Сплав ртути как называется
Амальгама
Определение амальгамы, получение и применение, функции амальгамы
Информация об амальгаме, получение и применение амальгамы, состав и функции сплава
Содержание
Содержание
Амальгама в стоматологии
— функции компонентов амальгамного сплава
— помещение для работы
Определение
Амальгама — жидкие или твёрдые сплавы ртути с другими металлами. Также амальгама может быть раствором ведущих себя аналогично металлам ионных комплексов (например, аммония).
Амальгама — профессиональное название одного из пломбировочных материалов, в свойствах которого используется способность ртути растворять некоторые металлы.
Амальгамой называется сплав одного или более металлов с ртутью.
Амальгамы — так называются соединения (сплавы) ртути с другими металлами; отсюда — амальгамировать, соединять со ртутью, покрывать (с поверхности) металлические предметы ртутью.
Амальгама является смесью ртути и других металлов. При комнатной температуре, ртуть является жидкостью и легко вступает в реакцию с такими металлами, как серебро, олово и медь, в процессе чего образуются твердые материалы.
Свойства
В зависимости от соотношения компонентов, природы металла и температуры представляют собой гомогенные системы (жидкие или твердые растворы, твердые интерметаллиды) или гетерогенные.
Растворимость (ат. %) металлов в ртути при 250 С составляет: In-70,3, Tl-43,7, Cd-10,1, Zn-6,4, Pb-1,9, Bi-1,6, Sn-1,2, Ga-3,6 Mg-3,0, Au-0,13, Ag-0,078, Al-1,5*10-2, Mn-3,7*10-3, Cu-7,4*10-3, Ni-1,5*10-5, Ti-2,1*10-5, Zr-2,3*10-6, Co-1,1*10-7, Fe-1,0*10-7, Pt-3,1*10-7.
Так, с Mg ртуть образует MgHg2, MgHg, Mg5Hg3, Mg2Hg, Mg5Hg2, Mg3Hg. Tемператуpa плавления меркуридов выше, чем у ртути, а иногда даже выше, чем у второго компонента. Например, для LiHg она составляет 596 °С. Не образуют меркуридов, например, Zn, Al, Ga, Pb, Bi, Sb.
При нагревании амальгама ртуть испаряется. Из амальгамов металлов с высокой температурой кипения ртуть можно удалить нагреванием практически полностью. Т.к. растворенный металл в жидкой амальгаме измельчается до атомного состояния и на поверхности сплава не образуется плотная оксидная пленка металла, большинство амальгамов химически очень активно. Так, алюминий в амальгаме, в отличие от компактного металла, быстро реагирует с О2 воздуха при комнатной температуре.
Амальгамы низкоплавких металлов (Ga, In, Tl, Sn, Cd и др.) легко образуются при их нагревании с ртутью. Щелочные металлы взаимодействуют с Hg со значительным выделением тепла, поэтому при получении амальгамов их добавляют к ртути небольшими порциями. Золото, на поверхности которого отсутствует оксидная пленка, при соприкосновении с ртутью мгновенно образует амальгаму, которую можно удалить действием HNO3.
При нагревании амальгам купрума, серебра, золота и др. отгоняется ртуть. Железо не образует амальгамы, поэтому ртуть можно перевозить в стальных сосудах.
Получение
Образованию амальгамов большинства металлов препятствует оксидная пленка на их поверхности. Поэтому для приготовления амальгама часто используют электрохимическое выделение металла на ртутном катоде, снятие защитной пленки с помощью различных реагентов, реакции вытеснения металлами ртути из растворов ее солей и др.
Так, амальгам алюминия образуется при действии обработанного соляной кислотой А1 на раствор Hg(NO3)2.
Как называется сплав металла с ртутью?
Амальгама.
Сплавы металлов с ртутью называются амальгамы.
Различные амальгамы применяются в производстве зеркал, индукционных и люминесцентных ламп, золочении металлов, а так же при холодной сварке при производстве микросхем.
Амальгаму используют так же при процессе выделения некоторых металлов из руды.
