsk praxis.

Det är knappast nödvändigt att bevisa att kvicksilver är en speciell metall. Detta är uppenbart, om så bara för att kvicksilver- den enda metall som är i flytande tillstånd under förhållanden som vi kallar normala. Varför flytande kvicksilver är en speciell fråga. Men det är just denna egenskap, eller snarare kombinationen av egenskaperna hos en metall och en vätska (den tyngsta vätskan!), som avgjorde grundämnet nr 80:s särställning i vårt liv. Mycket kan sägas om kvicksilver: dussintals böcker ägnas åt flytande metall. Samma historia handlar främst om de olika användningsområdena för kvicksilver och dess föreningar.
Merkurius engagemang i den härliga klanen av metaller länge sedan var tveksam. Till och med Lomonosov tvekade om kvicksilver kunde betraktas som en metall, trots att det i flytande tillstånd nästan har komplett utbud metalliska egenskaper: termisk och elektrisk ledningsförmåga, metallisk lyster och så vidare. När kvicksilver kyls till -39°C blir det ganska uppenbart att det är en av de "ljuskroppar som kan smidas".

Egenskaper av kvicksilver

Merkurius har gjort stora tjänster till vetenskapen. Hur kan man veta hur mycket teknikens och naturvetenskapernas framsteg skulle ha försenats utan mätinstrument- termometrar, manometrar, barometrar och andra, vars verkan är baserad på kvicksilverets ovanliga egenskaper. Vilka är dessa egenskaper?

• För det första är kvicksilver en vätska.
• För det andra är en tung vätska 13,6 gånger tyngre än vatten.
• För det tredje har den en ganska stor termisk expansionskoefficient - bara en och en halv gånger mindre än vatten, och en storleksordning, eller till och med två, mer än för vanliga metaller.

Det finns också "fjärdedelar", "femtedelar", "tjugotal", men det är knappast nödvändigt att lista allt.
En annan märklig detalj: "millimeter kvicksilver" är inte den enda fysiska enheten som är associerad med element nr 80. En av definitionerna av ohm, enheten för elektriskt motstånd, är resistansen hos en kvicksilverpelare 106,3 cm lång och 1 mm 2 i tvärsnitt.
Allt detta handlar inte bara om ren vetenskap. Termometrar, tryckmätare och andra enheter "fyllda" med kvicksilver har länge blivit egendom för inte bara laboratorier utan också fabriker. Och kvicksilverlampor, kvicksilverlikriktare! Samma unika kombination av egenskaper har gett kvicksilver tillgång till en mängd olika teknikgrenar, inklusive radioelektronik och automation.
Kvicksilverlikriktare har till exempel länge varit den viktigaste och mest kraftfulla typen av elektriska likriktare som används mest inom industrin. Fram till nu har de använts i många elektrokemiska industrier och i fordon med elektrisk dragkraft, även om de är i senaste åren de ersätts gradvis av mer ekonomiska och ofarliga halvledarlikriktare.
Modern Stridsfordon använder också flytande metalls anmärkningsvärda egenskaper.
Till exempel är en av huvuddelarna i en säkring för en luftvärnsprojektil en porös ring gjord av järn eller nickel. Porerna är fyllda med kvicksilver. Skott - projektilen har rört sig, den förvärvar allt stor hastighet, roterar snabbare och snabbare runt sin axel, och tungt kvicksilver sticker ut från porerna. Det stänger den elektriska kretsen - en explosion.
Ofta kan du träffa henne där du minst anar. Ibland är det legerat med andra metaller. Små tillsatser av element nr 80 ökar hårdheten hos legeringen av bly-alkalisk jordartsmetall. Även vid lödning behövs ibland kvicksilver: lod tillverkat av 93 % bly, 3 % tenn och 4 % kvicksilver är det bästa materialet för lödning av galvaniserade rör.

