Совет 1: Что такое амальгама

Амальгама представляет собой раствор какого-то металла в ртути. В нем происходит распад частичек металла до атомарного состояния, что кардинально меняет химические свойства последнего.
Амальгама – это соединение металла с ртутью. При этом можно увидеть, что в зависимости от природы металла, соотношения компонентов и температуры образуются три различных группы продуктов: твердые интерметаллиды (меркуриды), жидкие либо твердые гомогенные системы, жидкие либо твердые гетерогенные системы.

Применение амальгам



Область применение амальгамы определяется металлом, который в ней растворен. Например, амальгама золота является отличной позолотой, поэтому ее используют для покрытия золотом металлических изделий, изготовления люминесцентных, энергосберегающих и индукционных ламп. Амальгамы щелочных металлов проявляют сильную химическую активность, поэтому нашли свое применение как восстановители. Руды, обработанные ртутью, отдают почти весь состав редкоземельных элементов.

Свойства



Самым главным свойством амальгамы является возможность получения сверхчистых металлов. Для этого ртуть отгоняют, а поскольку она имеет меньшую температуру кипения, чем основной металл, происходит испарение.

Еще одним важным свойством амальгамы является изменение химических свойств растворенных металлов, вернее, предоставление им возможности полностью их проявить. В амальгаме происходит атомизация растворенного металла, из-за чего не образуется плотная оксидная пленка, предотвращающая поверхность от дальнейшего окисления. В таком состоянии металлы очень активны. Например, алюминий в обычных условиях имеет очень плотную пленку оксида, которая закрывает доступ кислороду к толще металла, но в амальгаме этого нет, и алюминий жадно соединяется с кислородом.

Получение амальгам



Классический метод получения амальгамы состоит в смачивании металла ртутью, однако в этом случае образование последней может быть только на металле, не имеющем оксидной пленки, например, золоте. Оно моментально образует раствор в ртути. Поэтому более широко используют электрохимический метод. В нем на ртутном катоде происходит восстановление катионов металлов до чистого металла, который мгновенно образует амальгаму.

Оксидную пленку можно убрать при помощи кислоты и потом обработать поверхность ртутью. Так поступают в отношении алюминия.
Есть еще один интересный метод, в основе которого лежит процесс цементации. В раствор соли ртути подают порошковый металл с меньшим значением стандартного электродного потенциала. На поверхности металлической частички происходит выделение жидкой ртути, которая вступает во взаимодействие с оставшимся металлом.

Совет 2: Что такое твердые растворы

Сплавление двух твердых веществ может привести к образованию твердого раствора, промежуточной фазы или химического соединения. Твердый раствор может иметь структуру вычитания, замещения или внедрения.
Смотря на твердое вещество, трудно представить, что оно может иметь разные фазы. Это – так! При сплавлении двух твердых веществ друг с другом образуется твердая фаза, которая может быть твердым раствором, промежуточной фазой или химическим соединением.
Научное определение твердых растворов такое: твердые растворы – это фазы, в которых атомы одного вещества расположены в кристаллической решетке другого, не меняя ее типа. Поэтому вещество, кристаллическая решетка которого сохраняется после сплавления, называют растворителем. Твердые растворы образуются только из ионных соединений. В зависимости от расположения растворенного вещества различают растворы внедрения, вычитания или замещения. Чаще всего расположение атомов растворенного вещества носит хаотический характер.

Твердые растворы внедрения



Этот тип образуется, если размеры частичек растворенного вещества меньше размера кристаллической решетки, что обеспечивает стабильно положение в междоузлиях. Примеры твердых растворов внедрения – это все соединения, образованные элементами с малыми атомными радиусами с металлами переходных групп. Самый распространенный раствор внедрения – углерод в железе или водород в платине. Устойчивость таких растворов обеспечивается малым радиусом растворенного вещества, из-за которого не слишком смещаются окружающие атомы растворителя в кристаллической решетке и который не позволяет соприкасаться с ними.

