Температура плавления металла в градусах
Температура плавления ртути характеризует момент перехода металла из твердого состояния в жидкость. Свойства живого серебра (argentum vivum в переводе с латинского) расширяют границы применения металла в разных сферах производства с учетом мер безопасности, связанных с его использованием.
При условии безопасности для человека, ртуть используют в разных сферах производства
Распространенность в природе
В земной коре концентрация химического элемента низкая. Ртутные рудные минералы содержат до 2,5% живого серебра. Это отличает их от других пород. В основном меркурий находится в рассеянной форме, и лишь часть находится в месторождениях.
В магматических породах долевое содержание живого серебра равно между собой, а в осадочных толщах крупные концентрации металла сосредоточены в глинистых минералах. Воды Мирового океана содержат 0,1 мкг/л меркурия.
Высокая степень ионизации определяет особенности металла:
- восстанавливаться до состояния самородного элемента;
- устойчивость к кислотной среде и кислороду.
Химический элемент присутствует в составе сульфидных минералов (сфалерит, реальгар). Этот металл является индикатором месторождений ртути и скрытых рудных тел. В поверхностных условиях живое серебро и киноварь не растворяются в воде, но при наличии серной кислоты, озона способствует увеличению показателя растворимости минералов.
Меркурий обладает отличными сорбционными свойствами. В природе существует около 20 минералов, содержащих этот металл, но промышленная добыча производится на месторождениях киновари.
Одно из крупнейших месторождений находится в Испании. Технология производства металла предусматривает обжиг киновари с последующей конденсацией и сбором паров ртути.
Физические и химические свойства живого серебра
Ртуть (меркурий) имеет уникальные химические и физические особенности, что позволяет ее применять в различных сферах. Но в то же время ее испарения опасны для человека. Как уже упоминалось, ее называют живым серебром, она по цвету напоминает лунный металл.
Меркурий обладает переходными свойствами, при комнатной температуре он остается в жидком состоянии. Живое серебро легко образует с другими материалами твердые и жидкие сплавы (амальгамы). Наиболее популярными являются соединения золота и серебра.
Какова температура плавления ртути? Живое серебро начинает плавиться при отрицательной температуре -38,83°C. При +18°C она испаряется, а закипает при +356,73°C.
Химический элемент является диамагнетиком, и в случае необходимости собрать его магнитом невозможно. Он неплохо проводит ток, поэтому в свое время его применяли при изготовлении реле и выключателей.
Испарения ртути опасны для здоровья человека
Плотность живого серебра при нормальных условиях составляет 13,5 г/см³. Этот химический элемент обладает устойчивостью в сухом воздухе, окисляется только при нагревании выше +300°C. После длительного хранения на открытом воздухе на поверхности образуется пленка из оксидов компонентов, содержащихся в основном материале в качестве примесей.
При нагревании вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид красного цвета. Металл малоактивный, не реагирует с растворами кислот, но растворяется в царской водке. При нагревании в серной кислоте образует сульфат ртути.
Температуры плавления и кипения чистых химических элементов при атмосферном давлении
Обозначения: (Т.Р. тройная точка).
Литература: Bulletin of Alloy Phase Diagrams.
