Ртуть и магнит. Ртуть — металл с удивительными свойствами. Необходимые инструменты для сбора ртути

В том числе ртутные. Почему в качестве термометрической жидкости до сих пор зачастую используется именно ртуть, хотя это вещество опасно? Потому, что ртуть обладает рядом уникальных свойств, делающих ее незаменимой. Это очень интересное вещество, поэтому мы посвятили ему две статьи. В этой статье речь идет о свойствах ртути.

Ртуть - химический элемент таблицы Менделеева, простое неорганическое вещество, металл. Известна человечеству уже более семи тысяч лет. Ее использовали в V в. до н.э. в Месопотамии, о ртути знали в Древнем Китае и на Ближнем Востоке. Ее получали простым обжигом киновари на кострах, а потом с ее помощью выплавляли золото и серебро.

Основные свойства

Обозначается символом Hg (гидраргирум, в переводе с греческого «жидкое серебро»). Это название элементу дали алхимики.

Ртути на планете не так уж и много, но она очень рассеяна: есть в воздухе, воде, в большинстве горных пород. Встречается в самородном виде в виде капель, но редко. Гораздо чаще - в составе минералов и глин. Входит в состав более 30 минералов, промышленное значение имеет киноварь (HgS). Получают ртуть сейчас гораздо более технологичным способом, чем в древности, но смысл процесса остался тот же: обжиг киновари.

Серебристая, очень подвижная жидкость; единственный металл, который в нормальных условиях имеет жидкое агрегатное состояние. Твердой становится при t -39 °С. При этом, ртуть - тяжелый металл. Благодаря высокой плотности, 1 л реактива весит почти 14 кг. Хорошо проводит ток. Диамагнетик. При нагреве равномерно расширяется - именно благодаря этому свойству до сих пор широко используется в качестве термометрической жидкости. В твердом состоянии обладает ковкостью, характерной для металлов. Практически не растворяется в воде, не смачивает стекло. Ртуть и ее пары не имеют запаха; пары бесцветны, при подведении электрического разряда светятся голубовато-зеленым и излучают в рентгеновском спектре.

С химической точки зрения

Ртуть достаточно инертна. С кислородом вступает в реакцию при t +300 °С, а уже при +340 °С оксид разлагается обратно. В нормальных условиях реагирует с озоном. Не вступает в реакции с неконцентрированными растворами кислот, но растворяется в царской водке (смесь концентрированной соляной и азотной кислот) и концентрированной азотной кислоте . Не вступает в реакцию с азотом, углеродом, бором, кремнием, фосфором, мышьяком, германием. Реагирует с атомарным водородом, и не реагирует с молекулярным. С галогенами образует галогениды ртути. С серой , селеном, теллуром - халькогениды. С углеродом образует крайне устойчивые и, как правило, ядовитые ртутьорганические соединения.

Легко при нормальных условиях реагирует с раствором перманганата калия в щелочи и с хлорсодержащими веществами. Это свойство используется для удаления разливов ртути. Опасный участок заливают хлорсодержащим отбеливателем типа «АСС», «Белизна» или хлорным железом .

Образует сплавы со многими металлами - амальгамы. К амальгамированию устойчивы железо, вольфрам, молибден, ванадий и некоторые другие металлы. Образует с металлами меркуриды - интерметаллические соединения.

Об опасности ртути

Ртуть относится к веществам 1-й группы опасности, сверхопасным. Опасна для человека, растений и животных, для окружающей среды. Входит в список из 10 общественно опасных для здравоохранения веществ по версии ВОЗ. Обладает кумулятивным эффектом. Подробно о том, как ртуть влияет на организм человека и какие меры безопасности следует принимать, читайте в нашей статье « ». Здесь упомянем лишь, что ядовита не столько именно ртуть, сколько ее пары и растворимые соединения. Сама ртуть в желудочно-кишечном тракте человека не всасывается и выводится без изменений. Об этом узнали от неудачников-самоубийц, которые пытались покончить с собой, выпив ртути. Они остались в живых! И даже внутривенные инъекции ртути не приводят к смерти.

Ртуть запрещено перевозить самолетами. И вовсе не потому, что она токсична. Все дело в том, что она легко растворяет алюминий и его сплавы. Случайное разлитие может привести к повреждению корпуса самолета.

Ртуть является очень опасным веществом, обладающим способностью испарения. Пары ртути наиболее вредны, поэтому находиться в помещении, где они имеются, опасно для здоровья. Разбитые по неосторожности термометры являются источниками тяжелого заражения жилых помещений. Сегодня мы вам расскажем, что делать и как собрать ртуть, если разбился градусник.

Как собрать ртуть из градусника: алгоритм ваших действий

1) Вывести жильцов из помещения, особенно детей, закрыв входную дверь, чтобы пары не распространялись.

2) Необходимо снизить температуру в помещении, например, распахнуть окно.

3) Место, где растеклась ртуть, накрыть мокрыми листами газет. Сложить в полиэтиленовые пакеты вещи, которые контактировали с ртутью, вынести их на балкон или на улицу.

