Khoáng chất, thủy ngân kim loại tự nhiên. Là một kim loại chuyển tiếp, ở nhiệt độ phòng nó là chất lỏng nặng, màu trắng bạc, hơi của nó cực kỳ độc hại. Thủy ngân là một trong hai nguyên tố hóa học (và là kim loại duy nhất), các chất đơn giản trong đó, trong điều kiện bình thường, ở trạng thái kết tụ lỏng (nguyên tố thứ hai như vậy là brom). Đôi khi nó chứa hỗn hợp bạc và vàng.
Xem thêm:
KẾT CẤU
Hệ thống này có dạng lượng giác, lục giác-scalenohedral (dưới -39°C).CỦA CẢI
Màu sắc là màu trắng thiếc. Sự tỏa sáng là kim loại mạnh mẽ. Điểm sôi 357°C. Khoáng chất lỏng duy nhất ở nhiệt độ bình thường. Nó cứng lại, thu được trạng thái tinh thể ở -38°C. Mật độ 13,55. Dễ bay hơi khi cháy tạo thành khói độc. Vào thời cổ đại, hít những hơi này là phương pháp duy nhất hiện có để điều trị bệnh giang mai (theo nguyên tắc: nếu bệnh nhân không chết thì sẽ khỏi bệnh. Nó có tính nghịch từ.
DỰ TRỮ VÀ SẢN XUẤT
Thủy ngân là nguyên tố tương đối hiếm trong vỏ trái đất với hàm lượng trung bình là 83 mg/t. Tuy nhiên, do thủy ngân liên kết hóa học yếu với các nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ trái đất nên quặng thủy ngân có thể rất đậm đặc so với đá thông thường. Hầu hết các loại quặng giàu thủy ngân đều chứa tới 2,5% thủy ngân. Dạng thủy ngân chính trong tự nhiên được phân tán và chỉ 0,02% trong số đó được chứa trong trầm tích. Hàm lượng thủy ngân trong các loại đá lửa khác nhau gần nhau (khoảng 100 mg/t). Trong số các loại đá trầm tích, nồng độ thủy ngân tối đa được tìm thấy trong đá phiến sét (lên tới 200 mg/t). Trong vùng biển của Đại dương Thế giới, hàm lượng thủy ngân là 0,1 μg/l. Đặc điểm địa hóa quan trọng nhất của thủy ngân là trong số các nguyên tố chalcophile khác, nó có khả năng ion hóa cao nhất. Điều này xác định các tính chất như vậy của thủy ngân như khả năng khử thành dạng nguyên tử (thủy ngân tự nhiên), khả năng kháng hóa chất đáng kể đối với oxy và axit.
Một trong những mỏ thủy ngân lớn nhất thế giới nằm ở Tây Ban Nha (Almaden). Đã biết có trữ lượng thủy ngân ở Caucasus (Dagestan, Armenia), Tajikistan, Slovenia, Kyrgyzstan (Khaidarkan - Aidarken) Ukraine (Gorlovka, nhà máy thủy ngân Nikitovsky).
Có 23 mỏ thủy ngân ở Nga, trữ lượng công nghiệp lên tới 15,6 nghìn tấn (tính đến năm 2002), trong đó lớn nhất đã được khám phá ở Chukotka - Tây Palyanskoye và Tamvatneyskoye.
Thủy ngân thu được bằng cách nung chu sa (thủy ngân(II) sulfua) hoặc bằng phương pháp nhiệt luyện kim loại. Hơi thủy ngân được ngưng tụ và thu thập. Phương pháp này đã được sử dụng bởi các nhà giả kim cổ đại.
NGUỒN GỐC
Thủy ngân có mặt trong hầu hết các khoáng chất sunfua. Hàm lượng đặc biệt cao của nó (lên tới phần nghìn và phần trăm phần trăm) được tìm thấy trong fahlores, stibnite, sphalerites và realgar. Khoảng cách gần của bán kính ion của thủy ngân hóa trị hai và canxi, thủy ngân hóa trị một và bari xác định tính đồng hình của chúng trong fluorit và barit. Trong chu sa và metacinnabarite, lưu huỳnh đôi khi được thay thế bằng selen hoặc Tellurium; Hàm lượng selen thường là một phần trăm và phần mười phần trăm. Các selenua thủy ngân cực kỳ hiếm được biết đến - timanite (HgSe) và onofrite (hỗn hợp của timanite và sphalerite).
ỨNG DỤNG
Thủy ngân được sử dụng làm chất lỏng làm việc trong nhiệt kế thủy ngân (đặc biệt là nhiệt kế có độ chính xác cao), vì nó có phạm vi khá rộng khi ở trạng thái lỏng, hệ số giãn nở nhiệt của nó gần như không phụ thuộc vào nhiệt độ và có nhiệt độ tương đối thấp. dung tích. Hợp kim của thủy ngân và tali được sử dụng làm nhiệt kế nhiệt độ thấp.
Đèn huỳnh quang chứa đầy hơi thủy ngân vì hơi thủy ngân phát sáng dưới dạng phóng điện phát sáng. Phổ phát xạ của hơi thủy ngân chứa rất nhiều tia cực tím và để chuyển đổi nó thành ánh sáng khả kiến, kính của đèn huỳnh quang được phủ một lớp phốt pho từ bên trong. Không có chất lân quang, đèn thủy ngân là nguồn phát ra ánh sáng cực tím cứng (254 nm), mục đích sử dụng của chúng. Những loại đèn như vậy được làm bằng thủy tinh thạch anh, truyền ánh sáng cực tím, đó là lý do tại sao chúng được gọi là thạch anh.
Thủy ngân và hợp kim của nó được sử dụng trong các công tắc kín bật ở một vị trí nhất định.
Thủy ngân được sử dụng trong cảm biến vị trí.
Thủy ngân(I) iodide được sử dụng làm máy dò bức xạ bán dẫn.
