Mineraalne, looduslik metalliline elavhõbe. Siirdemetall, toatemperatuuril raske, hõbevalge vedelik, mille aurud on äärmiselt mürgised. Elavhõbe on üks kahest keemilisest elemendist (ja ainus metall), mille lihtained on tavatingimustes vedelas agregatsioonis (teine selline element on broom). Mõnikord sisaldab see hõbeda ja kulla segu.
Vaata ka:
STRUKTUUR
Süsteem on trigonaalne, kuusnurkne-skanenoeedriline (alla -39°C).OMADUSED
Värvus on tinavalge. Sära on tugev metallik. Keemistemperatuur 357 °C. Ainus tavatemperatuuril vedel mineraal. See kõveneb, omandades kristallilise oleku temperatuuril –38 °C. Tihedus 13,55. Aurustub kergesti tulel, moodustades mürgiseid aure. Iidsetel aegadel oli nende aurude sissehingamine ainus kättesaadav vahend süüfilise raviks (põhimõtte järgi: kui patsient ei sure, siis ta paraneb. See on diamagnetiline.
RESERVID JA TOOTMINE
Elavhõbe on maakoores suhteliselt haruldane element, mille keskmine kontsentratsioon on 83 mg/t. Kuid kuna elavhõbe seostub keemiliselt nõrgalt maapõue enamlevinud elementidega, võivad elavhõbedamaagid olla tavaliste kivimitega võrreldes väga kontsentreeritud. Kõige elavhõbedarikkamad maagid sisaldavad kuni 2,5% elavhõbedat. Elavhõbeda peamine vorm looduses on hajutatud ja ainult 0,02% sellest sisaldub hoiustes. Elavhõbedasisaldus eri tüüpi tardkivimites on üksteisele lähedal (umbes 100 mg/t). Settekivimitest leidub elavhõbeda maksimumkontsentratsioone savikivides (kuni 200 mg/t). Maailma ookeani vetes on elavhõbedasisaldus 0,1 μg/l. Elavhõbeda kõige olulisem geokeemiline omadus on see, et teiste kalkofiilsete elementide hulgas on sellel kõrgeim ionisatsioonipotentsiaal. See määrab elavhõbeda sellised omadused nagu võime redutseerida aatomivormiks (natiivne elavhõbe), märkimisväärne keemiline vastupidavus hapniku ja hapete suhtes.
Üks maailma suurimaid elavhõbedamaardlaid asub Hispaanias (Almaden). Elavhõbeda leiukohad on teadaolevalt Kaukaasias (Dagestan, Armeenia), Tadžikistanis, Sloveenias, Kõrgõzstanis (Khaidarkan – Aidarken) Ukrainas (Gorlovka, Nikitovski elavhõbedatehas).
Venemaal on 23 elavhõbedamaardlat, tööstuslikud varud ulatuvad 15,6 tuhande tonnini (2002. aasta seisuga), millest suurimad on uuritud Tšukotkas - Lääne-Paljanskoje ja Tamvatnejskoje.
Elavhõbedat saadakse kinaveri röstimisel (elavhõbe(II)sulfiid) või metallotermilisel meetodil. Elavhõbeda aur kondenseeritakse ja kogutakse. Seda meetodit kasutasid iidsed alkeemikud.
PÄRITOLU
Elavhõbedat leidub enamikus sulfiidsetes mineraalides. Selle eriti kõrge sisaldus (kuni tuhande- ja sajandikprotsendini) on leitud fahlorides, stibniitides, sfaleriitides ja realgaarides. Kahevalentse elavhõbeda ja kaltsiumi, ühevalentse elavhõbeda ja baariumi ioonraadiuste lähedus määrab nende isomorfismi fluoriitides ja bariitides. Kinaveris ja metatsinnabariidis asendatakse väävel mõnikord seleeni või telluuriga; Seleenisisaldus on sageli sajandik- ja kümnendikku protsenti. Tuntud on üliharuldased elavhõbeda seleniidid – timaniit (HgSe) ja onofriit (timaniidi ja sfaleriidi segu).
RAKENDUS
Elavhõbedat kasutatakse elavhõbedatermomeetrites (eriti ülitäpsetes) töövedelikuna, kuna sellel on vedelas olekus üsna lai vahemik, selle soojuspaisumise koefitsient on peaaegu temperatuurist sõltumatu ja suhteliselt madala kuumusega. mahutavus. Madala temperatuuriga termomeetrite jaoks kasutatakse elavhõbeda ja talliumi sulamit.
Luminofoorlambid on täidetud elavhõbeda auruga, kuna aur hõõgub hõõglahenduses. Elavhõbeda auru emissioonispekter sisaldab palju ultraviolettvalgust ja selle nähtavaks valguseks muutmiseks kaetakse luminofoorlampide klaas seestpoolt fosforiga. Ilma fosforita on elavhõbedalambid kõva ultraviolettvalguse (254 nm) allikaks, milleks neid kasutatakse. Sellised lambid on valmistatud kvartsklaasist, mis laseb läbi ultraviolettvalgust, mistõttu neid nimetatakse kvartsiks.
Elavhõbedat ja selle sulameid kasutatakse suletud lülitites, mis lülituvad sisse teatud asendis.
Elavhõbedat kasutatakse asendiandurites.
Elavhõbe(I)jodiidi kasutatakse pooljuhtkiirguse detektorina.