Что нельзя делать, если в комнате разбился градусник?

1) Нельзя создавать сквозняков при проветривании, чтобы мельчайшие частицы ртути не разлетелись по всему помещению.

2) Не стоит использовать обычный веник, так как шарики ртути могут подняться в воздух, и их невозможно будет собрать.

3) Если использовать пылесос, произойдет распыление по всему помещению. К тому же прибор будет заражен и от него придется отказаться.

4) Запачканную ртутью одежду стирать нельзя, поскольку может произойти заражение веществом стиральной машины, канализации.

5) Нельзя выбрасывать ртуть в мусоропровод, унитаз, на свалку.

Чем МОЖНО собрать ртуть от градусника?

Пока вещество не будет собрано, домочадцам не следует заходить в комнату. Нужно приготовить металлическую или стеклянную банку с плотной крышкой. Также понадобится совок, кисточка, лист бумаги, медицинская груша. Перед тем как собрать ртуть с пола, необходимо надеть резиновые перчатки.

1) Осторожно поднять и опустить в банку большие осколки от градусника.

2) Используя кисть и совок, собрать мелкие осколки и капли ртути крупного размера.

3) При помощи листа бумаги и кисточки смести маленькие капли ртути, осторожно опустив их в банку.

4) Проверить щели в полу и вещи, находящиеся поблизости разбившегося градусника. Медицинской грушей с тонким наконечником извлечь ртуть из недоступных для кисточки мест. Проверить, чтобы не оставалось ни капли.

5) Собрав ртуть, плотно закрыть банку и провести в помещении влажную уборку с использованием слабого мыльно-содового раствора или раствора марганцовки.

Гораздо сложнее собрать ртуть с ковра, имеющего ворсистую поверхность.

Можно ли собрать ртуть магнитом? Нельзя, потому что из этого ничего не получится, так как ртуть – диамагнетик, который слабо взаимодействует с магнитным полем, способный не притягиваться, а отталкиваться от магнита. К тому же при попытке собрать ртуть таким методом, шарики могут укатиться в разные стороны.

После того как собрали крупные частицы ртути с ковра, люди очень часто пользуются пылесосом или выносят ковер на улицу, чтобы там его выбить. Это неправильно, поскольку человек, который занимается уборкой, вдыхает значительную часть паров. В такие моменты лучшим выходом будет обращение в специализированные службы.

Если удалось ртуть собрать самостоятельно, нужно плотно закрыть банку и, ни в коем случае, не выбрасывать ее в мусоропровод или мусорный бак, стоящий во дворе. Ведь поступив так, можно не только нанести ущерб окружающей среде, но навредить здоровью людей. Банку следует сдать в организацию, занимающуюся утилизацией ртути. Адрес такой организации можно узнать, позвонив в отделение МЧС.

Чтобы была уверенность в том, что помещение полностью очищено от частиц вещества, можно пригласить специалистов, например, из санэпидслужбы, для проверки концентрации паров ртути в помещении.

Видео по теме

В санскритской поэме "Самарангана Сутрадхара" описывается удивительный аппарат: «Сильным и прочным должно быть его тело, сделанное из легкого материала, подобное большой летящей птице. Внутри следует поместить устройство с ртутью и с железным подогревающим устройством под ним. Посредством силы, которая таится в ртути и которая приводит в движение несущий вихрь, человек, находящийся внутри этой колесницы, может пролетать большие расстояния по небу самым удивительным образом. Четыре прочных сосуда для ртути должны быть помещены внутрь. Когда они будут подогреты управляемым огнем из железных приспособлений, колесница разовьет силу грома благодаря ртути. И она сразу превращается в «жемчужину в небе».

Рис. № 1. Разрез виманы.

Возможно, ртутный движитель был использован в своих полетах итальянский монах Андреа Гримальди Воландэ, принцип действия которого был случайно обнаружен при алхимических опытах по превращению ртути в золото. Вот как описал машину Гримальди корреспондент газеты «Лейденский вестник» в номере от 21 октября 1751 года:

«В машине, на которой Андреа Гримальди Воландэ в течение одного часа может сделать семь миль, установлен часовой механизм, ее ширина 22 фута, она имеет форму птицы, тело которой состоит из соединенных между собой проволокой кусков пробки, обтянутых пергаментом и перьями. Крылья сделаны ив китового уса и кишок. Внутри машины находятся тридцать своеобразных колесиков и цепочек, которые служат для спуска и подъема гирь. Кроме того, тут употреблены в дело шесть медных труб, частично заполненных ртутью. Равновесие сохраняется опытностью самого изобретателя. В бурю и в тихую погоду он может лететь одинаково быстро. Эта чудесная машина управляется посредством хвоста длиной в семь футов, прикрепленного ремнями к ногам птицы. Как только машина взлетает, хвост направляет ее налево или направо, по желанию изобретателя.

Часа через три птица опускается плавно на землю, после чего часовой механизм заводится снова. Изобретатель летит постоянно на высоте деревьев.