Вероятнее всего, это амальгама. Получают при взаимодействии какого-либо металла со ртутью (обычно смачивают ртутью всю поверхность металла). Многие металлы при взаимодействии со ртутью образуют соединения, которые называются меркуриды.
Амальгама сами метали називаються к примеру амонния.
Все жидкие и твердые сплавы металлов с ртутью называются АМАЛЬГАМА.
Такой сплав получают путем взаимодействия металла с ртутью (смачивают ртутью поверхность металла).
У человека в его приборах (хотя бы в термометрах, а также во всяких реле и т.п.) ртуть может быть твердой. В Сибири, например, бывают морозы, когда температура воздуха значительно ниже температуры замерзания ртути (около минус 40°С). Но если в вопросе имеется в виду не «человеческая», а именно природная ртуть, то ответ однозначный: нет, в природе твердой ртути не бывает. Самородная ртуть (в виде мелких капелек) бывает в богатых ртутных месторождениях. Потому ртуть и была известна еще в античное время. Но в таких местах (например, в испанских месторождениях, откуда ртуть и добывали веками) таких жестоких морозов никогда не бывает.
Ну ртуть используют много где. Про градусники и барометры наверное и упоминать не стоит. Расскажу где ее использовали.
Амальгамы
АМАЛЬГАМЫ, сплавы ртути с различными металлами. Многие металлы легко растворяются в ртути, образуя, смотря по количеству и по качеству растворенного металла, жидкие, тестообразные или твердые сплавы. Амальгамы золота и серебра тестообразны. Свойством амальгамы пользуются для извлечения благородных металлов из их руд. Тонко измельченные руды обрабатываются ртутью; образовавшаяся амальгама легко отделяется от мути, а затем нагреванием ртуть улетучивают, причем золото или серебро остаются. Некоторые амальгамы, совершенно твердые при обыкновенной температуре, становятся тестообразными от незначительного нагревания. Этим пользуются для пломбирования зубов. Золотая и серебряная амальгамы служат для золочения и серебрения «через огонь». Для приготовления золотой амальгамы в графитовом тигле накаливают докрасна золотые листочки и заливают нагретой ртутью в восьми- или девятикратном количестве по весу. Перемешивают все графитовым стержнем и, когда золото растворится, выливают в воду. Применять для золочения надо свежеприготовленную амальгаму. Для приготовления зеркал применяется оловянная амальгама из 23% олова и 77% ртути. Раскладывают на горизонтальной плоскости оловянную фольгу, наливают на нее немного ртути и растирают суконкой, затем наливают сверху ртуть слоем в несколько миллиметров; на нее надвигают со стороны стекло и надавливанием выжимают лишнюю ртуть.
В таком положении стекло должно оставаться продолжительное время. Амальгама для покрывания подушек электрических машин состоит из 50% ртути, 25% олова и 25% цинка. Ртуть нагревают в фарфоровой ступке, в нее понемногу всыпают стружки цинка и олова и растирают пестиком. Так же приготовляются амальгамы для пломбирования зубов и для анатомических препаратов.
Амальгама для пломб состоит из 22—26% кадмия и 78—74% ртути. От прибавления висмута и олова амальгама становится еще пластичнее при легком нагревании. Прибавление меди и свинца, вследствие ядовитости, недопустимо. Для пломбирования годится также амальгама из 39% серебра и 61% олова, нагретых со ртутью в фарфоровом тигельке. Избыток ртути выдавливается через кожу. Амальгама для анатомического препарирования имеет состав: 46% висмута, 30% свинца,16% олова, 8% ртути. При 60% висмута она еще достаточно жидка. Никель и железо в ртути не растворяются. Поэтому ртуть можно хранить в железных или никелевых сосудах.
Прощай, ртуть!
Published date 10.05.2020
Last modified date 10.05.2020
А много приборов с ртутью вы видите вокруг себя? Этот пост о ртути и ртутных приборах, которые были заменены такими же, или даже лучше, но без использования ртути в конструкции.
Что не так с ртутью?