Elavhõbe(II)fulminaati ("elavhõbeda fulminaati") on pikka aega kasutatud initsieeriva lõhkeainena (detonaatorid).
Elavhõbe(I)bromiidi kasutatakse vee termokeemilisel lagundamisel vesinikuks ja hapnikuks (aatomi vesinikuenergia).
Elavhõbeda kasutamine tseesiumiga sulamites ülitõhusa töövedelikuna ioonmootorites on paljutõotav.
Kuni 20. sajandi keskpaigani kasutati elavhõbedat laialdaselt baromeetrites, manomeetrites ja sfügmomanomeetrites (sellest ka traditsioon mõõta rõhku elavhõbeda millimeetrites).
Elavhõbedaühendeid kasutati kübaratööstuses vildi valmistamiseks.
Elavhõbe - Hg
KLASSIFIKATSIOON
| Strunz (8. väljaanne) | 1/A.02-10 |
| Nickel-Strunz (10. väljaanne) | 1.AD.05 |
| Dana (7. väljaanne) | 1.1.10.1 |
| Dana (8. väljaanne) | 1.1.7.1 | Tere, CIM Ref | 1.12 |
Elavhõbe on üks haruldasi elemente maakoores ja paistab hõbevalge läikiva raskemetallina. Tavatingimustes jääb see vedelaks ja ebatavaliselt liikuvaks. Elavhõbe võib muutuda tahkeks metalliks temperatuuril -39° C. Toatemperatuuril aurustub see kergesti ning on lõhnatu ja maitsetu, mis kujutab endast mürgistusohtu. Igapäevaelus võib purunenud termomeeter olla mürgistuse allikas.
Puhas elavhõbemetall saadakse mineraalmaagist nimega kinaver, mida kuumutatakse kõrge temperatuurini, aurustades ja kondenseerides elavhõbedat.
Kus elavhõbedat kasutatakse?
Unikaalsed omadused on muutnud elavhõbeda kaasaegses tööstuses oluliseks elemendiks. Pole ühtegi tööstust, kus seda ebatavalist metalli ei kasutataks:
Elavhõbe on aine, mille lekkimise korral peab inimene tegutsema välkkiirelt. Tagajärgede nõuetekohase kõrvaldamisega on võimalik end kiiresti kahjulike elavhõbedaaurude eest kaitsta. Ja õigeaegne abi võib päästa inimese elu.
Võrreldes hõõglampidega on tänapäevastel säästulampidel ilmsed eelised. Kuid disainifunktsioonide tõttu peate neid hoolikalt kasutama ja säästupirni purunemisel tegutsema.
Tänapäeval on hästi teada, milline negatiivne mõju elavhõbeda tervisele avaldab, mistõttu on oluline osata katkist elavhõbedatermomeetrit õigesti utiliseerida.
Energiaressursside säästmiseks kasutatakse üha enam luminofoorlampe, kuid nende valgustusseadmete konstruktsioonis on kasutatud elavhõbedat, ohtlikku metalli, mis tuleb kohustuslikult kõrvaldada.
Kuidas elavhõbe seadmetes töötab?
Elektriline aku
Sisaldab dioksüsulfaat-elavhõbeda elementi. Mis on keemiline vooluallikas. Elektrolüüt on tsinksulfaadi vesilahus, anood on tsink ja katood on grafiidi segu elavhõbeoksiidi ja elavhõbesulfaadiga.
Seda tüüpi akusid kasutatakse mobiiltelefonides, sülearvutites ja digikaamerates.
Seade, mis võimaldab ainete ja keemiliste protsesside elektrokeemilist analüüsi. Üks polariseeriv tilk-elavhõbeda elektrood on sukeldatud katselahusesse ja teine on mittepolariseeriv elektrood, millel on suur pind, mis on kaetud elavhõbedakihiga. Seejärel rakendatakse elektroodidele suurenevat pinget. Lahust läbiva voolu suurust mõõdetakse galvanomeetriga. Saadud mõõtmiste põhjal konstrueeritakse polarogramm.
Polaarograafia meetodit kasutatakse tööstusheidete kahjulike ainete koostise uurimiseks, vere hapnikuga küllastatuse määra määramiseks ning selliste haiguste diagnoosimiseks nagu pahaloomulised kasvajad ja kiiritushaigus, kasutades vereseerumi polarogrammi.
Luminofoor- ja kvartslambid
Disain koosneb hermeetilisest kolvist (klaasist või kvartsist), mis on täidetud gaaside ja elavhõbedaauru seguga, ning mõlemale küljele kinnitatud elektroodidest. Läbi kontaktide rakendatakse elektrilahendus ja pirni ilmuvad nähtamatud ultraviolettkiired, mille nähtavaks valguseks muutmiseks kaetakse pirni pind seestpoolt fosforikihiga. Erinevad kattekompositsioonid võivad toota erinevaid värve. Ultraviolettkiirgusel on bakteritsiidne toime, meditsiin kasutab seda omadust ennetuslikel ja epidemioloogilistel eesmärkidel.
Baromeeter
Seadme sees on ühelt poolt suletud elavhõbedaga kolb, mis reageerib vähimatele atmosfäärirõhu muutustele. Olenevalt toimuvatest muutustest näitab baromeetri skaalal tõusev või langev elavhõbedasammas eeldatavat ilma.
Kasutatakse inimese vererõhu mõõtmiseks.
Anumate suhtlemise põhimõtte kohaselt tõuseb elavhõbe klaastorus kummist pirni abil suruõhu juurdevoolu tagajärjel.