Thủy ngân(II) fulminat (“thủy ngân fulminat”) từ lâu đã được sử dụng làm chất nổ khởi đầu (Kíp nổ).
Thủy ngân(I) bromua được sử dụng trong quá trình phân hủy nhiệt hóa học của nước thành hydro và oxy (năng lượng hydro nguyên tử).
Việc sử dụng thủy ngân trong hợp kim với Caesium làm chất lỏng làm việc hiệu quả cao trong động cơ ion là đầy hứa hẹn.
Cho đến giữa thế kỷ 20, thủy ngân được sử dụng rộng rãi trong phong vũ biểu, máy đo áp suất và máy đo huyết áp (do đó truyền thống đo áp suất tính bằng milimét thủy ngân).
Các hợp chất thủy ngân được sử dụng trong ngành công nghiệp mũ để làm nỉ.
Thủy Ngân - Hg
PHÂN LOẠI
| Strunz (ấn bản thứ 8) | 1/A.02-10 |
| Niken-Strunz (ấn bản thứ 10) | 1.AD.05 |
| Dana (ấn bản thứ 7) | 1.1.10.1 |
| Dana (ấn bản thứ 8) | 1.1.7.1 | Xin chào CIM Ref | 1.12 |
Thủy ngân là một trong những nguyên tố hiếm có trong lớp vỏ Trái đất và xuất hiện dưới dạng kim loại nặng màu trắng bạc sáng bóng. Trong điều kiện bình thường, nó vẫn ở dạng lỏng và di động bất thường. Thủy ngân có thể trở thành kim loại rắn ở -39° C. Ở nhiệt độ phòng, nó dễ bay hơi, không có mùi hoặc vị, gây nguy cơ ngộ độc. Trong cuộc sống hàng ngày, nhiệt kế bị hỏng có thể là nguồn gây ngộ độc.
Kim loại thủy ngân nguyên chất thu được từ một loại quặng khoáng gọi là chu sa, được nung ở nhiệt độ cao, làm bay hơi và ngưng tụ thủy ngân.
Thủy ngân được sử dụng ở đâu?
Những đặc tính độc đáo đã khiến thủy ngân trở thành một nguyên tố quan trọng trong các ngành công nghiệp hiện đại. Không có ngành công nghiệp nào mà kim loại đặc biệt này không được sử dụng:
Thủy ngân là một chất, trong trường hợp rò rỉ, con người phải hành động với tốc độ cực nhanh. Với việc loại bỏ đúng cách các hậu quả, bạn có thể nhanh chóng bảo vệ mình khỏi hơi thủy ngân có hại. Và sự hỗ trợ kịp thời có thể cứu sống một người.
So với đèn sợi đốt, đèn tiết kiệm năng lượng hiện đại có những ưu điểm rõ ràng. Nhưng do đặc điểm thiết kế nên bạn cần sử dụng chúng cẩn thận và có biện pháp xử lý nếu bóng đèn tiết kiệm năng lượng bị vỡ.
Ngày nay người ta đã biết rõ thủy ngân có tác hại gì đối với sức khỏe, vì vậy điều quan trọng là có thể vứt bỏ nhiệt kế thủy ngân bị hỏng đúng cách
Để tiết kiệm tài nguyên năng lượng, đèn huỳnh quang ngày càng được sử dụng nhiều hơn nhưng thiết kế của các thiết bị chiếu sáng này lại sử dụng thủy ngân, một kim loại nguy hiểm phải được xử lý bắt buộc.
Thủy ngân hoạt động như thế nào trong các thiết bị?
Pin điện
Chứa nguyên tố dioxysulfate-thủy ngân. Đó là một nguồn hóa học của dòng điện. Chất điện phân là dung dịch nước của kẽm sunfat, cực dương là kẽm và cực âm là hỗn hợp than chì với oxit thủy ngân và sunfat thủy ngân.
Những loại pin này được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay và máy ảnh kỹ thuật số.
Một thiết bị cho phép phân tích điện hóa các chất và quá trình hóa học. Một điện cực thả thủy ngân phân cực được ngâm trong dung dịch thử, còn điện cực kia là điện cực không phân cực có bề mặt lớn được phủ một lớp thủy ngân. Sau đó, một điện áp tăng dần được đặt vào các điện cực. Cường độ dòng điện đi qua dung dịch được đo bằng điện kế. Dựa trên các phép đo thu được, một bản đồ phân cực được xây dựng.
Phương pháp phân cực được sử dụng để nghiên cứu thành phần các chất độc hại trong khí thải công nghiệp, xác định mức độ bão hòa oxy trong máu và chẩn đoán các bệnh như khối u ác tính và bệnh phóng xạ bằng cách sử dụng cực đồ huyết thanh.
Đèn huỳnh quang và thạch anh
Thiết kế bao gồm một bình kín (thủy tinh hoặc thạch anh) chứa đầy hỗn hợp khí và hơi thủy ngân, và các điện cực được gắn ở cả hai bên. Một sự phóng điện được truyền qua các tiếp điểm và các tia cực tím vô hình xuất hiện trong bóng đèn, để chuyển đổi chúng thành ánh sáng khả kiến, bề mặt của bóng đèn được phủ một lớp phốt pho từ bên trong. Thành phần lớp phủ khác nhau có thể tạo ra nhiều màu sắc khác nhau. Bức xạ tia cực tím có tác dụng diệt khuẩn; y học sử dụng đặc tính này cho mục đích phòng ngừa và chống dịch tễ học.
phong vũ biểu
Bên trong thiết bị có một bình thủy ngân được bịt kín một bên, bình này phản ứng với những thay đổi nhỏ nhất của áp suất khí quyển. Tùy thuộc vào những thay đổi xảy ra, cột thủy ngân tăng hoặc giảm trên thang đo phong vũ biểu sẽ hiển thị thời tiết dự kiến.
