第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點
1、產(chǎn)品定義
汞(mercury,Hg),一種金屬元素,通常是銀白色液體,俗稱“水銀”?;瘜W(xué)符號是Hg,原子序數(shù)是80。它是一種很重、銀白色的液態(tài)過渡金屬。因著這特性,水銀被用于制作溫度計。
2、產(chǎn)品性能
1)主要物理性質(zhì)
密度(20℃):13.546g/cm3
熔點:-38.87℃
沸點:357℃
平均比熱(0~100℃):138J/(kg·K)
熔化熱:2.324kJ/mol
汽化熱:61.1kJ/mol
熱導(dǎo)率(0~100℃):8.65W/(m·K)
電阻率(20℃):95.9μΩ·cm
汞在常溫下是液體,且流動性好,密度是所有液體中最重的。汞能溶解多種金屬形成汞齊。汞導(dǎo)熱性能差,而導(dǎo)電性能良好。
2)主要化學(xué)性質(zhì)
汞的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,不容易受到氧化和腐蝕。汞很容易與幾乎所有的普通金屬形成合金,包括金和銀,但不包括鐵。這些合金統(tǒng)稱汞合金(或汞齊)。該金屬同樣有恒定的體積膨脹系數(shù),其金屬活躍性低于鋅和鎘,且不能從酸溶液中置換出氫。通常的汞化合物中,它的化合價是+1或者+2,很少有+3價的汞化物存在。
3、應(yīng)用特點
汞及其化合物的用途很廣,在化工、電器、儀表、醫(yī)藥、冶金、軍工和新技術(shù)領(lǐng)域都有重要用途。
在化學(xué)工業(yè)中汞陰極電解食鹽溶液生產(chǎn)氯氣和燒堿;在有機化工的蒸餾設(shè)備中常代替水作為加熱介質(zhì)或用于較高溫度的恒溫器。汞廣泛應(yīng)用于電器和制造儀表,如水銀溫度計,飛機、輪船夜航的回轉(zhuǎn)器、測壓儀。制造各種類型的電氣開關(guān)、水銀燈、水銀整流器、振蕩器、各種水銀電池和原電池等。汞還可以作為原子反應(yīng)堆的冷卻劑和防輻射材料。
利用汞能與多種金屬形成汞齊的性質(zhì),在冶金中用來提取和提純金屬,如混汞法提取金銀和某些稀散金屬的提純。金銀汞齊具有很快硬化的能力,故用做牙科材料。
汞的化合物也有多種用途。氧化汞作為防污劑可用于海洋船底的油漆,干電池的去極劑。氯化汞可用于制革、照像等。硫化汞是紅色顏料用于橡膠和油墨。
第二節(jié) 發(fā)展歷程
中國人和印度人很早就知道汞了。在前1500年的埃及墓中也找到了汞。前500年左右它和其他金屬一起用來生產(chǎn)汞齊。
根據(jù)我國古文獻記載:在秦始皇死以前,一些王侯在墓葬中也早已使用了灌輸水銀,例如齊桓公葬在今山東臨淄縣,其墓中傾水銀為池。這就是說,我國在公元前6世紀(jì)或更早已經(jīng)取得大量汞。
我國古代還把汞作為外科用藥。1973年長沙馬王堆漢墓出土的帛書中有《五十二藥方》。抄寫年代在秦漢之際,是現(xiàn)已發(fā)掘的我國最古醫(yī)方,可能處于戰(zhàn)國時代。其中有四個藥方就應(yīng)用了水銀。例如用水銀,雄黃混合,治療疥瘡等。
東西方的煉金術(shù)士們都對水銀發(fā)生了興趣。西方的煉金術(shù)士們認(rèn)為水銀是一切金屬的共同性——金屬性的化身。他們所認(rèn)為的金屬性是一種組成一切金屬的“元素”。我國古代勞動人民把丹砂,也就是硫化汞,在空氣中燒得到汞:HgS+O2——→Hg+SO2;但是生成的汞容易揮發(fā),不易搜集,而且操作人員會發(fā)生汞中毒。我國勞動人民在實踐中積累經(jīng)驗,改用密閉方式制汞,有的是密閉在竹筒中,有的是密閉的石榴罐中。
根據(jù)西方化學(xué)史的資料,曾在埃及古墓中發(fā)現(xiàn)一小管水銀,據(jù)歷史考證是公元前16—前15世紀(jì)的產(chǎn)物。但我國古代勞動人民首先制得了大量水銀。
古希臘人將它用在墨水中,古羅馬人將它加入化妝品。煉金術(shù)士以為所有的物質(zhì)都是由汞組成的,假如他們能將汞固體化,汞就會化為金。
18世紀(jì)和19世紀(jì)中汞被用來將做氈帽的動物皮上的毛去掉,這在許多制帽工人中導(dǎo)致了腦損傷。
汞是地殼中相當(dāng)稀少的一種元素,極少數(shù)的汞在自然中以純金屬的狀態(tài)存在。朱砂(HgS)、氯硫汞礦、硫銻汞礦和其它一些與朱砂相連的礦物是汞最常見的礦藏。大約世界上50%的汞來自西班牙和意大利,其他主要產(chǎn)地是斯洛文尼亞、俄羅斯和北美。朱砂在流動的空氣中加熱后汞可以還原,溫度降低后汞凝結(jié),這是生產(chǎn)汞的最主要的方式。
現(xiàn)代社會汞最常用的應(yīng)用是制造工業(yè)用化學(xué)藥物以及在電子或電器產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。汞還被用在溫度計中,尤其是在測量高溫的溫度計中。除此之外汞還被用在:汞可以將金從其礦物中分解出來,因此經(jīng)常被用在金礦中。汞還被用在氣壓計和擴散泵等儀器中。汞的三相點是-38.8344°C,它是一個溫度的標(biāo)準(zhǔn)點。氣態(tài)汞被用在汞蒸氣燈中。
其它用途:水銀開關(guān)、殺蟲劑、牙醫(yī)用的汞齊、生產(chǎn)氯和氫氧化鉀的過程中、防腐劑、在一些電解設(shè)備中充當(dāng)電極、電池和催化劑。
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