Чем полезна ртуть что из нее делают

Еще в древнеримской империи использовали ртуть для очистки золота или в медицинских целях. Алхимики пытались переработать ее в золотые слитки. Этот тяжелый металл не часто встречается в недрах и считается редким. Несмотря на это широко встречается применение ртути в современной промышленности, медтехнике и сельском хозяйстве. В России крупнейшее ртутное месторождение расположено на Чукотке.

Где применяется ртуть?

На самом деле химические и физические свойства этого металла уникальны. При комнатной температуре ртуть жидкая, а при температуре -39 С твердеет. В жидком состоянии это самая тяжелая и плотная из жидкостей (в 13,6 раз плотнее воды), у нее высокое поверхностное натяжение. Она имеет тенденцию капать, почти не смачивает поверхность.

Жидкость имеет низкое давление паров – испаряется при комнатной температуре. Коэффициент расширения ртути составляет 75% коэффициента расширения воды. Это на один-два порядка больше, чем у других металлов. Ртуть растворяет другие металлы, образуя амальгамы.

Используют для позолоты недрагоценных металлов. Такой позолотой покрыты купола Исаакиевского собора.

В криогенных термометрах применяют амальгам талия, так как у него температура плавления составляет -60 С.

Применяют ртуть в медицинских приборах – градусниках, тонометрах.

Ртутные приборы

В ртутных приборах Hg содержится в разных количествах. Так как она ядовита, ее помещают в стеклянные емкости. Ртутные приборы герметичны, поэтому при соблюдении правил эксплуатации они не опасны для окружающей среды.

Коэффициент расширения Hg лежит в основе работы барометров и термометров. В вакуумных насосах и в клапанах высокого давления ртуть используют для герметизации.

Ртутные лампы устанавливают в уличных фонарях и соляриях. В люминесцентных лампах электрические разряды стимулируют интенсивное освещение ртутных паров. Кроме того, Hg используется в сухих батарейках, кнопочных элементах.

Полярограф

Электрохимический анализ веществ проводится на полярографе.

Прибор используют для:

• определения вредных веществ в воздухе;
• диагностике раковых заболеваний;
• анализа содержания тяжелых металлов в материалах;
• изучения химических процессов;
• контроля чистоты медпрепаратов, продуктов.

Для исследования используют два ртутных электрода: поляризующий капельно-ртутный, не поляризующий ртутный. Электроды погружают в раствор, и подают на них напряжение. С помощью гальванометра измеряют величину тока и затем строят полярограмму.

Люминесцентные и кварцевые лампы

Эти лампы представляют собой источник света низкого давления. В обеих лампах электрический разряд проходит через смесь инертного газа и ртутных паров, образуя ультрафиолет.

В люминесцентных лампах герметичная колба, заполненная ртутной смесью, покрыта изнутри люминоформом. Это сделано для того, чтобы перевести невидимое ультрафиолетовое излучение в видимое.

От состава люминоформа получают свет теплого или холодного спектра. Люминесцентные по своей светоотдаче намного эффективнее обыкновенных ламп накаливания, потребляют меньше электроэнергии.

В кварцевых лампах нет люминофоромного покрытия, а колба выполнена из кварцевого стекла. Благодаря этому ультрафиолет попадает напрямую в помещение и дезинфицирует комнату. Воздух в помещении становится стерильным, микробы погибают.

Барометр

Ртутный барометр представляет собой стеклянную, запаянную сверху трубку с ртутью. Нижняя часть трубки помещена в жидкость. Когда атмосферное давление повышается, ртуть поднимается, при понижении давления – опускается. Ртутные барометры считаются наиболее точными.

Электрический аккумулятор

В электрическом аккумуляторе благодаря обратимости химических реакции происходит накопление энергии. Это позволяет использовать их как автономный (резервный) источник тока. Эксплуатационные характеристики зависят от типа электролита и состава электродов.

В ртутных аккумуляторах электролитом является ртуть. Они обладают высокой энергоемкостью, энергоплотностью, поддерживают постоянное напряжение. Но так как стоимость ртути высокая и она токсична, их практически не выпускают.

Ртутный манометр

Наиболее точно измеряет артериальное давление человека ртутный манометр. Воздух с помощью резиновой груши накачивается в стеклянную колбу со ртутью. На трубке нанесена шкала, показывающая величину кровяного давления.

