higany előállítása higany(II) – nitrátból
az Ön által leírt eljárást megfelelőbben “higany (II) elemi higanyrá történő redukciójának”neveznénk.Sajnos a vas trükk valószínűleg nem fog működni(valami inertebb, mint a réz, jobb választás lenne).
a higany(II) – oxid gyengén bázikus, így a higanysók általában könnyen hidrolízisen mennek keresztül, és vizes oldatban bázikus oxosaltokat képeznek, hacsak nem savanyítják meg.A higany (II) – nitrát hígítás vagy lúg hozzáadása után gyorsan rosszul oldódó sárga higany(II) – oxiddá hidrolizál:
$$\ce{Hg (NO3) 2(s) + H2O(l)- > HgO(s) + 2 HNO3 (aq)}\label{rxn:R1}\tag{R1}$$
amelyet túlzott mennyiségű salétromsav hozzáadásával vissza lehet alakítani nitráttá, ami viszont nem hagy esélyt arra, hogy a vas ne oxidálódjon, így mindkét fém oldatban marad.
nem akartam mélyen belemerülni abba a vitába, hogy a higany(II) sók hidrolizálnak, és egyszerűen hagyják, de miután Maurice kritikát kapott, azt állítva, hogy a $\ce{Hg(OH)NO3}$ az “igazi” termék, azt hiszem, megengedem magamnak, hogy hozzáadjak egy-két bekezdést.Raman spektroszkópia és röntgen szórás vizsgálatok 1960 végén kimutatták, hogy a hidrolízis a higany (II) sók termel sorozat polinukleáris oxo-áthidalt Fajok típusú $\ce{Hg2OH (H2O)2^3+},$ $\ce{Hg3O (H2O) 3^4+}$ vagy $\ce{Hg4O(OH) (H2O) 3^5+}$ .A higany(II)–hidroxid-nitrát képződését $\ce{Hg(OH)NO3}$ hidrolízis termékként az 1940-1950-es években tanították, és több később megjelent tankönyvben ragadt, valószínűleg azért, mert Pauling Általános Kémia 1988-ig minden kiadásában szerepel.Azonban nem csak ez túlegyszerűsíteni (megadott, reaction \eqref{rxn:R1} is túlegyszerűsítése bizonyos értelemben ez egy határ eset), hanem egy helytelen fogalom.
a legfrissebb összefoglaló arról, hogy mi történik valójában, amikor $\ce{Hg(NO3)2}$ vízben oldódik, a Mercury kézikönyvben található :
$\a ce{Hg (NO3) 2}$ oldatok csak bizonyos mennyiségű salétromsav jelenlétében stabilak, ami megakadályozza a hidrolízist. $ \ ce{Hg (NO3)2}$ gyorsan hidrolizál a felesleges vízben, és $\ce{Hg3O2(NO3) 2 · H2O}$ csapadék keletkezik, vagy híg oldatokban forralva higany(II) – oxidot képez $(\ce{HgO}).$
a higany(II) redukcióját illetően két út létezik: $\ce{Hg^0}$ nyerhető higany(II) – nitrátból száraz vagy nedves módszerrel.
ha már a száraz módszerről beszélünk, a legegyszerűbb módja annak, hogy fémhiganyt nyerjünk a nitrátból, ha a $\ce{Hg(NO3)}$ – t egy desztilláló berendezésben melegítjük (a higany BP-je 357 kb C).$ \Pu{400 C} $ felett könnyen lebomlik:
$$\ce{Hg(NO3) 2 (l) – > Hg (g) + 2 NO2 (g) + O2 (g)} \ címke{rxn: R2} \ címke{R2}$$
\eqref{rxn: R2} brutto-reakció; a nitrát először alacsonyabb hőmérsékleten bomlik a vörös higany(II) – oxidra (ami viszont az elemekre bomlik):
$$\ce{2 Hg(NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)} \ tag{R3}$$
nedves módszer enyhe körülményekre és reakcióra utal az oldatban.Például a hangyasav(amelyet ezüstfinomításban is használnak) erős redukálószerként csapadékot okozna ammóniás higany (II) – nitrát oldatból.
mivel a nitrogén-dioxid, a higanygőzök, valamint a higanysók és-oxidok rendkívül mérgezőek, a reakciókat olyan páraelszívóban kell végezni, amely alkalmatlanná teszi a tehetségkutatóra.Figyelembe véve a lehetséges kockázatokat és az Ön szintjét vagy felkészültségét (nem sértés), erősen javaslom, hogy rendkívül óvatosan járjon el a higanykémia során, és kerülje a nyilvános tüntetéseket, amíg tapasztaltabb nem lesz.
megjegyzés: a kémiai reakciókat a
- Cooney, R.; Hall, J. Raman a higany(II) – nitrát spektruma vizes oldatban és kristályos Hidrátként. Aust. J. Kémia. 1969, 22 (2), 337. https://doi.org/10/b6t3h2.
- Johansson, G.; Haugsten, K.; Rasmussen, S. E.; Svensson, S.; Koskikallio, J.; Kachi, S. Az oldatban lévő higany(II) Hidrolízistermékeinek röntgenvizsgálata. 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 és L. L. Andreeva, szervetlen anyagok reaktivitása, 3.kiadás.; Khimia: Moszkva, 2000. (oroszul)