الصفحة الرئيسية > ستائر > حقائق مثيرة للاهتمام عن عنصر الزئبق الكيميائي. عطارد: تهديدات حقيقية وخيالية. طرق اختراق السم


حقائق مثيرة للاهتمام عن عنصر الزئبق الكيميائي. عطارد: تهديدات حقيقية وخيالية. طرق اختراق السم




    الزئبق (زئبق، من اللات. Hydrargyrum) - عنصر الفترة السادسة من النظام الدوري للعناصر الكيميائية لـ D. I. Mendeleev برقم ذري 80 ، ينتمي إلى مجموعة فرعية من الزنك (مجموعة فرعية جانبية من المجموعة II). مادة بسيطة الزئبق- معدن انتقالي ، في درجة حرارة الغرفة ، وهو سائل ثقيل أبيض فضي ، أبخرته شديدة السمية. الزئبق هو أحد عنصرين كيميائيين (والمعدن الوحيد) تكون مواده البسيطة في ظل الظروف العادية في حالة سائلة للتجمع (العنصر الثاني هو البروم).


1. التاريخ

أصل الاسم

2 التواجد في الطبيعة

2.1 الودائع

3 في البيئة

4 نظائر

5 الحصول

6 الخصائص الفيزيائية

7 خواص كيميائية

7.1 حالات الأكسدة المميزة

7.2 خصائص الزئبق المعدني

8 استخدام الزئبق ومركباته

8.1 الطب

8.2 التقنية

8.3 علم المعادن

8.4 الصناعة الكيميائية

8.5 الزراعة

9 علم السموم من الزئبق

9.1 تنظيم النظافة لتركيزات الزئبق

9.2 إزالة التدرج

قصة

الرمز الفلكي لكوكب عطارد

عُرف عطارد منذ العصور القديمة. غالبًا ما تم العثور عليها في شكلها الأصلي (قطرات سائلة على الصخور) ، ولكن في كثير من الأحيان تم الحصول عليها عن طريق تحميص الزنجفر الطبيعي. استخدم الإغريق والرومان القدماء الزئبق لتنقية الذهب (الدمج) ، فقد عرفوا عن سمية الزئبق نفسه ومركباته ، ولا سيما كلوريد الزئبق. لعدة قرون ، اعتبر الكيميائيون أن الزئبق هو المكون الرئيسي لجميع المعادن واعتقدوا أنه إذا تم إرجاع الزئبق السائل إلى الصلابة بمساعدة الكبريت أو الزرنيخ ، فسيتم الحصول على الذهب. تم وصف إطلاق الزئبق في شكله النقي من قبل الكيميائي السويدي جورج براندت في عام 1735. يستخدم رمز كوكب عطارد لتمثيل العنصر بين الكيميائيين وفي الوقت الحاضر. لكن تم إثبات انتماء الزئبق إلى المعادن فقط من خلال أعمال لومونوسوف وبراون ، اللذين تمكنا في ديسمبر 1759 من تجميد الزئبق وإثبات خصائصه المعدنية: القابلية للتطويع ، والتوصيل الكهربائي ، إلخ.

أصل الاسم

يأتي الاسم الروسي للزئبق من براسلاف. * RTǫ تايالمرتبطة مضاءة. روستي"تدحرج". تم استعارة الرمز Hg من الاسم الكيميائي اللاتيني لهذا العنصر. Hydrargyrum(اليونانية الأخرى - "الماء" و ἄργυρος "الفضة").

التواجد في الطبيعة

الزئبق عنصر نادر نسبيًا في قشرة الأرض بمتوسط ​​تركيز 83 مجم / طن. ومع ذلك ، نظرًا لحقيقة أن الزئبق يرتبط ارتباطًا كيميائيًا ضعيفًا بالعناصر الأكثر شيوعًا في قشرة الأرض ، يمكن أن تكون خامات الزئبق شديدة التركيز مقارنة بالصخور العادية. تحتوي معظم الخامات الغنية بالزئبق على ما يصل إلى 2.5٪ من الزئبق. الشكل الرئيسي للزئبق الموجود في الطبيعة مشتت ، ولا يوجد سوى 0.02٪ منه في الرواسب. محتوى الزئبق في أنواع مختلفة من الصخور النارية قريب من بعضها البعض (حوالي 100 مجم / طن). من الصخور الرسوبية ، يتم تحديد تركيزات الزئبق القصوى في الصخور الطينية (تصل إلى 200 مجم / طن). في مياه المحيطات العالمية محتوى الزئبق 0.1 ميكروغرام / لتر. أهم ميزة جيوكيميائية للزئبق هي أنه ، من بين عناصر كالكوفيل أخرى ، لديه أعلى إمكانات تأين. يحدد هذا خصائص الزئبق مثل القدرة على التعافي إلى الشكل الذري (الزئبق الأصلي) ، والمقاومة الكيميائية الكبيرة للأكسجين والأحماض.

يوجد الزئبق في معظم معادن الكبريتيد. تم العثور على محتوياته العالية بشكل خاص (حتى الألف والمئات من النسبة المئوية) في الخامات الباهتة ، والأنتيمونيت ، والسباليريت ، والعقارات. يحدد القرب من أنصاف الأقطار الأيونية للزئبق ثنائي التكافؤ والكالسيوم والزئبق أحادي التكافؤ والباريوم تماثلها في الفلوريت والباريت. في الزنجفر والميتاسيناباريت ، يتم استبدال الكبريت أحيانًا بالسيلينيوم أو التيلوريوم ؛ غالبًا ما يكون محتوى السيلينيوم جزءًا من مائة وأعشار بالمائة. من المعروف للغاية سيلينيدات الزئبق النادرة للغاية - التيمانيت (HgSe) والأونوفريت (خليط من التيمانيت والسفاليريت).

