Амальгама — профессиональное название одного из пломбировочных материалов, в свойствах которого используется способность ртути растворять некоторые металлы.
При комнатной температуре, ртуть является жидкостью и легко вступает в реакцию с такими металлами, как серебро, олово и медь, в процессе чего образуются твердые материалы.
Амальгаму используют при золочении металлических предметов торговли, в производстве зеркал. Амальгамы щелочных металлов и цинка в химии применяют как восстановители.Амальгаму используют при электролитическом получении редких металлов, извлечении некоторых металлов из руд. Амальгаму серебра применяют в стоматологии в качестве материала зубных пломб. Амальгаму применяют при холодной сварке в микроэлектронике.
Наиболее известная амальгама — наводка для зеркал, оловянная амальгама. Оловянно-цинковая амальгама употребляется для натирания подушек электрических машин с целью усиления их действия. Наиболее употребительная и пригодная для этой цели так называемая Кинмайеровская амальгама состоит из 2 ч. ртути, 1 ч. цинка и 1 ч. Олова [2].
Амальгамирование производится в малом масштабе в мастерских золотильщиков и медников, где (при золочении через огонь) покрывают золотой амальгамой серебро, бронзу, латунь, нейзильбер и т. п.; амальгама при этом накладывается на поверхность металлических предметов, которые затем ставят в печь, при чем ртуть улетучивается, а золото пристает к поверхности металла; позолоченные таким образом вещи полируют.
Применение
Широко применяют в технике ртуть и в чистом виде. В химической промышленности, например, она участвует в производстве хлора, едкого натра, синтетической уксусной кислоты. Весьма надежны и долговечны ртутные вентили, служащие для выпрямления переменного тока. В автоматической и измерительной аппаратуре используют ртутные выключатели, которые обеспечивают мгновенное замыкание и размыкание электрической цепи.
Ртутно – кварцевые лампы позволяют получить интенсивное ультрафиолетовое излучение. В медицине эти лампы служат для обезвреживания воздуха в операционных залах, для облучения организма человека в лечебных целях [6].
В 1922 году чешский химик Ярослав Гейровский открыл полярографический метод химического анализа, в котором ртуть играет далеко не последнюю роль. За это открытие ученый был удостоен Нобелевской премии.
Разреженными парами ртути с добавкой аргона наполнены стеклянные трубки люминесцентных ламп. Еще в 1937 году была предпринята попытка использовать ртутные лампы для освещения улицы Горького в Москве. Но вскоре от этих ламп пришлось отказаться, так как излучаемый ими мертвенно-бледный свет придавал лицам людей малопривлекательный землистый оттенок, а губная помада, например, из красной превращалась в зеленую.
В дальнейшем удалось разработать специальные составы - люминофоры, которые, будучи нанесенными на внутреннюю поверхность ламп, позволяют получать свет различной окраски, в частности белый свет, очень близкий к дневному.
Ртуть – «главное действующее лицо» во многих физических приборах - манометрах, барометрах, вакуумных насосах. Но, пожалуй, наиболее распространенные ртутные приборы - это термометры [2].
В XVII веке, когда были созданы первые приборы для измерения температуры, рабочей жидкостью в них служила вода, но на холоде она замерзала, стекло разлеталось вдребезги и термометры выходили из строя. Тосканский герцог Фердинанд II, по-видимому, достаточно хорошо знакомый с винным спиртом, предложил использовать его вместо воды - термометры стали более надежными, но, поскольку качество спирта не всегда было одинаковым, в показаниях приборов наблюдались заметные расхождения. Первым, кто начал измерять температуру при помощи ртути, был французский физик Амонтон. Спустя несколько лет немецкий физик Фаренгейт создал свой ртутный термометр со шкалой, которая до сих пор употребляется в Англии и США [6]
В наше время ртутные термометры имеют самое разнообразное назначение. От этого зависит конструкция термометра, в частности толщина капилляра, по которому перемещается ртуть. Самый тонкий капилляр у медицинского градусника-всего 0,04 миллиметра. Чтобы этот тончайший столбик ртути можно было заметить невооруженным глазом, капилляр делают в форме трехгранной увеличительной призмы, а на его заднюю стенку наносят «экран»-полоску белой эмали.
Поскольку ртуть не должна опускаться, пока ее не стряхнешь, нужно в каком-то месте канал сузить, но и без того узкий трехгранник сужать уже нельзя. Поэтому к нему снизу припаивают маленькую цилиндрическую трубку и в ней делают пережим.
Применяемая для термометров ртуть должна отличаться особой чистотой: ведь малейшие примеси могут существенно исказить показания. Вот почему ртуть подвергают специальной обработке, промывают, дистиллируют и только после этого заполняют ею стеклянные капилляры.
Кстати, несмотря на хрупкость стекла, оно пока является незаменимым в этом случае материалом. Использовать вместо него, допустим, прозрачную пластмассу нельзя: она, как решето, пропускает губительный для ртути кислород.
Заполнение капилляра ртутью - очень ответственная операция: в трубку не должен попадать воздух. Раньше, когда этот процесс выполняли вручную, мастерам приходилось по несколько недель нагревать поочередно то один, то другой конец заполненной ртутью стеклянной трубочки, изгоняя оттуда воздушные пузырьки. Сейчас с этим делом быстро и успешно справляются машины.
Прежде чем попасть к месту своей будущей «работы», термометры проходят еще много испытаний и проверок. Увы, некоторых из них ждет печальный приговор: «Брак». Жизненный путь этого неудачника тут же заканчивается в корзине для отходов. Но зато можно не сомневаться в точности тех термометров, которые выдержали все «экзамены» и получили своего рода «аттестат зрелости»-заводское клеймо. Беспристрастная капелька ртути, заключенная в стеклянный капилляр, будет верно служить науке, промышленности, сельскому хозяйству, медицине [6].
За свою многовековую историю производство ртути прошло длинный путь. Когда-то ртутную руду обжигали в глиняных горшках, а испаряющаяся при этом ртуть конденсировалась на листьях свежесрубленных деревьев, устанавливаемых около горшочков в кирпичных камерах. Сейчас на заводах действуют автоматические агрегаты для непрерывного получения ртути. Рабочему достаточно нажать кнопку дистанционного управления, и тонны ртутного концентрата заполнят бункер огромной электрической печи. В ней при температуре в сотни градусов ртуть начинает испаряться из концентрата. Пары затем охлаждают, и образовавшаяся ртуть поступает в специальный резервуар.
В дальнейшем металл подвергают окончательной очистке и заливают в стальные баллоны, вмещающие по 35 килограммов. Особо чистую (рафинированную) ртуть высшего качества разливают в фарфоровые стаканы - по 5 килограммов в каждый. В таком виде она поступает на склад готовой продукции.
Здесь «серебряная вода» получает путевку в жизнь.
Медицина
В связи с высокой токсичностью ртуть почти полностью вытеснена из медицинских препаратов, однако сохраняется в медицинских термометрах (один медицинский термометр содержит до 2 г ртути).
· В XIX веке врачи лечили ртутью раны и венерические болезни. Соединения ртути использовались как антисептик (сулема), слабительное (каломель).
· Мертиолят как консервант для вакцин.
· Амальгаму серебра применяют в стоматологии в качестве материала зубных пломб.
· Ртуть-203 (T1/2 = 53 сек) используется в радиофармакологии.
Техника
· Ртуть применяется в термометрах. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.
· До середины 20 века ртуть широко применялась в барометрах и манометрах.
· Ртутные вакуумные насосы были основными источниками вакуума в 19 и начале 20 веков.
· Парами ртути наполняются ртутно-кварцевые и люминесцентные лампы.
· Ртуть используется в датчиках положения.
· В некоторых химических источниках тока (например, ртутно-цинковых), в эталонных источниках напряжения (Нормальный элемент Вестона).
· Ртуть также иногда применяется в качестве рабочего тела в тяжелонагруженных гидродинамических подшипниках.
· Ртуть ранее входила в состав некоторых биоцидных красок для предотвращения обрастания корпуса судов в морской воде. Сейчас запрещается использовать такого типа покрытия.
· Иодид ртути используется как полупроводниковый детектор радиоактивного излучения.
· Фульминат ртути («Гремучая ртуть») издавна применяется в качестве инициирующего ВВ (Детонаторы).