Андреа Гримальди Воландэ один раз перелетел Ла-Манш из Кале в Дувр. Оттуда он в то же утро полетел в Лондон, где говорил с известными механиками о конструкции своей машины. Механики были очень удивлены и предложили построить до рождества машину, которая могла бы летать со скоростью 30 миль в час...».

"... В Италии хранится письмо из Лондона, подтверждающее полет, а во французском городе Лионе — заверенное тремя академиками научное исследование «птицы», где признается, что «Гримальди удачно совершил полет из Кале в Дувр в 1751 году».

Статья В. Казакова "Кралатая машина над Ла-Маншем. Журнал "Техника Молодежи" № 3, 1979 г.

Сирано де Бержерак, общаясь с "демонами" (пришельцами), в книге "Иной свет, или Государства и империи Луны", так описывает устройство росяного-испарительного движителя, с помощью которого он совершил путешествие из Франции в Канаду:

"Я поднялся на небо и вот каким образом. Я прежде всего привязал вокруг себя множество склянок, наполненных росой; солнечные лучи падали на них с такой силой, что тепло, притягивая их, подняло меня на воздух и унесло так высоко, что я оказался дальше самых высоких облаков. Но так как это притяжение заставляло меня подниматься слишком быстро и вместо того, чтобы приближаться к Луне, как я рассчитывал, я заметил, наоборот, что я от нее дальше, чем при моем отбытии, я стал постепенно разбивать склянки одну за другой, пока не почувствовал, что тяжесть моего тела перевешивает силу притяжения и что я спускаюсь на землю.

Рис. № 2. Путешествие Сирано де Бержерака.

"... как увидел себя окруженным множеством совершенно голых людей. Вид мой, мне показалось, что чрезвычайно их удивил, ибо я был первый человек, одетый бутылками, которого им когда-либо приходилось видеть; они заметили, кроме того, что когда я двигаюсь, я почти не касаюсь земли, и это противоречило всему тому, чем они могли бы объяснить мой наряд: ведь они не знали, что при малейшем движении, которое я сообщал своему телу, зной полдневных солнечных лучей поднимал меня и всю росу вокруг меня и что если бы моих склянок было достаточно, как в начале моего путешествия, я мог бы на их глазах быть вознесен на воздух..."

На первый взгляд, описание росяного-испарительного движителя, можно посчитать выдумкой автора, но не все так просто. Сирано де Бержерак пишет, что источником энергии для испарения рабочего тела служат солнечные лучи, но не сообщает каким веществом были заполнены склянки. Идеальным рабочим телом для его движителя, как и у виманы, машины Гримальди, может служить ртуть или другая жидкость с большим коэффициентом поверхностного натяжения.

Каков же принцип действия ртутного двигателя виманы. Оказывается, совсем простой. Принцип действия ртутного движителя основан на разнице давлений насыщенного пара над выпуклой и вогнутой поверхностью - на границе раздела двух сред (жидкостью и твердым телом). Как известно, давление насыщенного пара над выпуклой поверхностью больше (капля), а над вогнутой поверхностью (мениск) меньше, чем над плоской поверхностью жидкости. Разность давлений определяется уравнением Томсона (Кельвина).

Уравнение Томсона (Кельвина):

ln (P/Ps) = ± (2σVm)/ (rRT), где

р - давление пара над искривленным мениском;

рs - давление насыщенного пара над плоской поверхностью;

s - поверхностное натяжение конденсированной жидкости;

r - радиус кривизны мениска.

σ - поверхностное натяжение жидкости, образов. при конденсации пара

R - газовая постоянная

Vm - молярный объем жидкости.

Если, в соответствием с древним описанием виманы, нагреть ртуть в замкнутом металлическом сосуде, до определенной температуры, то в результате испарения ртути в сосуде образуется насыщенный пар, который будет оседать в виде капель на верхней его поверхности, при условии создания "точки росы". В результате разницы давления насыщенного пара на выпуклую и вогнутою поверхность появляется сила F 1 направленная вверх. Подъемная сила будет зависеть от коэффициента поверхностного натяжения рабочего тела и размера капель. Чем меньше размер капель, тем больше разница давлений насыщенного пара. Эффект становится заметным при размерах капель ртути около 10 в минус 5 м.

Рис. № 3. Принцип действия и схематическое устройство ртутного двигателя виманы.

На рисунке № 3, где изображена древняя вимана. Слева изображена капля ртути (желтый кружек), вогнутые и выпуклые мениски (капли) на поверхности жидкости. Справа - разрез виманы. В нижней части нарисовано "подогревающее устройство". Движитель, состоящий из четырех секций, частично заполненных ртутью. Два вертикальных стержня - тепловые трубы, которые обеспечиваю наиболее эффективный перенос тепла от подогревателя к другим секциям виманы.
Виманы, в далеком прошлом, действительно летали. Ртутный движитель - простой, надежный и экономичный способ перемещения в пространстве.

Предупреждение:

1. Осторожно! Пары ртути полезным веществом для человеческого организма не назовешь.

2. Внимание. Давление насыщенного пара ртути в (критической точке) достигает

1460 атмосфер.

Описания и принцип действия других движителей - в блоге: