Щільність ртуті і її властивості – таблиця на
Властивості ртуті: щільність, теплопровідність, теплоємність
У таблиці представлена щільність (питома вага), теплопровідність, питома теплоємність і інші теплофізичні властивості ртуті Hg в залежності від температури. Дано такі властивості цього металу: щільність, питома масова теплоємність, коефіцієнт теплопровідності, температуропровідність, кінематична в’язкість, коефіцієнт теплового розширення (КТР), питомий електричний опір. Властивості ртуті вказані в інтервалі температури від 100 до 1100 К.
Щільність ртуті дорівнює 13540 кг / м 3 при кімнатній температурі – це досить висока величина, вона в 13,5 раз більше щільності води. Ртуть є найважчим з рідких металів. Щільність ртуті при її нагріванні зменшується, ртуть стає менш щільною. Наприклад при 1000К (727 ° С) питома вага ртуті знижується до значення 11830 кг / м 3.
Питома теплоємність ртуті дорівнює 139 Дж / (кг · град) при 300К і слабо залежить від температури – при нагріванні ртуті її теплоємність зменшується.
Теплопровідність ртуті при низьких негативних температурах має високе значення, при температурі 250 К теплопровідність ртуті мінімальна з подальшим її збільшенням у міру нагрівання цього металу.
Залежність в’язкості, числа Прандтля і питомої електричного опору ртуті така, що при зростанні температури значення цих властивостей ртуті зменшуються. Температуропроводності ртуті збільшується при її нагріві.
Слід зазначити, що ртуть має дуже велике значення КТР. в порівнянні з іншими металами. іншими словами, при нагріванні ртуть дуже сильно розширюється. Це властивість ртуті використовується при виробництві ртутних термометрів.
щільність ртуті
Щільність ртуті настільки велика, що в ній плавають такі метали, як свинець. родій та інші важкі метали. З ростом температури значення щільності ртуті зменшується. Нижче наведена таблиця значень щільності ртуті в залежності від температури при атмосферному тиску з точністю до п’ятого знака після коми. Щільність вказана в інтервалі температури від 0 до 800 ° С. Щільність в таблиці виражена в розмірності т / м 3. Наприклад, при температурі 0 ° С щільність ртуті дорівнює 13,59503 т / м 3 або 13595,03 кг / м 3.
Таблиця тиску парів ртуті
У таблиці наведені значення тиску насиченої пари ртуті в діапазоні температури від -30 до 800 ° С. Ртуть має порівняно велику величину тиску парів, залежність якого від температури досить сильна. Наприклад, при 100 ° С тиск насиченої пари ртуті, за даними таблиці, так само 37,45 Па, а при 200 ° С – підвищується до 2315 Па.
Схожі статті
Ртуть — хімічний елемент.
Ртуть — хімічний елемент із символом Hg і атомним номером 80. Це сріблясто-білий метал, рідкий за кімнатної температури та має високу щільність.
Ртуть є високотоксичною речовиною, яка може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям при попаданні всередину або вдиханні.
У цій статті ми детально розглянемо властивості, використання та вплив ртуті на здоров’я.
Атом ртуті
Атом ртуті (Hg) має наступну структуру:
- Протони: Ртуть має 80 протонів в ядрі, оскільки її атомний номер в періодичній таблиці дорівнює 80.
- Електрони: У нейтральному атомі ртуті також 80 електронів. Електрони розташовані в різних електронних оболонках атома. Електронна конфігурація ртуті може бути записана, наприклад, як [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 6d 10 , що вказує на розміщення електронів в різних підоболонках.
- Нейтрони: Кількість нейтронів в атомі ртуті може варіюватися в залежності від ізотопу ртуті. Найрозповсюдженіший ізотоп ртуті, який має стабільний і найбільш поширений вид, має 120 нейтронів. Таким чином, для стабільного ізотопу ртуті масове число (кількість протонів + кількість нейтронів) дорівнює приблизно 200.