Rõhk loetakse toru skaalal.
Võrreldes äsja ilmunud seadmetega eristab seda kõrge täpsus, kuid tööstus seda enam ei tooda.
Termomeetrid
Põhineb elavhõbeda omadusel muuta oma mahtu temperatuuri mõjul. See koosneb elavhõbedaga täidetud klaasist reservuaarist ja skaalast, mille jaotusväärtus on sõltuvalt termomeetri otstarbest laias vahemikus (-39°C kuni +357°C).
Elavhõbeda difusioonipump
See sisaldub vaakumpaigaldiste koostamises ja selle abil saavutatakse sügav vaakum. Kasutatakse gaasi või auru pumpamiseks pumba töökambrist. Protsess toimub perioodiliste rõhumuutuste tulemusena kambris elavhõbeda kuumutamise ja järgneva jahutamise kaudu. Gaas kaldub madala rõhuga piirkonda, luues vaakumi.
Elavhõbe on tervisele ohtlik
Perioodilise tabeli kaheksakümnendat elementi peetakse ülemaailmseks keskkonnasaasteaineks. Inimese elu ja tervise kahjustamise poolest kuulub see esimesse ohuklassi. Elavhõbedat atmosfääri tarnivad ettevõtted ja tehased kes seda oma tootmises kasutavad.
Elavhõbeda sattumisel õhku, veekogudesse ja pinnasesse tekivad väga mürgiste orgaaniliste ühendite moodustumise protsessid.
Elavhõbeda ja elavhõbedaühendite kogunemine organismi põhjustab naha, hingamisteede, siseorganite, närvi- ja vereloomesüsteemide kahjustusi.
Elavhõbe on muutunud looduslikust komponendist ohuks inimeste tervisele.
Elavhõbe on perioodilisuse tabeli kuuendas perioodis hele hõbedane metall. See aine kuulub tsingi alarühma aatomnumbriga 80. Elavhõbeda peamiseks tunnuseks on vedel agregatsiooni olek normaalsetes toatingimustes, s.o temperatuuril +20–25°C. Selle metalli aurud on mürgised.
Punane elavhõbe on väljamõeldud materjal. Talle omistatakse uskumatult kõrgeid tulemusi. Sellise elemendi olemasolu pole teadusringkondadele veel teada, kuna elavhõbeda kombinatsioon kõrgel temperatuuril tekitab elavhõbedasulfiidi.
Elavhõbedat kasutatakse meditsiinivaldkonnas termomeetrite valmistamisel, kuid need seadmed on järk-järgult asendatud ohutumate võimalustega. Näiteks elektroonilised termomeetrid.
Selline aine nagu elavhõbe on ülitäpse mõõtmise tehnoloogias praktiliselt asendamatu. Selle auru kasutatakse laialdaselt luminofoorlampides. Elavhõbedat kasutatakse teatud tüüpi toiteallikate (näiteks elavhõbe-tsinkpatareide) tootmisprotsessis.
Metallurgiatööstuses kasutatakse elavhõbedat erinevate sulamite tootmisel ja alumiiniumi ringlussevõtul. Viimasel ajal on seda laialdaselt kasutatud ehete valmistamisel. Elavhõbe on kullatootmises populaarne kulda sisaldava kivimi eeltöötlemise vahendina, et hõlbustada väärismetalli eraldamist räbudest.
Põllumajandussektoris on elavhõbedaühendid osa pestitsiididest, millel on äärmiselt negatiivne mõju keskkonnale. Seetõttu seda tüüpi väetist enam ei kasutata.
Mineraalide looduslikke ladestusi, millest toodetakse elavhõbedat üsna suurtes kogustes, nimetatakse elavhõbedakaevandusteks. Peamine elavhõbedamaak on kinaver. Elavhõbedasisaldus selles on umbes 85%. Selle fossiili kontsentratsiooni poolest teine on metatsinnabariit.
Elavhõbedat leidub ka:
- mineraalsed kivimid;
- elavhõbedat sisaldavad vasksulfaadid (arseen, sfaleriit ja antimon).
Elavhõbe võib looduses esineda loodusliku fossiilina, kuid sellised ladestused on haruldased. Elavhõbedat saab üheaegselt eraldada ka naftast, tsemendimaterjalidest, räbusti toorainest ja kivisöest.
Elavhõbedamaagid on erineva morfoloogiaga, st maardlad võivad olla kas platoo- või kontakttüüpi, veenide, pesade ja varude kujul. Geneetilisel tasandil võib moodustuda järgmine:
- hüdrotermilised (plutonogeensed) ladestused;
- teletermilised hoiused;
- vulkaanilised maardlad;
- elavhõbeda asetajad.
Kuigi kõige levinumad on:
- Plutonogeenne.
- Vulkanogeenne.
See moodustub reeglina madala temperatuuriga, madala kontsentratsiooniga ja hüdrotermiliste lahustega kokkupuutel.
on vähem levinud, kuid võivad tekkida ülekuumendatud auru-gaasi ja suure elavhõbedaauru sisaldusega vedeliku eraldumise osalusel.