Kvicksilveramalgam

En annan anmärkningsvärd egenskap hos kvicksilver är förmågan att lösa upp andra metaller och bilda fasta eller flytande lösningar - amalgam. Vissa, såsom silver och kadmiumamalgam, är kemiskt inerta och hårda vid temperaturer människokropp men mjuknar lätt när den värms upp. De gör tandfyllningar.
Talliumamalgam, som härdar endast vid -60°C, används i specialkonstruktioner av lågtemperaturtermometrar.
Antika speglar täcktes inte med ett tunt lager silver, som nu görs, utan med ett amalgam, som innehöll 70 % tenn och 30 % kvicksilver. Förr i tiden var sammanslagning det viktigaste teknisk process vid utvinning av guld ur malmer. På 1900-talet klarade den inte konkurrensen och gav plats för en mer avancerad process - cyanidering. Den gamla processen används dock än idag, främst vid utvinning av guld, som är fint inbäddat i malm.
Vissa metaller, i synnerhet järn, kobolt, nickel, är praktiskt taget inte mottagliga för sammansmältning. Detta gör det möjligt att transportera flytande metall i enkla stålbehållare. (Rent kvicksilver transporteras i glas-, keramik- eller plastbehållare.) Förutom järn och dess analoger, amalgameras inte tantal, kisel, rhenium, volfram, vanadin, beryllium, titan, mangan och molybden, det vill säga nästan alla metaller som används för legering bli. Det betyder att kvicksilver inte är rädd för legerat stål.
Men natrium, till exempel, smälter väldigt lätt. Natriumamalgam bryts lätt ned av vatten. Dessa två omständigheter har spelat och fortsätter att spela en mycket viktig roll i klorindustrin.
Vid tillverkning av klor och kaustiksoda genom elektrolys bordssalt katoder gjorda av metalliskt kvicksilver används. För att få ett ton kaustiksoda behöver man från 125 till 400 g grundämne nr 80. Idag är klorindustrin en av de största konsumenterna av metalliskt kvicksilver.

• DEN FÖRSTA SUPERLEDAREN. Nästan ett och ett halvt sekel efter experimenten från Priestley och Lavoisier visade sig Hg vara inblandad i en annan enastående upptäckt, denna gång inom fysikområdet. 1911 undersökte den holländska forskaren Geike Kamerling-Onnes kvicksilverets elektriska ledningsförmåga vid låga temperaturer. Med varje experiment sänkte han temperaturen, och när den nådde 4,12 K försvann plötsligt motståndet hos kvicksilver, som successivt hade minskat tidigare, helt: elektricitet passerade genom kvicksilverringen utan att blekna. Således upptäcktes fenomenet supraledning, och element nr 80 blev den första supraledaren. Nu är dussintals legeringar och rena metaller kända som förvärvar denna egenskap vid en temperatur nära absolut noll.

• HUR MAN RENSER Hg. I kemiska laboratorier är det ofta nödvändigt att rena flytande metall. Metoden som beskrivs i denna anteckning är kanske den enklaste av de pålitliga och den mest pålitliga av de enkla. Ett glasrör med en diameter på 1-2 cm är fäst på ett stativ; den nedre änden av röret dras tillbaka och böjs. Utspätt vatten hälls i röret salpetersyra med ca 5 % kvicksilvernitrat Hg 2 (N0 3) 2 . Ovanifrån sätts en tratt med ett pappersfilter in i röret, i botten av vilket ett litet hål görs med en nål. Tratten är fylld med förorenat kvicksilver. På filtret rengörs det från mekaniska föroreningar och i röret - från de flesta metaller som är upplösta i det. Hur går det till? Kvicksilver är en ädel metall, och föroreningar, såsom koppar, förskjuter den från Hg 2 (N0 3) 2; vissa föroreningar löses helt enkelt av syra. Renat kvicksilver samlas upp i botten av röret och överförs under påverkan av sin egen gravitation till ett mottagande kärl. Genom att upprepa denna operation flera gånger är det möjligt att helt rensa den från föroreningar av alla metaller som står i serien av spänningar till vänster om kvicksilver.

Rensa kvicksilver från ädla metaller, som guld och silver, är mycket svårare. För att separera dem används vakuumdestillation.

• NÅGOT SOM VATTEN. Inte bara det flytande tillståndet gör det relaterat till vatten. Värmekapaciteten hos kvicksilver, liksom vatten, med stigande temperatur (från smältpunkten till +80°C) minskar konsekvent och först efter en viss temperatur börjar "tröskeln" (efter 80°C) långsamt öka. Om element #80 kyls mycket långsamt, som vatten, kan det underkylas. I ett underkylt tillstånd finns flytande kvicksilver vid temperaturer under -50°Ct; vanligtvis fryser det vid -38,9°C. Förresten, för första gången frystes den 1759 av S:t Petersburgs akademiker I.A. Brun.
• INGEN ENVALENT MERCURY! Detta uttalande kommer att verka osant för många. Till och med i skolan lär de faktiskt ut att kvicksilver, precis som koppar, kan visa valenser +2 och 1+. Föreningar såsom svart oxid Hg 2 0 eller calomel Hg 2 Cl 2 är allmänt kända. Men Hg här är bara formellt univalent. Studier har visat att alla sådana föreningar innehåller en grupp av två kvicksilveratomer: -Hg 2 - eller -Hg-Hg-. Båda atomerna är tvåvärda, men en valens av var och en av dem används för att bilda en kedja, liknande kolkedjorna i många organiska föreningar. Hg 2 + 2-jonen är instabil, instabil och de föreningar som den kommer in i, särskilt kvicksilverhydroxid och karbonat. De senare sönderdelas snabbt till Hg och HgO och följaktligen H 2 0 eller CO 2 .