Человечество знакомо с ртутью так давно, что уже никто не помнит первооткрывателя. Применений для нее было много, о ее токсичности знали… но не придавали большого значения. Ртуть широко использовали в технике – раньше это считалось допустимым, также, как в автомобиле ford T не было ни подушек безопасности, ни ремней безопасности. Но прогресс диктует все более строгие требования к комфорту и безопасности, и допустимое становится неприемлемым.
Почему ртуть была популярна в технике:
Почему от ртути отказываются?
Ртуть ядовита, при этом способна путешествовать по пищевым цепочкам, причем с биоаккумуляцией. Это в том числе и вызвало болезнь минамата – когда оказалось, что живность в море умудряется неорганические соединения ртути превращать в органические, да и накапливать их в концентрациях много превышающих концентрацию в окружающей воде. И человечество слив ртуть в окружающую среду получает ее обратно, концентрированную, у себя в тарелке.
А мы в детстве гоняли шарики ртути и ничего не было!
Тут будет уместно вспомнить этого легендарного директора завода Толубая Салиева:
Так опасно или нет?
Ртуть при регулярном поступлении способна травить организм, поэтому шарик ртути из термометра закатившийся в щель пола будет отравлять вас. Наверняка вы даже не умрете, но качество жизни снизится – здоровье можно потерять раньше времени. Если в окружающей среде вокруг вас содержится много ртути – это сократит вашу жизнь, поэтому отказ от ртути в технике и при производстве – правильный шаг, это уменьшит ее поступление в природу, и в итоге в ваш организм.
Иногда ртуть добавляют специально (например тиомерсал – консервант в вакцинах), но это происходит строго контролируемо и заметного вреда не наносит, так как концентрация ниже ПДК. Скандал о том, что якобы ртуть в вакцинах вызывает аутизм закончился расследованием и подтверждений не нашли, ученого поймали на подлоге и обмане. Но как в анекдоте – ложечки то нашлись, а осадочек остался.
А мы проживем без ртути?
Это очень интересный вопрос, ради чего пост и писался, надеюсь на мудрые мысли в комментариях. Обсуждение с друзьями и коллегами привело меня к следующим умозаключениям:
Термометры лабораторные
Ртуть наверное самая лучшая жидкость для термометров – она жидкая в широком диапазоне температур, она не смачивает стекло, она непрозрачна. Лабораторные термометры бывают на различные диапазоны температур, различной точности – имеющие тонкий капилляр имеют цену деления 0,1 С. У меня есть термометр для троллинга – он имеет цену деления в 0,1С в районе кипения воды. В Екатеринбурге вода кипит при 99С – сказываются 300 метров над уровнем моря. Недостаток ртутных термометров – хрупкость, да и ртути в таком термометре чуть больше, чем в медицинском.
Оригинальным решением для автоматики было создание электроконтактного термометра – в капиляр вваривается проволочка, которая служит электродом. Когда столбик ртути достигает проволочки – цепь замыкается. Есть версии, где положение проволочки можно менять, настраивая нужную температуру срабатывания. Есть, как на этом фото, где положение жестко задано, например 70 С:
Электроконтактные термометры были популярны до 70х, поскольку позволяли создавать очень простую автоматику управления нагревателями/холодильниками.
Чем заменены: Электронные термометры (с термопарой или терморезистором). Электроконтактные термометры заменены современными приборами автоматики, к которым подключаются термопары/терморезисторы. Для любителей аналоговых приборов лабораторные термометры выпускаются с галинстаном – внешне точь-в точь как ртутные.