Elavhõbedat ammutatakse kaevandustes puurimis- ja lõhkamistöödega, kasutades elektriseadmeid ja tööstuslikku pürotehnikat. Kaevandatud punane kivi transporditakse maardlast konveierilintidega, seejärel veoauto või rongiga maagi edasise töötlemise punktidesse (kontsentreerimistehased, töötlemistehased). Seal purustatakse materjal purustites ühes või mitmes etapis. Purustatud maak saadetakse peenema fraktsiooni saamiseks spetsiaalsetesse veskidesse. Optimaalse efekti saavutamiseks on tööstuslikud veskid varustatud lühikeste terasvarraste või -kuulidega.
Maagist elavhõbeda tootmise protsess
Elavhõbedat sisaldavatest mineraalidest saadud jahu saadetakse kuumutamiseks toruahju. Teatud temperatuurini kuumutamisel interakteerub kinaver õhus sisalduva hapnikuga. See reaktsioon tekitab vääveldioksiidi, mis võimaldab elavhõbedal aurustuda. Seda protseduuri nimetatakse tulistamiseks.
Tõusev elavhõbeda aur väljub koos veeauru, vääveldioksiidi ja muude põlemisproduktidega ahjust ning siseneb spetsiaalsesse kondensaatorisse, kus see jahutatakse. Selle tulemusena läheb elavhõbe, mille keemistemperatuur on 357 °C, vedelasse olekusse. Ülejäänud aurud ja gaasid lastakse atmosfääri või kasutatakse tööstuslikus protsessis keskkonnasaaste vähendamiseks.
Elavhõbeda saamine maagist
Saadud elavhõbe konsolideeritakse. Kuna sellel ainel on suur erikaal, on kõik võimalikud lisandid ja lisandid pinnal kile või vahu kujul. Järgneva filtreerimise tulemusena elavhõbe puhastatakse.
Saadud aine sobib kasutamiseks, kuid mitte kõikides rakendustes, kus kasutatakse elavhõbedat.
Täiendavate puhastusmeetmetena läbib vedel metall mehaanilise filtreerimise, elektrolüütilise protseduuri ja puhastamise, kasutades keemiliselt aktiivseid komponente.
Kõige populaarsem meetod on kolmekordne puhastamine. Aine temperatuuri järkjärguline tõus, kuni lisand eraldub või elavhõbe ise aurustub. Seda protseduuri viiakse aine järkjärguliseks puhastamiseks läbi kolm korda.
Elavhõbedatööstuse juhtivad riigid
Tänapäeval on elavhõbeda maagi tootmises maailmas juhtival kohal järgmised riigid: 
- Hispaania;
- Kanada;
- Mehhiko;
- Itaalia;
- Türkiye;
- Jaapan;
- Filipiinid;
- Alžeeria ja mõned postsovetliku ruumi riigid.
Endise NSV Liidu osariigid, kus elavhõbedat sisaldava maagi tootmine on suur, on Kasahstan, Ukraina, Tadžikistan, Kõrgõzstan, Venemaa Föderatsioon ja Usbekistan.
Enamik elavhõbedat kaevandavaid riike ei kasuta seda oma tööstuses. Selle vedelmetalli maailma varude peamised tarbijad on järgmised riigid: Ameerika Ühendriigid, Jaapan, Suurbritannia, Prantsusmaa ja Saksamaa, kuna need on suured tööstuskeskused.
Elavhõbe on oma hämmastavate omaduste tõttu teiste metallide seas erilisel kohal ning seda kasutatakse laialdaselt teaduses ja tehnoloogias.
Elavhõbeda omadus püsida vedelas olekus temperatuurivahemikus 357,25 kuni -38,87 ° C on ainulaadne. Madalatel temperatuuridel on elavhõbe inertne paljude agressiivsete vedelike ja gaaside, sealhulgas õhuhapniku suhtes. See praktiliselt ei suhtle kontsentreeritud väävel- ja vesinikkloriidhappega; seda kasutatakse näiteks selliste toksiliste ja agressiivsete ainetega nagu boorhüdriidid töötamisel.
Elavhõbedat kasutatakse elektrotehnikas, metallurgias, meditsiinis, keemias, ehituses, põllumajanduses ja paljudes muudes valdkondades; selle roll on eriti oluline laboripraktikas.
Elavhõbeda kasutamine manomeetrites, vaakummõõturites, termomeetrites, arvukates ventiilide, kaitselülitite, kõrgvaakumpumpade, igasuguste releede, temperatuuri reguleerimise seadmete jms konstruktsioonides on hästi teada.
Metallist elavhõbedat kasutatakse ballastina, termostaadi- ja tihendusvedelikuna ning elavhõbedaauru kasutatakse metallide kuumutamisel kaitsva atmosfäärina.
Elavhõbedat kasutatakse laialdaselt elektrokeemilistes uuringutes ning normaalsetes Clarki ja Westoni rakkudes, millel on stabiilsed EMF väärtused, Lippmanni elektromeetrites, mida kasutatakse kahekordse elektrikihi struktuuri, hõõrdeteguri sõltuvuse potentsiaalist, liidese pindpinevuse uurimiseks, märguvus ja muud nähtused elektroodide potentsiaalide mõõtmiseks kasutatavates elavhõbe-sulfaadi, elavhõbe-fosfaadi, elavhõbeoksiidi ja elavhõbejodiidi võrdluselektroodides.
1922. aastal töötas J. Heyrovsky välja polarograafilise analüüsimeetodi, kasutades elavhõbeda tilkelektroodi. Selle meetodiga saab määrata ainete väikeseid kontsentratsioone (10 -3 - 10 -4 mol/l) ning elavhõbeda asendamine polarograafilises analüüsis amalgaamidega, akumulatsiooniga amalgaampolarograafia meetodi kasutamine võimaldab laiendada polarograafia võimalusi. ja mõõtmise täpsuse suurendamine 3-4 suurusjärku.