Твердые растворы вычитания



Данный тип твердых растворов образуется только из химических соединений, например, раствор кислорода в оксиде железа (FeO). Раствор вычитания характеризуется наличием металла с разной валентностью.
Вышеуказанный оксид железа является типичным примером твердого раствора вычитания. В нем все кислородные позиции занятны, но часть позиций ионов железа свободна. Кислород заполняет свободные вакансии. В этом примере рассмотрен случай с дефектной металлической подрешеткой, но дефектной может быть и неметаллическая подрешетка. Например, существует ряд оксидов титана с содержанием кислорода 38-56%. С увеличением содержание титана, увеличивается количество дефектов в кислородной подрешетке. С уменьшением содержания титана уменьшается общее количество дефектов, что приводит к равномерному распределению их между подрешетками. Однако в оксидах с максимальным содержанием кислорода дефекты полностью расположены в металлической подрешетке.

Твердые растворы замещения



В данном типе твердого раствора ионы одного элемента замещаются ионами сродного другого элемента. Такие растворы образуются при совпадении зарядов и размеров обменивающихся частичек. Распределение растворенного вещества в кристаллической решетке происходит хаотическим образом. Пример твердого раствора замещения – это система NaCl – KCl , в которой калий замещает натрий.

Совет 3: Ртуть как химический элемент

Ртуть относится к химическим элементам II группы периодической системы Менделеева, она представляет собой тяжелый серебристо-белый металл. При комнатной температуре ртуть находится в жидком состоянии.
Инструкция
1
В природе встречается семь изотопов ртути, все они стабильны. Ртуть принадлежит к числу редких элементов. Она участвует в обменных процессах литосферы, гидросферы и атмосферы. Известно более 30 ее минералов, самый важный из них — киноварь. Минералы ртути можно встретить в виде изоморфных примесей в свинцово-цинковых рудах, кварце, карбонатах и слюдах.
2
В земной коре ртуть находится в рассеянном виде, осаждаясь из горячих подземных вод, она образует ртутные руды. Ее миграция в водных растворах и в газообразном состоянии играет важную роль в геохимии. В биосфере сорбируется лишь незначительное количество ртути, главным образом в глинах и иле.
3
Ртуть является единственным металлом, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре. Твердая ртуть бесцветна, она кристаллизуется в ромбические сингонии.
4
Ртуть обладает невысокой химической активностью, она может сохранять свой блеск неограниченно долго при комнатной температуре в сухом воздухе. Кислород не окисляет ее при обычной температуре, но при электронной бомбардировке или ультра-фиолетовом облучении процессы окисления ускоряются.
5
Покрываясь оксидной пленкой во влажном воздухе, ртуть начинает окисляться кислородом при температуре 300°С. Со многими металлами ртуть образует сплавы — амальгамы. Многие ее соединения летучи, разлагаются на свету и легко восстанавливаются даже слабыми агентами.
6
Получают ртуть пирометаллургическим методом, обжигая руду в печах кипящего слоя, а также в муфельных и трубчатых. При этом ртуть, находящаяся в виде киновари, восстанавливается до металла. Ее удаляют из зоны реакции в парообразном состоянии вместе с отходящими газами, после чего очищают в электрофильтрах от взвешенных частиц и конденсируют.
7
Металлическая ртуть очень токсична, ее пары и соединения чрезвычайно ядовиты, они накапливаются в организме. Абсорбируясь легочной тканью, токсичные вещества попадают в кровь, где подвергаются ферментативному окислению до ионов, соединяются с молекулами белка и многими ферментами, что приводит к нарушению обмена веществ и поражению нервной системы. При работе с ртутью необходимо исключить ее попадание в организм через дыхательные пути или кожу.
8
Ртуть используется при изготовлении катодов для электрохимического получения хлора и едких щелочей. Она является главным компонентом для создания газоразрядных источников света — ртутных и люминесцентных ламп. Ее применяют для изготовления контрольно-измерительных приборов — термометров, манометров и барометров, а также для определения чистоты фтора и его концентрации в газах.
Источники:
  • ХиМиК.ру, Ртуть
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500