GIFT OCH MOTID.
Jag skulle föredra den värsta döden att arbeta i kvicksilvergruvorna, där tänderna smulas sönder i munnen ...
R. Kipling
Ångor av kvicksilver och dess föreningar är verkligen mycket giftiga. Flytande kvicksilver är farligt främst på grund av dess flyktighet: om det förvaras öppet i ett laboratorierum kommer ett partialtryck av kvicksilver på 0,001 att skapas i luften. Detta är mycket, särskilt eftersom den högsta tillåtna koncentrationen av kvicksilver i industrilokaler är 0,01 mg per kubikmeter luft.
Graden av den giftiga effekten av metalliskt kvicksilver bestäms i första hand av hur mycket det hann reagera i kroppen innan det togs bort därifrån, det vill säga att det inte är kvicksilver i sig som är farligt, utan dess föreningar.
Akut förgiftning med kvicksilversalter manifesteras i tarmbesvär, kräkningar, svullnad av tandköttet. En minskning av hjärtaktiviteten är karakteristisk, pulsen blir sällsynt och svag, svimning är möjlig. Det första du ska göra i en sådan situation är att ta reda på att patienten kräks. Ge honom sedan mjölk och äggvita. Det utsöndras från kroppen huvudsakligen via njurarna. Vid kronisk förgiftning med Hg och dess föreningar uppstår en metallsmak i munnen, sprödhet i tandköttet, kraftig salivutsöndring, lätt excitabilitet och minnesförsämring. Det finns risk för sådan förgiftning i alla rum där Hg är i kontakt med luft. Särskilt farliga är de minsta dropparna av utspillt kvicksilver, fullproppad under golvlister, linoleum, möbler, i golvets sprickor. Den totala ytan av små kvicksilverbollar är stor, och avdunstning är mer intensiv. Därför måste Hg som spills av misstag samlas upp noggrant. Alla platser där de minsta dropparna av flytande metall kunde dröja sig kvar måste behandlas med en lösning av FeCl 3 för att kemiskt binda kvicksilver.

• Vår tids rymdfarkoster kräver betydande mängder elektricitet. Motorreglering, kommunikation, Vetenskaplig forskning, driften av livsuppehållande systemet - allt detta kräver elektricitet ... Hittills är huvudkällorna för ström batterier och solpaneler. Energibehovet för rymdfarkoster växer och kommer att fortsätta att växa. Den närmaste framtidens rymdskepp kommer att behöva kraftverk ombord. I hjärtat av en av varianterna av sådana stationer är en kärnkraftsturbingenerator. På många sätt liknar det ett konventionellt värmekraftverk, men arbetsvätskan i den är inte vattenånga, utan kvicksilver. Värmer upp sitt radioisotopbränsle. Driftcykeln för en sådan installation är stängd: kvicksilverångan, som har passerat genom turbinen, kondenseras och återgår till pannan, där den värms upp igen och skickas igen för att rotera turbinen.
• ISOTOPER. Det naturliga elementet består av en blandning av sju stabila isotoper med massnummer 196, 198, 199, 200, 201, 202 och 204. Den tyngsta isotopen är den vanligaste: dess andel är nästan 30 %, närmare bestämt 29,8. Den näst vanligaste isotopen är kvicksilver-200 (23,13%). Och minst av allt i den naturliga blandningen av kvicksilver-190 - endast 0,146%.

Av de radioaktiva isotoper av grundämne nr 80, och det finns 23 kända, praktiskt värde köpte endast kvicksilver-203 (halveringstid 46,9 dagar) och kvicksilver-205 (5,5 minuter). De används vid analytisk bestämning av kvicksilver och studiet av dess beteende i tekniska processer.