· Бромид ртути применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (атомно-водородная энергетика).
· Перспективно использование ртути в сплавах с цезием в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях.
· Соединения ртути использовались в шляпном производстве.
Металлургия
· Металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших сплавов.
· Ранее различные амальгамы металлов, особенно амальгамы золота и серебра, широко использовались в ювелирном деле, в производстве зеркал.
· Металлическая ртуть служит катодом для электролитического получения ряда активных металлов, хлора и щелочей.
· Ртуть используется для переработки вторичного алюминия и добычи золота [6].
Заключение
Ртуть – единственный металл, находящийся в жидком состоянии в условиях, которые мы называем нормальными. Почему ртуть жидкая. Но именно это свойство, вернее сочетание свойств металла и жидкости, определило особое положение элемента №80 в нашей жизни.
Более двухсот лет назад М. В. Ломоносов дал простое и ясное определение понятия «металл». Он писал: «Металлы – тела твердые, ковкие, блестящие». И действительно, железо, алюминий, медь, золото, серебро, свинец, олово и другие металлы, с которыми нам приходится сталкиваться, полностью соответствуют такой формулировке. Но ведь недаром говорят, что нет правил без исключений. В природе имеется приблизительно 80 металлов, и только один из них при обычных условиях находится в жидком состоянии.
Причастность ртути к славному клану металлов долгое время была под сомнением. Даже Ломоносов колебался, можно ли считать ртуть металлом, несмотря на то, что и в жидком состоянии она обладает почти полным комплексом металлических свойств: теплопроводностью и электропроводностью, металлическим блеском и так далее. При охлаждении ртути до –39°C становится совсем очевидным, что она – одно из «светлых тел, которые ковать можно».
За свою многовековую историю производство ртути прошло длинный путь. Когда-то ртутную руду обжигали в глиняных горшках, а испаряющаяся при этом ртуть конденсировалась на листьях свежесрубленных деревьев, устанавливаемых около горшочков в кирпичных камерах. Сейчас на заводах действуют автоматические агрегаты для непрерывного получения ртути.
Список литературы
1. Поиск и разведка месторождений цветных металлов [Текст]: справочник / А.И. Кривцов, И.З. Самонов, Е.И. Филатов и др.; Рец. А.В. Дружинин. - М.: Недра, 1985. - 324 с.: ил., табл.. - Библиогр.: с. 319-320.-Предм. указ.: с. 321-322
2. Книга о полезных ископаемых [Текст]: учеб. пособие / Войлошников В.Д., Войлошникова Н.А.; Рец. В.П. Федорчук. - М.: Недра, 1991. - 175 с.: ил., табл. - (Научно-популярная библиотека школьника
3. Аналитическая химия ртути [Текст]: учеб. пособие / Гладышев В.П., Левицкая С.А., Филиппова Л.М.; АН СССР, Ин-т геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского; Ред. тома Н.А. Филиппова. - М.: Наука, 1974. - 229 с.: ил., табл. - (Аналитическая химия элементов. - Библиогр.: с. 191-223.-Предметный указ.: с. 224-226
4. Работа со ртутью в лабораторных и производственных условиях [Текст]: Книга рассчитана на широкий круг научных сотрудников, аспирантов, инженерно-технических и медицинских работников / Пугачевич П.П.. - М.: Химия, 1972. - 320 с.: ил., табл.. - Библиогр. в конце гл: -Прил.: с. 315-316.-Предметный указ.: с. 317-320
| 5. Принципы прогноза и оценки месторождений полезных ископаемых [Текст]: учеб. пособие / Ф.Р. Апельцин, А.Я. Архипенкова, М.Б. Бородаевская и др.; Под ред. В.Т. Покалова; Рец. В.В. Иванов. - 2-е изд., перераб. и доп.. - М.: Недра, 1984. - 437 с.: ил., табл.. - Библиогр.: с. 434-435 6. Месторождения цветных и редких металлов в карбонатных формациях [Текст]: учеб. пособие / Асаналиев У., Попов В.В., Турдукеев И.Д.; Рец. Г.Ф. Яковлев. - М.: Недра, 1988. - 216 с.: ил., табл.. - Библиогр.: с. 214-215 |