Được sử dụng để đo huyết áp của một người.
Theo nguyên lý bình thông nhau, thủy ngân trong ống thủy tinh dâng lên do được cung cấp khí nén bằng bóng đèn cao su.
Áp suất được đọc trên thang đo ống.
Nó được phân biệt bởi độ chính xác cao so với các thiết bị mới xuất hiện, nhưng không còn được ngành công nghiệp sản xuất nữa.
Nhiệt kế
Dựa vào tính chất của thủy ngân là thể tích thay đổi dưới tác dụng của nhiệt độ. Nó bao gồm một bình thủy tinh chứa đầy thủy ngân và một cái cân, giá trị chia của nó có phạm vi rộng tùy thuộc vào mục đích của nhiệt kế (từ -39°C đến +357°C).
Bơm khuếch tán thủy ngân
Bao gồm trong việc lắp ráp các thiết bị chân không và với sự trợ giúp của nó, đạt được độ chân không sâu. Dùng để bơm khí hoặc hơi nước từ buồng làm việc của máy bơm. Quá trình này xảy ra do sự thay đổi định kỳ của áp suất bên trong buồng thông qua quá trình nung nóng và làm mát thủy ngân sau đó. Khí có xu hướng đến vùng có áp suất thấp, tạo ra chân không.
Thủy ngân nguy hiểm cho sức khỏe
Nguyên tố thứ tám mươi trong bảng tuần hoàn được công nhận là chất gây ô nhiễm môi trường toàn cầu. Về tác hại đến tính mạng và sức khỏe con người, nó thuộc loại nguy hiểm thứ nhất. Nguồn cung cấp thủy ngân vào khí quyển là các doanh nghiệp, nhà máy người sử dụng nó trong sản xuất của họ.
Khi thủy ngân xâm nhập vào không khí, nước và đất sẽ xảy ra quá trình hình thành các hợp chất hữu cơ có độc tính cao.
Sự tích tụ thủy ngân và các hợp chất thủy ngân trong cơ thể dẫn đến tổn thương da, đường hô hấp, các cơ quan nội tạng, hệ thần kinh và tạo máu.
Thủy ngân đã biến đổi từ một thành phần tự nhiên thành mối đe dọa đối với sức khỏe con người.
Thủy ngân là một kim loại màu bạc nhẹ ở giai đoạn thứ sáu của bảng tuần hoàn. Chất này nằm trong phân nhóm kẽm có số nguyên tử 80. Đặc điểm chính của thủy ngân là trạng thái lỏng kết tụ trong điều kiện phòng bình thường, tức là ở nhiệt độ +20–25°C. Hơi của kim loại này độc hại.
Thủy ngân đỏ là một vật liệu hư cấu. Anh ấy được ghi nhận với hiệu suất cực kỳ cao. Sự tồn tại của một nguyên tố như vậy vẫn chưa được cộng đồng khoa học biết đến, vì sự kết hợp của thủy ngân với nhiệt độ cao sẽ tạo ra thủy ngân sunfua.
Thủy ngân được sử dụng trong lĩnh vực y tế để sản xuất nhiệt kế, nhưng những thiết bị này đang dần được thay thế bằng những lựa chọn an toàn hơn. Ví dụ như nhiệt kế điện tử.
Một chất như thủy ngân thực tế không thể thay thế được trong công nghệ đo lường có độ chính xác cao. Hơi của nó được sử dụng rộng rãi trong đèn huỳnh quang. Thủy ngân được sử dụng trong quá trình sản xuất một số loại nguồn năng lượng nhất định (ví dụ: pin thủy ngân-kẽm).
Trong ngành luyện kim, thủy ngân được sử dụng để sản xuất các hợp kim khác nhau và tái chế nhôm. Gần đây, nó đã được sử dụng rộng rãi trong đồ trang sức. Thủy ngân phổ biến trong sản xuất vàng như một phương tiện tiền xử lý đá chứa vàng để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách kim loại quý ra khỏi xỉ.
Trong lĩnh vực nông nghiệp, hợp chất thủy ngân là một phần của thuốc trừ sâu, có tác động cực kỳ tiêu cực đến môi trường. Vì vậy, loại phân bón này không còn được sử dụng nữa.
Các mỏ tự nhiên của các thành tạo khoáng chất mà từ đó thủy ngân được sản xuất với khối lượng khá lớn được gọi là các mỏ thủy ngân. Quặng thủy ngân chính là chu sa. Hàm lượng thủy ngân trong đó là khoảng 85%. Chất tập trung thứ hai trong hóa thạch này là metacinnabarite.
Thủy ngân cũng được tìm thấy trong:
- đá khoáng sản;
- đồng sunfat có chứa thủy ngân (arsenic, sphalerit và antimon).
Thủy ngân có thể xuất hiện trong tự nhiên dưới dạng hóa thạch bản địa, nhưng những trầm tích như vậy rất hiếm. Thủy ngân cũng có thể được chiết xuất đồng thời từ dầu, vật liệu xi măng, nguyên liệu thô và than đá.
Quặng thủy ngân có các hình thái khác nhau, tức là trầm tích có thể ở dạng cao nguyên hoặc dạng tiếp xúc, ở dạng mạch, tổ và kho chứa. Ở cấp độ di truyền, những điều sau đây có thể được hình thành:
- trầm tích thủy nhiệt (plutonogen);
- tiền gửi từ xa;
- trầm tích núi lửa;
- chất đặt thủy ngân.
Mặc dù phổ biến nhất là:
- Plutonogen.
- Núi lửa.
Theo quy luật, nó được hình thành do tiếp xúc với các dung dịch nhiệt độ thấp, nồng độ thấp và thủy nhiệt.
ít phổ biến hơn, nhưng có thể được hình thành với sự tham gia của khí quá nhiệt và phát ra chất lỏng, với hàm lượng hơi thủy ngân cao.