Валентність ртуті
Валентність ртуті може бути різною, залежно від конкретного хімічного сполуку, в якій вона бере участь. Ртуть може мати валентність +1 або +2.
- Валентність +1: Ртуть може формувати іони Hg²⁺ з валентністю +1, коли вона взаємодіє з деякими іншими елементами або сполуками. Наприклад, у ртутних солях, таких як ртутні хлориди (HgCl₂), ртутні нітрати (Hg(NO₃)₂) тощо, ртуть має валентність +1.
- Валентність +2: У деяких інших сполуках, таких як оксиди ртуті (HgO), ртуть може мати валентність +2. Валентність +2 є більш типовою для ртуті в оксидних сполуках.
Властивості ртуті
Фізичні властивості
Ртуть є унікальним елементом, оскільки вона є рідиною при кімнатній температурі. Має температуру плавлення -38,83°C і температуру кипіння 356,73°C. Має високу щільність 13,5 грамів на кубічний сантиметр, що робить більш ніж у 13 разів щільнішим за воду, має низький тиск пари, тобто вона повільно випаровується при кімнатній температурі.
Хімічні властивості
Ртуть належить до групи перехідних металів і знаходиться в 12 групі періодичної таблиці. Вона має два валентних електрони і може утворювати сполуки як у +1, так і в +2 ступенях окислення. Це відносно неактивний елемент, який важко реагує з киснем, водою чи багатьма іншими речовинами.
Ізотопи
Ртуть має сім стабільних ізотопів, найпоширенішим із яких є ртуть-202. Також було виявлено кілька радіоактивних ізотопів ртуті, включаючи ртуть-194, ртуть-197 і ртуть-203.
Використання ртуті
Промислове застосування
Використовується в різноманітних промислових процесах, включаючи виробництво електричного обладнання, батарей і люмінесцентних лампочок. Також використовується у виробництві хлору та каустичної соди.
Медичні застосування
Ртуть використовувалася як ліки протягом століть, хоча в наш час її використання значно скоротилося. Колись його використовували для лікування різноманітних захворювань, включаючи сифіліс, але його використання було припинено через його токсичність.
Екологічні програми
Ртуть використовується для рекультивації забруднених ґрунтів і водних шляхів. Він також використовується у виробництві обладнання для моніторингу навколишнього середовища, такого як термометри та барометри.
Вплив ртуті на здоров’я
Є високотоксичною речовиною, яка може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям при попаданні всередину або вдиханні. Довготривалий вплив ртуті може призвести до низки проблем зі здоров’ям, включаючи неврологічні пошкодження, пошкодження нирок і проблеми з диханням.
Отруєння ртуттю
Отруєння ртуттю може статися через вживання зараженої їжі чи води або через вдихання парів або пилу, що містять ртуть. Симптоми отруєння ртуттю включають тремор, втрату пам’яті, дратівливість і зміни зору або слуху.
Неврологічні пошкодження
Ртуть є нейротоксином, тобто може пошкодити нервову систему. Тривалий вплив ртуті може призвести до тремору, втрати пам’яті та інших неврологічних симптомів.
Пошкодження нирок
Ртуть також може пошкодити нирки, що призведе до ниркової недостатності та інших проблем зі здоров’ям, пов’язаних із нирками.
Проблеми з диханням
Вдихання парів або пилу ртуті може призвести до респіраторних проблем, включаючи бронхіт і астму. Це також може спричинити пошкодження легенів і пневмонію.
Вагітність і розвиток дитини
Вплив ртуті під час вагітності може призвести до затримки розвитку та когнітивних розладів у дітей. Це також може збільшити ризик викидня та мертвонародження.
Запобігання впливу ртуті
Найкращий спосіб запобігти впливу ртуті — уникати вживання риби, яка, як відомо, містить високий рівень ртуті, наприклад риби-меч, королівської скумбрії та акул. Вагітні жінки та маленькі діти особливо вразливі до впливу ртуті, тому їм слід взагалі уникати споживання цих видів риби.
Регуляторні органи в усьому світі встановили обмеження на кількість ртуті, яка може міститися в продуктах харчування та навколишньому середовищі.
