Obtención de mercurio a partir de nitrato de mercurio(II)
El proceso que usted describió se llamaría más apropiadamente «reducción de mercurio(II) a mercurio elemental».Desafortunadamente, el truco con hierro probablemente no funcionará (algo más inerte como el cobre sería una mejor opción).
El óxido de mercurio(II) es débilmente básico, por lo que las sales de mercurio en general sufrirían hidrólisis fácilmente y formarían oxosaltos básicos en solución acuosa a menos que se acidificaran.El nitrato de mercurio(II) se hidroliza rápidamente a óxido amarillo de mercurio(II) poco soluble tras la dilución o adición de álcali:
$$\ce{Hg(NO3)2(s) + H2O(l) -> HgO(s) + 2 HNO3(aq)}\label{rxn:R1}\tag{R1}
que se puede convertir de nuevo en nitrato agregando una cantidad excesiva de ácido nítrico, que a su vez no dejará ninguna posibilidad de que el hierro no se oxide, por lo que terminará con ambos metales en solución.
No quería profundizar en la discusión de cómo las sales de mercurio(II) se hidrolizan y lo dejan simple, pero después de recibir la crítica de Maurice afirmando que \ \ ce{Hg(OH)NO3} to es el producto «real», creo que me permito agregar un párrafo o dos.Los estudios de espectroscopia Raman y dispersión de rayos X a finales de 1960 demostraron que la hidrólisis de sales de mercurio(II) produce series de especies polinucleares de tipos con puente oxo \ \ ce{Hg2OH (H2O)2^3+},$ $\ce{Hg3O(H2O)3^4+} or o \ \ ce{Hg4O(OH) (H2O)3^5+}$.La formación de nitrato de hidróxido de mercurio(II) \ \ ce{Hg(OH)NO3} product como producto de hidrólisis se enseñó en la era de 1940 a 1950, y se quedó en varios libros de texto publicados más tarde, probablemente porque aparece en todas las ediciones de Química general de Pauling hasta 1988.Sin embargo, no solo está simplificada en exceso (por supuesto, reaction \eqref{rxn:R1} también es una simplificación excesiva en un sentido que es un caso límite), sino que también es un concepto incorrecto.
El resumen más actualizado de lo que realmente sucede cuando dissolved\ce{Hg(NO3)2} $se disuelve en agua se puede encontrar en Mercury handbook :
$\ce{Hg(NO3)2} solutions las soluciones solo son estables en presencia de una cierta cantidad de ácido nítrico, lo que evita la hidrólisis. $\ce{Hg(NO3)2} hydro se hidroliza rápidamente en el exceso de agua y produce un precipitado de H\ce{Hg3O2(NO3)2 · H2O}} o, cuando se hierve en soluciones diluidas, forma óxido de mercurio (II)$ (\ce{HgO}).$
En cuanto a la reducción del mercurio(II), hay dos vías: \ \ ce{Hg^0} may puede obtenerse a partir de nitrato de mercurio(II) utilizando un método seco o húmedo.
Hablando de un método seco, la forma más sencilla de obtener mercurio metálico a partir de nitrato es calentar \ \ ce{Hg(NO3)} in en un aparato de destilación (p. b.de mercurio a 357 °C).Por encima de \ \ pu{400 °C} it se descompone fácilmente:
$$\ce{Hg (NO3)2 (l) -> Hg (g ) + 2 NO2(g) + O2 (g)} \ label{rxn: R2}\tag{R2}$$
\eqref{rxn: R2} es una reacción bruta; el nitrato primero se descompone en el óxido de mercurio rojo(II) a temperaturas más bajas (que, a su vez, se descompone en los elementos):
\ \ ce{2 Hg (NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}\tag{R3}
El método húmedo sugiere condiciones leves y una reacción en solución.Por ejemplo, el ácido fórmico (también utilizado en el refinado de plata), que es un agente reductor fuerte, causaría un precipitado de la solución de nitrato de mercurio amoniacal(II).
Dado que el dióxido de nitrógeno, los vapores de mercurio, así como las sales de mercurio y los óxidos son altamente tóxicos, las reacciones deben transportarse en una campana extractora de humos, lo que lo convierte en un mal ajuste para un concurso de talentos.Teniendo en cuenta los posibles riesgos y su nivel o preparación (sin ofender), le aconsejo encarecidamente que tenga extrema precaución en la química del mercurio y evite las demostraciones públicas hasta que tenga más experiencia.
Nota: las reacciones químicas se adoptan de
- Cooney, R.; Hall, J. Espectros Raman de Nitrato de Mercurio(II) en Solución Acuosa y como Hidrato Cristalino. Aust. J. Chem. 1969, 22 (2), 337. https://doi.org/10/b6t3h2.
- Johansson, G.; Haugsten, K.; Rasmussen, S. E.; Svensson, S.; Koskikallio, J.; Kachi, S. An X-Ray Investigation of the Hydrolysis Products of Mercury(II) in Solution. Acta Chem. Scand. 1971, 25, 2787–2798. https://doi.org/10/bn5j2g. (PDF)
- Kozin, L. F.; Hansen, S.; Kit, M. Mercury Handbook: Chemistry, Applications and Environmental Impact; RSC Publ: Cambridge, 2013. ISBN 978-1-84973-409-7.
- R. A. Lidin, V. A. Molochko, and L. L. Andreeva, Reactivity of Inorganic Substances, 3rd ed.; Khimia: Moscú, 2000. (en ruso)