- Таблица термофизических свойств химических элементов. Источник: Scientific Group Thermodata Europe (SGTE)
- Температуры плавления и кипения чистых химических элементов при атмосферном давлении (Источник : Bulletin of Alloy Phase Diagrams)
- Температуры фазовых превращений химических элементов при атмосферном давлении (Источник: Bulletin of Alloy Phase Diagrams)
| Символ элемента | Температура, плавления, °C | Температура плавления, K | погрешность | Температура кипения, °C | Температура кипения, K |
| Ac | 1051 | 1324 | ±50 | 3200 | 3473(a) |
| Ag | 961.93 | 1235.08 | — | 2163 | 2436 |
| Al | 660.452 | 933.602 | — | 2520 | 2793 |
| Am | 1176 | 1449 | — | — | — |
| Ar | -189.352(T.P.) | 83.798(T.P.) | — | -185.9 | 87.3 |
| As | 614(S.P.) | 887(S.P.) | — | — | — |
| At | -302 | -575 | — | — | — |
| Au | 1064.43 | 1337.58 | — | 2857 | 3130 |
| B | 2092 | 2365 | — | 4002 | 4275 |
| Ba | 727 | 1000 | ±2 | 1898 | 2171 |
| Be | 1289 | 1562 | ±5 | 2472 | 2745 |
| Bi | 271.442 | 544.592 | — | 1564 | 1837 |
| Bk | 1050 | 1323 | — | — | — |
| Br | -7.25(T.P.) | 265.90(T.P.) | — | 59.10 | 332.25 |
| C | 3827(S.P.) | 4100(S.P.) | ±50 | — | — |
| Ca | 842 | 1115 | ±2 | 1484 | 1757 |
| Cd | 321.108 | 594.258 | — | 767 | 1040 |
| Ce | 798 | 1071 | ±3 | 3426 | 3699 |
| Cf | 900 | 1173 | — | — | — |
| Cl | -100.97(T.P.) | 172.18(T.P.) | — | -34.05 | 239.10 |
| Cm | 1345 | 1618 | — | — | — |
| Co | 1495 | 1768 | — | 2928 | 3201 |
| Cr | 1863 | 2136 | ±20 | 2672 | 2945 |
| Cs | 28.39 | 301.54 | ±0.05 | 671 | 944 |
| Cu | 1084.87 | 1358.02 | ±0.04 | 2563 | 2836 |
| Dy | 1412 | 1685 | — | 2562 | 2835 |
| Er | 1529 | 1802 | — | 2863 | 3136 |
| Es | 860 | 1133 | — | — | — |
| Eu | 822 | 1095 | — | 1597 | 1870 |
| F | -219.67(T.P.) | 53.48(T.P.) | — | -188.20 | 84.95 |
| Fe | 1538 | 1811 | — | 2862 | 3135 |
| Fm | -1527 | -1800 | — | — | — |
| Fr | -27 | -300 | — | — | — |
| Ga | 29.7741(T.P.) | 302.9241(T.P.) | ±0.001 | 2205 | 2478 |
| Gd | 1313 | 1586 | — | 3266 | 3539 |
| Ge | 938.3 | 1211.5 | — | 2834 | 3107 |
| H | -259.34(T.P.) | 13.81(T.P.) | — | -252.882 | 20.268 |
| He | -271.69(T.P.) | 1.46(T.P.) | (b) | -268.935 | 4.215 |
| Hf | 2231 | 2504 | ±20 | 4603 | 4876 |
| Hg | -38.8290 | 234.314 | — | 356.623 | 630 |
| Ho | 1474 | 1747 | — | 2695 | 2968 |
| I | 113.6 | 386.8 | — | 185.25 | 458.40 |
| In | 156.634 | 429.784 | — | 2073 | 2346 |
| Ir | 2447 | 2720 | — | 4428 | 4701 |
| K | 63.71 | 336.86 | ±0.5 | 759 | 1032 |
| Kr | -157.385 | 115.765 | ±0.001 | -153.35 | 119.80 |
| La | 918 | 1191 | — | 3457 | 3730 |
| Li | 180.6 | 453.8 | ±0.5 | 1342 | 1615 |
| Lr | -1627 | -1900 | — | — | — |
| Lu | 1663 | 1936 | — | 3395 | 3668 |
| Md | -827 | -1100 | — | — | — |
| Mg | 650 | 923 | ±0.5 | 1090 | 1363 |
| Mn | 1246 | 1519 | ±5 | 2062 | 2335 |
| Mo | 2623 | 2896 | — | 4639 | 4912 |
| N | -210.0042(T.P.) | 63.1458(T.P.) | ±0.0002 | -195.80 | 77.35 |
| Na | 97.8 | 371.0 | ±0.1 | 883 | 1156 |
| Nb | 2469 | 2742 | — | 4744 | 5017 |
| Nd | 1021 | 1294 | — | 3068 | 3341 |
| Ne | -248.587(T.P.) | 24.563(T.P.) | ±0.002 | -246.054 | 27.096 |
| Ni | 1455 | 1728 | — | 2914 | 3187 |
| No | -827 | -1100 | — | — | — |
| Np | 639 | 912 | ±2 | — | — |
| O | -218.789(T.P.) | 54.361(T.P.) | — | -182.97 | 90.18 |
| Os | 3033 | 3306 | ±20 | 5012 | 5285 |
| P(white) | 44.14 | 317.29 | ±0.1 | 277 | 550 |
| P(red) | 589.6(T.P.) | 862.8(T.P.) | (c) | 431 | 704 |
| Pa | 1572 | 1845 | — | — | — |
| Pb | 327.502 | 600.652 | — | 1750 | 2023 |
| Pd | 1555 | 1828 | ±0.4 | 2964 | 3237 |
| Pm | 1042 | 1315 | — | — | — |
| Po | 254 | 527 | — | — | — |
| Pr | 931 | 1204 | — | 3512 | 3785 |
| Pt | 1769.0 | 2042.2 | — | 3827 | 4100 |
| Pu | 640 | 913 | ±1 | 3230 | 3503 |
| Ra | 700 | 973 | — | — | — |
| Rb | 39.48 | 312.63 | ±0.5 | 688 | 961 |
| Re | 3186 | 3459 | ±20 | 5596 | 5869 |
| Rh | 1963 | 2236 | — | 3697 | 3970 |
| Rn | -71 | 202 | — | -62 | 211 |
| Ru | 2334 | 2607 | ±10 | 4150 | 4423 |
| S | 115.22 | 388.37 | — | 444.60 | 717.75 |
| Sb | 630.755 | 903.905 | — | 1587 | 1860 |
| Sc | 1541 | 1814 | — | 2831 | 3104 |
| Se | 221 | 494 | — | 685 | 958 |
| Si | 1414 | 1687 | ±2 | 3267 | 3540 |
| Sm | 1074 | 1347 | — | 1791 | 2064 |
| Sn | 231.9681 | 505.1181 | — | 2603 | 2876 |
| Sr | 769 | 1042 | — | 1382 | 1655 |
| Ta | 3020 | 3293 | — | 5458 | 5731 |
| Tb | 1356 | 1629 | — | 3223 | 3496 |
| Tc | 2155 | 2428 | ±50 | 4265 | 4538 |
| Te | 449.57 | 722.72 | ±0.3 | 988 | 1261 |
| Th | 1755 | 2028 | ±10 | 4788 | 5061 |
| Ti | 1670 | 1943 | ±6 | 3289 | 3562 |
| Tl | 304 | 577 | ±2 | 1473 | 1746 |
| Tm | 1545 | 1818 | — | 1947 | 2220 |
| U | 1135 | 1408 | — | 4134 | 4407 |
| V | 1910 | 2183 | ±6 | 3409 | 3682 |
| W | 3422 | 3695 | — | 5555 | 5828 |
| Xe | -111.7582(T.P.) | 161.3918(T.P.) | ±0.0002 | -108.12 | 165.03 |
| Y | 1522 | 1795 | — | 3338 | 3611 |
| Yb | 819 | 1092 | — | 1194 | 1467 |
| Zn | 419.58 | 692.73 | — | 907 | 1180 |
| Zr | 1855 | 2128 | ±5 | 4409 | 4682 |
Сферы использования живого серебра
Ртуть применяется для изготовления точных измерительных приборов для определения температуры и давления. Сегодня в электрохимическом производстве широко используются ртутные выпрямители тока.
Разнообразные свойства ртути дали возможность использовать ее в самых разных сферах промышленности
В медицинской отрасли для проведения профилактических работ в качестве источников ультрафиолетового спектра применяются ртутные (газоразрядные) лампы, всем известные градусники для измерения температуры тела содержат этот химический элемент.
В связи с тем, что меркурий токсичен, его не используют для изготовления медицинских препаратов. Хотя до середины 70-х годов ее активно применяли для производства мази от педикулеза.
Измерительные приборы для низкотемпературных условий содержат амальгаму таллия, которая в отличие от чистой ртути застывает при температуре – 60°C. Сочетание 2 токсичных металлов значительно расширяет границы использования.
За рубежом кипящую ртуть используют в качестве охладителя. Ее преимущество поддерживать постоянную температуру позволяет интенсивно отводить тепло от пространства катализатора. Для увеличения коэффициента отдачи в ртуть добавляют натрий для образования амальгамы.
С целью размягчения кадмия, олова и серебра меркурий используют в стоматологии при изготовлении пломб. Раньше ее применяли для золочения деталей часов и ювелирных изделий, а амальгамы золота и серебра использовались при производстве зеркал.
Живое серебро применяется в качестве катода для извлечения ряда активных компонентов электролитическим путем, а также для переработки вторичного алюминия.
Существуют технологии извлечения золота из россыпей с использованием свойства химического элемента образовывать амальгаму с благородным металлом. Этот метод был широко распространен в Индии, где в местах предполагаемого скопления золота проделывали специальные углубления, в которые заливали металлическую ртуть. Через некоторое время вытаскивали амальгаму, и путем выпаривания извлекали золото.
В нефтеперерабатывающей промышленности для регулировки температурных процессов используют пары ртути. В сельском хозяйстве ее используют для подготовки семян к посеву.
С давних времен и сегодня соли меркурия используют при изготовлении фетра, дублении кожи в качестве катализатора органического синтеза.
В прошлом ртуть не считалась вредным веществом, ее применяли для исцеления от недугов. В Средневековье алхимики использовали меркурий в поисках философского камня и превращения ее в золото.
Ртуть опасна для человека, она токсична и даже в ничтожных концентрациях плохо влияет на иммунную систему, почки, глаза, кожу и пищеварительный тракт.
Кипение и плавление металла
Переход ртути в жидкое состояние происходит в специальных термометрах
Технология физико-химических исследований при условиях высоких температур рассматривает давление плавления металла при разных температурах. Точность опытов обеспечивает применение на практике свойств химического элемента № 80.
Для измерения температуры выше +360°C пользуются термопарами или специальными термометрами, в которых пространство надо ртутью заполнено газом. С целью повышения температуры кипения металла в капилляр надо ртутью закачивают азот. При давлении 30 атмосфер температурный градиент увеличивается до +600°C.
Такого типа термометры требуют постепенного нагрева. Нижним пределом такого измерительного прибора является температура перехода живого серебра в твердое состояние.
Теплоемкость металла с увеличением температуры последовательно уменьшается и после определенного порога температурного градиента начинает медленно расти. Это свойство и жидкое состояние роднит ртуть с водой.
Кристаллические решетки металла
В идеальном виде принято считать, что металлам свойственна кубическая решетка (в реальном веществе могут быть изъяны). Между молекулами имеются равные расстояния по горизонтали и вертикали.
Твердое вещество характеризуется постоянством:
- формы, предмет сохраняет линейные размеры в разных условиях;
- объема, предмет не изменяет занимаемое количество вещества;
- массы, количество вещества, выраженное в граммах (килограммах, тоннах);
- плотности, в единице объема содержится постоянная масса.
При переходе в жидкое состояние, достигнув определенной температуры, кристаллические решетки разрушаются. Теперь нельзя говорить о постоянстве формы. Жидкость будет принимать ту форму, в какую ее зальют.
Когда происходит испарение, то постоянным остается только масса вещества. Газ займет весь объем, который будет ему предоставлен. Здесь нельзя утверждать, что плотность постоянная величина.
Когда соединяются жидкости, то возможны варианты:
- Жидкости полностью растворяются одна в другой, так себя ведут вода и спирт. Во всем объеме концентрация веществ будет одинаковой.
- Жидкости расслаиваются по плотности, соединение происходит только на границе раздела. Только временно можно получать механическую смесь. Перемешав разные по свойствам жидкости. Примером является масло и вода.
Образующиеся растворимые друг в друге вещества при застывании образуют кристаллические решетки нового типа. Определяют:
- Гелиоцентрированные кристаллические решетки, их еще называют объёмно-центрированными. В середине находится молекула одного вещества, а вокруг располагаются еще четыре молекулы другого. Принято называть подобные решетки рыхлыми, так как в них связь между молекулами металлов слабее.
- Гранецентрированные кристаллические решетки образуют соединения, в которых молекулы компонента располагаются на гранях. Металловеды называют подобные кристаллические сплавы плотными. В реальности плотность сплава может быть выше, чем у каждого из входящих в состав компонентов (алхимики средних веков искали варианты сплавов, при которых плотность будет соответствовать плотности золота).
Комментариев нет:
Отправить комментарий