• DE STÖRSTA INSÄTTNINGARNA FINNS I EUROPA. Detta är en av få metaller, vars största fyndigheter finns på det europeiska fastlandet. De största fyndigheterna av kvicksilver är Almaden (Spanien), Monte Amyata (Italien) och Idriya (Jugoslavien).
• NAMNSREAKTIONER. För den kemiska industrin är det redan nu ganska viktigt inte bara som material för katoder vid produktion av klor och kaustiksoda, utan också som katalysator. Till exempel från acetylen enligt reaktionen av M.G. Kucherov, upptäckt 1881, erhålls acetaldehyd. Katalysatorn här är ett kvicksilverinnehållande salt, såsom sulfat HgS04. Men vid upplösning av förbrukade uranblock användes kvicksilver i sig som katalysator. Kucherov-reaktionen är inte den enda "namngivna" reaktionen som involverar kvicksilver eller dess föreningar. Reaktionen från A.N. Nesmeyanov, under vilken, i närvaro av kvicksilversalter, organiska diazoniumsalter sönderdelas och organiska kvicksilverföreningar bildas. De används främst för framställning av andra organiska grundämnen och, i begränsad omfattning, som fungicider.

Inflytande på känslor. Det påverkar kroppen som helhet och naturligtvis psyket. Det har föreslagits att kvicksilverförgiftning kan orsaka utbrott av ohämmad ilska. Ivan den förskräcklige använde till exempel ofta kvicksilversalvor för ledvärk och kanske är hans ökade excitabilitet resultatet av kvicksilverförgiftning? Läkare studerade noggrant symptomen på kvicksilverförgiftning, inklusive psykofysiska sådana: en känsla av en annalkande katastrof, delirium, hallucinationer ... Patologer som undersökte askan från den formidabla kungen noterade ett ökat innehåll av kvicksilver i benen.

De indikerar att kvicksilver läckte ut under en brand i byggnaden av Research Institute of Vacuum Technology. I brandsätet överskred koncentrationen av kvicksilverånga MPC, men utanför territoriet (liksom i själva territoriet efter arbete med neutralisering av kvicksilver) fanns det ingen avvikelse från gränserna för standarderna.

För en objektiv bild och entydig uteslutning (eller bekräftelse) av storskalig kvicksilverförorening är det nödvändigt att utföra inte en mätning, utan flera dussin, och i annan tid. Utan sådana uppgifter kan man bara påpeka att med ett riktigt stort utsläpp skulle kvicksilverhalten variera kraftigt i olika delar av staden. Och om någon 15 eller 20 kilometer från brandplatsen klagar över symtom på kvicksilverförgiftning, bör antalet förgiftade personer tydligt uppgå till tusentals i närheten: befolkningstätheten i huvudstaden överstiger på vissa ställen 50 tusen invånare per kvadratkilometer.

Med andra ord rykten om en allvarlig och hotfull alla invånarna i läckan verkar ytterst tveksamma. Moskvaluften är smutsig, men det är osannolikt på grund av kvicksilver. Dessutom började problem med smog långt före branden: lukten av brinnande kom till staden på sommaren, och då tillskrevs röken till torvmossar som brann i Tver-regionen. Men eftersom vi pratar om kvicksilver, bestämde vi oss för att göra ett urval av tio påståenden om toxiciteten hos detta element.

1) Kvicksilver - extremt farligt ämne. Om du av misstag dricker en droppe kvicksilver kan du dö direkt.

Metalliskt kvicksilver, i motsats till vad många tror, ​​är varken ett potent gift eller ett särskilt giftigt ämne. Det räcker med att säga att ett fall beskrivs i den medicinska litteraturen när en patient svalde 220 gram flytande metall och överlevde. Som jämförelse: samma mängd bordssalt kan leda till dödligt utfall(såvida inte någon kan äta ett glas salt förstås). Detaljerad guide I kapitlet " dödsfall» handlar om kvicksilverkloridförgiftning, men innehåller inte ett enda omnämnande av dödlig kvicksilverförgiftning i form av ren metall. Dessutom har kvicksilver använts och fortsätter att användas för att göra tandfyllningar baserade på amalgam, en legering av kvicksilver med andra metaller. Sådana fyllningar anses vara tillräckligt säkra och det rekommenderas inte att ersätta amalgam med andra material utan särskilt behov.

Rent kvicksilver i flytande form, även om det sväljs, är det inte särskilt farligt. Men detta kan inte sägas om metallångor, än mindre om kvicksilverföreningar.

2) Kvicksilver är farligt eftersom det avdunstar och producerar giftiga ångor.

Det är det verkligen. Kvicksilverånga bildas där metallen exponeras för det fria. De har ingen lukt, ingen färg och - som regel - smak, även om människor ibland känner en metallisk smak i munnen. Konstant inandning av förorenad luft gör att kvicksilver kommer in i kroppen genom lungorna, vilket är mycket farligare än att svälja samma mängd metall.