Крім того, важливо дотримуватися запобіжних заходів під час роботи з матеріалами, що містять ртуть, у промислових умовах. Слід використовувати засоби захисту, такі як рукавички, окуляри та респіратори, щоб запобігти впливу парів ртуті або пилу.
Висновок
Ртуть є високотоксичною речовиною, яка може спричинити серйозні проблеми зі здоров’ям при попаданні всередину або вдиханні. Довгостроковий вплив ртуті пов’язаний із низкою проблем зі здоров’ям, включаючи неврологічні пошкодження, пошкодження нирок і проблеми з диханням.
Щоб запобігти впливу ртуті, важливо уникати вживання риби, яка, як відомо, містить високий рівень ртуті, і вживати заходів обережності під час роботи з ртутьвмісними матеріалами в промислових умовах. При дотриманні належних запобіжних заходів ризики, пов’язані з ртуттю, можна мінімізувати, але при цьому користуватися перевагами її використання в різних сферах застосування.
Властивості ртуті
РТУТЬ. (Hydrargyrum), Hg – хім. елемент VII групи періодичної системи елементів; ат. н. 80, ат. м. 200,59. Сріблясто-білий рідкий метал. У з’єднаннях виявляє ступеня окислення +1 і +2. Природна Р. складається з стабільних ізотопів 198Hg, 198Hg, 199Hg, 200Hg, 201Hg, 202Hg і 204Hg. Отримано 18 радіоактивних ізотопів, з яких найбільше практичне значення мають ізотопи 203Hg і 205Hg з періодами напіврозпаду відповідно 47 днів і 5,1 хв. Р. та її сполуки відомі з найдавніших часів. СодержаніеР. в земній корі 8,3 х 10-6. Відомо близько 30 мінералів Р., включаючи ртуть самородную і амальгами різних металів. Деякі з мінералів (кіновар HgS, її різновид метаціннабаріт, Лівінгстон HgS х 2Sb2S3 і Тіманн HgTe) зустрічаються в порівняно великих кількостях і є джерелом пром. видобутку металу. Кристалічна решітка Р. ромбоедрична, відстань між атомами, рівне постійної грати найпростішого ромбоедра, 2,999 А. Атомний радіус 1,60 А, іонний радіус Hg + дорівнює 1,12 А. Р.- єдиний метал, к-рий залишається рідким при низьких т- рах (аж до т-ри – 38,87 ° С).
Потенціали іонізації Hg ° → Hg + → Hg2 + Hg3 + → Н4 + становлять відповідно 10,41; 18,55; 32,43 і 45,98 в.Плотность при т-рах 0 і 20 ° С дорівнює соответственно13,5951 і 13,5459 г / см3; tкип 356,58 ° С; температурний коеф. об’ємного розширення твердої Р. в інтервалі т-р від -89,9 до -39,5 ° С змінюється від
12,5 х 10-5 до 17,1 х 10-5 град-1; температурний коеф. об’ємного розширення рідкої Р. в інтервалі т-р від -38,87 до 350 ° С змінюється від 1,823 х 10-4 до 1,889 х 10-4 град-1; теплоємність (кал / г- град): 0,0339 (т-ра -38,87 ° С); 0,03353 (т-ра 0 ° С); 0,03334 (т-ра 20 ° С); 0,03275 (т-ра 100 ° С) і 0,0324 (т-ра 350 ° С); питомий електричний опір (т-ри -30; 0 і 20 ° С) дорівнює відповідно 0,91700; 0,94123 і 0,95833 ом-см. Металева Р. діамагнітна. В’язкість рідкої Р. (т-ра 20 ° С) 0,01544 г / см-сек, поверхневий натяг 480 дин / см.
