Gewinnung von Quecksilber aus Quecksilber (II) -nitrat

Der von Ihnen beschriebene Prozess würde passender als „Reduktion von Quecksilber (II) zu elementarem Quecksilber“ bezeichnet.Leider wird der Trick mit Eisen wahrscheinlich nicht funktionieren (etwas trägeres wie Kupfer wäre jedoch eine bessere Wahl).

Quecksilber (II) -oxid ist schwach basisch, so dass Quecksilbersalze im Allgemeinen leicht hydrolysiert werden und basische oxosalze in wässriger Lösung bilden, wenn sie nicht angesäuert werden.Quecksilber (II) -nitrat hydrolysiert bei Verdünnung oder Zugabe von Alkali schnell zu schwer löslichem gelbem Quecksilber (II) -oxid:

$$\ ce {Hg (NO3) 2 (s) + H2O (l) -> HgO (s) + 2 HNO3 (aq)}\ label {rxn: R1} \tag {R1} $$

, das durch Zugabe einer übermäßigen Menge Salpetersäure wieder in Nitrat umgewandelt werden kann, was wiederum keine Chance lässt, dass Eisen nicht oxidiert wird, sodass beide Metalle in Lösung sind.

Ich wollte nicht tief in die Diskussion darüber eintauchen, wie Quecksilber (II) -salze hydrolysieren, und es einfach lassen, aber nachdem ich Kritik von Maurice erhalten hatte, der $ \ ce {Hg (OH) NO3} $ als das „echte“ Produkt bezeichnete, glaube ich, dass ich mir erlaube, ein oder zwei Absätze hinzuzufügen.Raman-Spektroskopie und Röntgenstreuungsstudien Ende der 1960er Jahre zeigten, dass die Hydrolyse von Quecksilber (II) -salzen eine Reihe von mehrkernigen oxo-verbrückten Spezies vom Typ $ \ ce {Hg2OH (H2O)2^3+},$ $\ ce{Hg3O(H2O)3^4+}$ oder $\ce{Hg4O(OH)(H2O)3^5+}$ .Die Bildung von Quecksilber (II) –hydroxidnitrat als Hydrolyseprodukt wurde in den Jahren 1940-1950 gelehrt und steckte in mehreren Lehrbüchern, die später veröffentlicht wurden, wahrscheinlich, weil es in allen Ausgaben von Paulings Allgemeiner Chemie bis 1988 aufgeführt ist.Es ist jedoch nicht nur zu stark vereinfacht (zugegeben, reaction \eqref{rxn:R1} ist auch eine zu starke Vereinfachung in gewissem Sinne ein Grenzfall), sondern auch ein falsches Konzept.

Die aktuellste Zusammenfassung dessen, was wirklich passiert, wenn $ \ ce {Hg(NO3) 2} $ in Wasser gelöst wird, finden Sie im Quecksilberhandbuch :

$\ ce{Hg (NO3) 2} $ Lösungen sind nur in Gegenwart einer bestimmten Menge Salpetersäure stabil, was eine Hydrolyse verhindert. $ \ce {Hg(NO3) 2} $ hydrolysiert schnell in überschüssigem Wasser und erzeugt einen Niederschlag von $ \ce {Hg3O2(NO3) 2 · H2O} $ oder bildet beim Kochen in verdünnten Lösungen Quecksilber (II) oxid $ (\ ce {HgO}).$

In Bezug auf die Reduktion von Quecksilber (II) gibt es zwei Wege: $ \ ce {Hg ^ 0} $ kann aus Quecksilber (II) -Nitrat unter Verwendung einer trockenen oder einer nassen Methode erhalten werden.

Apropos Trockenmethode: Der einfachste Weg, metallisches Quecksilber aus Nitrat zu gewinnen, besteht darin, $ \ ce {Hg (NO3)} $ in einer Destillationsapparatur zu erhitzen (b.p. von Quecksilber ist 357 ° C).Über $ \ pu {400 ° C} $ zersetzt es sich leicht:

$$\ ce {Hg (NO3)2 (l) -> Hg (g) + 2 NO2 (g) + O2 (g)} \ Etikett {rxn: R2} \ Etikett {R2}$$

\ eqref {rxn: R2} ist eine Brutto-Reaktion; Das Nitrat zersetzt sich zuerst bei niedrigeren Temperaturen zum roten Quecksilber (II) -oxid (das sich wiederum zu den Elementen zersetzt):

$$\ce{2 Hg(NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}\tag{R3}$$

Die Nassmethode legt milde Bedingungen und eine Reaktion in Lösung nahe.Zum Beispiel würde Ameisensäure (auch in der Silberraffination verwendet) als starkes Reduktionsmittel einen Niederschlag aus ammoniakalischer Quecksilber (II) -nitratlösung verursachen.

Da Stickstoffdioxid, Quecksilberdämpfe sowie Quecksilbersalze und -oxide hochgiftig sind, müssen die Reaktionen in einem Abzug durchgeführt werden, was eine schlechte Eignung für eine Talentshow darstellt.In Anbetracht der möglichen Risiken und Ihres Niveaus oder Ihrer Vorbereitung (nichts für ungut) würde ich dringend raten, bei der Quecksilberchemie äußerste Vorsicht walten zu lassen und öffentliche Demonstrationen zu vermeiden, bis Sie erfahrener werden.

Anmerkung: Chemische Reaktionen werden von

1. Cooney, R.; Hall, J. Raman-Spektren von Quecksilber(II) -nitrat in wässriger Lösung und als kristallines Hydrat übernommen. Aust. In: J. Chem. 1969, 22 (2), 337. https://doi.org/10/b6t3h2.
2. Johansson, G.; Haugsten, K.; Rasmussen, S. E.; Svensson, S.; Koskikallio, J.; Kachi, S. Eine Röntgenuntersuchung der Hydrolyseprodukte von Quecksilber(II) in Lösung. Acta Chem. Scand. 1971, 25, 2787–2798. https://doi.org/10/bn5j2g. (PDF)
3. Kozin, L. F.; Hansen, S.; Kit, M. Quecksilberhandbuch: Chemie, Anwendungen und Umweltauswirkungen; RSC Publ: Cambridge, 2013. ISBN 978-1-84973-409-7.
4. R. A. Lidin, V. A. Molochko und L. L. Andreeva, Reaktivität anorganischer Substanzen, 3. Aufl.; Khimia: Moskau, 2000. (auf Russisch)