хим. блок / техника безопасности / химические методы демеркуризации

Химические методы демеркуризации

Механическая очистка, как бы тщательно она ни была проведена, все же не может считаться достаточной. Мелкие капли, особенно из щелей и трещин, нельзя извлечь полностью, кроме того, невозможно удалить адсорбированные поверхностью пары ртути, поэтому после механической очистки обязательно проводят химическую обработку загрязненных участков.

Различные методы химической обработки основаны либо на окислении ртути с превращением ее в оксид или в хлорид, либо на переведении ее в мелкодисперсное состояние, что облегчает уборку. Однако следует иметь в виду, что ртуть в химическом отношении весьма устойчива. Например, ее первый потенциал ионизации (10,43 В) выше ионизационных потенциалов золота (9,39 В) и платины (9,00 В). По этой причине химические дегазирующие агенты способны окислить только поверхность ртути и, следовательно, эффективны при обработке лишь очень мелких капель. На более крупных каплях образуется защитная пленка, однако эффект снижения концентрации паров ртути в воздухе оказывается лишь временным. При повышении температуры или механическом воздействии оксидная пленка растрескивается и испарение ртути возобновляется.

Далеко не все из описанных в литературе способов химической обработки достаточно эффективны. Например, совершенно бесполезно засыпать ртуть серным цветом, так как при комнатной температуре и даже при нагревании до 100 °С ртуть и ее пары практически не взаимодействуют с измельченной серой. Нельзя применять для обработки металлические порошки, образующие амальгамы, во всяком случае без дальнейшей тщательной уборки, поскольку этот прием не уменьшает, а может даже увеличить скорость испарения ртути.

Не рекомендуется также применять газообразный сероводород. В безвредных для здоровья концентрациях сероводород неэффективен. Применение высоких концентраций (1г/м3 и выше) в лабораторном помещении связано с серьезными техническими трудностями, к тому же образующаяся защитная пленка сульфида ртути не отличается прочностью, и через некоторое время после демеркуризации концентрация паров ртути в воздухе может восстановиться до опасного уровня.

Демеркуризация раствором хлорида железа (III).

Метод демеркуризации, основанный на взаимодействии ртути с раствором FeCl3, считается одним из наиболее простых и надежных. В результате химической реакции мелкие капли ртути превращаются в оксиды и хлориды, более крупные при механическом перемешивании с раствором переходят в мелкодисперсное состояние, что увеличивает их реакционную способность и облегчает последующую уборку.

Для демеркуризации рекомендуется использовать 20% водный раствор FeCl3. Более разбавленные растворы менее устойчивы вследствие гидролиза. Раствор готовят из расчета 10 л на 25—30 кв.м. площади помещения. Небольшие порции хлорида железа растворяют в холодной воде при перемешивании. Обрабатываемую поверхность обильно смачивают раствором, затем несколько раз протирают щеткой для лучшего эмульгирования ртути и оставляют до полного высыхания. Через 1—2 суток поверхность тщательно промывают сперва мыльным раствором, затем чистой водой для удаления продуктов реакции и непрореагировавшей ртути.

Следует иметь в виду, что раствор хлорида железа вызывает сильную коррозию металлического оборудования и приборов, а также порчу деревянной мебели и некоторых пластиков. Металлические части приборов рекомендуется защищать, смазывая их перед обработкой вазелином.

Демеркуризации раствором перманганата калия.

Метод основан на взаимодействии ртути со свободным хлором, образующимся при реакции перманганата калия с соляной кислотой. В результате образуется малотоксичная нерастворимая в воде каломель:

2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCI2 + 5Cl2 + 8H20;
2Hg + Cl2 = Hg2Cl2

Каломель, оставленная на воздухе, со временем разлагается с выделением металлической ртути, поэтому после демеркуризации обработанные поверхности тщательно промывают.

Рекомендуется использовать раствор, содержащий в 1 л. 1—2 г KMnO4 и 5 мл конц. HCl. Обработку удобно проводить с помощью пульверизатора. Через 1—2 ч можно приступить к уборке. Раствор вызывает коррозию металлического оборудования, хотя и в меньшей степени по сравнению с раствором хлорида железа. В случае образования бурых пятен на полу и мебели их можно удалить 3% раствором перекиси водорода.

Демеркуризация хлорной известью и полисульфидом натрия.

Метод достаточно эффективен, хотя несколько более трудоемок, так как включает последовательную обработку двумя растворами. При обработке хлорной известью образуется каломель, которая при взаимодействии с раствором полисульфида натрия превращается в сульфид ртути.

Хлорную известь употребляют в виде 20% суспензии в воде. Для получения полисульфида натрия нагревают 1 кг кристаллического сульфида натрия до 105 °С и при перемешивании постепенно добавляют 100—150 г молотой серы до получения однородной массы, которую затем растворяют в 10—12 л воды.

Подлежащие демеркуризации поверхности вначале обрабатывают хлорной известью, через 2—3 ч известь смывают, после чего наносят раствор полисульфнда натрия. Помещение закрывают и через сутки промывают обработанные места теплой мыльной водой.

Демеркуризация аппаратуры и посуды.

Хотя совершенно чистая ртуть не смачивает поверхность стекла и фарфора, в присутствии даже ничтожных загрязнений мельчайшие ее капельки прилипают к фарфоровой и стеклянной посуде и приборам. Поэтому посуду, в которой находилась ртуть, нельзя мыть обычным образом над раковиной, а необходимо сперва тщательно демеркуризировать.

С целью удаления ртути с поверхности стеклянной посуды используют способность металла растворяться в разбавленной азотной кислоте:

6Hg +8HNO3 = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H20

Мелкую посуду и детали приборов целиком заливают разбавленной азотной кислотой в толстостенном стакане подходящего объема и оставляют на несколько часов, а лучше на ночь. После такой обработки посуду промывают водой. Посуду и приборы большого размера тщательно ополаскивают изнутри небольшим количеством слегка подогретой для ускорения реакции 50—56% азотной кислотой. Если стеклянный прибор загрязнен снаружи, его протирают несколько раз влажной бумагой, как описано выше.

В тех случаях, когда ртуть попадает на металлические части приборов и образует амальгаму, демеркуризация бывает особенно затруднительной. Применение кислот не дает желаемого эффекта. Положительные результаты могут быть достигнуты путем длительного нагревания загрязненных ртутью металлических частей в вытяжном шкафу.

 

вернуться к началу раздела "Техника
безопасности в химической лаборатории"