3) Om termometern kraschade i lägenheten måste du noggrant sopa och tvätta golvet.

Inte bara felaktigt, utan också rent ut sagt förstörande uttalande. När en droppe delas i två fördubblas det specifika området och följaktligen ämnets avdunstningshastighet. Försök därför inte att borsta in kvicksilver med en kvast eller en trasa i en skopa, och sedan slänga det i papperskorgen eller spola ner det i toaletten. I det här fallet kommer en del av metallen oundvikligen att flyga ut i form av små bollar, som snabbt avdunstar och förorenar luften mycket mer aktivt än den ursprungliga droppen. Och vi hoppas att ingen av läsarna kommer att samla kvicksilver med en dammsugare: den krossar inte bara dropparna utan värmer dem också. Om du redan har en utspilld droppe, kör du den helt enkelt med en våt borste i en hermetiskt försluten burk och lämna över den till DEZ (Single Customer Directorate; först är det bättre att ringa och höra om de accepterar den. Rekommendationen ges för Ryssland, i andra länder kan reglerna skilja sig) . Du kan använda ett papper eller, om droppen är liten, en liten spruta.

Amerikanska forskare som experimenterade med kvicksilver 2008 fann att en droppe på 4 millimeter i diameter även i ett litet rum på 20 kubikmeter efter en timme bara ger 0,29 mikrogram kvicksilverånga per kubikmeter. Detta värde ligger inom gränserna för både amerikanska och ryska standarder för luftföroreningar. Men när kvicksilver smetades med en mopp steg koncentrationen av dess ångor till över hundra mikrogram per kubikmeter. Det vill säga tio gånger högre än MPC för industrilokaler och hundratals gånger högre än den "allmänna atmosfäriska" normen! Våtrengöring, som experiment har visat, sparar inte kvicksilver efter sopning, och golvet förblir förorenat med tusentals små droppar efter upprepad avtorkning med en våt trasa.

4) Om en termometer är trasig i lägenheten, då är rummet långa år blir livsfarlig.

Detta är sant, men inte alltid. Avdunstningen av metalliskt kvicksilver efter en tid saktar ner på grund av beläggningen av metallen med en film av kvicksilveroxid, så droppar som har rullat in i sprickorna kan ligga i år och till och med årtionden. Handbok för kriminalteknisk vetenskap Environmental Forensics: Föroreningsspecifik guide med hänvisning till flera studier sägs det att kvicksilver någonstans under golvet eller bakom golvlisten upphör att förorena atmosfären med tiden, men bara under förutsättning att dess kulor inte påverkas mekaniskt där. Om en kvicksilverboll faller ner i en lucka mellan parkettbrädorna, där den ständigt skakas när den går, kommer avdunstningen att fortsätta tills droppen har avdunstat helt. En boll på tre millimeter, uppskattad av fysiker 2003, avdunstar på tre år.

5) Kvicksilverförgiftning visar sig omedelbart.

Gäller endast för höga koncentrationer av kvicksilver.

Akut förgiftning uppstår när luft andas in i flera timmar, där mer än hundra mikrogram per kubikmeter. Samtidigt uppstår allvarliga (kräver sjukhusvistelse) konsekvenser vid ännu högre koncentrationer. För att på allvar förgifta dig själv med kvicksilver räcker det inte med en trasig termometer.

För kronisk kvicksilverförgiftning, baserat på de som presenteras i de redan nämnda Toxikologisk profil för kvicksilver data, koncentration behövs tungmetall minst över tio mikrogram per kubikmeter. Detta är möjligt om trasig termometer svepte bort med en kvast och neutraliserade inte kvicksilvret, men även i det här fallet är det osannolikt att invånarna i rummet mår dåligt omedelbart. Kvicksilver i relativt låga koncentrationer leder inte till omedelbart illamående, svaghet och feber, men kan till exempel orsaka inkoordination och darrningar i armar och ben. Utslag kan också förekomma hos små barn, men det finns ingen specifik uppsättning symtom som till och med en lekman kan identifiera kronisk kvicksilverförgiftning med.

6) Kvicksilver finns i fisk och skaldjur.

Sanning. Rent kvicksilver omvandlas till metylkvicksilver av vissa bakterier och rör sig sedan uppåt i näringskedjan, främst i marina biosystem. Den sista frasen betyder att det plankton som innehåller metylkvicksilver först äts av fiskar, sedan äts dessa fiskar av rovdjur (andra fiskar) och varje gång ökar koncentrationen av metylkvicksilver i organismer på grund av dess förmåga att ackumuleras i djurvävnader. Studier gjorda av oceanologer har visat att mängden kvicksilver i övergången från vatten och ämnen lösta i det till plankton ökar med tiotals eller till och med hundratusentals gånger.