В настоящее время ртутные манометры не производятся, им на смену пришли безопасные механические и электронные.

Термометры

Ртуть изменяет объем в зависимости от температуры. При повышении она увеличивается, при снижении температуры уменьшается соответственно. На этом свойстве и основан принцип работы термометра. Трубочка со ртутью помещается на шкалу с делениями, по которой измеряется температура.

Ртутный диффузионный насос

Применяют такой насос в вакуумных установках. С помощью него откачивают пар, газ из рабочей камеры. Работа такого насоса основана на свойстве ртути изменять давление при изменении температуры. Ртуть периодически нагревают, а затем охлаждают, газ заполняет область с пониженным давлением, образуя вакуум.

Применение ртути в современной промышленности

Благодаря своим свойствам ртуть применяется в различных отраслях промышленности:

1. Металлургической.
   Амальгамы устойчивы к высоким температурам, долговечны. Сплавы металла используют для гравировки, литографии, гальванопластике.
2. Химической промышленности.
   Ртутные катоды применяют в производстве едкого натрия, хлора. Ртуть выступает катализатором при образовании органики.
3. Атомной энергетике.
   В ртути растворяют урановые блоки. Она участвует в термохимической реакции получения из воды кислорода и водорода.
4. Машиностроении.
   Ртутно-паровые турбины, диффузионные насосы, гидродинамические подшипники.
5. Электротехнике.
   Люминесцентные кварцевые светильники, выпрямители тока с жидким ртутным катодом.
6. Приборостроении.
   Манометры, термометры, полярографы.
7. Горноперерабатывающей.
   Ртуть используют для очистки золотых самородков от примесей.
8. Нефтяной промышленности.
   Ртутный пар помогает регулировать температуры в процессе очистки нефтяного сырья.
9. Сельском хозяйстве.
   Ртуть входит в состав гербицидов.
10. В судостроении.
    Ртутной краской красят подводную часть судна.
11. В военной промышленности.
    Ее включают в детонаторы, гранаты.

Несмотря на то, что ртуть широко используется в промышленности, стоит помнить о ее ядовитых свойствах. Поэтому сегодня ртуть заменяют, где это возможно, на более безопасные материалы.

( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )

Ртуть является чрезвычайно важным металлом, который используется практически во всех производственных отраслях. Поэтому многие страны стремительно развивают ртутную промышленность и расширяют поиски ее месторождений. Какое место занимает применение ртути в современной промышленности – попробуем разобраться в этой статье.

Что представляет собой ртуть

Это химический элемент и единственный металл, который находится в жидком состоянии при нормальной температуре. Текучее вещество серого цвета – вот как выглядит ртуть, фото которой приведено ниже.

Затвердеть ртуть может только при очень низкой температуре. Средневековые алхимики никак не могли добиться отвердения этого металла. И только в 1759 году российские академики М. В. Ломоносов и И. А. Браун сумели сделать это. Дело в том, что в тот год в России были сильные морозы, и с помощью специальных смесей ученые понизили температуру до -56ºС. В таких условиях ртуть замерзла и стала похожа на металл. Спустя длительное время другие алхимики обнаружили у ртути сверхпроводимый эффект, когда понизили температуру до -270ºС.

Ртуть в истории человечества

Ртуть известна человеку еще с древних времен. Первые упоминания о ней встречаются в записях V века до н. э. Очень много исследовали ртуть в Индии и Китае. Самая древняя индийская школа по алхимии известна как «расаяна» или «путь ртути». Она занималась разработками лечебных препаратов и разных снадобий.

Древние люди находили ртуть в природе в виде киновари. Они использовали ее в качестве красного красителя. Название «киноварь» связано с древней легендой и переводится как «кровь дракона». Такая характеристика ртути связана с религиозными верованиями. В то время люди верили, что это кровь убитого в горах священного существа – дракона. Поэтому ртуть считали целебным веществом, способным лечить больных. Одним из таких лечебных средств была ртутная мазь.

Древние алхимики считали ртуть основой всех металлов и их жизненной силой. Они были убеждены, что из ртути и серы можно получить золото. Но после многочисленных опытов и экспериментов стало понятно, что ничего из этой идеи не выйдет. Сколько ученых погибло, пытаясь открыть формулу создания золота. И эти исследования продолжались до 30-х годов XX века, пока наука не начала стремительно развиваться. В результате применения радиоактивного распада, ученые получили из ртути стабильные изотопы золота, но их было очень мало. И цена такого металла очень высока.

Как добывают ртуть

Основным и практически единственным промышленным источником ртути является минерал киноварь. Он состоит на 86% из сульфида ртути, остальные составляющие – примеси других минералов. Обычно киноварь имеет вид сплошных выделений, богатых примесями, и внешне напоминает зерна неправильной формы. Редко встречаются сформированные кристаллы ромбоэдрического, бипирамидального облика. Иногда обнаруживаются двойники.

Металлическую ртуть из киновари получают путем нагрева в открытой трубке, которая обеспечивает контакт с кислородом. Во время нагревания маленькие капельки ртути стекают по холодным стенкам. Обычно рудные тела залегают на небольших глубинах и приурочены к кварцитам, известнякам, доломитам и сланцам. Самые крупные в мире месторождения ртути находятся в Испании, США, Югославии, Словении, Таджикистане, Кыргызстане. Большие кристаллы ртутной руды добывают в южной части Китая.

Основные свойства ртути

Этот минерал имеет уникальные свойства, которые сделали применение ртути в современной промышленности важным ее элементом. Ртуть считается ядовитым и опасным металлом. Но его физические и химические свойства во многих сферах человеческой деятельности незаменимы.

Физические свойства

Ртуть относится к диамагнетикам, так как может образовывать твердые сплавы с другими металлами и жидкие соединения – амальгамы. Температура затвердевания ртути составляет -38,83ºС, а кипит металл при 356,73 ºС. Испаряется она при комнатной температуре. Еще одна важная характеристика ртути – она диамагнитна. Это значит, что собрать жидкие шарики металла обычным магнитом невозможно.

Химические свойства

Как и благородные металлы, ртуть устойчива в сухом воздухе. Она взаимодействует с кислотами, солями, неметаллами. С водой, щелочами и неокисляющими кислотами ртуть не реагирует. При температуре выше 300ºС она вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид ртути.

Применение ртути в современной промышленности

Еще в средние века жидкий металл активно применяли в медицине для амальгамирования и изготовления разных приборов. В наше время невозможно найти отрасль народного хозяйства, которая не использует ртуть. Свойства и применение этого минерала описаны учеными со всего мира в многочисленных научных трудах.

Так, ртуть используется в сельском хозяйстве для протравы семян. В химической промышленности ее применяют в качестве катализатора для получения из ацетилена уксусного альдегида. Использование ртутных катодов позволяет выделить из поваренной соли едкий натр и хлор.

Ртуть является незаменимым компонентом в производстве красок для подводной части морских судов. Дело в том, что обитающие в морской воде микроорганизмы прикрепляются к днищам судов и способствуют коррозии и износу металлических деталей. Содержащая в краске ртуть под воздействием морского хлора образует сулему, которая отравляет вредные бактерии.

Ртуть применяют даже в производстве фетра. Имеющиеся в ее составе соли отлично обезжиривают пух. Более безопасных заменителей, которые бы давали такой же эффект, пока не нашли. Также ртуть служит катализатором во время органического синтеза в процессе дубления кожи.

Как уже упоминалось, ртуть всегда использовалась в медицине. В наши дни на ее основе выпускают антисептические и мочегонные препараты. А ртутная мазь готовилась еще в древней Индии, рецепт которой сохранился до наших дней. Из-за свойства растворять другие металлы (олово, серебро) ртуть используют для изготовления зубных пломб.

Применение ртути в промышленности связано также с ее способностью испаряться при комнатной температуре. Например, для очистки нефти. Так, выпаривание металла способствует регулировке температуры нефтеперерабатывающих процессов.

Ртутные приборы

Физико-химические свойства являются главной причиной, по которой происходит применение ртути в разных приборах и машинах. Пары металла используются в ртутных турбинах. Такие установки особенно выгодны, когда в агрегате мало воды и охлаждение механизма происходит исключительно воздухом.

В электротехнике применяют выпрямители с жидким ртутным катодом. Они позволяют преобразовать трехфазный электрический ток в постоянный. Даже в астрономических целях применяют ртутные приборы – горизонты. Они имеют специальный сосуд с жидким металлом, поверхность которого служит зеркалом во время наблюдений за космосом. Также применение ртути в современной промышленности проявляется в производстве разных диффузионных насосов, прерывателей, термометров.

