Обзор источников образования тяжелых металлов
Физические и химические свойства. Бесцветные кристаллы. Т. плавл. 277°; Ткип304°; плотность 5,44 (25°). Легко возгоняется. Заметно летуч. Растворимость в холодной воде 6,6% (20°); в горячей – 58,3% (100°), в спирте 33% (25°). Растворяется также в кислотах, эфире, пиридине и в растворе NаС1 с образованием комплексных соединений. Слабый электролит. На свету, особенно в присутствии органических соединений, легко восстанавливается до металлической Hg и каломели.
2.9.3 Hg2Cl2(хлорид ртути (I), каломель) – применяется в медицинской практике; в пиротехнике; при расписывании фарфора. Получается при нагревании смеси Hg и HgCI2; действием НС1 на растворимые соли закисной ртути; сублимацией из смеси Hg2SO4 и NаС1.
Физические и химические свойства. Белый кристаллический порошок. Тплавл. 302º; Ткип. 383,7°; Т сублимации 400°; плотность 7,15; растворимость в воде 0,00014% (0°). Не растворяется в спирте, эфире и разбавленных кислотах. При кипячении растворяется в НС1, и H2SО4. Разлагается при действии щелочей или кипячении водой, при долгом стоянии в присутствии влаги и на свету.
2.9.4 Hg(NO3)2·0,5H2O (нитрат ртути (II), гидрат) - применяется в органическом синтезе; при золочении и бронзировании; в медицине при расписывании фарфора. Получается обработкой Hg или HgO горячей концентрированной HNO3.
Физические и химические свойства. Бесцветные кристаллы. Тплавл.=79°; плотность 4,3 (безв.). В воде гидролизуется, образуя основные соли.
2.9.5 Hg(CN)2 (цианид ртути (II) – применяется при получении дициана; в фотографии; при производстве антисептического мыла; как ядохимикат. Получается растворением HgO в HCN.
Физические и химические свойства. Бесцветный кристаллический порошок, темнеющий на свету. Разлагается при 320°; плотность 4,0. Растворяется в воде и в спирте. В воде почти не диссоциирует.
2.9.6 Hg(SCN)2 (роданид ртути (II)) – применяется в фотографии. Получается осаждением из разбавленных горячих водных растворов Hg(NO3)2 и NH4SCN.
Физические свойства. Бесцветные кристаллы. Разлагаются при нагревании выше 165ºС. Слабо растворяется в воде, лучше – в спирте.
2.9.7 Hg(ONC)2 (изоцианат ртути (II), гремучая ртуть) – применяется для изготовления капсюлей-детонаторов. Получается нагреванием ртути в смеси концентрированной HNO3 со спиртом.
Физические свойства. Желтовато-белые кристаллы. Плотность 4,42. Легко взрывается от удара или электрических искр, при нагревании, действии концентрированных кислот. Растворяется в спирте, нашатырном спирте, горячей воде; слабо – в холодной.
2.10 СВИНЕЦ
Содержание в земной коре 1,6·10-3%мас, известно около 80 минералов. Основные источники загрязнений металлургические предприятия не менее 89 тыс.т сточных вод. Встречается свинец в воздухе производственных помещений при нагревании. Применяется в производстве аккумуляторов, кабелей, сплавов; в химическом машиностроении; для защиты от γ-излучения; для получения тетраэтилсвинца и свинцовых пигментов. Получается обжигом PbS последующим восстановлением образовавшейся РbО коксом при 1500°; особо чистый Pb (99,99%)—электролитическим рафинированием.
Физические и химические свойства. Мягкий серый металл. Т.пл327,4º, Ткип. 1740º; плотность 11,3. В разбавленных кислотах практически нерастворим. Растворяется в HNO3, в мягкой воде, особенно хорошо в присутствии О2 воздуха и СО2. При нагревании непосредственно соединяется с О2 воздуха, галогенами, S, Te.
ПДК в воздухе рабочей зоны 0,01мг/м3, в атмосфере 0,003мг/л, в воде 0,03мг/л.
2.10.1 PbО (окись свинца (II), свинцовый глет) – применяется в производстве аккумуляторов, стекла, глазури, эмали олифы; в резиновой промышленности; для получения других соединений Pb. Получается окислением Pb на воздухе при 600°; при очистке Pb от примесей в металлургии; термическим разложением нитрата или карбоната свинца; кипячением Pb(ОН)2 с раствором NaOH.
Физические и химические свойства. Низкотемпературная α-модификация красного цвета (глет) и высокотемпературная β-модификация желтого цвета (массикот). Тплавл. 890°; Ткип. 1473°; плотность 9,53 (α); 8,0 (β); растворимость в воде глета 0,0017 г/100 г (20°), массикота 0,0023 г/100 г(22°). При нагреве на воздухе до 400—500° окисляется до сурика Pb3О4 и нестехиометрических окислов. Выше 200° восстанавливается Н2 и СО до металла.
2.10.2 Pb3О4 (ортоплюмбат свинца, сурик) – применяется для производства аккумуляторов, красок, эмалей, замазок; в цинкографии; книгопечатании; для получения PbО2. Получается нагреванием PbО в присутствии воздуха при 400—500º.
Физические и химические свойства. Красные кристаллы. При нагревании на воздухе выше 550° переходит в PbО. Плотность 8,79. В воде практически не растворяется. В разбавленной HNO3 разлагается с образованием PbО2 и солей Pb(II)
2.10.3 PbО2 (окись свинца (IV)) – применяется в производстве аккумуляторов; спичек; в качестве окислителя. Получается разложением сурика в HNO3; электролитическим окислением солей Pb(II) или действием на их растворы сильных окислителей.
Физические и химические свойства. Известны α и β-модификаций, обе черно-коричневого цвета. При нагревании на воздухе β-форма разлагается выше 280—300º до Pb3О4 и PbО, α-форма – выше 220—230°; плотность 9,67 (α); 9,33 (β). Нерастворима в воде. Сильный окислитель.
2.10.4 PbCl2 (хлорид свинца) – применяется для получения свинцовых пигментов. Получается растворением PbО или 2PbСО3·Pb(ОН)2 в НС1 или растворением гранулированного свинца в HNO3 и осаждением НС1.
Физические и химические свойства. Бесцветные кристаллы. Тплавл. 501°;Ткип. 956°; плотность 5,85, Растворимость в воде 0,673 г/100 г (0°); 3,25 г/100 г (100°). С С1- легко образует комплексные соединения типа MePbС13 и Me2PbCl4. При нагревании во влажном воздухе гидролизуется, а в присутствии Н2 или угля и паров Н2О восстанавливается до металла.
2.10.5 PbJ2 (йодид свинца) – применяется как пигмент для красок (желтая кассельская). Получается осаждением из растворов солей Pb(П) иодидами.
Физические свойства. Желтые кристаллы. Тплавл. 393°; Ткип. 868°; плотность 6,16. Растворимость в воде 0,07 г/100 г (20°), 0,436 г/100 г (100°).
2.10.6 PbСО3 (карбонат свинца) – встречается в виде минерала церуссита. Применяется для получения свинцовых белил. Получается пропусканием СО2 в водный раствор ацетата свинца.
Физические и химические свойства. Бесцветные прозрачные кристаллы. Разлагается при 315°; плотность 6,56. Растворимость в воде 1,1·10-5 г/100 г (20°). В присутствии СО2 растворимость возрастает вследствие образования Pb(НСО3)2. При кипячении в присутствии СО2 и воздуха образуется 2PbСО3·Pb(ОН)2. Взаимодействует с кислотами и щелочами.
2.10.7 2PbСО3·Pb(ОН)2(основной карбонат свинца, свинцовые белила) – применяется как пигмент для красок (в основном – в кораблестроении). Получается кипячением водного раствора PbСО3 при продувании СО2 и воздуха.
Физические и химические свойства. Бесцветные кристаллы или аморфный порошок. Разлагается при 400°; плотность 6,14. Растворяется в воде в присутствии СО2.