Thủy ngân được chiết xuất trong các mỏ bằng hoạt động khoan và nổ mìn, sử dụng thiết bị điện và pháo hoa công nghiệp. Đá đỏ khai thác được vận chuyển từ mỏ bằng băng tải, sau đó bằng xe tải hoặc tàu hỏa đến các điểm để tiếp tục chế biến quặng (nhà máy tập trung, nhà máy chế biến). Ở đó, vật liệu được nghiền trong máy nghiền theo một hoặc nhiều công đoạn. Quặng nghiền được gửi đến các nhà máy đặc biệt để thu được phần mịn hơn. Để đạt hiệu quả tối ưu, các nhà máy công nghiệp được trang bị các thanh thép ngắn hoặc bi thép.
Quy trình sản xuất thủy ngân từ quặng
Bột thu được từ các khoáng chất chứa thủy ngân được đưa đến lò nung ống để đun nóng. Chu sa khi được nung nóng đến nhiệt độ nhất định sẽ tương tác với oxy có trong không khí. Phản ứng này tạo ra sulfur dioxide, làm cho thủy ngân bay hơi. Thủ tục này được gọi là bắn.
Hơi thủy ngân bốc lên thoát ra cùng với hơi nước, sulfur dioxide và các sản phẩm đốt khác từ lò và đi vào thiết bị ngưng tụ đặc biệt, nơi nó được làm mát. Kết quả là thủy ngân có nhiệt độ sôi là 357°C chuyển sang trạng thái lỏng. Hơi và khí còn lại được thải vào khí quyển hoặc được sử dụng trong quy trình công nghiệp để giảm ô nhiễm môi trường.
Thu được thủy ngân từ quặng
Thủy ngân thu được được hợp nhất. Vì chất này có trọng lượng riêng cao nên tất cả các chất phụ gia và tạp chất có thể có sẽ ở trên bề mặt dưới dạng màng hoặc bọt. Kết quả của quá trình lọc tiếp theo là thủy ngân được tinh chế.
Chất thu được phù hợp để sử dụng, nhưng không phải cho tất cả các ứng dụng sử dụng thủy ngân.
Là các biện pháp làm sạch bổ sung, kim loại lỏng trải qua quá trình lọc cơ học, quy trình điện phân và tinh chế bằng cách sử dụng các thành phần hoạt tính hóa học.
Cách tiếp cận phổ biến nhất là thanh lọc ba lần. Sự tăng dần nhiệt độ của một chất cho đến khi tạp chất tách ra hoặc thủy ngân tự bay hơi. Quy trình này được thực hiện ba lần để dần dần làm sạch chất.
Các quốc gia dẫn đầu ngành thủy ngân
Ngày nay, các vị trí dẫn đầu trong sản xuất quặng thủy ngân trên thế giới thuộc về các quốc gia sau: 
- Tây ban nha;
- Canada;
- Mexico;
- Ý;
- Thổ Nhĩ Kỳ;
- Nhật Bản;
- Philippin;
- Algeria và một số nước trong không gian hậu Xô Viết.
Các quốc gia thuộc Liên Xô cũ có sự phát triển lớn về quặng chứa thủy ngân là Kazakhstan, Ukraine, Tajikistan, Kyrgyzstan, Liên bang Nga và Uzbekistan.
Hầu hết các quốc gia khai thác thủy ngân đều không sử dụng nó trong các ngành công nghiệp của họ. Những người tiêu dùng chính dự trữ kim loại lỏng này trên thế giới là các quốc gia sau: Hoa Kỳ, Nhật Bản, Anh, Pháp và Đức, vì đây là những trung tâm công nghiệp lớn.
Thủy ngân, do những đặc tính tuyệt vời của nó, chiếm một vị trí đặc biệt trong số các kim loại khác và được sử dụng rộng rãi trong khoa học và công nghệ.
Tính chất duy trì ở trạng thái lỏng của thủy ngân trong khoảng nhiệt độ từ 357,25 đến -38,87 ° C là duy nhất. Ở nhiệt độ thấp, thủy ngân trơ với nhiều chất lỏng và khí mạnh, bao gồm cả oxy trong khí quyển. Nó thực tế không tương tác với axit sulfuric và hydrochloric đậm đặc; nó được sử dụng khi làm việc, ví dụ, với các chất độc hại và mạnh như borohydrit.
Thủy ngân được sử dụng trong kỹ thuật điện, luyện kim, y học, hóa học, xây dựng, nông nghiệp và nhiều lĩnh vực khác; vai trò của nó đặc biệt quan trọng trong thực hành phòng thí nghiệm.
Việc sử dụng thủy ngân trong đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo chân không, nhiệt kế, trong nhiều thiết kế van, cầu dao, máy bơm chân không cao, các loại rơle, thiết bị kiểm soát nhiệt độ, v.v. đã được biết đến rộng rãi.
Thủy ngân kim loại được sử dụng làm chất dằn, chất ổn nhiệt và chất bịt kín, và hơi thủy ngân được sử dụng làm môi trường bảo vệ khi nung nóng kim loại.
Thủy ngân được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu điện hóa và tế bào Clark và Weston bình thường, có giá trị EMF ổn định, trong điện kế Lippmann, được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc của lớp điện kép, sự phụ thuộc của hệ số ma sát vào điện thế, sức căng bề mặt liên vùng, độ ẩm và các hiện tượng khác, trong các điện cực tham chiếu thủy ngân-sulfate, thủy ngân-phosphate, thủy ngân-oxit và thủy ngân-iodide được sử dụng để đo điện thế.
Năm 1922, J. Heyrovsky đã phát triển phương pháp phân tích cực phổ sử dụng điện cực giọt thủy ngân. Phương pháp này có thể xác định nồng độ các chất thấp (10 -3 - 10 -4 mol/l), và việc thay thế thủy ngân trong phân tích cực phổ bằng hỗn hống, việc sử dụng phương pháp “cực cực hỗn hống có tích lũy” cho phép mở rộng khả năng của phân cực phổ. và tăng độ chính xác của phép đo lên 3-4 bậc độ lớn.