Ртутний пар при низьких т-рах складається в основному з атомів, з підвищенням т-ри ступінь асоціації збільшується, а при критичній т-рі він майже цілком складається з двохатомних молекул. Тиск насичених парів Р. (мм рт-ст.): 1,447 х 10-8 (т-ра -70 ° С); 2,046 х 10-4 (т-ра 0 ° С); 1,2979 х 10-3 (т-ра 20 ° С) і 1,3394 х 10-2 (т-ра 50 ° С). Тверду Р., як і свинець, можна кувати, протягувати через фільєри, різати ножем і т. Д. Твердість по Моосу замерзлої Р.- 1,5. Стисливість рідкої Р. (т-ра 30 ° С, тиск від 1 до 50 бар) 4,051 х 10-6бар, коеф. стисливості твердої альфа-ртуті (т-ра -73 ° С, норм, тиск) 3,52 X 10 ат-1. При невисоких т-рах Р. інертна до багатьох агресивних рідин і газів, включаючи кисень повітря. Вона практично не взаємодіє з концентрованою сірчаною і соляною к-тами, але добре розчиняється в азотної к-ті, «царській горілці», в гарячій концентрованої сірчаної к-ті.
При нагріванні на повітрі окислюється. Якщо в Р. є домішки свинцю, цинку, міді, кадмію та ін., Поверхня її покривається сірою плівкою окислів. З киснем Р. утворює окис HgO, що має червону і жовту кристалічні модифікації, з галогенами – з’єднання типу Hg2Г2 і HgГ2 (де Г – фтор, хлор, бром і йод). Найбільше значення мають хлориди P .: Hg2Cl2 – каломель – білі кристали, мало розчинні у воді, а також HgCl2 – сулема – безбарвні кристали, розчинні у воді. При взаємодії Р. із сіркою утвориться сульфід HgS, відомий в трьох модифікаціях: альфа-кіновар – червона, метаціннаба-рит – чорна і бета-кіновар. Ме-таціннабаріт і бета-кіновар нестійкі і з часом переходять у звичайну кіновар.
З солей Р. звичайних кисневих к-т найважливішими є нітрати і сульфати. Нітрат закису Hg2 (N03) 2 х 2Н20 – безбарвні кристали, розчинні у воді. Нітрат окису Hg (N03) 2 – розпливаються на повітрі жовтувато-білі кристали. Сульфат закису Hg.2S04 – білі або безбарвні кристали, сульфат окису HgS04 – безбарвні кристали. Розчиненням окису HgO в розчині синильної к-ти, а також взаємодією лужного ціаніду і солі двухвалентной Р. отримують безбарвні кристали ціаніду Hg (CN) 2. При нагріванні суміші Р., концентрованої азотної к-ти і спирту утворюється цианат Hg (CNO) 2 – гримуча Р.- білі кристали, що вибухають при ударі. Взаємодіючи з металами, Р. утворює амальгам ». Відомо велика кількість ртуть-органічних сполук, в яких брало атоми Р. безпосередньо пов’язані з атомами вуглецю. Ці сполуки знаходять застосування в органічному синтезі при отриманні елементоорга нических з’єднань. У пром-сті металеву Р. отримують гл. обр. пірометаллургічним способом – окислювальним випаленням ртутних руд або їх концентратів при т-рі 700- 800 ° С в полум’яних, трубчастих, мпо-гоподових і муфельних печах, а також в печах киплячого шару. При випалюванні руди, що містить, напр., Кіновар, Р. відновлюється до металу, і її пари разом з сірчистим газом, що утворюється при розкладанні сульфіду, потрапляють в конденсаційну систему, де суміш газів охолоджується, пари Р. конденсуються і Р. стікає в приймачі .
Для отримання металу гідрометаллургічеекпм способом сировину, яка містить Р. у вигляді сульфіду, спочатку обробляють водним розчином сульфіду натрію п їдкого натру. Добутий при цьому водний розчин сполуки HgS х Na2S цементують алюмінієм або піддають електролізу; виділилася Р. фільтрують і потім переганяють у вакуумі. Дуже перспективний спосіб отримання Р., заснований на випалюванні ртутного сировини у вакуумі. Р. високих марок чистоти, а також надчиста Р. може бути отримана при комплексному використанні спец. хім. очищення, перегонки під зниженим тиском повітря, електролітичним рафінуванням в електролізерах з біполярними електродами і подальшим перегрівом парів Р. вище т-ри 1000 ° С. Металеву Р. використовують в хімії, металургії, енергетиці, електро- і радіотехніці, в приладобудуванні, будівельній справі та ін. У хім. проммсти ртутні катоди застосовують для ЕлектроХіт. отримання їдкого натру і хлору, а також численних органічних сполук.