Elavhõbedat ja amalgaame kasutatakse edukalt amperomeetrilistes ja. potentpomeetriline tiitrimine, kulomeetriline analüüs, samuti elektrolüüsi ajal elavhõbekatoodil.
Elavhõbedat kasutatakse metallisüsteemide uurimisel sageli abiainena. Näiteks viimistleti tema abiga kahekomponentsete sulamite nikkel - tsink, nikkel - tina, raud - mangaan, kroom - tsink jm olekuskeeme. Seda kasutatakse lahustina pooljuhtmaterjalide tootmisel, eelkõige kasvatamiseks madalatel temperatuuridel halli tina monokristallide küllastunud elavhõbeda a-tina lahustest. Hallist tinast valmistatud plaadid on infrapunakiirguse suhtes ülitundlikud – need suudavad tuvastada kuni 15 mikroni pikkuseid elektromagnetlaineid.
Elavhõbeda kontakte kasutatakse räni eritakistuse täpseks määramiseks.
Elavhõbeda abil uuritakse tsingi, tina, vase, plii, kulla, messingi, alumiiniumi, terase ja titaani sulamite märgumise, plastifitseerimise ja murenemise nähtusi Metalliteaduses kasutatakse elavhõbedat söövitamiseks ja difusiooni uurimiseks.
Seda kasutatakse laialdaselt aktiivsöe, silikageelide, keraamika ja metallkatete poorsuse määramiseks. Tuntud on poromeetrid, mis töötavad rõhul kuni 3500 at ja võimaldavad määrata kuni mitme A läbimõõduga poore.
Elavhõbedat kasutatakse ka mahuliste klaasnõude, bürettide, pipettide ja püknomeetrite täpseks kalibreerimiseks, kapillaartorude läbimõõdu määramiseks, kompressioonivedelikuna gaaside määramisel bioloogilistes vedelikes, erinevate süsteemide gaasianalüsaatorites, mahumõõturites jne.
Suhteliselt madal aururõhk temperatuuril üle 500 °C võimaldab kasutada elavhõbedat töövedelikuna elektrijaamades, mis kasutavad kütmiseks radioaktiivse lagunemise käigus eralduvat soojust, aga ka võimsates tööstuslikes kahekomponentsetes jaamades, kus elektrienergiat toodetakse Esimeses etapis kasutatakse elavhõbeda-auru turbiine ja teises etapis veeauruga 46-B2 töötavaid turbiine. Kahekomponentsete seadmete efektiivsus ületab kõigi soojusmasinate ja isegi selliste täiustatud konstruktsioonide nagu sisepõlemismootorid.
Tuumareaktorites kasutatakse soojuse eemaldamiseks koos veega üha enam vedelaid metallist jahutusvedelikke, sealhulgas elavhõbedat. Samal ajal suureneb oluliselt tuumajaamade efektiivsus ning kaovad raskused, mis on seotud vee ja veeauru kasutamisega kõrgsurve all.
Elavhõbedat kasutatakse jahutusvedelikuna sageli keemiatööstuses, näiteks naftaleeni sulfoneerimisel, 2-naftooli destilleerimisel, määrdeõlide destilleerimisel, ftaalanhüdriidi tootmisel, krakkimisprotsessis, jne. Sel juhul on võimalik protsesse läbi viia temperatuuridel kuni 800°C ja samal ajal tagada kogu reaktsioonimassi ühtlane kuumutamine. Elavhõbe võib toimida ka katalüsaatorina näiteks äädikhappe tootmisel.
Metallurgias on tuntud valumeetod sirgendatud elavhõbedamudelite abil. Külmutatud elavhõbedast valmistatud mudeli üksikud osad on kokkupuute ja kerge kokkusurumise tulemusena kergesti keevitavad, mis hõlbustab komposiit- ja kompleksmudelite valmistamist; tahkest elavhõbedast valmistatud mudelite järgneval sulatamisel muutub selle maht väga vähe, mis võimaldab valandite mõõtmetes kehtestada väga väikeseid tolerantse. Nii on võimalik toota ülikeerulise konfiguratsiooniga täppisvalusid ja eelkõige lennukite gaasiturbiinide osi.
Elavhõbeda auru madalat rõhku normaaltemperatuuril kasutati ka erinevate elavhõbedalampide loomisel, mille hulgas on esikohal luminofoorlambid (LD, LDC, LB, LHB, LTB jne).
Kvartsist või uvioolklaasist valmistatud madala rõhuga elavhõbedalambid (-10 -3 mm Hg temperatuuril 20-40 ° C) on resonantskiirguse allikad, mille lainepikkus on 2537 ja 1849 A. Neid kasutatakse bakteritsiidsete ja luminestsentslampidena. Bakteritsiidsed elavhõbedalambid (BUV-15, BUV-30 jne) töötavad ultraviolettkiirguse lühilainepiirkonnas ja neid kasutatakse toiduainete, vee, siseõhu jne steriliseerimiseks. Elavhõbeda luminofoorlambid (EUV-15, EUV) -30) töötavad ultraviolettkiirguse spektri kesklaine osades ja on ette nähtud meditsiiniliseks otstarbeks.