Thủy ngân và hỗn hống được sử dụng thành công trong đo cường độ dòng điện và. chuẩn độ điện thế, phân tích điện lượng, cũng như trong quá trình điện phân trên cực âm thủy ngân.
Thủy ngân thường được sử dụng làm chất phụ trợ trong nghiên cứu các hệ kim loại. Ví dụ, với sự trợ giúp của nó, sơ đồ trạng thái của các hợp kim nhị phân niken - kẽm, niken - thiếc, sắt - mangan, crom - kẽm, v.v. đã được tinh chế. Nó được sử dụng làm dung môi để sản xuất vật liệu bán dẫn, đặc biệt,. để nuôi cấy ở nhiệt độ thấp từ dung dịch thủy ngân bão hòa a-thiếc của các tinh thể đơn thiếc màu xám. Các tấm làm bằng thiếc xám rất nhạy cảm với bức xạ hồng ngoại - chúng có thể phát hiện sóng điện từ có chiều dài lên tới 15 micron.
Các tiếp điểm thủy ngân được sử dụng để xác định chính xác điện trở suất silicon.
Với sự trợ giúp của thủy ngân, hiện tượng làm ướt, dẻo hóa và làm giòn các hợp kim kẽm, thiếc, đồng, chì, vàng, đồng thau, nhôm, thép và titan được nghiên cứu. Trong khoa học kim loại, thủy ngân được sử dụng để khắc và nghiên cứu khuếch tán.
Nó được sử dụng rộng rãi để xác định độ xốp của than hoạt tính, silica gel, gốm sứ và lớp phủ kim loại. Máy đo độ xốp được biết là hoạt động ở áp suất lên tới 3500 at và cho phép xác định các lỗ rỗng có đường kính lên tới vài A.
Thủy ngân cũng được sử dụng để hiệu chuẩn chính xác các dụng cụ thủy tinh thể tích, buret, pipet và pycnometer, để xác định đường kính của ống mao quản, làm chất lỏng nén khi xác định khí trong chất lỏng sinh học, trong máy phân tích khí của các hệ thống khác nhau, máy đo thể tích, v.v.
Áp suất hơi tương đối thấp ở nhiệt độ vượt quá 500°C cho phép sử dụng thủy ngân làm chất lỏng hoạt động trong các nhà máy điện sử dụng nhiệt giải phóng trong quá trình phân rã phóng xạ để sưởi ấm, cũng như trong các nhà máy công nghiệp nhị phân mạnh mẽ, trong đó năng lượng điện được tạo ra bằng cách sử dụng Giai đoạn 1 sử dụng tua bin hơi nước thủy ngân, giai đoạn 2 sử dụng tua bin hoạt động bằng hơi nước 46-B2. Hiệu suất của các nhà máy nhị phân vượt quá hiệu suất của bất kỳ động cơ nhiệt nào và thậm chí cả những thiết kế tiên tiến như động cơ đốt trong.
Trong các lò phản ứng hạt nhân, cùng với nước, chất làm mát kim loại lỏng, bao gồm cả thủy ngân, ngày càng được sử dụng để loại bỏ nhiệt. Đồng thời, hiệu suất của các nhà máy hạt nhân được tăng lên đáng kể và những khó khăn liên quan đến việc sử dụng nước và hơi nước dưới áp suất cao được loại bỏ.
Thủy ngân làm chất làm mát thường được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, ví dụ, trong quá trình sulfon hóa naphtalen, để chưng cất 2-naphthol, để chưng cất dầu bôi trơn, trong sản xuất anhydrit phthalic, trong quá trình crackinh, v.v. Trong trường hợp này, có thể thực hiện các quy trình ở nhiệt độ lên tới 800°C, đồng thời đảm bảo gia nhiệt đồng đều cho toàn bộ khối phản ứng. Thủy ngân cũng có thể dùng làm chất xúc tác, ví dụ như trong sản xuất axit axetic.
Trong luyện kim, người ta đã biết đến phương pháp đúc sử dụng mô hình thủy ngân thẳng. Các bộ phận riêng lẻ của mô hình, được làm bằng thủy ngân đông lạnh, có thể dễ dàng hàn do tiếp xúc và nén nhẹ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất các mô hình tổng hợp và phức tạp; Trong quá trình nấu chảy tiếp theo của các mô hình làm bằng thủy ngân rắn, thể tích của nó thay đổi rất ít, điều này có thể đưa ra dung sai rất nhỏ đối với kích thước của vật đúc. Bằng cách này, có thể tạo ra các vật đúc chính xác có cấu hình cực kỳ phức tạp và đặc biệt là các bộ phận của tuabin khí máy bay.
Áp suất thấp của hơi thủy ngân ở nhiệt độ bình thường cũng được sử dụng để tạo ra nhiều loại đèn thủy ngân khác nhau, trong đó vị trí đầu tiên thuộc về đèn huỳnh quang (LD, LDC, LB, LHB, LTB, v.v.).
Đèn thủy ngân áp suất thấp (-10 -3 mm Hg ở 20-40°C), làm bằng thạch anh hoặc thủy tinh uviol, là nguồn bức xạ cộng hưởng có bước sóng bằng 2537 và 1849 A. Chúng được dùng làm đèn diệt khuẩn và phát quang. Đèn thủy ngân diệt khuẩn (BUV-15, BUV-30, v.v.) hoạt động ở dải sóng ngắn của tia cực tím và được sử dụng để khử trùng các sản phẩm thực phẩm, nước, không khí trong nhà, v.v. Đèn thủy ngân huỳnh quang (EUV-15, EUV -30) hoạt động ở các phần dải sóng giữa của phổ bức xạ cực tím và được dùng cho mục đích y tế.