الزئبق هو أحد أكثر المؤشرات حساسية للتمعدن الخفي ليس فقط للزئبق ، ولكن أيضًا لمختلف رواسب الكبريتيد ؛ لذلك ، عادة ما يتم الكشف عن هالات الزئبق فوق جميع رواسب الكبريتيد المخفية وعلى طول عيوب ما قبل الركاز. تفسر هذه الميزة ، بالإضافة إلى المحتوى المنخفض من الزئبق في الصخور ، بالمرونة العالية لبخار الزئبق ، والتي تزداد مع زيادة درجة الحرارة وتحدد الهجرة العالية لهذا العنصر في الطور الغازي.

تحت ظروف السطح ، الزنجفر والزئبق المعدني غير قابل للذوبان في الماء ، ولكن في وجودهما (Fe 2 (SO 4) 3 ، الأوزون ، بيروكسيد الهيدروجين) ، تصل قابلية ذوبان هذه المعادن إلى عشرات ملجم / لتر. الزئبق قابل للذوبان بشكل جيد في الكبريتيدات القلوية الكاوية مع تكوين ، على سبيل المثال ، مركب HgS nNa 2 S. يتم امتصاص الزئبق بسهولة بواسطة الطين والحديد وهيدروكسيدات المنغنيز والصخر الزيتي والفحم.

حوالي 20 معدنًا من الزئبق معروف في الطبيعة ، لكن القيمة الصناعية الرئيسية هي الزنجفر HgS (86.2٪ Hg). في حالات نادرة ، يكون موضوع الاستخراج هو الزئبق الأصلي و HgS metacinnabarite و fahlore - schvatzite (حتى 17٪ زئبق). في إيداع Guitzuco الوحيد (المكسيك) ، فإن المعدن الخام الرئيسي هو ليفنجستون HgSb 4 S 7. تتشكل معادن الزئبق الثانوية في منطقة أكسدة رواسب الزئبق. وتشمل هذه ، أولاً وقبل كل شيء ، الزئبق الأصلي ، وغالبًا ما يكون ميتاسيناباريت ، والذي يختلف عن نفس المعادن الأولية في درجة نقاء أكبر للتكوين. الزئبق 2 الكلور 2 كالوميل شائع نسبيًا. في رواسب Terlingua (تكساس) ، تعتبر مركبات الهالوجين الأخرى عالية الجين شائعة أيضًا - terlinguaite Hg 2 ClO ، aglestonite Hg 4 Cl.

تعريف

الزئبق- العنصر الثمانين في الجدول الدوري. التسمية - Hg من اللاتينية "hydrargyrum". يقع في الفترة السادسة ، مجموعة البنك الدولي للاستثمار. يشير إلى المعادن. الشحنة الأساسية 80.

لا يتم توزيع الزئبق على نطاق واسع في الطبيعة ؛ يبلغ محتواها في القشرة الأرضية حوالي 10 -6٪ فقط (بالوزن). من حين لآخر ، يوجد الزئبق في شكل أصلي ، متناثرة في الصخور ؛ ولكنه موجود بشكل رئيسي في الطبيعة مثل كبريتيد الزئبق الأحمر الزاهي HgS أو الزنجفر. يستخدم هذا المعدن في صناعة الطلاء الأحمر.

الزئبق هو المعدن الوحيد السائل في درجة حرارة الغرفة. في شكل مادة بسيطة ، الزئبق معدن أبيض فضي (الشكل 1). معدن شديد الانصهار. الكثافة 13.55 جم / سم 3. نقطة الانصهار - 38.9 درجة مئوية ، نقطة الغليان 357 درجة مئوية.

أرز. 1. الزئبق. مظهر خارجي.

الوزن الذري والجزيئي للزئبق

تعريف

الوزن الجزيئي النسبي للمادة (M r)هو رقم يوضح عدد المرات التي تكون فيها كتلة جزيء معين أكبر من 1/12 من كتلة ذرة كربون ، و الكتلة الذرية النسبية للعنصر (A r)- كم مرة يكون متوسط ​​كتلة ذرات عنصر كيميائي أكبر من 1/12 من كتلة ذرة كربون.

نظرًا لأن الزئبق في الحالة الحرة يوجد في شكل جزيئات أحادي الذرة ، فإن قيم كتلته الذرية والجزيئية هي نفسها. إنها تساوي 200.592.

نظائر الزئبق

من المعروف أن الزئبق موجود في الطبيعة على شكل سبعة نظائر مستقرة 196 زئبق (0.155٪) ، 198 زئبق (10.04٪) ، 199 زئبق (16.94٪) ، 200 زئبق (23.14٪) ، 201 زئبق (13.17٪) ) و 202 Hg (29.74٪) و 204 Hg (6.82٪) وأعداد كتلتها 196 و 198 و 199 و 200 و 201 و 202 و 204 على التوالي. نواة ذرة نظير الزئبق 196 Hg تحتوي على ثمانين بروتونا ومائة وستة عشر نيوترونا ، والباقي يختلف عنها فقط في عدد النيوترونات.

هناك نظائر مشعة اصطناعية غير مستقرة للزئبق بأعداد كتلتها من 171 إلى 210 ، بالإضافة إلى أكثر من عشر حالات من الأيزومرات للنواة.