Koncentrationen av kvicksilver i tonfiskkött når 0,2 milligram per kilogram. Kvicksilverkontamination av fisk har blivit ett allvarligt problem, vars lösning kräver ett samordnat arbete från miljöpartister och industrirepresentanter runt om i världen. Men för majoriteten av ryssarna, som i princip sällan äter fisk (18 kg per år mot 24 kg i USA), är denna kvicksilverkälla inte så betydande.

7) Om du slår sönder ett lysrör kommer det att förorena rummet med kvicksilver.

Sanning. År 2004 såg en grupp amerikanska forskare en rad lampor inuti en plasttunna, som omedelbart täcktes med ett lock. Erfarenhet har visat att fragment långsamt släpper ut kvicksilverånga och upp till fyrtio procent av den giftiga metallen som finns inuti kan komma ut ur resterna av en glödlampa.

De flesta kompakta lampor innehåller cirka 5 milligram kvicksilver inuti (det finns märken med mängder reducerade till ett milligram). Om vi ​​tar hänsyn till att den första dagen släpps ungefär hälften av de fyrtio procent som i princip kan lämna fragment, så kommer en lampa som är trasig i ett rum att överstiga den "atmosfäriska" MPC med fem till tio gånger, men kommer att inte gå utöver den "arbetande-industriella" MPC . Fragment som har legat i en vecka är redan praktiskt taget ofarliga ur luftföroreningssynpunkt med kvicksilverånga, så på grund av en trasig glödlampa Du kan inte få kvicksilverförgiftning.

En annan sak är att slå sönder flera dussin stora lysrör samtidigt. Sådana åtgärder, som praxis visar, leder till akut kvicksilverförgiftning.

8) De flesta stadsbor är kroniskt förgiftade av kvicksilver.

Ett högst tveksamt påstående. Koncentrationen av kvicksilver i städernas luft är visserligen högre, men än så länge finns det inga övertygande bevis för att detta leder till några sjukdomar. Kvicksilver hamnar så småningom i atmosfären och vattnet nära många vulkaner. Det finns fyndigheter som har utvecklats sedan antiken, hela har byggts nära dem och deras invånare lider inte av förgiftning.

Avslöja Negativ påverkan både kvicksilver och andra ämnen (eller inte ämnen, men säg, mikrovågsstrålning från mobiltelefoner) vid låga doser är ganska svårt. Det som visar sig först efter många år kräver långtidsobservationer. Men under loppet av tjugo eller trettio år utvecklar människor vanligtvis en mängd olika sjukdomar, varav många kanske inte har något att göra med det misstänkta ämnet. Om du observerar några tiotusentals människor, så kommer några av dem att utveckla kroniska sjukdomar och till och med maligna tumörer ändå, utan något samband med kvicksilver, strålning eller annan faktor. Inte ens den välkända skadan av rökning idag avslöjades omedelbart: först närmare mitten av förra seklet kunde läkarna entydigt koppla samman rökning med lungcancer.

Representanter för "alternativ medicin" talar ofta om kronisk kvicksilverförgiftning, men de kan inte betraktas som objektiva källor. Många av dem säljer samtidigt något slags "detoxprogram", ofta med löfte om att bota sjukdomar som förmodas orsakas av kvicksilver, såsom cancer eller autism. Amerikanska läkares officiella ståndpunkt nu är att de läkemedel som används för att avlägsna kvicksilver från kroppen (de så kallade kelatföreningarna) kommer att skada friska människor snarare än att hjälpa. Minst tre fall av dödlig förgiftning har beskrivits som ett resultat av försök att "rena kroppen från kvicksilver".

9) Kvicksilver finns i vacciner.

Kvicksilver är en del av tiomersal, ett konserveringsmedel som används i vissa vaccinpreparat. En dos av vaccinet innehåller vanligtvis cirka 50 mikrogram av ämnet. Som jämförelse: den dödliga dosen av samma substans (fastställd i experiment på möss) är 45 milligram (45 000 mikrogram) per kilogram kroppsvikt. En portion fisk kan innehålla ungefär samma mängd kvicksilver som en dos vaccin.

Thiomersal fick skulden för ökningen av antalet fall av autism, men redan i början av 2000-talet motbevisades denna hypotes genom en analys av statistisk information. Förutsatt att kvicksilver är problemet, är ökningen av autismfall under de senaste decennierna fortfarande oklar. Tidigare människor kontaktade kvicksilver mycket mer aktivt.