Đèn thủy ngân áp suất thấp cũng được sử dụng để nghiên cứu quang phổ Raman và chiếu xạ các thang đo của nhiều dụng cụ khác nhau, tay cầm chỉ báo và các thiết bị khác được phủ một thành phần ánh sáng có tia cực tím.
Trong đèn thủy ngân áp suất cao (áp suất hơi thủy ngân 0,3-12 at) bức xạ cường độ cao xảy ra ở các phần tử ngoại và xanh tím của quang phổ. Chúng được sử dụng cho công việc photocopy (IGAR-2), chiếu sáng các cơ sở công nghiệp, đường phố và đường cao tốc (DRL); cho vật lý trị liệu, quang phổ và phân tích phát quang, trong quang hóa; Để sao chép công việc, đèn thạch anh thủy ngân RKS-2.5 cũng được sử dụng.
Đèn thủy ngân áp suất cực cao (áp suất hơi thủy ngân trong chúng lên tới hàng chục, thậm chí hàng trăm atm) hoạt động ở nhiệt độ lên tới 1000° C.
Sự kết hợp của các loại đèn như vậy với hồ quang phát sáng có hiệu suất phát sáng và độ sáng cực lớn cho phép sử dụng đèn thủy ngân áp suất cực cao trong đèn định vị, thiết bị quang phổ và thiết bị chiếu. Bức xạ cường độ cao ở phần tím và xanh lam của quang phổ của các loại đèn này được sử dụng cho quang hợp, trong kính hiển vi huỳnh quang, cho mục đích trang trí (sơn phát sáng), v.v.
Để tăng cường độ bức xạ ở vùng quang phổ mong muốn trong đèn thủy ngân, người ta thường sử dụng hỗn hống kẽm, cadmium và các kim loại khác thay cho thủy ngân kim loại, hoặc thêm các hợp chất halogenua của kim loại như tali, natri, indium, v.v. đến đèn thủy ngân.
Cùng với đèn thủy ngân, các bộ chỉnh lưu dòng điện thủy ngân vốn không có độ bền và tính dễ vận hành ngang nhau cũng không hề mất đi tầm quan trọng của mình. Chỉ gần đây, trong công nghệ sản xuất một số hóa chất, chẳng hạn như sản xuất clo và xút, van thủy ngân đang dần được thay thế bằng bộ chỉnh lưu silicon, cho phép sử dụng dòng điện chỉnh lưu lên tới 25.000 A để sử dụng. điện phân.
Thủy ngân cũng được sử dụng trong ngành công nghiệp điện tử. Hơi thủy ngân được sử dụng trong dạ dày (GR1-0,25/1,5; VG-236, VG-129), được sử dụng trong các máy phát công suất cao và trung bình, trong thyratron và triode chứa đầy khí. Thủy ngân được sử dụng trong máy phát siêu âm với cảm biến áp điện, trong máy phát điện để sưởi ấm tần số cao và trong các thiết bị điện tử khác.
Thủy ngân được sử dụng rộng rãi trong công nghệ chân không. Đã hơn 50 năm trôi qua kể từ khi Goede phát minh ra máy bơm khuếch tán thủy ngân và Langmuir cải tiến. Những máy bơm này hóa ra là không thể thiếu trong việc thu được chân không cực cao (10 -13 mm Hg). Bơm khuếch tán thủy ngân được sử dụng thành công để tạo chân không trong máy gia tốc tuyến tính của các hạt cơ bản, trong các thiết bị mô phỏng các điều kiện của không gian vũ trụ; trong lắp đặt phản ứng tổng hợp nhiệt hạch, để bơm ra một số thiết bị sử dụng quang hóa.
Bơm thủy ngân được ưa thích để tạo chân không trong máy quang phổ khối nhạy cảm, máy dò rò rỉ sử dụng hydro và các thiết bị khác.
Nhiều ứng dụng này của máy bơm thủy ngân là do thủy ngân có những ưu điểm quan trọng so với dầu hữu cơ hoặc silicon được sử dụng trong máy bơm khuếch tán hơi dầu. Một trong những ưu điểm này là thủy ngân, là một chất đơn giản, không bị phân hủy thành các thành phần cấu thành và không làm nhiễm bẩn thành của thiết bị bơm ở mức độ tương tự như các thành phần của chất lỏng được sử dụng trong máy bơm dầu hơi.
Khả năng thủy ngân tạo ra hỗn hống (dung dịch thực hoặc keo của kim loại trong thủy ngân), thậm chí mặc dù độ hòa tan của hầu hết các kim loại trong đó không đáng kể, có tầm quan trọng đặc biệt. Trong những năm gần đây, do việc sử dụng hỗn hống rộng rãi nên một ngành công nghiệp mới gọi là luyện kim hỗn hống đã được hình thành. Với sự trợ giúp của hỗn hống, quá trình xử lý phức tạp các nguyên liệu thô đa kim được thực hiện, thu được bột kim loại mịn, hợp kim đa thành phần có thành phần xác định, kim loại nguyên chất và siêu tinh khiết, hàm lượng tạp chất không vượt quá 10 -6 -10 -8 cân nặng. %. Trong một số trường hợp, mức độ tinh chế kim loại quan trọng đến mức các phương pháp phân tích hiện tại không thể phát hiện tạp chất trong sản phẩm cuối cùng. Sử dụng luyện kim hỗn hống, có thể thu được kim loại có độ tinh khiết bất kỳ, tùy thuộc vào độ tinh khiết của nguyên liệu ban đầu - thuốc thử hóa học, nước, thiết bị, v.v.