أيونات الزئبق

عند مستوى الطاقة الخارجية لذرة الزئبق ، يوجد إلكترونان متكافئان:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 6s 2.

نتيجة للتفاعل الكيميائي ، يتخلى الزئبق عن إلكترونات التكافؤ ، أي هو المتبرع بهم ، ويتحول إلى أيون موجب الشحنة:

Hg 0 -1e → Hg + ؛

Hg 0 -2e → Hg 2+.

جزيء وذرة الزئبق

في الحالة الحرة ، يوجد الزئبق في شكل جزيئات الزئبق أحادية الذرة. فيما يلي بعض الخصائص التي تميز ذرة وجزيء الزئبق.

يحتل الزئبق ، نظرًا لخصائصه المذهلة ، مكانة خاصة بين المعادن الأخرى ويستخدم على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا.

تعتبر خاصية بقاء الزئبق في حالة سائلة في نطاق درجة الحرارة من 357.25 إلى -38.87 درجة مئوية فريدة من نوعها. في درجات الحرارة المنخفضة ، يكون الزئبق خاملًا بالنسبة للعديد من السوائل والغازات العدوانية ، بما في ذلك الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي. من الناحية العملية لا يتفاعل مع أحماض الكبريتيك والهيدروكلوريك المركزة ؛ يتم استخدامه عند العمل ، على سبيل المثال ، مع المواد السامة والعدوانية مثل البورهيدريد.

يستخدم الزئبق في الهندسة الكهربائية والمعادن والطب والكيمياء والبناء والزراعة والعديد من المجالات الأخرى ؛ دورها مهم بشكل خاص في الممارسة المختبرية.


من المعروف أن الزئبق يستخدم في مقاييس الضغط ، ومقاييس الفراغ ، ومقاييس الحرارة ، في العديد من تصميمات الصمامات ، والمقاطعات ، ومضخات التفريغ العالية ، والمرحلات المختلفة ، وأجهزة التحكم في درجة الحرارة ، إلخ.

يستخدم الزئبق المعدني كسائل موازنة وثرموستاتي وختم ، ويستخدم بخار الزئبق كجواء وقائي عند تسخين المعادن.

يستخدم الزئبق على نطاق واسع في الدراسات الكهروكيميائية وعناصر كلارك وويستون العادية ذات القيم الكهرومغناطيسية المستقرة ، في مقاييس ليبمان الكهربائية ، والتي تُستخدم لدراسة بنية الطبقة الكهربائية المزدوجة ، واعتماد معامل الاحتكاك على التوتر السطحي البيني المحتمل ، وقابلية البلل وغيرها من الظواهر في كبريتات الزئبق ، والزئبق والفوسفات ، وأكسيد الزئبق ، والأقطاب المرجعية للزئبق واليود المستخدمة لقياس إمكانات الأقطاب الكهربائية.

في عام 1922 ، طور J. Geyrovsky طريقة تحليل بولاروجرافي باستخدام قطب كهربائي قطرة الزئبق. يمكن استخدام هذه الطريقة لتحديد التركيزات المنخفضة للمواد (10 -3-10 -4 مول / لتر) ، واستبدال الزئبق في التحليل الاستقطاب بالملغم ، فإن استخدام طريقة "استقطاب تراكم الملغم" يسمح بتوسيع الاحتمالات الاستقطاب وزيادة دقة القياس بمقدار 3-4 أوامر من حيث الحجم.

يتم استخدام الزئبق والملاغم بنجاح في قياس الأمبيرومتر و. معايرة الجهد ، وتحليل الكولومتري ، وكذلك التحليل الكهربائي على كاثود الزئبق.

غالبًا ما يستخدم الزئبق كمادة مساعدة في دراسة الأنظمة المعدنية. على سبيل المثال ، بمساعدتها ، تم تكرير مخططات الحالة للسبائك الثنائية من النيكل والزنك والنيكل والقصدير والحديد والمنغنيز والكروم والزنك وما إلى ذلك. يتم استخدامه كمذيب للحصول على مواد أشباه الموصلات ، على وجه الخصوص ، للزراعة عند درجات حرارة منخفضة من محاليل الزئبق المشبعة لبلورات القصدير المفردة من القصدير الرمادي. تعتبر الألواح المصنوعة من القصدير الرمادي شديدة الحساسية للأشعة تحت الحمراء - يمكنها اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية التي يصل طولها إلى 15 ميكرون.

تُستخدم ملامسات الزئبق لتحديد مقاومة السيليكون بدقة.


بمساعدة الزئبق ، تمت دراسة ظاهرة التبلل والتلدين والتقصف للزنك والقصدير والنحاس والرصاص والذهب والنحاس الأصفر والألمنيوم والفولاذ وسبائك التيتانيوم ، ويستخدم الزئبق في التنميش ودراسة الانتشار.

يستخدم على نطاق واسع لتحديد مسامية الكربون المنشط وجل السيليكا والسيراميك والطلاء المعدني. من المعروف أن أجهزة قياس البورميتر تعمل عند ضغوط تصل إلى 3500 ضغط جوي وتسمح بتحديد المسام التي يصل قطرها إلى عدة أ.

يستخدم الزئبق أيضًا للمعايرة الدقيقة للأواني الحجمية والسحاحات والماصات ومقاييس الحركة لتحديد قطر الأنابيب الشعرية ، كسائل ضغط في تحديد الغازات في السوائل البيولوجية ، في أجهزة تحليل الغاز للأنظمة المختلفة ، وعدادات الحجم ، إلخ.

يتيح ضغط البخار المنخفض نسبيًا عند درجات حرارة تتجاوز 500 درجة مئوية استخدام الزئبق كسوائل عامل في محطات الطاقة التي تستخدم الحرارة المنبعثة أثناء التحلل الإشعاعي للتدفئة ، وكذلك في المصانع الثنائية القوية من النوع الصناعي لتوليد الكهرباء فيها تستخدم الطاقة في المرحلة الأولى توربينات بخارية زئبقية ، والثانية - توربينات تعمل على بخار الماء 46-B2. تتجاوز كفاءة التركيبات الثنائية كفاءة أي محركات حرارية وحتى مثل هذه التصميمات المثالية لمحركات الاحتراق الداخلي.

في المفاعلات النووية ، إلى جانب الماء ، تستخدم المبردات المعدنية السائلة ، بما في ذلك الزئبق ، بشكل متزايد لإزالة الحرارة. في الوقت نفسه ، تزداد كفاءة المنشآت النووية بشكل كبير ويتم التخلص من الصعوبات المرتبطة باستخدام الماء والبخار تحت ضغط عالٍ.

غالبًا ما يستخدم الزئبق كمبرد في الصناعة الكيميائية ، على سبيل المثال ، في عملية سلفنة النفثالين ، لتقطير 2-نافثول ، لتقطير زيوت التشحيم ، في إنتاج حمض الفثاليك أنهيدريد ، في عملية التكسير ، إلخ. في هذه الحالة ، من الممكن تنفيذ العمليات عند درجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية وفي نفس الوقت ضمان التسخين المنتظم لكتلة التفاعل بأكملها. يمكن أن يعمل الزئبق أيضًا كعامل مساعد ، على سبيل المثال ، في إنتاج حمض الأسيتيك.

في علم المعادن ، تُعرف طريقة الصب على نماذج الزئبق المستقيمة. يمكن لحام الأجزاء الفردية من النموذج ، المصنوعة من الزئبق المجمد ، بسهولة نتيجة التلامس والضغط الخفيف ، مما يسهل تصنيع النماذج المركبة والمعقدة ؛ أثناء الذوبان اللاحق للنماذج من الزئبق الصلب ، يتغير حجمه بشكل طفيف للغاية ، مما يجعل من الممكن إدخال تفاوتات صغيرة جدًا في أبعاد المسبوكات. بهذه الطريقة ، يمكن الحصول على مصبوبات دقيقة للتكوينات المعقدة للغاية ، وعلى وجه الخصوص ، أجزاء من توربينات الغاز في الطائرات.

تم أيضًا استخدام ضغط صغير من بخار الزئبق في درجات الحرارة العادية لإنشاء مصابيح زئبقية مختلفة ، من بينها المصابيح الفلورية (LD ، LDT ، LB ، LHB ، LTB ، إلخ).

مصابيح الزئبق ذات الضغط المنخفض (-10 -3 مم زئبق عند 20-40 درجة مئوية) ، المصنوعة من الكوارتز أو زجاج الأشعة فوق البنفسجية ، هي مصادر للإشعاع الرنان مع الطول الموجي 2537 و 1849 ألف. تعمل مصابيح الزئبق المبيدة للجراثيم (BUV-15 و BUV-30 وما إلى ذلك) في منطقة الموجة القصيرة من الأشعة فوق البنفسجية وتُستخدم لتعقيم الطعام والماء والهواء الداخلي وما إلى ذلك. مصابيح الزئبق الفلورية (EUV-15 و EUV-30 ) تعمل في أجزاء الموجة المتوسطة من طيف الأشعة فوق البنفسجية وهي مخصصة للأغراض الطبية.

تُستخدم مصابيح الزئبق منخفضة الضغط أيضًا لدراسة أطياف رامان ، لتشعيع موازين الأدوات المختلفة ومقابض المؤشر والأجهزة الأخرى المغلفة بتركيبة ضوئية بالأشعة فوق البنفسجية.

في مصابيح الزئبق عالية الضغط (ضغط بخار الزئبق 0.3-12 ضغط جوي) ، يحدث إشعاع شديد في الأجزاء فوق البنفسجية والأزرق البنفسجي من الطيف. يتم استخدامها لأعمال التصوير (IGAR-2) ، لإضاءة المباني الصناعية والشوارع والطرق السريعة (DRL) ؛ للعلاج الطبيعي والتحليل الطيفي والإنارة في الكيمياء الضوئية ؛ لنسخ العمل ، تُستخدم أيضًا مصابيح الزئبق الكوارتز RKS-2.5.

مصابيح الزئبق عالية الضغط (يصل ضغط بخار الزئبق فيها إلى عشرات بل ومئات الغلاف الجوي) تعمل في درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية.

إن الجمع ، في مثل هذه المصابيح ، بين قوس مضيء مع كفاءة إنارة هائلة وسطوع يسمح باستخدام مصابيح الزئبق عالية الضغط في الكشافات والأدوات الطيفية ومعدات الإسقاط. يتم استخدام الإشعاع المكثف في الأجزاء البنفسجية والزرقاء من طيف هذه المصابيح من أجل التمثيل الضوئي ، في الفحص المجهري للإنارة ، لأغراض الديكور (الدهانات المضيئة) ، إلخ.

لزيادة كثافة الإشعاع في المنطقة المرغوبة من الطيف في مصابيح الزئبق ، غالبًا ما تستخدم ملغم من الزنك والكادميوم والمعادن الأخرى بدلاً من الزئبق المعدني أو مركبات هاليد من معادن مثل الثاليوم والصوديوم والإنديوم وما إلى ذلك ، يضاف إلى مصابيح الزئبق.

