Ottenere mercurio da mercurio(II) nitrato
Il processo descritto sarebbe più appropriatamente chiamato “riduzione di mercurio (II) a mercurio elementare”.Sfortunatamente, il trucco con il ferro probabilmente non funzionerà (qualcosa di più inerte come il rame sarebbe una scelta migliore).
L’ossido di mercurio(II) è debolmente basico, quindi i sali di mercurio in generale subirebbero facilmente idrolisi e formerebbero ossosalti basici in soluzione acquosa a meno che non siano acidificati.Mercurio(II) nitrato di idrolizza rapidamente scarsamente solubile giallo di mercurio(II) ossido su di diluizione o di aggiunta di alcali:
$$\ce{Hg(NO3)2(s) + H2O(l) -> HgO(s) + 2 HNO3(aq)}\label{rxn:R1}\tag{R1}$$
che possono essere convertiti in nitrati aggiungendo una quantità eccessiva di acido nitrico, che a sua volta non lasciare alcuna possibilità per il ferro non ossidato, in modo che si finisce con entrambi i metalli in soluzione.
Non volevo approfondire la discussione su come i sali di mercurio(II) si idrolizzano e lasciano le cose semplici, ma dopo aver ricevuto critiche da Maurice che sosteneva $\ce{Hg(OH)NO3} be di essere il prodotto “reale”, penso di permettermi di aggiungere un paragrafo o due.La spettroscopia Raman e gli studi di scattering dei raggi X alla fine del 1960 hanno dimostrato che l’idrolisi dei sali di mercurio(II) produce serie di specie polinucleari oxo-bridged di tipi \ \ ce{Hg2OH (H2O)2^3+},$ $\ce {Hg3O(H2O)3^4+} or o ce\ce{Hg4O(OH) (H2O)3^5+}$.Formazione di nitrato di idrossido di mercurio (II) nitrate \ ce{Hg (OH)NO3} as come prodotto di idrolisi è stato insegnato nell’era 1940–1950, e si è bloccato in diversi libri di testo pubblicati in seguito probabilmente perché è elencato in tutte le edizioni della chimica generale di Pauling fino al 1988.Tuttavia, non solo è eccessivamente semplificato (concesso, reaction \eqref{rxn:R1} è anche una semplificazione eccessiva in un certo senso è un caso limite), ma è anche un concetto errato.
Il riassunto più aggiornato di ciò che sta realmente accadendo quando $\ce{Hg(NO3)2}$ è disciolto in acqua può essere trovato in Mercury handbook :
$\ce {Hg(NO3)2}$ le soluzioni sono stabili solo in presenza di una certa quantità di acido nitrico, che impedisce l’idrolisi. $ \ ce {Hg (NO3)2} hydro idrolizza rapidamente in acqua in eccesso e produce un precipitato di$ \ce{Hg3O2(NO3) 2 · H2O} or o, quando bollito in soluzioni diluite, forma ossido di mercurio(II) $(\ce{HgO}).$
Per quanto riguarda la riduzione del mercurio(II), ci sono due vie: $\ce{Hg^0} may può essere ottenuto dal nitrato di mercurio(II) utilizzando un metodo secco o umido.
Parlando di un metodo a secco, il modo più semplice per ottenere mercurio metallico dal nitrato è riscaldare $\ce{Hg(NO3)} in in un apparecchio di distillazione (b.p. di mercurio è 357 °C).Sopra $ \ pu{400 ° C} decom si decompone facilmente:
$$\ce{Hg (NO3) 2(l)- > Hg(g) + 2 NO2(g) + O2(g)} \ etichetta{rxn: R2} \ etichetta{R2}$$
\eqref{rxn: R2} è un brutto-reazione; il nitrato si decompone prima all’ossido di mercurio rosso (II)a temperature più basse (che, a sua volta, si decompone agli elementi):
$ $ \ce{2 Hg (NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}\tag{R3}
Il metodo bagnato suggerisce condizioni lievi e una reazione in soluzione.Ad esempio, l’acido formico (utilizzato anche nella raffinazione dell’argento) essendo un forte agente riducente causerebbe un precipitato dalla soluzione di nitrato di mercurio ammoniacale(II).
Poiché il biossido di azoto, i vapori di mercurio, nonché i sali di mercurio e gli ossidi sono altamente tossici, le reazioni devono essere trasportate in una cappa aspirante che lo rende un povero adatto per un talent show.Considerando i possibili rischi e il tuo livello o preparazione (senza offesa), ti consiglio vivamente di fare estrema cautela facendo chimica al mercurio ed evitare dimostrazioni pubbliche fino a quando non diventi più esperto.
Nota: le reazioni chimiche sono adottate da
- Cooney, R.; Hall, J. Raman Spettri di nitrato di mercurio(II) in soluzione acquosa e come idrato cristallino. 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. Un’indagine a raggi X dei prodotti di idrolisi del mercurio (II) in soluzione. Acta chimica. 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 e L. L. Andreeva, Reattività delle sostanze inorganiche, 3a ed.; Khimia: Mosca, 2000. (in russo)