Khi hỗn hống được nung nóng đến nhiệt độ cao, thủy ngân sẽ được chưng cất và kết quả là kim loại thu được ở dạng bột tự cháy mịn hoặc khối lượng nhỏ gọn chứa vết thủy ngân không đáng kể. Tính năng này của hỗn hống được sử dụng trong luyện kim bột; Sử dụng các phương pháp công nghệ, có thể thu được hợp kim đa thành phần ở bất kỳ nồng độ nào từ kim loại chịu lửa hoặc kim loại, một trong số đó có nhiệt độ nóng chảy thấp và loại còn lại vượt quá 1500-2000 ° C.
Nhiều kim loại và hợp kim, bao gồm cả những kim loại thực tế không hòa tan trong thủy ngân, chẳng hạn như thép, bạch kim, titan, permalloy và các loại khác, được phủ một lớp thủy ngân mỏng khi lớp oxit hoặc màng hấp phụ được loại bỏ khỏi bề mặt của chúng. Tính chất này cũng đã được ứng dụng trong thực hành trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Ví dụ, nó được sử dụng trong sản xuất xút và clo bằng cách điện phân dung dịch clorua kim loại kiềm trên cực âm thủy ngân, sau khi trộn lẫn các đáy của máy điện phân thép. Sự hỗn hợp vẫn được sử dụng trong ngành khai thác vàng để tách vàng khỏi đá sau đó chưng cất thủy ngân, mặc dù gần đây phương pháp này, có lịch sử lâu đời, đã được thay thế bằng phương pháp xyanua hóa tiến bộ hơn.
Trong điện hóa học và hóa học phân tích, trong phân tích phân cực, các điện cực bạch kim hỗn hợp, v.v. thường được sử dụng.
Hỗn hống của kim loại kiềm và kiềm thổ, kẽm, nhôm và các nguyên tố khác được sử dụng trong hóa học chuẩn bị cho các phản ứng khử. Ví dụ, hỗn hống của kim loại kiềm được sử dụng để tạo ra hydro và xút khi tương tác với nước, để khử oxy thành hydro peroxide, carbon dioxide thành formate và oxalat. Các oxit nitơ khi tương tác với hỗn hống của kim loại kiềm sẽ bị khử thành nitrit tương ứng, oxit clo - thành clorit của kim loại kiềm tương ứng, sulfur dioxide - thành hydrosulfite. Ngoài ra còn có các phương pháp được biết đến để sản xuất hydrua của kim loại kiềm, asen và germani, cũng như các nguyên tố khác. Với sự trợ giúp của hỗn hống, người ta có thể khử phi kim loại thành kim loại tự do trong các môi trường khác nhau, tách các nguyên tố đất hiếm cũng như cô lập chúng.
Hỗn hống cũng được sử dụng để khử các hợp chất hữu cơ: để hydro hóa nhiều liên kết cacbon-cacbon, để khử các nhóm hydroxyl, cacbonyl và cacboxyl, để khử các nhóm chứa halogen và nitơ, để sản xuất các hợp chất thủy ngân hữu cơ .
Trong công nghiệp, các hỗn hống này được sử dụng để sản xuất cồn kim loại kiềm, sau đó được sử dụng trong sản xuất các loại thuốc nhuộm và chế phẩm thuốc - sulfonamid, barbiturat và vitamin; để khử các hợp chất nitơ thơm thành amin, từ đó được sử dụng trong sản xuất các loại thuốc nhuộm azo; để thu được rượu hexahydric (d-sorbitol và d-mannitol) bằng cách khử d-glucose và d-mannose. Rượu thu được được sử dụng trong sản xuất các loại giấy đặc biệt, vitamin C, este và nhựa nhân tạo; hỗn hống natri được sử dụng để thu được d-ribose, đóng vai trò là sản phẩm khởi đầu trong quá trình tổng hợp vitamin B2. Sử dụng hỗn hống kim loại kiềm, thu được aldehyd salicylic, pinacone, là sản phẩm khởi đầu trong quá trình tổng hợp cao su dimethylbutadiene, axit glyoxylic được sử dụng. trong quá trình tổng hợp các chất thơm, ví dụ như vanillin, trong sản xuất olefin halogen hóa và nhiều chất khác.
Hỗn hống không kém phần được sử dụng rộng rãi để sản xuất natri peroxide, natri clorua và natri hydro sunfat, v.v.
Thủy ngân (Hg, từ lat. Hydrargyrum) - nguyên tố thuộc chu kỳ thứ sáu của hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học của D.I. Mendeleev với số nguyên tử 80, thuộc phân nhóm kẽm (một phân nhóm phụ của nhóm II). Chất đơn giản thủy ngân- kim loại chuyển tiếp, ở nhiệt độ phòng là chất lỏng nặng màu trắng bạc, hơi của nó cực kỳ độc hại.
Thủy ngân là một trong hai nguyên tố hóa học (và là kim loại duy nhất), các chất đơn giản trong đó, trong điều kiện bình thường, ở trạng thái kết tụ lỏng (nguyên tố thứ hai như vậy là brom).