إلى جانب مصابيح الزئبق ، لم تفقد المقومات الزئبقية للتيار الكهربائي أهميتها ، والتي لا مثيل لها من حيث المتانة وسهولة التشغيل. في الآونة الأخيرة فقط في تقنية الحصول على مواد كيميائية معينة ، على سبيل المثال ، في إنتاج الكلور والصودا الكاوية ، يتم استبدال صمامات الزئبق تدريجياً بمعدلات السيليكون ، مما يجعل من الممكن استخدام تيار مصحح يصل إلى 25000 أمبير للتحليل الكهربائي.

يستخدم الزئبق أيضًا في صناعة الإلكترونيات. يستخدم بخار الزئبق في gastrons (GR1-0.25 / 1.5 ؛ VG-236 ، VG-129) ، المستخدم في أجهزة الإرسال ذات القدرة العالية والمتوسطة ، في الثيراترونات والصمامات المملوءة بالغاز. يستخدم الزئبق في مولدات الموجات فوق الصوتية المزودة بأجهزة استشعار بيزو كوارتز ، وفي مولدات التدفئة عالية التردد ، وفي الأجهزة الإلكترونية الأخرى.

يستخدم الزئبق على نطاق واسع في تقنية التفريغ. لقد مرت أكثر من 50 عامًا على اختراع مضخات انتشار الزئبق من Goede ، التي تم تحسينها بواسطة Langmuir. تبين أن هذه المضخات لا غنى عنها في الحصول على فراغ عالي للغاية (10-13 ملم زئبق). تُستخدم مضخات انتشار الزئبق بنجاح لإحداث فراغ في المسرعات الخطية للجسيمات الأولية ، في الأجهزة التي تحاكي ظروف الفضاء الخارجي ؛ في مصانع الاندماج النووي الحراري ، لضخ بعض الأجهزة باستخدام الانبعاث الضوئي.

تُفضل مضخات الزئبق لشفط أجهزة الطيف الكتلي الحساسة ، وكاشفات التسرب القائمة على الهيدروجين ، وغيرها من الأدوات.

تفسر هذه التطبيقات العديدة لمضخات الزئبق بحقيقة أن للزئبق مزايا مهمة على الزيوت العضوية أو زيوت السيليكون المستخدمة في مضخات نشر الزيت البخاري. تتمثل إحدى هذه المزايا في أن الزئبق ، باعتباره مادة بسيطة ، لا يتحلل إلى الأجزاء المكونة له ولا يلوث جدران الأجهزة التي يتم ضخها بنفس القدر مثل مكونات السوائل المستخدمة في مضخات الزيت البخاري.

إن قدرة الزئبق على تكوين الحشوات (المحاليل الحقيقية أو الغروانية للمعادن في الزئبق) ، على الرغم من قابلية الذوبان الطفيفة لمعظم المعادن فيه ، لها أهمية استثنائية. في السنوات الأخيرة ، بسبب الاستخدام الواسع النطاق للحشوات ، تم إنشاء صناعة جديدة تسمى معدن الملغم. بمساعدة الحشوات ، يتم إجراء المعالجة المعقدة للمواد الخام المتعددة الفلزات ، ومساحيق المعادن الدقيقة ، والسبائك متعددة المكونات من التراكيب المحددة ، والمعادن النقية وعالية النقاوة ، والتي لا يتجاوز محتوى الشوائب منها 10 -6 -10 -8 بالوزن. ٪. في بعض الحالات ، تكون درجة تكرير المعادن كبيرة جدًا لدرجة أن طرق التحليل الحالية غير قادرة على اكتشاف الشوائب في المنتج النهائي. باستخدام طريقة الملغم ميتالورجيا ، يمكن الحصول على معادن من أي درجة نقاء ، اعتمادًا على نقاء مواد البداية - الكواشف الكيميائية ، والمياه ، والمعدات ، إلخ.

عندما يتم تسخين الملغم إلى درجة حرارة عالية ، يتم تقطير الزئبق ، ونتيجة لذلك ، يتم الحصول على المعدن في شكل مساحيق مشتعلة ناعماً أو كتلة مضغوطة تحتوي على آثار ضئيلة من الزئبق. تستخدم هذه الميزة من الحشوات في تعدين المساحيق ؛ بمساعدة الطرق التكنولوجية ، من الممكن الحصول على سبائك متعددة المكونات من أي تركيز من معادن أو معادن حرارية ، أحدها له نقطة انصهار منخفضة ، والآخر - يتجاوز 1500-2000 درجة مئوية.

يتم تغطية العديد من المعادن والسبائك ، بما في ذلك تلك غير القابلة للذوبان عمليًا في الزئبق ، مثل الفولاذ والبلاتين والتيتانيوم والبرمالوي وغيرها ، بطبقة رقيقة من الزئبق عند إزالة أكسيد أو غشاء ممتز من سطحها. وجدت هذه الخاصية أيضًا تطبيقًا في الممارسة المختبرية وفي الصناعة. على سبيل المثال ، يتم استخدامه في إنتاج الصودا الكاوية والكلور عن طريق التحليل الكهربائي للمحاليل المائية لكلوريدات الفلزات القلوية على كاثود الزئبق ، بعد دمج قيعان المحلل الكهربائي للصلب. لا يزال الاندماج مستخدمًا في صناعة تعدين الذهب لفصل الذهب عن الصخور مع التقطير اللاحق للزئبق ، على الرغم من أن هذه الطريقة ، التي لها تاريخ طويل ، قد تم استبدالها مؤخرًا بطريقة السيانيد الأكثر تقدمًا.

في الكيمياء الكهربائية والكيمياء التحليلية ، في التحليل الاستقطاب ، غالبًا ما تستخدم أقطاب بلاتينية مدمجة ، إلخ.

تستخدم ملغم من معادن الأرض القلوية والقلوية والزنك والألمنيوم وعناصر أخرى في الكيمياء التحضيرية لتفاعلات الاختزال. على سبيل المثال ، تُستخدم الحشوات المعدنية القلوية لإنتاج الهيدروجين والصودا الكاوية عند التفاعل مع الماء ، لتقليل الأكسجين إلى بيروكسيد الهيدروجين ، وثاني أكسيد الكربون إلى فورمات وأكسالات. أكاسيد النيتروجين ، عند التفاعل مع الحشوات المعدنية القلوية ، يتم تقليلها إلى النيتريت المقابل ، أكاسيد الكلور - إلى كلوريت المعادن القلوية المقابلة ، وثاني أكسيد الكبريت - إلى هيدروسلفيت. هناك أيضًا طرق معروفة لإنتاج هيدرات الفلزات القلوية والزرنيخ والجرمانيوم ، بالإضافة إلى عناصر أخرى. بمساعدة الحشوات ، من الممكن تقليل نون المعادن إلى معادن حرة في وسائط مختلفة ، لفصل العناصر الأرضية النادرة ، وكذلك عزلها.

تستخدم الحشوات أيضًا لتقليل المركبات العضوية: من أجل هدرجة روابط كربون-كربون متعددة ، لتقليل مجموعات الهيدروكسيل والكربونيل والكربوكسيل ، لتقليل الهالوجين والمجموعات المحتوية على النيتروجين ، لإنتاج مركبات الزئبق العضوية.


في الصناعة ، تُستخدم هذه الحشوات للحصول على كحول الفلزات القلوية ، والتي تُستخدم بعد ذلك في تصنيع الأصباغ المختلفة والمستحضرات الطبية - السلفوناميدات والباربيتورات والفيتامينات ؛ لتقليل المركبات المائية العطرية إلى الأمينات ، والتي بدورها تستخدم في تصنيع أصباغ الآزو المختلفة ؛ للحصول على كحول سداسي الذرة (د-سوربيتول ود-مانيتول) عن طريق تقليل د-جلوكوز ود-مانوز. تستخدم الكحولات الناتجة في إنتاج درجات خاصة من الورق وفيتامين ج والإيثرات والراتنجات الاصطناعية ؛ يستخدم أملغم الصوديوم للحصول على د-ريبوز ، والذي يعمل كمنتج أولي في تخليق فيتامين ب 2. بمساعدة ملغم المعادن القلوية ، يتم الحصول على ألدهيدات الساليسيليك ، البيناكون ، وهو المنتج الأولي في تخليق مطاط ثنائي ميثيل البوتادين ، حمض الجليوكسيليك المستخدم في تصنيع المواد العطرية ، على سبيل المثال ، الفانيلين ، في إنتاج الأوليفينات المهلجنة والعديد من المواد الأخرى.

لا يتم استخدام الملغم على نطاق واسع للحصول على بيروكسيد الصوديوم وكلوريد الصوديوم وكبريتات الصوديوم ، إلخ.

الزئبق معدن فضي فاتح في الفترة السادسة من الجدول الدوري. تقع هذه المادة في المجموعة الفرعية من الزنك برقم ذري 80. السمة الرئيسية للزئبق هي الحالة السائلة للتجمع في ظل ظروف الغرفة العادية ، أي عند درجة حرارة +20-25 درجة مئوية. أبخرة هذا المعدن سامة.

الزئبق الأحمر مادة خيالية. كان له الفضل في الأداء العالي بشكل لا يصدق. وجود مثل هذا العنصر غير معروف حتى الآن للأوساط العلمية ، لأن الجمع بين الزئبق في درجات حرارة عالية ينتج كبريتيد الزئبق.

يستخدم الزئبق في المجال الطبي في صناعة موازين الحرارة ، ولكن يتم استبدال هذه الأجهزة تدريجيًا بخيارات أكثر أمانًا. على سبيل المثال ، موازين الحرارة الإلكترونية.

مادة مثل الزئبق لا غنى عنها عمليا في تكنولوجيا القياس عالية الدقة. أبخرةها تستخدم على نطاق واسع في مصابيح الفلورسنت. يستخدم الزئبق في عملية إنتاج أنواع معينة من مصادر الطاقة (على سبيل المثال ، بطاريات الزئبق والزنك).

في صناعة المعادن ، يستخدم الزئبق في إنتاج سبائك مختلفة وفي إعادة تدوير الألمنيوم. في الآونة الأخيرة ، تم استخدامه على نطاق واسع في المجوهرات. يشتهر الزئبق في إنتاج الذهب كمعالجة مسبقة للصخور الحاملة للذهب لتسهيل فصل المعدن الثمين عن الخبث.

في القطاع الزراعي ، تعتبر مركبات الزئبق جزءًا من مبيدات الآفات ، والتي لها تأثير سلبي للغاية على البيئة. وبسبب هذا ، لم يعد هذا النوع من الأسمدة مستخدمًا.

تسمى الرواسب الطبيعية للتكوينات المعدنية التي ينتج منها الزئبق بكميات كبيرة إلى حد ما مناجم الزئبق. خام الزئبق الرئيسي هو الزنجفر. محتوى الزئبق فيه حوالي 85٪. ثاني أكبر تركيز لهذه الحفرية هو ميتاسيناباريت.

يوجد الزئبق أيضًا في:

  • صخور معدنية
  • كبريتات النحاس المحتوية على الزئبق (الزرنيخ ، السفاليريت والأنتيمون).

يمكن أن يحدث الزئبق في الطبيعة كأحفوري محلي ، لكن مثل هذا الرواسب نادر الحدوث. يمكن أيضًا استخراج الزئبق على طول الطريق من النفط ومواد الأسمنت والمواد الخام المتدفقة والفحم.

تحتوي خامات الزئبق على أشكال مختلفة ، أي يمكن أن تكون الرواسب من النوع الذي يشبه الهضبة ونوع الاتصال ، في شكل عروق وأعشاش وأعمال مخزون. على المستوى الجيني يمكن تشكيل:

  • الرواسب الحرارية المائية (المولدة للبلوتون) ؛
  • رواسب عن بعد؛
  • رواسب بركانية؛
  • رواسب الزئبق.

على الرغم من أن الأكثر شيوعًا هي:

  • بلوتونوجينيك.
  • بركاني.

يتشكل ، كقاعدة عامة ، نتيجة التعرض لدرجات حرارة منخفضة وتركيز منخفض ومحاليل مائية حرارية.

أقل شيوعًا ، ولكن يمكن تكوينها بمشاركة غازات بخار شديدة الحرارة وانبعاثات سائلة ذات محتوى عالٍ من بخار الزئبق.

يتم استخراج الزئبق في المناجم من خلال عمليات الحفر والتفجير ، باستخدام المعدات الكهربائية والألعاب النارية الصناعية. يتم نقل الحجر الأحمر الملغوم من الترسبات بواسطة أحزمة ناقلة ، ثم بواسطة الشاحنات أو القطارات إلى نقاط لمزيد من معالجة الخام (مصانع التركيز ، مصانع المعالجة). هناك ، يتم تكسير المواد في كسارة في مرحلة واحدة أو أكثر. يتم إرسال الخام المسحوق إلى المطاحن الخاصة للحصول على جزء أدق. لتحقيق التأثير الأمثل ، تم تجهيز المطاحن الصناعية بقضبان أو كرات فولاذية قصيرة.

عملية إنتاج الزئبق من الركاز

يتم إرسال الدقيق الناتج من التكوينات المعدنية المحتوية على الزئبق إلى فرن أنبوب للتدفئة. يتفاعل Cinnabar ، الذي يسخن إلى درجة حرارة معينة ، مع الأكسجين الموجود في الهواء. نتيجة لهذا التفاعل ، يتكون ثاني أكسيد الكبريت ، مما يسمح للزئبق بالتبخر. هذا الإجراء يسمى التحميص.

تغادر أبخرة الزئبق الصاعدة الفرن مع بخار الماء وثاني أكسيد الكبريت ومنتجات الاحتراق الأخرى وتدخل إلى مكثف خاص حيث يتم تبريدها. نتيجة لذلك ، يمر الزئبق ، الذي تبلغ درجة غليانه 357 درجة مئوية ، في حالة تجمع سائل. يتم تنفيس الأبخرة والغازات المتبقية في الغلاف الجوي أو استخدامها في عملية صناعية للحد من التلوث البيئي.

الحصول على الزئبق من الركاز

يتم توحيد الزئبق الناتج. نظرًا لأن هذه المادة لها جاذبية محددة عالية ، فإن جميع الإضافات والشوائب الممكنة ستكون على السطح في شكل فيلم أو رغوة. نتيجة للترشيح اللاحق ، يتم تنقية الزئبق.

المادة النهائية مناسبة للاستخدام ، ولكن ليس لجميع المناطق التي يستخدم فيها الزئبق.

كإجراءات تنقية إضافية ، يخضع المعدن السائل للترشيح الميكانيكي ، وإجراء التحليل الكهربائي والتنقية باستخدام مكونات نشطة كيميائيًا.

الطريقة الأكثر شيوعًا هي التنظيف الثلاثي. ارتفاع تدريجي في درجة حرارة مادة ما حتى تنفصل شوائب أو يتبخر الزئبق نفسه. يتم تنفيذ هذا الإجراء ثلاث مرات للتنقية التدريجية للمادة.

الدول الرائدة في صناعة الزئبق

اليوم ، تحتل هذه البلدان المراكز الرائدة في الإنتاج العالمي لخام الزئبق:

  • إسبانيا؛
  • كندا؛
  • المكسيك ؛
  • إيطاليا؛
  • ديك رومى؛
  • اليابان؛
  • فيلبيني؛
  • الجزائر وبعض دول الفضاء ما بعد الاتحاد السوفيتي.

دول الاتحاد السوفياتي السابق ، التي حدثت فيها تطورات كبيرة في الخامات المحتوية على الزئبق ، هي كازاخستان وأوكرانيا وطاجيكستان وقيرغيزستان والاتحاد الروسي وأوزبكستان.

معظم البلدان التي تستخرج الزئبق لا تستخدمها في صناعتها الخاصة. المستهلكون الرئيسيون للاحتياطيات العالمية من هذا المعدن السائل هم البلدان التالية: الولايات المتحدة الأمريكية ، واليابان ، وبريطانيا العظمى ، وفرنسا ، وألمانيا ، لأن هذه مراكز صناعية كبيرة.