Термометры медицинские
Почти в каждом доме есть термометр для определения температуры тела. Его особенность – он работает в узком диапазоне температур (25-45 градусов Цельсия), но обеспечивает точность в 0,1 С. На фото два термометра, присмотритесь к ним внимательно:
Левый без ртути, правый ртутный. Внешне и не скажешь, что они различаются. На замену ртути компания Geratherm придумала сплав из 68,5% Галлия, 21,5% Индия и 10% Олова. Получился сплав, который жидкий в диапазоне температур (-19 +1300), не токсичный, отлично походящий на замену ртути, правда чуть дороже и требующий некоторых технологических приемов, так как отлично смачивает стекло. Альтернативой галинстановым термометрам могут быть электронные:
Но их часто и небезосновательно ругают за неточность. Поэтому моя рекомендация – купить галинстановый термометр. Кроме Geratherm их производство освоили в китае, что благоприятно сказалось на цене. На фото немецкий термометр купленный на ebay и китайский, купленный в Ашане:
Единственное отличие при использовании термометра дома – галинстановый нужно встряхивать гораздо сильнее, для сброса показаний.
Рутный счетчик времени
Благодаря отзывчивому читателю моей книги у меня есть в коллекции ртутный счетчик времени работы:
Подробный обзор у Бена Краснова:
Гениальный в простоте и надежности счетчик времени работы, на базе кулонометра. Разрыв столбика ртути в капилляре – это капля электролита. При подаче напряжения ртуть с одного конца капли растворяется и восстанавливается на другом конце капли. Чем дольше приложено напряжение – тем дальше путешествует капля. Такие счетчики встречались на советских приборах.
Чем заменили: кварцевые электромеханические счетчики времени работы (счетчик моточасов), по характеристикам не хуже ртутных.
Ртутные манометры
Еще один ртутный прибор в моей коллекции. Ртутный сфигмоманометр 1962 года выпуска, он же аппарат Рива-Роччи. Вы видели наверняка, что давление на тонометрах указывается в миллиметрах ртутного столба – так вот он, этот ртутный столб:
Прибор примечателен тем, что он точен по определению – нет лишних преобразований – мы сразу видим ртутный столб, который уравновешивает давление в емкости справа. Теоретически ртуть можно заменить любой другой жидкостью, и измерять например в миллиметрах водного столба – но габариты прибора получились бы слишком большими.
Чем заменили: Стрелочные манометры с пружиной Бурдона, в качестве чувствительного элемента – от давления воздуха пружина изгибается и двигает стрелку. Позже появились полностью автоматические электронные тонометры, где давление измеряется электронным датчиком, в котором давление воздуха деформирует мембрану. Единственным преимуществом ртутного прибора является его точность и наглядность, поэтому в начале поста я указал про метрологию.
Ртутные датчики положения
Ртуть широко использовалась в различных датчиках положения – при наклоне в герметичной колбе переливалась ртуть, замыкая, или наоборот размыкая контакты. Колба герметична, поэтому контакт очень надёжен и не потеряется из-за окисления или пыли. Такие датчики можно встретить например в различных обогревательных приборах – если прибор падает на бок, то отключается, иначе есть риск пожара.
Слева направо Советский, Американский и Китайский ртутные датчики наклона. Причем первые два силовые – предназначены для непосредственной работы в цепи с током несколько ампер.
На фото китайский прибор “антисон”, который имеет внутри ртутный переключатель и никаких знаков, что его нельзя утилизировать как бытовой мусор! Справа крупным планом ртутный датчик из модуля для ардуино – детского радиоконструктора. Причем крайне низкая стоимость датчика и легкомысленность обращения с отходами у нас в стране говорит о том, что ртуть окажется на свалке почти гарантированно:
Чем заменили: комбинации контактов и металлического шарика, груз и микровыключатель, MEMS гироскопы. Почти всегда можно найти приемлемую по надежности безртутную альтернативу.