1 Lịch sử
Nguồn gốc của tên
2 Hòa mình vào thiên nhiên
2.1 Tiền gửi
3 Trong môi trường
4 đồng vị
5 Biên nhận
6 Tính chất vật lý
7 Tính chất hóa học
7.1 Trạng thái oxy hóa đặc trưng
7.2 Tính chất của thủy ngân kim loại
8 Sử dụng thủy ngân và các hợp chất của nó
8.1 Thuốc
8.2 Kỹ thuật
8.3 Luyện kim
8.4 Công nghiệp hóa chất
8.5 Nông nghiệp
9 Độc tính thủy ngân
9.1 Quy định vệ sinh nồng độ thủy ngân
Câu chuyện
9.2 Khử thủy ngân
Sao Thủy đã được biết đến từ thời cổ đại. Nó thường được tìm thấy ở dạng nguyên bản (giọt chất lỏng trên đá), nhưng thường thì nó thu được bằng cách nung chu sa tự nhiên. Người Hy Lạp và La Mã cổ đại đã sử dụng thủy ngân để tinh chế vàng (hỗn hợp) và biết về độc tính của thủy ngân và các hợp chất của nó, đặc biệt là ở dạng thăng hoa. Trong nhiều thế kỷ, các nhà giả kim coi thủy ngân là thành phần chính của tất cả các kim loại và tin rằng nếu thủy ngân lỏng được phục hồi độ cứng với sự trợ giúp của lưu huỳnh hoặc asen thì sẽ thu được vàng. Sự cô lập thủy ngân ở dạng nguyên chất được nhà hóa học người Thụy Điển Georg Brandt mô tả vào năm 1735. Để đại diện cho nguyên tố này, cả các nhà giả kim và ngày nay đều sử dụng biểu tượng của hành tinh Sao Thủy. Nhưng việc thủy ngân thuộc về kim loại chỉ được chứng minh qua công trình của Lomonosov và Brown, những người vào tháng 12 năm 1759 đã có thể đông cứng thủy ngân và thiết lập các tính chất kim loại của nó: tính dẻo, tính dẫn điện, v.v.
Nguồn gốc của tên
Tên tiếng Nga của thủy ngân xuất phát từ praslav. *rtǫ tь, liên quan đến lit. rísti"cuộn". Ký hiệu Hg được mượn từ tên giả kim Latin của nguyên tố này hydrargyrum(tiếng Hy Lạp cổ ὕδωρ “nước” và ἄργυρος “bạc”).
Ở trong tự nhiên
Thủy ngân là nguyên tố tương đối hiếm trong vỏ trái đất với hàm lượng trung bình là 83 mg/t. Tuy nhiên, do thủy ngân liên kết hóa học yếu với các nguyên tố phổ biến nhất trong vỏ trái đất nên quặng thủy ngân có thể rất đậm đặc so với đá thông thường. Hầu hết các loại quặng giàu thủy ngân đều chứa tới 2,5% thủy ngân. Dạng thủy ngân chính trong tự nhiên được phân tán và chỉ 0,02% trong số đó được chứa trong trầm tích. Hàm lượng thủy ngân trong các loại đá lửa khác nhau gần nhau (khoảng 100 mg/t). Trong số các loại đá trầm tích, nồng độ thủy ngân tối đa được tìm thấy trong đá phiến sét (lên tới 200 mg/t). Trong vùng biển của Đại dương Thế giới, hàm lượng thủy ngân là 0,1 μg/l. Đặc điểm địa hóa quan trọng nhất của thủy ngân là trong số các nguyên tố chalcophile khác, nó có khả năng ion hóa cao nhất. Điều này xác định các tính chất như vậy của thủy ngân như khả năng khử thành dạng nguyên tử (thủy ngân tự nhiên), khả năng kháng hóa chất đáng kể đối với oxy và axit.
Thủy ngân có mặt trong hầu hết các khoáng chất sunfua. Hàm lượng đặc biệt cao của nó (lên tới phần nghìn và phần trăm phần trăm) được tìm thấy trong fahlores, stibnite, sphalerites và realgar. Khoảng cách gần của bán kính ion của thủy ngân hóa trị hai và canxi, thủy ngân hóa trị một và bari xác định tính đồng hình của chúng trong fluorit và barit. Trong chu sa và metacinnabarite, lưu huỳnh đôi khi được thay thế bằng selen hoặc Tellurium; Hàm lượng selen thường là một phần trăm và phần mười phần trăm. Các selenua thủy ngân cực kỳ hiếm được biết đến - timanite (HgSe) và onofrite (hỗn hợp của timanite và sphalerite).
Thủy ngân là một trong những chỉ số nhạy cảm nhất về quá trình khoáng hóa tiềm ẩn không chỉ của thủy ngân mà còn của các trầm tích sunfua khác nhau, do đó quầng sáng thủy ngân thường được phát hiện trên tất cả các trầm tích sunfua ẩn và dọc theo các đứt gãy tiền quặng. Đặc điểm này, cũng như hàm lượng thủy ngân thấp trong đá, được giải thích là do hơi thủy ngân có độ đàn hồi cao, tăng theo nhiệt độ và quyết định độ di chuyển cao của nguyên tố này trong pha khí.
Trong điều kiện bề mặt, chu sa và thủy ngân kim loại không hòa tan trong nước, nhưng khi có mặt (Fe 2 (SO 4) 3, ozon, hydro peroxide), độ hòa tan của các khoáng chất này đạt tới hàng chục mg/l. Thủy ngân hòa tan đặc biệt tốt trong sunfua của kiềm ăn da với sự hình thành phức hợp HgS nNa 2 S. Thủy ngân dễ dàng bị hấp thụ bởi đất sét, hydroxit sắt và mangan, đá phiến và than đá.
Khoảng 20 khoáng chất thủy ngân được biết đến trong tự nhiên, nhưng giá trị công nghiệp chính là chu sa HgS (86,2% Hg). Trong một số trường hợp hiếm hoi, đối tượng khai thác là thủy ngân tự nhiên, metacinnabarite HgS và quặng fahl - schwatzite (lên tới 17% Hg). Tại mỏ Guitzuco duy nhất (Mexico), khoáng vật quặng chính là Livingstonite HgSb 4 S 7. Trong vùng oxy hóa của trầm tích thủy ngân, các khoáng thủy ngân thứ cấp được hình thành. Trước hết, chúng bao gồm thủy ngân tự nhiên, metacinnabarite ít phổ biến hơn, khác với các khoáng chất chính tương tự ở độ tinh khiết cao hơn trong thành phần. Calomel Hg 2 Cl 2 tương đối phổ biến. Các hợp chất halogenua siêu gen khác cũng phổ biến ở mỏ Terlingua (Texas) - terlinguaite Hg 2 ClO, eglestonite Hg 4 Cl.