بما في ذلك الزئبق. لماذا لا يزال الزئبق يستخدم في كثير من الأحيان كسائل لقياس الحرارة ، على الرغم من خطورة هذه المادة؟ لأن الزئبق له عدد من الخصائص الفريدة التي تجعله لا يمكن الاستغناء عنه. هذه مادة شيقة للغاية ، لذلك خصصنا لها مقالتين. تتناول هذه المقالة خصائص الزئبق.

الزئبق عنصر كيميائي في الجدول الدوري ، مادة بسيطة غير عضوية ، معدن. معروف للبشرية منذ أكثر من سبعة آلاف سنة. تم استخدامه في القرن الخامس. قبل الميلاد. في بلاد ما بين النهرين ، كان الزئبق معروفًا في الصين القديمة والشرق الأوسط. تم الحصول عليه عن طريق إطلاق الزنجفر على النار ، ثم صهر الذهب والفضة بمساعدته.

الخصائص الأساسية

يُرمز إليه بالرمز Hg (hydrargyrum ، مترجم من اليونانية باسم "الفضة السائلة"). تم إعطاء هذا الاسم للعنصر من قبل الخيميائيين.

لا يوجد الكثير من الزئبق على هذا الكوكب ، لكنه مشتت للغاية: يوجد في الهواء والماء وفي معظم الصخور. يحدث في شكل أصلي في شكل قطرات ، ولكن نادرًا. في كثير من الأحيان - في تكوين المعادن والطين. يشتمل الزنجفر (HgS) على أكثر من 30 نوعًا من المعادن ، وهو ذو أهمية صناعية. يتم الحصول على الزئبق الآن بطريقة تكنولوجية أكثر بكثير مما كانت عليه في العصور القديمة ، لكن معنى العملية ظل كما هو: إطلاق الزنجفر.

فضي ، سائل عالي الحركة ؛ المعدن الوحيد الذي في ظل الظروف العادية له حالة سائلة من التجميع. تصبح صلبة عند درجة حرارة -39 درجة مئوية. ومع ذلك ، فإن الزئبق معدن ثقيل. بسبب كثافته العالية ، يزن 1 لتر من الكاشف 14 كجم تقريبًا. يجري التيار بشكل جيد. ديامغناطيسي. عند تسخينه ، يتمدد بشكل متساوٍ - وبفضل هذه الخاصية لا يزال يُستخدم على نطاق واسع كسائل لقياس الحرارة. في الحالة الصلبة ، لها خاصية مرونة المعادن. غير قابل للذوبان عمليا في الماء ، لا يبلل الزجاج. عديم الرائحة الزئبق وأبخرة. الأبخرة عديمة اللون ، تتوهج باللون الأخضر المزرق عند تطبيق تفريغ كهربائي وتنبعث في طيف الأشعة السينية.

من وجهة نظر كيميائية

الزئبق خامل تمامًا. يتفاعل مع الأكسجين عند درجة حرارة +300 درجة مئوية ، وفي درجة حرارة +340 درجة مئوية يتحلل الأكسيد مرة أخرى. في ظل الظروف العادية ، يتفاعل مع الأوزون. لا يتفاعل مع المحاليل الحمضية غير المركزة ، ولكنه يذوب في أكوا ريجيا (خليط من أحماض الهيدروكلوريك والنتريك المركزة) وحمض النيتريك المركز. لا يتفاعل مع النيتروجين والكربون والبورون والسيليكون والفوسفور والزرنيخ والجرمانيوم. يتفاعل مع الهيدروجين الذري ولا يتفاعل مع الجزيئي. مع الهالوجينات تشكل هاليدات الزئبق. مع الكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم - الكالكوجينيدات. مع الكربون ، فإنه يشكل مركبات زئبق عضوية شديدة الاستقرار وكقاعدة عامة.

يتفاعل بسهولة في ظل الظروف العادية مع محلول برمنجنات البوتاسيوم في القلويات والمواد المحتوية على الكلور. تستخدم هذه الخاصية لإزالة انسكابات الزئبق. تمتلئ المنطقة الخطرة بالمبيض المحتوي على الكلور مثل "ACC" أو "البياض" أو كلوريد الحديديك.

تشكل السبائك مع العديد من المعادن - الحشوات. الحديد والتنغستن والموليبدينوم والفاناديوم وبعض المعادن الأخرى مقاومة للاندماج. أشكال مع معادن الزئبق - مركبات بين المعادن.

حول مخاطر الزئبق

ينتمي الزئبق إلى مواد من مجموعة المخاطر الأولى ، شديد الخطورة. خطير على الإنسان والنبات والحيوان على البيئة. مدرجة في قائمة 10 مواد تشكل خطرا اجتماعيا على الصحة وفقا لمنظمة الصحة العالمية. له تأثير تراكمي. للحصول على تفاصيل حول كيفية تأثير الزئبق على جسم الإنسان وما هي تدابير السلامة التي ينبغي اتخاذها ، اقرأ مقالتنا "". وهنا نذكر فقط أن الزئبق ليس سامًا ، بل أبخرته ومركباته القابلة للذوبان. لا يتم امتصاص الزئبق نفسه في الجهاز الهضمي للإنسان ويتم إفرازه دون تغيير. تم تعلم ذلك من الخاسرين في الانتحار الذين حاولوا الانتحار عن طريق شرب الزئبق. لقد نجوا! وحتى حقن الزئبق في الوريد لا تؤدي إلى الموت.

لا يسمح بنقل الزئبق بالطائرات. وهذا ليس لأنه سام. الشيء هو أنه يذيب الألمنيوم وسبائكه بسهولة. قد تتسبب الانسكابات العرضية في إلحاق الضرر بجسم الطائرة.