Madalrõhuga elavhõbedalampe kasutatakse ka Ramani spektrite uurimiseks ning erinevate instrumentide, indikaatorikäepidemete ja muude valguskompositsiooniga kaetud seadmete skaalade kiiritamiseks ultraviolettkiirtega.
Kõrgsurve elavhõbedalampides (elavhõbeda aururõhk 0,3-12 at) tekib intensiivne kiirgus spektri ultraviolett- ja sinakasvioletsetes osades. Neid kasutatakse paljundustöödeks (IGAR-2), tööstusruumide, tänavate ja maanteede valgustamiseks (DRL); füsioteraapia, spektroskoopia ja luminestsentsanalüüsi jaoks, fotokeemias; Paljundustöödeks kasutatakse ka elavhõbe-kvartslampe RKS-2.5.
Ülikõrgsurve elavhõbedalambid (elavhõbeda aurude rõhk neis ulatub kümnete ja isegi sadade atmosfäärideni) töötavad temperatuuril kuni 1000°C.
Selliste lampide kombinatsioon koos tohutu valgusefektiivsuse ja heledusega valguskaarega võimaldab kasutada ülikõrgsurve elavhõbedalampe prožektorites, spektraalseadmetes ja projektsiooniseadmetes. Selliste lampide spektri violetse ja sinise osa intensiivset kiirgust kasutatakse fotosünteesiks, fluorestsentsmikroskoopias, dekoratiivsetel eesmärkidel (helendavad värvid) jne.
Elavhõbelampides kasutatakse kiirguse intensiivsuse suurendamiseks soovitud spektripiirkonnas metallilise elavhõbeda asemel sageli tsingi, kaadmiumi ja muude metallide amalgaame või lisatakse metallide halogeniidühendeid nagu tallium, naatrium, indium jne. elavhõbedalampidele.
Elavhõbedalampide kõrval ei ole oma tähtsust kaotanud elavhõbeda elektrivoolu alaldid, millel pole vastupidavuse ja kasutusmugavuse poolest võrdset. Alles hiljuti asendatakse teatud kemikaalide tootmise tehnoloogias, näiteks kloori ja seebikivi tootmisel elavhõbedaventiilid järk-järgult ränialalditega, mis võimaldavad kasutada kuni 25 000 A alaldi voolu. elektrolüüs.
Elavhõbe leiab kasutust ka elektroonikatööstuses. Elavhõbeda auru kasutatakse gastronites (GR1-0,25/1,5; VG-236, VG-129), kasutatakse suure ja keskmise võimsusega saatjates, gaasiga täidetud türatronites ja trioodides. Elavhõbedat kasutatakse piesokvartsanduritega ultraheligeneraatorites, kõrgsageduskütte generaatorites ja muudes elektroonikaseadmetes.
Elavhõbedat kasutatakse laialdaselt vaakumtehnoloogias. Goede elavhõbeda difusioonipumpade leiutamisest, mida Langmuir täiustas, on möödunud veidi rohkem kui 50 aastat. Need pumbad osutusid ülikõrge vaakumi (10–13 mm Hg) saavutamiseks hädavajalikuks. Elavhõbeda difusioonipumpasid kasutatakse edukalt vaakumi tekitamiseks elementaarosakeste lineaarsetes kiirendites, seadmetes, mis simuleerivad kosmose tingimusi; termotuumasünteesi rajatistes mõnede fotoemissiooni kasutavate seadmete väljapumpamiseks.
Elavhõbedapumpasid eelistatakse vaakumi tekitamiseks tundlikes massispektrograafides, vesinikku kasutavates lekkedetektorites ja muudes instrumentides.
Elavhõbedapumpade paljud rakendused on tingitud asjaolust, et elavhõbedal on olulisi eeliseid õli-auru difusioonipumpades kasutatavate orgaaniliste või silikoonõlide ees. Üks nendest eelistest on see, et elavhõbe, olles lihtne aine, ei lagune oma koostisosadeks ega saasta pumbatavate seadmete seinu samal määral kui auru-õlipumpades kasutatavate vedelike koostisosad.
Elavhõbeda võime toota amalgaame (metallide tõelisi või kolloidseid lahuseid elavhõbedas), isegi hoolimata enamiku metallide ebaolulisest lahustuvusest selles, on erakordse tähtsusega. Viimastel aastatel on amalgaamide laialdase kasutamise tõttu loodud uus tööstusharu nimega amalgaammetallurgia. Amalgaamide abil viiakse läbi polümetalliliste toorainete kompleksne töötlemine, saadakse peened metallipulbrid, kindlaksmääratud koostisega mitmekomponentsed sulamid, puhtad ja ülipuhtad metallid, mille lisandite sisaldus ei ületa 10 -6 -10 -8 kaal. %. Mõnel juhul on metalli rafineerimise aste nii oluline, et olemasolevad analüütilised meetodid ei suuda lõpptootes lisandeid tuvastada. Amalgaammetallurgiat kasutades on võimalik saada mis tahes puhtusastmega metalle, olenevalt lähteainete puhtusest - keemilised reaktiivid, vesi, seadmed jne.
Amalgaamide kuumutamisel kõrgele temperatuurile elavhõbe destilleeritakse ja selle tulemusena saadakse metall peente pürofoorsete pulbrite või kompaktse massina, mis sisaldab tühiseid elavhõbedajälgi. Seda amalgaamide omadust kasutatakse pulbermetallurgias; Tehnoloogiliste meetodite abil on tulekindlatest metallidest või metallidest võimalik saada mis tahes kontsentratsiooniga mitmekomponentseid sulameid, millest üks on madala sulamistemperatuuriga ja teine ületab 1500-2000 °C.
