obținerea mercurului din mercur(II) nitrat

procesul pe care l-ați descris ar fi mai adecvat numit „reducerea mercurului (II) la mercurul elementar”.Din păcate, trucul cu fierul probabil nu va funcționa (ceva mai inert, cum ar fi cuprul, ar fi o alegere mai bună).

oxidul de mercur(II) este slab bazic, astfel încât sărurile de mercur, în general, ar suferi cu ușurință hidroliză și ar forma oxosalți bazici în soluție apoasă, cu excepția cazului în care sunt acidulate.Nitratul de mercur (II) se hidrolizează rapid la oxid galben de mercur(II) slab solubil la diluarea sau adăugarea de substanțe alcaline:

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

care poate fi convertit înapoi la nitrat prin adăugarea unei cantități excesive de acid azotic, care la rândul său nu va lăsa nicio șansă ca fierul să nu fie oxidat, astfel încât să ajungeți cu ambele metale în soluție.

nu am vrut să mă scufund adânc în discuția despre modul în care sărurile de mercur(II) hidrolizează și lasă-l simplu, dar după ce am primit critici de la Maurice susținând $\ce{HG(OH)NO3}$ pentru a fi produsul „real”, cred că îmi permit să adaug un paragraf sau două.Spectroscopia Raman și studiile de împrăștiere a razelor x la sfârșitul anului 1960 au demonstrat că hidroliza sărurilor de mercur (II) produce serii de specii polinucleare OXO-punte de tipuri $ \ ce{Hg2OH (H2O)2^3+},$ $\Ce{Hg3O (H2O) 3^4+}$ sau $\ce{HG4O(OH) (H2O) 3^5+}$ .Formarea nitratului de hidroxid de mercur(II) $\ce{HG(OH)NO3}$ ca produs de hidroliză a fost predat în epoca 1940-1950 și a rămas în mai multe manuale publicate mai târziu, probabil pentru că este listat în toate edițiile chimiei generale a lui Pauling până în 1988.Cu toate acestea, nu numai că este suprasimplificat (acordat, reaction \eqref{rxn:R1} este, de asemenea, o simplificare excesivă într-un sens este un caz limită), dar este și un concept incorect.

cel mai actualizat rezumat a ceea ce se întâmplă cu adevărat atunci când $ \ ce{Hg (NO3) 2}$ este dizolvat în apă poate fi găsit în Mercury handbook :

$\ce{Hg (NO3) 2} soluțiile$ sunt stabile numai în prezența unei anumite cantități de acid azotic, care împiedică hidroliza. $ \ ce{Hg(NO3)2}$ hidrolizează rapid în exces de apă și produce un precipitat de $\ce{Hg3O2(NO3)2 · H2O}$ sau, atunci când este fiert în soluții diluate, formează oxid de mercur (II) $(\ce{HgO}).$

în ceea ce privește reducerea mercurului(II), există două căi: $\ce{Hg^0}$ poate fi obținut din azotat de mercur(II) folosind o metodă uscată sau umedă.

vorbind despre o metodă uscată, cea mai simplă modalitate de a obține mercur metalic din nitrat este de a încălzi $\ce{Hg(NO3)}$ într-un aparat de distilare (b.p. de mercur este de 357% c).De mai sus $ \ pu{400 C} $ se descompune ușor:

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

\eqref{rxn: R2} este o reacție brutto; nitratul se descompune mai întâi la oxidul roșu de mercur (II)la temperaturi mai scăzute (care, la rândul său, se descompune la elemente):

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

metoda umedă sugerează condiții ușoare și o reacție în soluție.De exemplu, acidul formic (utilizat și în rafinarea argintului) fiind un agent reducător puternic ar provoca un precipitat din soluție de azotat de mercur amoniacal(II).

deoarece dioxidul de azot, vaporii de mercur, precum și sărurile și oxizii de mercur sunt foarte toxici, reacțiile trebuie purtate într-o capotă de fum, ceea ce îl face o potrivire slabă pentru un spectacol de talente.Având în vedere riscurile posibile și nivelul sau pregătirea dvs. (fără supărare), aș sfătui cu tărie să luați precauție extremă făcând chimia mercurului și să evitați demonstrațiile publice până când veți deveni mai experimentați.

notă: reacțiile chimice sunt adoptate din

  1. spectrele Cooney, R.; Hall, J. Raman ale nitratului de mercur(II) în soluție apoasă și ca hidrat cristalin. Aust. 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. O investigație cu raze X a produselor de hidroliză ale mercurului(II) în soluție. Acta Chem. Scand. 1971, 25, 2787–2798. https://doi.org/10/bn5j2g. (PDF)
  3. Kozin, L. F.; Hansen, S.; Kit, M. Mercury Handbook: Chimie, aplicații și Impact asupra mediului; RSC Publ: Cambridge, 2013. ISBN 978-1-84973-409-7.
  4. R. A. Lidin, V. A. Molochko și L. L. Andreeva, reactivitatea substanțelor anorganice, ediția a 3-a.; Khimia: Moscova, 2000. (în limba rusă)