Во многих отраслях медицины используют ртутно-кварцевые лампы, которые облучают ультрафиолетовыми лучами. Также незаменимым медицинским инструментом является всем известный градусник для измерения температуры тела.

Сколько стоит ртуть: цена на мировом рынке

Цена на ртуть формируется по тому же принципу, что и на другие металлы. Так, стоимость этого минерала зависит от объема поставок и чистоты предлагаемой ртути. На мировом рынке цена на ртуть за последние полгода значительно упала. Так, если ее средняя цена в конце 2014 года составляла 75 долларов США/кг, то в марте 2015 года — 55 долларов США/кг. Но свободно купить жидкий металл практически невозможно, поскольку ртуть относится к химически-опасным веществам. Даже за утилизацию разлитой ртути необходимо заплатить определенную сумму.

Что касается изделий, которые содержат ртуть, их стоимость зависит от количества используемого металла и от других производственных издержек. Например, очень дешево стоит градусник ртутный. Цена в аптеках колеблется от 25 до 50 рублей.

Опасность ртути для здоровья

Несмотря на широкое применение ртути в промышленности, она считаются довольно опасным химическим веществом. По критериям вреда для жизни и здоровья ртуть относится к первому классу опасности. Обычно ртуть попадает в организм путем вдыхания ее паров, которые не имеют запаха. Именно ртутные испарения представляют наибольшую опасность.

Чтобы вызвать тяжелое отравление и проблемы со здоровьем, достаточно воздействия небольшого количества минерала. Во время токсикации в наибольшей степени поражаются легкие, почки, иммунная, нервная, пищеварительная системы, глаза и кожа.

В зависимости от причин и характера отравления различают легкую, острую и хроническую формы. Легкая токсикация возникает при пищевом отравлении. После аварий на предприятиях химической промышленности или вследствие нарушения техники безопасности проявляется острая форма отравления. В этом случае у больного наблюдается снижение умственной активности, истощение, могут появляться судороги, потеря зрения, облысение и даже полный паралич. В тяжелых случаях острое отравление может привести к летальному исходу. Хроническое отравление развивается в результате постоянного контакта с ртутью и может проявляться долгое время после прекращения работы с ней. У людей с этой формой патологии повышается риск развития гипертонии, туберкулеза и атеросклероза. Бывают случаи, когда хроническая токсикация вызывает психические отклонения.

Особенно внимательно с ртутными приборами следует обращаться беременным женщинам. Пары ртути представляют большую угрозу для развития плода. Если в доме есть дети, лучше обычные ртутные термометры заменить электронными.

Утилизация ртутьсодержащих отходов

Широкое применение ртути способствует высокой концентрации ее паров в атмосфере крупных городов. Сейчас повсюду используют люминесцентные лампы, которые содержат от 30 до 300 мг жидкого металла. А в некоторых лампах его в несколько раз больше. Согласно статистике, ежегодно около 100 млн. таких ламп становятся непригодными и требуют переработки. Лишь небольшая их часть проходит специальную утилизацию, а остальные сразу отправляются на свалку, где из-за разрушения целостности стекла ртуть попадает в атмосферу.

Кроме того, ртуть применяется в производстве аккумуляторов и батарей, которые в основном никак не перерабатываются. Таким путем за год на свалку попадает около 40 тонн ртути. Эта цифра очень большая, поэтому проблема утилизации ртутьсодержащих предметов стоит очень остро. Бесконтрольное обращение с ртутными отходами, безответственное отношение к приборам, содержащим этот жидкий металл, создает угрозу здоровью и жизни людей. Всем известно, какие неприятности может принести обычный градусник ртутный. Цена неумелого обращения с ним может стоить даже жизни.

Сейчас правительства всех стран работают над вопросом переработки ртутьсодержащих отходов. С этой целью создаются специальные компании, которые занимаются сбором непригодных к использованию приборов и ртутных предметов. Они разделяют их на компоненты (цоколи, стекло, металл) и перерабатывают. Из каждого вида отходов формируются блоки, которые упаковываются в специальную тару (чехлы, полиэтиленовые пакеты, канистры) и доставляются на место переработки.