Paljud metallid ja sulamid, sealhulgas need, mis praktiliselt ei lahustu elavhõbedas, nagu teras, plaatina, titaan, permalloy jt, kaetakse õhukese elavhõbedakihiga, kui nende pinnalt eemaldatakse oksiid või adsorbeerunud kile. See omadus on leidnud rakendust ka laboripraktikas ja tööstuses. Näiteks kasutatakse seda naatriumhüdroksiidi ja kloori tootmisel leelismetallikloriidide vesilahuste elektrolüüsil elavhõbekatoodil pärast terasest elektrolüsaatorite põhjade liitmist. Kullakaevandustööstuses kasutatakse ikka veel liitmist kulla eraldamiseks kivist, millele järgneb elavhõbeda destilleerimine, kuigi hiljuti on see pika ajalooga meetod asendatud progressiivsema tsüaniidimeetodiga.
Elektrokeemias ja analüütilises keemias, polarograafilises analüüsis kasutatakse sageli amalgameeritud plaatina elektroode jne.
Leelis- ja leelismuldmetallide, tsingi, alumiiniumi ja teiste elementide amalgaame kasutatakse preparatiivses keemias redutseerimisreaktsioonides. Näiteks kasutatakse leelismetallide amalgaame vesiniku ja seebikivi tootmiseks veega suhtlemisel, hapniku redutseerimiseks vesinikperoksiidiks, süsinikdioksiidi redutseerimiseks formiaatideks ja oksalaatideks. Leelismetallide amalgaamidega suhtlemisel redutseeritakse lämmastikoksiidid vastavateks nitrititeks, klooroksiidid - vastavate leelismetallide kloriitideks, vääveldioksiid - hüdrosulfitideks. Samuti on teada meetodid leelismetallide, arseeni ja germaaniumi hüdriidide, aga ka muude elementide valmistamiseks. Amalgaamide abil on võimalik erinevates keskkondades mittemetallid redutseerida vabadeks metallideks, eraldada haruldasi muldmetalle, aga ka isoleerida.
Amalgaame kasutatakse ka orgaaniliste ühendite redutseerimiseks: mitme süsinik-süsinik sidemete hüdrogeenimiseks, hüdroksüül-, karbonüül- ja karboksüülrühmade redutseerimiseks, halogeeni ja lämmastikku sisaldavate rühmade redutseerimiseks, elavhõbedaorgaaniliste ühendite tootmiseks. .
Tööstuses kasutatakse neid amalgaame leelismetallide alkoholaatide tootmiseks, mida seejärel kasutatakse erinevate värvainete ja ravimpreparaatide – sulfoonamiidide, barbituraatide ja vitamiinide – valmistamisel; aromaatsete lämmastikuühendite redutseerimiseks amiinideks, mida omakorda kasutatakse kõikvõimalike asovärvide valmistamisel; heksahüdroksüülsete alkoholide (d-sorbitool ja d-mannitool) saamiseks d-glükoosi ja d-mannoosi redutseerimise teel. Saadud alkohole kasutatakse eriklassi paberi, C-vitamiini, estrite ja tehisvaikude tootmisel; naatriumamalgaami kasutatakse d-riboosi saamiseks, mis toimib B2-vitamiini sünteesi lähteproduktina.Leelismetallide amalgaame kasutades saadakse salitsüülaldehüüdid, pinakooni, mis on lähteprodukt dimetüülbutadieenkummi sünteesil, kasutatakse glüoksüülhapet. aromaatsete ainete, näiteks vanilliini sünteesil, halogeenitud olefiinide ja paljude teiste ainete tootmisel.
Amalgaame kasutatakse mitte vähem laialdaselt naatriumperoksiidi, naatriumkloriidi ja naatriumvesiniksulfaadi jne tootmiseks.
elavhõbe (Hg, alates lat. Hydrargyrum) - D. I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilise süsteemi kuuenda perioodi element aatomnumbriga 80, mis kuulub tsingi alarühma (II rühma külgne alarühm). Lihtne aine elavhõbe- siirdemetall, toatemperatuuril on see raske hõbevalge vedelik, mille aurud on äärmiselt mürgised. Elavhõbe on üks kahest keemilisest elemendist (ja ainus metall), mille lihtained on tavatingimustes vedelas agregatsioonis (teine selline element on broom).
1. Ajalugu
nime päritolu
2 Looduses viibimine
2.1 Hoiused
3 Keskkonnas
4 isotoopi
5 Kviitung
6 Füüsikalised omadused
7 Keemilised omadused
7.1 Iseloomulikud oksüdatsiooniastmed
7.2 Metallilise elavhõbeda omadused
8 Elavhõbeda ja selle ühendite kasutamine
8.1 Meditsiin
8.2 Tehnika
8.3 Metallurgia
8.4 Keemiatööstus
8.5 Põllumajandus
9 Elavhõbeda toksikoloogia
9.1 Elavhõbeda kontsentratsioonide hügieeniline reguleerimine
9.2 Demercuriseerimine
Lugu
Merkuuri planeedi astronoomiline sümbol
Merkuur on tuntud iidsetest aegadest. Seda leiti sageli oma loomulikul kujul (vedelad tilgad kividele), kuid sagedamini saadi see loodusliku kinaveri põletamisel. Vanad kreeklased ja roomlased kasutasid elavhõbedat kulla puhastamiseks (liitmine) ning teadsid elavhõbeda enda ja selle ühendite, eriti sublimaadi mürgisusest. Aastasadu pidasid alkeemikud elavhõbedat kõigi metallide põhikomponendiks ja uskusid, et kui vedelal elavhõbedal taastatakse väävli või arseeni abil kõvadus, saadakse kulda. Elavhõbeda eraldamist puhtal kujul kirjeldas Rootsi keemik Georg Brandt aastal 1735. Elemendi kujutamiseks kasutavad nii alkeemikud kui ka tänapäeval planeedi Merkuur sümbolit. Kuid elavhõbeda kuulumist metallide hulka tõestasid vaid Lomonossovi ja Browni tööd, kes 1759. aasta detsembris suutsid elavhõbeda külmutada ja kindlaks teha selle metallilised omadused: vormitavus, elektrijuhtivus jne.
nime päritolu
Elavhõbeda venekeelne nimi pärineb praslavist. *rtǫ tь, mis on seotud lit. rìsti"rull". Sümbol Hg on laenatud selle elemendi ladinakeelsest alkeemilisest nimetusest hüdrargyrum(vanakreeka ὕδωρ “vesi” ja ἄργυρος “hõbe”).
Looduses olemine
Elavhõbe on maakoores suhteliselt haruldane element, mille keskmine kontsentratsioon on 83 mg/t. Kuid kuna elavhõbe seostub keemiliselt nõrgalt maapõue enamlevinud elementidega, võivad elavhõbedamaagid olla tavaliste kivimitega võrreldes väga kontsentreeritud. Kõige elavhõbedarikkamad maagid sisaldavad kuni 2,5% elavhõbedat. Elavhõbeda peamine vorm looduses on hajutatud ja ainult 0,02% sellest sisaldub hoiustes. Elavhõbedasisaldus eri tüüpi tardkivimites on üksteisele lähedal (umbes 100 mg/t). Settekivimitest leidub elavhõbeda maksimumkontsentratsioone savikivides (kuni 200 mg/t). Maailma ookeani vetes on elavhõbedasisaldus 0,1 μg/l. Elavhõbeda kõige olulisem geokeemiline omadus on see, et teiste kalkofiilsete elementide hulgas on sellel kõrgeim ionisatsioonipotentsiaal. See määrab elavhõbeda sellised omadused nagu võime redutseerida aatomivormiks (natiivne elavhõbe), märkimisväärne keemiline vastupidavus hapniku ja hapete suhtes.
Elavhõbedat leidub enamikus sulfiidsetes mineraalides. Selle eriti kõrge sisaldus (kuni tuhande- ja sajandikprotsendini) on leitud fahlorides, stibniitides, sfaleriitides ja realgaarides. Kahevalentse elavhõbeda ja kaltsiumi, ühevalentse elavhõbeda ja baariumi ioonraadiuste lähedus määrab nende isomorfismi fluoriitides ja bariitides. Kinaveris ja metatsinnabariidis asendatakse väävel mõnikord seleeni või telluuriga; Seleenisisaldus on sageli sajandik- ja kümnendikku protsenti. Tuntud on üliharuldased elavhõbeda seleniidid – timaniit (HgSe) ja onofriit (timaniidi ja sfaleriidi segu).
Elavhõbe on mitte ainult elavhõbeda, vaid ka erinevate sulfiidide lademete varjatud mineralisatsiooni üks tundlikumaid indikaatoreid, seetõttu avastatakse elavhõbeda halosid tavaliselt kõigi varjatud sulfiidimaardlate kohal ja maagieelsete rikete juures. Seda omadust, nagu ka kivimite väikest elavhõbedasisaldust, seletatakse elavhõbedaauru suure elastsusega, mis tõuseb temperatuuri tõustes ja määrab selle elemendi suure migratsiooni gaasifaasis.
Pinnatingimustes on kinaver ja metalliline elavhõbe vees lahustumatud, kuid nende juuresolekul (Fe 2 (SO 4) 3, osoon, vesinikperoksiid) ulatub nende mineraalide lahustuvus kümnetesse mg/l. Elavhõbe lahustub eriti hästi söövitavate leeliste sulfiidides, moodustades näiteks kompleksi HgS nNa 2 S. Elavhõbe sorbeerub kergesti savide, raud- ja mangaanhüdroksiidide, kildade ja kivisöega.
Looduses on teada umbes 20 elavhõbeda mineraali, kuid peamine tööstuslik väärtus on kinaver HgS (86,2% Hg). Harvadel juhtudel on ekstraheerimise objektiks looduslik elavhõbe, metatsinnabariit HgS ja fahli maak - švatsiit (kuni 17% Hg). Ainsas Guitzuco leiukohas (Mehhiko) on peamine maagi mineraal elavstoniit HgSb 4 S 7. Elavhõbedamaardlate oksüdatsioonitsoonis tekivad sekundaarsed elavhõbeda mineraalid. Nende hulka kuuluvad esiteks looduslik elavhõbe, harvem metatsinnabariit, mis erinevad samadest primaarsetest mineraalidest suurema koostise puhtuse poolest. Calomel Hg 2 Cl 2 on suhteliselt levinud. Terlingua ladestus (Texas) on levinud ka teised supergeenide halogeniidühendid: terlinguaite Hg 2 ClO, eglestoniit Hg 4 Cl.