10) Kvicksilverföroreningar är ett problem under de senaste decennierna.

Det är inte sant. Kvicksilver är en av de äldsta metallerna som mänskligheten känner till, liksom cinnober, kvicksilversulfid. Cinnober användes aktivt som ett rött färgämne (även för tillverkning av kosmetika!), medan kvicksilver användes i ett antal processer, från att applicera förgyllning till att tillverka hattar. Vid förgyllning av kupoler St. Isaacs katedral dödliga förgiftningar sextio hantverkare fick kvicksilver, och uttrycket "galen hattmakare" speglar symptomen på kronisk förgiftning när man klär skinn för herrhattar. Fram till mitten av 1900-talet användes giftig kvicksilvernitrid vid bearbetning av skinn. Kvicksilver ingick också i sammansättningen av många läkemedel, och i doser som var ojämförliga med tiomersal. Calomel, till exempel, är kvicksilver(I)klorid och har använts som ett antiseptiskt medel tillsammans med sublimat, kvicksilver(II)klorid.

Under de senaste decennierna har användningen av kvicksilver inom medicinen minskat kraftigt på grund av denna metalls toxicitet. Du kan träffa samma kalomel endast i homeopatiska preparat. Eller i "folklig" medicin - ett antal kvicksilverförgiftningar har registrerats efter användning av traditionella kinesiska medicinpreparat.

Hjälp: Varför är kvicksilver giftigt?

Kvicksilver interagerar med selen. Selen är ett spårämne som ingår i tioredoxinreduktas, ett enzym som minskar proteinet tioredoxin. Tioredoxin är involverat i många viktiga processer. I synnerhet behövs tioredoxin för att bekämpa cellskadande fria radikaler, i vilket fall det fungerar tillsammans med vitaminerna C och E. Kvicksilver skadar tioredoxinreduktas irreversibelt, och det slutar minska tioredoxin. Det finns inte tillräckligt med tioredoxin, och som ett resultat klarar cellerna sämre fria radikaler.

DEFINITION

Merkurius- det åttio elementet i det periodiska systemet. Beteckning - Hg från latinets "hydrargyrum". Beläget i den sjätte perioden, IIB-gruppen. Avser metaller. Kärnladdningen är 80.

Kvicksilver är inte utbrett i naturen; dess innehåll i jordskorpan är endast cirka 10 -6 % (vikt.). Ibland finns kvicksilver i sin ursprungliga form, varvat i stenar; men den finns främst i naturen som den klarröda kvicksilversulfiden HgS eller cinnober. Detta mineral används för att göra röd färg.

Kvicksilver är den enda metall som är flytande vid rumstemperatur. Som en enkel substans kvicksilver är en silvervit (Fig. 1) metall. Mycket smältbar metall. Densitet 13,55 g/cm3. Smältpunkt - 38,9 o C, kokpunkt 357 o C.

Ris. 1. Kvicksilver. Utseende.

Atom- och molekylvikt för kvicksilver

DEFINITION

Relativ molekylvikt för ett ämne (M r)är ett tal som visar hur många gånger massan av en given molekyl är större än 1/12 av en kolatoms massa, och relativ atommassa för ett grundämne (A r)- hur många gånger medelvikt atomer kemiskt element mer än 1/12 av massan av en kolatom.

Eftersom kvicksilver i det fria tillståndet finns i form av monoatomiska Hg-molekyler, är värdena för dess atomära och molekylvikt match. De är lika med 200.592.

Isotoper av kvicksilver

Det är känt att kvicksilver i naturen kan hittas i form av sju stabila isotoper 196 Hg (0,155 %), 198 Hg (10,04 %), 199 Hg (16,94 %), 200 Hg (23,14 %), 201 Hg ( 13,17 % ), 202 Hg (29,74%) och 204 Hg (6,82%). Deras massatal är 196, 198, 199, 200, 201, 202 respektive 204. Kärnan i atomen i kvicksilverisotopen 196 Hg innehåller åttio protoner och hundra sexton neutroner, och resten skiljer sig från den endast i antalet neutroner.

Det finns konstgjorda instabila radioaktiva isotoper av kvicksilver med masstal från 171 till 210, såväl som mer än tio isomertillstånd av kärnor.

kvicksilverjoner

På kvicksilveratomens yttre energinivå finns två elektroner som är valens:

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 .

Som ett resultat av kemisk interaktion ger kvicksilver upp sina valenselektroner, d.v.s. är deras donator och förvandlas till en positivt laddad jon:

Hgo-1e → Hg+;

Hg 0 -2e → Hg 2+.

Kvicksilvermolekyl och atom

I det fria tillståndet finns kvicksilver i form av monoatomiska Hg-molekyler. Här är några egenskaper som kännetecknar atomen och molekylen av kvicksilver.

Kvicksilver (engelska Mercury, franska Mercure, tyska Quecksilber) är en av antikens sju metaller. Hon var känd åtminstone i 1500 år f.Kr., redan då visste de hur man fick henne från cinnober. Kvicksilver användes i Egypten, Indien, Mesopotamien och Kina; det ansågs vara det viktigaste utgångsämnet i den heliga hemliga konstens verksamhet för tillverkning av läkemedel som förlänger livet och kallas odödlighetspiller. I IV - III århundraden. FÖRE KRISTUS. kvicksilver som flytande silver (från grekiskt vatten och silver) nämns av Aristoteles och Theophrastus. Dioscorides beskrev senare produktionen av kvicksilver från cinnober genom att värma den senare med kol. Merkurius ansågs vara grunden för metaller, nära guld, och kallades därför Merkurius (Mercurius), efter planeten Merkurius närmast solen (guld). Å andra sidan, eftersom de trodde att kvicksilver är ett visst tillstånd av silver, kallade de gamla människorna det flytande silver (varifrån latinets Hydrargirum kom ifrån). Kvicksilvrets rörlighet gav upphov till ett annat namn - levande silver (lat. Argentum vivum); Det tyska ordet Quecksilber kommer från det lågsaxiska Quick (live) och Silber (silver). Det är intressant att den bulgariska beteckningen för kvicksilver - zhivak - och den azerbajdzjanska - jiva - förmodligen är lånade från slaverna.

I det hellenistiska Egypten och grekerna användes namnet skytiskt vatten, vilket gör det möjligt att någon gång fundera på export av kvicksilver från Skytien. Under den arabiska perioden av utvecklingen av kemi uppstod kvicksilver-svavelteorin om sammansättningen av metaller, enligt vilken kvicksilver vördades som metallernas moder och svavel (svavel) som deras far. Många hemliga arabiska namn på kvicksilver har bevarats, vilket vittnar om dess betydelse i alkemiska hemliga operationer. Arabiska och senare västeuropeiska alkemisters ansträngningar reducerades till den så kallade fixeringen av kvicksilver, d.v.s. till dess omvandling till en fast substans. Enligt alkemisterna förvandlades det resulterande rena silver (filosofiska) lätt till guld. Den legendariske Vasily Valentin (XVI-talet) grundade teorin om alkemisternas tre principer (Tria principia) - kvicksilver, svavel och salt; denna teori utvecklades vidare av Paracelsus. I de allra flesta alkemiska avhandlingar, som beskriver metoderna för transmutation av metaller, är kvicksilver i första hand antingen som den ursprungliga metallen för alla operationer, eller som grunden för de vises sten (filosofiskt kvicksilver). Av de hemliga alkemiska (en del av arabiskt ursprung) eller mystiska namn för kvicksilver, ger vi namnen kväve (Azoth eller Azoq), Zaibac, Zeida, Zaibar (Saibar), Ventus albus, Argentum vivum och andra. Alkemister urskiljde många typer av kvicksilver och åtföljde det med det vanliga namnet Mercurius olika epitet (kvicksilver av metaller, mineraler, kvicksilver syroy, svag, etc.). Ursprunget till de ryska och slaviska namnen på metallen (tjeckiska rtut", rdut", slovenska ortut", polska rtec, trtec) är oklart. I antik rysk litteratur finns detta ord redan på 1500-talet. Filologer tror att det förknippas med den turkiska utariden, vilket betyder planeten Merkurius. Detta antagande stöds av det alkemiska namnet Tarith - enligt Ruland: "detsamma som Ruscias" (ryska?) A. M. Vasiliev menar att sambandet med den turkiska roten indikerar påverkan på våra förfäder med planeterna. En gång påpekade författaren till dessa rader möjligheten av en rent slavisk ordbildning av namnet kvicksilver från malm, rudra eller malm, som betecknar röd, blod, röd färg och röd i allmänhet. jämförelsen är baserad på den röda färgen på cinnober - föreningen från vilken kvicksilver erhölls Det är känt att cinnober sedan urminnes tider har utvunnits i vissa områden av modern Donbass. Denna fråga kräver ytterligare forskning.