Здатність Р. утворювати амальгами використовують для комплексної переробки полиметаллического сировини методами амальгамной металургії, для отримання високодисперсних металевих порошків, многокомпо-нетних сплавів заданих складів, чистих і надчистих металів, вміст домішок у яких брало не перевищує 10-6-10-8%. В енергетиці Р. використовують як робоче тіло в потужних бінарних установках пром. типу, де для генерації Електр, енергії на перших щаблях застосовували ртуть-но-парові турбіни, а на другий – турбіни, що працюють на водяній парі. Крім того, Р. використовують в ядерних реакторах для відводу тепла. Пари Р. застосовують в люмінесцентних лампах денного світла, а також у ртутних кварцових лампах низького, високого і надвисокого тиску. Крім цього, пари Р. використовують в газотронах, газонаповнених тиратронах і тріодах. Особливо широко використовують Р. у вакуумній техніці. Ртутні дифузійні насоси незамінні при отриманні надвисокого (близько 10-13 мм рт. Ст.) Вакууму. У лабораторній практиці Р. застосовують в барометрах, манометрах, вакуумметрах, термометрах, затворах, переривника, високовакуумних насосах, всіляких реле, теплорегулюючі-щих пристроях.
Її використовують як баластної, термостатирует-щей і ущільнюючої рідини. Р. знайшла застосування в полярографическая аналізі. Р. і амальгами використовують при АМПЕРОМЕТРИЧНИЙ і потенциометрическом титруванні, ку-лонометріческом аналізі. За допомогою Р. визначають пористість матеріалів. Р. застосовують також для точного калібрування мірного посуду, для визначення діаметрів капілярних трубок. Широке застосування знаходять також з’єднання Р .: напр., Окис HgO використовують як окислювач, для виготовлення фарб; штучний сульфід HgS – складова частина люмінофорів на основі сульфіду кадмію і каталізаторів в органічному синтезі.
Меркурій або Ртуть єдиний метал, який знаходиться при звичайній температурі в рідкому стані (температура плавлення ртуті -38,8 ° C). Вона має білий колір і має меншу відновної активністю ніж цинк. В ряді напруг ртуть розташована правіше водню, тобто не витісняє не вичавлюємо його з води і кислот. Радіус атома ртуті майже дорівнює радіусу атому кадмію, а заряд ядра атома значно більше, тому електрни зовнішнього шару утримуються ртуттю значно міцніше.
Природна ртуть складається з суміші семи ізотопів: 196Hg (поширений 0,155%), 198Hg (10,04%), 199Hg (16,94%), 200Hg (23,14%), 201Hg (13,17%), 202Hg (29 , 74%), 204Hg (6,82%), так само були отримані радіоактивні ізотопи ртуті з масовими числами 171-210
Ртуть легко утворює з іншими металами сплави, які називаються амальгамою, наприклад з натрій Na, калій K, сереброAg, золото Au, платина Pt, цинк Zn, кадмій Cd, олово Sn, свинець Pb утворюючи з ними рідкі та тверді сплави.
У недавньому минулому за допомогою ртуті отримували золото, срібло, а реакції називається амальгамація золота і амальгамація срібла. Також на цій основі лежить покриття металевих предметів золотом.
