1.4. Меркурій. Загальна характеристика

Меркурій мало поширений у природі, вміст його у земній корі становить 8,3 ∙ 10^-6 %.Меркурій знаходиться у другій групі періодичної системи Д.І.Менделєєва. Його порядковий номер 80, атомна маса 200,61. Зовнішня електронна конфігурація меркурію …5d¹⁰ 6s².

Ртуть – срібно – білий метал, леткий, при затвердінні стає білим. Є рідким при кімнатній температурі, в твердому стані – ковкий. Повністю меркурій змінюється із зміною температури. Температура плавлення його 38,87^оС, температура кипіння змінюється в залежності від тиску. Ртуть випаровується дуже швидко, навіть через прошарки води і інших рідин [9].

Зрідка ртуть зустрічається в самородному вигляді, вкраплений в гірські породи; але в основному він трапляється в природі у вигляді яскраво – червоного сульфіду меркурію HgS, або кіноварі. Цей мінерал використовується для виготовлення червоної фарби [3].

Отримання:

1. З кіноварі металічну ртуть добувають випалюванням руди. При цьому ртуть виділяється у вигляді пари і конденсується в охолодженому приймачі :

HgS + O₂ = Hg + SO₂

2. Hg₂Cl₂ + H[SnCl₃] + HCl_(конц.) = 2Hg_{(рідкий)}↓ + H₂[SnCl₆]

3. Hg₂(NO₃)₂ + Cu = 2Hg_{(рідкий)}↓ + Cu(NO₃)₂

4. Hg₂Cl₂ = HgCl₂ + Hg

Хімічні властивості

З металів підгрупи Цинку ртуть є найменш активна. Внаслідок особливої стійкості 6s² – електронної конфігурації зовнішнього електронного шару атомів Меркурію потенціал іонізації його атомів дуже високій. Тому сполуки Меркурію здебільшого малостійкі. Меркурій – єдиний елемент, що утворює кластерний (багатоядерний) катіон Hg₂²⁺, стійкий у водному розчині. Меркурій у сполуках виявляє ступені окиснення +1 і +2. Сполуки Меркурію надзвичайно отруйні.

Меркурій не окислюється в сухому повітрі, покривається сірою оксидною плівкою в вологому повітрі. Благородний метал; не реагує з водою, кислотами – не окисниками, лугами, гідратом аміаку. Переводиться в розчин іодидною кислотою за рахунок утворення комплексу. Слабкий відновник, реагує з сірчаною і азотною кислотами, “царською горілкою”, галогенами, халькогенами. З багатьма металами (Na, K, Ca, Ba, Cu, Au, Zn, Pb і ін.) утворюють амальгами (рідкі чи тверді) – інтерметалічні сполуки чи сплави.

1. 2Hg + 2H₂SО_{4(конц., гор.)} = Hg₂SO₄↓ + SO₂ + 2H₂O

2. 6Hg + 8HNO_{3(розб., хол.)} = 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

3. 3Hg + 2HNO_3(конц.) + 6HCl_(конц.) = 3HgCl₂ + 2NO↑ + 4H₂O

4. 2Hg + 4HCl_(розб.) + O₂ = 2HgCl₂ + 2H₂O

5. Hg + 4HI_(конц.) = H₂[HgI₄] + H₂↑

6. Hg + Br_{2 (насичений)} =HgBr₂↓

7. Hg + Se = HgSe [8]

Застосування

Ртуть – єдиний метал, який при кімнатній температурі перебуває у рідкому стані. ЇЇ широко використовують у хімічній промисловості: як катод при електричному методі виробництва гідроксиду натрію і хлору, як каталізатор при добуванні багатьох органічних сполук і при розчиненні уранових блоків (в атомній енергетиці). ЇЇ застосовують для виготовлення ламп денного світла, кварцевих ламп, манометрів і термометрів. У гірничій справі ртуть використовують для відокремлення золота від неметалічних домішок.