Ртуть – тяжелые блестящие серебристые капельки, разбегающиеся из разбитого градусника… Впрочем, на смену ртутным термометрам приходят другие, более безопасные: электронные и даже инфракрасные бесконтактные, – так что нынешние дети, возможно, и не увидят ртуть своими глазами.
Ртуть – единственный жидкий металл, он замерзает лишь при –39 градусах Цельсия. Пока ртуть остается жидкой, она реагирует на повышение температуры очень равномерным и быстрым расширением, а на ее уменьшение – соответственно, сжатием. Это ее свойство и используется в градусниках (а также то, что она не смачивает стекло).
Кроме градусников, ртуть широко используется в люминесцентных лампах. Их заполняют ртутными парами, которые светятся в электрическом разряде. В одной лампе может содержаться до 0,2 г ртути, которая будет представлять опасность, если лампа разобьется.
При 357 градусах ртуть закипает. Однако задолго до этого, уже при комнатной температуре, она довольно интенсивно испаряется. Пары ртути ядовиты, именно поэтому разлитую ртуть стараются как можно быстрее и полностью собрать – например, оловянной фольгой или медной пластинкой. А мельчайшие капельки, имеющие отвратительное свойство закатываться в щели и углы – засыпать серой или залить раствором хлорида железа (III). Под действием этих реагентов ртуть образует нелетучие соединения.
Интересно, что жидкая ртуть в принципе не вредна, опасны лишь ее пары при вдыхании. Но как работать с жидкой ртутью, не вдыхая ее паров? То-то и оно.
Ртуть – жидкость, но утонуть в ней очень сложно. Ведь ее плотность 13,5 г/см3, т. е. в 13,5 раз больше, чем у воды! Если вы помните, плавать в жидкости могут лишь тела, средняя плотность которых не превышает плотность этой жидкости. Не так уж много веществ имеет меньшую плотность, чем вода. Зато ртуть такая плотная, что в ней могут плавать и железо, и даже свинец. Возможно, где-то на другой планете корабли из свинца бороздят просторы ртутных океанов… В общем, чтобы утопиться в ртути, надо держать в руках урановый лом (да, шутка старая, но действительно плотность 19,0 г/см3) или облачиться в доспехи из золота (плотность 19,3 г/см3). Правда, золото продержится недолго: со ртутью оно образует амальгаму. А самое надежное – гиря из осмия (осмий – самый тяжелый металл, его плотность 22,5 г/см3).
Ртуть – металл, и довольно удивительно, что она способна взаимодействовать с металлами. Правда, продукты получаются необычные – амальгамы, сплавы металлов с ртутью. Многие из этих сплавов являются настоящими химическими соединениями – интерметаллидами. Например, магний образует меркуриды MgHg2, MgHg, Mg5Hg3, Mg2Hg, Mg5Hg2, Mg3Hg. Наверное, вы слышали про «зубную амальгаму» – ее готовят непосредственно перед тем, как поставить пломбу, добавляя ртуть к сплаву, содержащему 70% серебра, 26% олова и немного меди и цинка. Образующиеся интерметаллиды при температуре человеческого тела твердые, нелетучие и безопасные.
Весьма удобно, что железо не дает со ртутью амальгам, поэтому ртуть можно перевозить в железной таре. А вот алюминий образует амальгаму легко. Ртуть запрещено возить в самолетах, потому что случайный ее разлив приведет к реакции с корпусом самолета и может нарушить его герметичность.
Видео: Образование амальгамы алюминия.
Откуда берут ртуть?
В природе ртуть может встречаться в свободном, т. е. самородном состоянии. Одна проблема: она легко испаряется, поэтому самородную ртуть редко можно найти на открытом пространстве. Ее капельки встречаются в пустотах породы и в месторождениях ртутных руд, где ртуть образуется благодаря их разложению.
Самый распространенный и известный издревле минерал ртути – это киноварь HgS. Киноварь добывали еще до нашей эры. Выделить из нее ртуть очень просто: нагреть. При этом сера окисляется до сернистого газа и улетает, а пары ртути при охлаждении конденсируются.
Получаемую ртуть в древности использовали для покрытия металлических поверхностей и при лечении некоторых заболеваний. Но киноварь ценили не столько как источник ртути, сколько как краситель. Киноварь имеет красную окраску и на свежем сколе напоминает пятна крови. На воздухе она постепенно окисляется с поверхности, покрываясь тонкой плёнкой оксида HgO и теряя яркость цвета. Сравните окраску минерала, чистого сульфида ртути HgS и оксида ртути HgO на фотографиях!
Более редкий минерал – каломель, хлорид ртути (I) Hg2Cl2. Он почти неокрашен: белый с пепельно-серым или желтоватым оттенком. Раньше ее применяли в медицине, теперь используют в основном для изготовления каломельных электродов.
Почему ртуть ядовита?
В чем причина ядовитости ртути как простого вещества? Оказывается, ртутные пары, попадая в легкие, задерживаются там – они ведь тяжелые, и выдохнуть их непросто. В организме они вступают в биохимические реакции, окисляясь до ионов.
Ионы ртути реагируют с SH-группами белковых молекул, в том числе ферментов, а также с боковыми группами белковых цепей –СООН и –NH2. При этом образуются прочные комплексы – металлопротеиды, белок теряет каталитическую активность, «умирает» как фермент.
Очень ядовиты также органические производные ртути, образующиеся при действии микроорганизмов, например, плесени на ртуть и ее соединения, попадающие в природу со сточными водами. Причем эти вещества, проходя пищевую цепочку, концентрируются: сначала они накапливаются в растениях и планктоне, затем в рыбах, далее в рыбах-хищниках… Концентрация ртути в организмах конца цепочки может быть в тысячи раз выше ее исходного содержания в воде. Эта опасность настолько серьезна, что в некоторых водоемах пришлось приостановить лов рыбы, чтобы избежать массовых смертей и врожденных уродств из-за ее потребления.
Однако соединения ртути довольно долго использовались в медицине: в частности, каломель как слабительное, жёлтый оксид ртути(II) как антисептик в составе мазей. В древности вдыханием ртутных паров пытались лечить некоторые болезни по принципу: если пациент не умрет от отравления, то поправится. Вещества, содержащие ртуть, действительно обладают дезинфицирующим действием, так как для многих микробов они не менее ядовиты, чем для человека (а даже более).
Если вам было интересно – ставьте плюсик. Пишите в комментариях, о чем еще рассказать.
Другие публикации:
про сахар
про соль
про воду
про соду
про газ
про иод
про кислород
про крахмал
про алюминий