Ртутные лампы
Если вы и встречаетесь с ртутью, то почти наверняка в источниках света. До широкого распространения недорогих и эффективных светодиодов ртутные люминесцентные лампы были основным источником света в учреждениях. Люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL) – до недавнего времени использовались в мониторах как лампа подсветки (даже сейчас, набирая этот текст я смотрю в монитор, у которого подсветка на лампе CCFL). Компактные скрученные в спираль компактные люминесцентные энергосберегающие лампы – ночной кошмар эколога, выбрасывались с бытовым мусором повсеместно. Ну и наконец кварцевые лампы – источник жесткого ультрафиолета. Посмотрите на фото, все эти лампы содержат пары ртути:
Слева – CCFL лампа подсветки сканера. Такие же длинные трубки используются для подсветки экранов телевизоров и ноутбуков. Рядом – бактерицидная лампа – лампа с прозрачной колбой из специального стекла – источник жесткого ультрафиолета для дезинфекции помещений, вы такие могли видеть в больницах, только покрупнее. Смотреть на такую нельзя – вызывает ожоги глаз и кожи. Справа линейная люминисцентная лампа – похожа на предыдущую, но имеет внутри на стенках люминофор, который перерабатывает ультрафиолет в видимый свет. Правее – энергосберегающая лампа с компактной люминесцентной лампой и электронным ПРА. Ну и крайняя справа – ртутная дуговая лампа – источник света светолучевого осциллографа, у нее небольшой срок службы, но их использовали в различной специфической оптической аппаратуре за то, что они давали компактный точечный источник света, с которым удобно работать.
На фото – УФО-Б, бытовой ультрафиолетовый облучатель с таймером и ртутной дуговой лампой, производство СССР.
Чем заменили: Для видимого света сейчас широко используются светодиоды, у них уже приемлемая цена, цветопередача и КПД. Энергосберегающие лампы с компактной люминесцентной лампой уже практически не встречаются в продаже. С лампами – источниками ультрафиолета все сложнее. Если UVA несколько лет назад научились генерировать светодиодами и появились в широкой продаже недорогие УФ светодиоды, то с жестким ультрафиолетом (который обладает бактерицидной активностью) все гораздо хуже, светодиоды есть но очень дорогие и с очень низким КПД, ртутные лампы уделывают их почти по всем параметрам. Но если внезапно завтра совсем запретят ртуть – есть эксимерные лампы, способные давать жесткий ультрафиолет, и не имеющие ртути в составе.
Игнитроны
Одни из первых выпрямителей переменного тока, широко использовались вплоть до 50х годов, в последствии были заменены полупроводниковыми выпрямителями (купроксными, селеновыми, а позднее германиевыми и наконец кремниевыми).
Источник фотографии: https://www.flickr.com/photos/trained_4_life/10978575914
Игнитроны исполинских размеров использовались на тяговых подстанциях, и даже кое-где их можно увидеть, как живой музейный экспонат. Современные кремниевые диоды лучше во всем – компактнее, надежнее, эффективнее.
Нормальный элемент
И это не шутка, он именно так и называется “нормальный элемент” – это гальванический элемент (батарейка, но так называть его формально не верно – элемент один, а не последовательность из нескольких), который дает очень точное напряжение. Внутреннее сопротивление велико, поэтому много электричества с него не получить, но для измерений его достаточно. Вот нормальный элемент из моей коллекции:
А вот какой он внутри – нормальный элемент Вэстона:
Как видно, ртути в нем прилично. А еще кадмия, который тоже ядовит. К-к-к-комбо!
Чем заменили: в большинстве задач не требующих очень высокой точности достаточно полупроводниковых источников опорного напряжения.
Резюме
В быту можно отказаться от использования ртути совсем – существует безртутная альтернатива для всех основных нужд человека. В промышленности от ртути отказаться можно, в большинстве задач отказ произойдет почти безболезненно. В некоторых задачах – альтернативы есть, но сложнее и дороже. И законодательные ограничения в сфере оборот и использования ртуть-содержащих приборов можно только приветствовать, особенно при низкой дисциплине обращения с отходами.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Ртуть
Ртуть (лат. hydrargyrum ) — химический элемент II группы дополнительной подгруппы периодической системы элементов Менделева с атомным номером 80 и атомной массой 200,59, обозначается символом Hg. Простое вещество при комнатной температуре представляет собой тяжёлую серебристо-белую заметно летучую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии. В природе находится как в самородном виде, так и образует ряд минералов. Чаще всего ртуть получают путём восстановления из её наиболее распространённого минерала — киновари. Применятся для изготовления измерительных приборов, вакуумных насосов, источников света и в других областях науки и техники.