Hg хімічно малоактивна і на повітрі без змін може зберігається тривалий час. Однак при тривалому слабкому нагріванні може окислятся, утворюючи окис ртуті:
2Hg + O2 = 2HgO
При розтиранні в ступці ртуть дуже легко взаємодіє з сіркою, утворюючи сульфід ртуті (II) чорного кольору:
Hg + S = HgS
З водою ртуть в реакцію не вступає, але добре реагує з азотною кислотою і концентрованої сірчаної кислотою, що володіють сильними окислювальними діями. при цьому залежно від того, при якій температурі ведеться реакція, утворюються солі як одновалентні, так і ртуті. Сполуки як одновалентной, так і ртуті досить стійкі, хоча і можуть перетворюватися один в одного.
Ртуть сильно отруйна, яка навіть при кімнатній температурі легко випаровується і може викликати важкі отруєння, які надають сильне вплив на серце. При попаданні сполук ртуті всередину виникає розлад діяльності органів травлення і нирок. Дуже отруйні і сполуки ртуті, такі як сулема.
Застосування ртуті.
У промисловості застосовується вона як метал так і деякі його солі. Металеву ртуть використовують при виготовленні термометрів, барометрів, в деяких вимірювальних приладах, а також при видобутку золота для його очищення від домішок, так як ртуть легко утворює амальгами з золотом та іншими деякими благородними металами. Так само використовувалася в стоматологічній практиці для виготовлення пломб.
Солі ртуті також знаходять деякий застосування такі як сулема HgCl2 використовується як дезінфікуючий засіб але останнім часом перевагу іншим дез. засобам, каломель Hg2Cl2 (Cl – Hg – Hg – Cl) застосовувалося як легке проносне.
У природі ртуть зустрічається зрідка в самородному рідкому стані, але у вигляді сполук, наприклад кіноварі HgS. Для отримання з неї ртуті кіновар спочатку обпалюють:
2HgS + 3O2 = 2HgO + 2SO2
а потім отриману окис ртуті HgO розкладають нагріванням: t
2HgO = 2Hg + O2 Зазвичай обидві реакції протікають одночасно в єдиному процесі, такими ж властивостями володіє оксид срібла при нагріванні він відновлюється до вільного стану.
Хімічні властивості ртуті.
Ртуть при звичайних умовах існує в рідкому стані. Набирає сплав з іншими металами утворюючи амальгаму. Рідка ртуть стійка на повітрі і у воді, хоча і не покрита захисною оксидною плівкою. Ці властивості ртуті знаходяться у відповідності з її високої іонізаційним потенціалом.
Hg, що стоїть в ряду напруг правіше водню, розчиняється тільки у концентрованої азотної і гарячої концентрованої сірчаної кислотах, утворюючи відповідні солі:
Hg + 4HNO3 = Hg (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O
2Hg + 2H2SO4 = Hg2SO4 + SO2 + 2H2O
При дії на надлишок ртуті розведеною азотної кислоти утворюється нітрат ртуті (I):
6Hg + 8HNO3 = 3Hg (NO3) 2 + 2NO + 4H2O
Атоми ртуті (на відміну від цинку і кадмію) можуть зв’язуватися один з одним ковалентним зв’язком, утворюючи угруповання Hg: Hg ·. Кожен атом ртуті в цьому комплексі має ступінь окислення 1+. Окислювачі легко підвищують ступінь окислення ртуті:
Hg2Cl2 + Cl2 = 2HgCl2
а відновники переводять Hg⁺ в Hg⁺² і далі в металеву ртуть;
Hg (NO3) 2 + Hg = Hg2 (NO3) 2
2HgCl + SnCl2 = Hg2Cl2 + SnCl4
Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4
Гідроксиди ртуті вельми не стабільні і розкладаються вже в ході реакції:
Hg (NO3) 2 + 2NaOH = 2NaNO3 + Hg (OH) 2
Hg (OH) 2 = HgO + H2O
Нагрівання призводить до відновлення до вільного металу: t
2HgO = 2Hg + O2
Всі з’єднання ртуті надзвичайно отруйні, а в разі якщо ртуть була розлита її можна пов’язати (нейтралізувати) з сіркою. Тому місця, де розлита ртуть, посипають порошком сірки або для «демеркурірованія» також застосовують розчин хлориду заліза FeCl3