Ртуть / Hydrargyrum (Hg) | |
---|---|
Атомный номер | 80 |
Внешний вид | тяжёлая жидкость серебристо-белого цвета |
Свойства атома | |
Атомная масса (молярная масса) | 200,59 а. е. м. (г/моль) |
Радиус атома | 157 пм |
Энергия ионизации (первый электрон) | 1 006,0 (10,43) кДж/моль (эВ) |
Электронная конфигурация | [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 |
Химические свойства | |
Ковалентный радиус | 149 пм |
Радиус иона | (+2e) 110 (+1e) 127 пм |
Электроотрицательность (по Полингу) | 2,00 |
Электродный потенциал | Hg←Hg 2+ 0,854 В |
Степени окисления | 2, 1 |
Термодинамические свойства | |
Плотность | 13,546 (@ +20 °C) г/см³ |
Удельная теплоёмкость | 0,138 Дж/(K·моль) |
Теплопроводность | 8,3 Вт/(м·K) |
Температура плавления | 234,28 K |
Теплота плавления | 2,295 кДж/моль |
Температура кипения | 629,73 K |
Теплота испарения | 58,5 кДж/моль |
Молярный объём | 14,8 см³/моль |
Кристаллическая решётка | |
Структура решётки | ромбоэдрическая |
Период решётки | 2,990 Å |
Отношение c/a | n/a |
Температура Дебая | 100,00 K |
Содержание
История
Происхождение названия
Русское название ртути, по одной из версий, — это заимствование из арабского (через тюркские языки); по другой версии, «ртуть» связана с литовским ritu — качу, катаю, происшедшим от индоевропейского рет (х) — бежать, катиться. Литва и Русь были тесно связаны, а во 2-й половине XIV века русский язык был языком делопроизводства Великого Княжества Литовского, а также языком первых письменных памятников Литвы.
Латинское hydrargirum произошло от греческих слов hýdor — вода и árgyros — серебро. «Жидким» (или живым, быстрым) серебром ртуть называется также в немецком (Quecksilber) и в староанглийском (quicksilver) языках, а по-болгарски ртуть — живак: действительно, шарики ртути блестят, как серебро, и очень быстро «бегают» — как живые.
Соединения ртути
Ртуть и её соединения применяются в технике, химической промышленности, медицине. Жёлтый оксид ртути(II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Красный оксид ртути(II) применяется для получения красок. Хлорид ртути(I), который называется каломель, используется в пиротехнике, а также в качестве фунгицида. В ряде стран каломель используется в качестве слабительного. Токсическое действие каломели проявляется особенно тогда, когда после приема её внутрь не наступает слабительное действие и организм долгое время не освобождается от этого препарата.
Хлорид ртути(II), который называется сулема, является очень токсичным. Сулема применялась в медицине как дезинфицирующее средство, в технике она используется для обработки дерева, получения некоторых видов чернил, травления и чернения стали. В сельском хозяйстве сулема применяется как фунгицид.
Амидохлорид ртути (белый преципитат ртути) входит в состав некоторых мазей. В ветеринарии амидохлорид ртути применяется как средство против паразитарных заболеваний кожи.
Нитрат ртути(II) применяется для отделки меха и получения других соединений этого металла. Токсичность нитрата ртути(II) примерно такая же, как и токсичность сулемы. Многие органические соединения ртути используются в качестве пестицидов и средств для обработки семян. Отдельные органические соединения ртути применяются как диуретические средства.
Получение
В России известны 23 месторождения ртути, промышленные запасы составляют 15,6 тыс.тонн (на 2002 год).
Физические свойства
Ртуть — единственный металл, жидкий при комнатной температуре. Ртуть не обладает магнитными свойствами.
Химические свойства
Ртуть — малоактивный металл (см. ряд напряжений ).
Применение
Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.
Ртуть используется для переработки вторичного алюминия и добычи золота (см. Амальгамная металлургия ).
Ртуть входит в состав некоторых биоцидных красок для предотвращения обрастания корпуса судов в морской воде.
Также используются и соли ртути: