Плотность ртути
Плотность ртути и другие его физические свойства
При растирании с вязкими жидкостями ртуть образует однородную эмульсию, которую столетие назад использовали в качестве лекарственного средства.
Рис. 1. Ртуть. Внешний вид.
При температуре (-39oС) ртуть кристаллизуется, образуя ромбоэдрические кристаллы, в которых каждый атом ртути окружен шестью соседними атомами на расстоянии 0,300 нм и шестью другими на расстоянии 0,347 нм. При температуре (-194oС) образуется тетрагональная β-модификация с объемноцентрированной решеткой.
Основные константы ртути приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность ртути.
|
Плотность, г/см3 |
13,55 |
|
Температура плавления, oС |
-38,8 |
|
Температура кипения, oС |
357 |
|
E0Э2+/Э0, В |
+0,850 |
|
Перенапряжение водорода, В |
0,78 |
Ртуть незначительно растворима в воде (6 мг в 100 г воды при температуре 25oС), бензоле, диоксане. Она растворяет в себе многие металл, образуя сплавы – амальгамы, многие из которых имеют важное техническое значение.
Нахождение ртути в природе
Ртуть, несмотря на её принадлежность к редким элементам (8,0×10-6%), образует минералы, благодаря высокой плотности легко поддающиеся обогащению. Наиболее распространена киноварь HgS, добываемая из жильных месторождений гидротермального происхождения.
Краткое описание химических свойств и плотность ртути
Ртуть располагается в ряду напряжений правее водорода и не восстанавливает ионы H+. На холоду не взаимодействует она и с концентрированной серной кислотой – сухую ртуть можно длительное время хранить под слоем концентрированной серной кислоты. Однако при нагревании происходит окисления:
Hg + 2H2SO4 (conc) = HgSO4 + SO2 + 2H2O.
Крепкая азотная кислота, взятая в избытке, превращает ртуть в нитрат ртути (II):
Hg + 4HNO3 (conc) = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
Ртуть вытесняет большинство металлов в раствор, например:
Zn0 + Hg2+ = Zn2+ + Hg0.
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите плотность а) по кислороду; б) по азоту; в) по воздуху следующих газов: фосфина PH3 и серного газа SO3. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. Mr(PH3) = Ar(P) + 3 ×Ar(H) = 31 + 3 ×1 = 31 + 3 = 34. Dair(PH3) = Mr(PH3) / Mr(air) = 34 / 29 = 1,17; DO2(PH3) = Mr(PH3) / Mr(O2) = 34 / 32 = 1,06; DN2(PH3) = Mr(PH3) / Mr(N2) = 34 / 28 = 1,21. Mr(O2) = 2 ×Ar(O) = 2 × 16 = 32. Mr(N2) = 2 ×Ar(N) = 2 × 14 = 28. 2) Mr(SO3) = Ar(S) + 3×Ar(O) = 32 + 3×16 = 32 + 48 = 80. Dair(SO3) = Mr(SO3) / Mr(air) = 80 / 29 = 2,76; DO2(SO3) = Mr(SO3) / Mr(O2) = 80 / 32 = 2,5; DH2(SO3) = Mr(SO3) / Mr(N2) = 80 / 28 = 2,86. |
| Ответ | Плотности фосфина по воздуху, кислороду и азоту соответственно равны 1,17, 1,06 и 1,21; плотности оксида серы (VI) по воздуху, кислороду и азоту соответственно равны 2,76, 2,5 и 2,86. |
| Задание | Плотность некоторого газа по гелию составляет 21. Известно, что газ является простым веществом. О каком веществе идет речь? |
| Решение | Отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму. Данная величина показывает, во сколько раз первый газ тяжелее или легче второго газа.
D = M1 / M2. Молярная масса газа равна его плотности по отношению к другому газу, умноженной на молярную массу второго газа: M1 = D×M2. Тогда, молярная масса газа будет равна: Mgas = DHe× M(He) = 21× 4 = 84г/моль. Среди простых веществ в газообразном состоянии находятся азот, кислород, водород, хлор, неон, гелий, фтор, аргон, криптон, ксенон и радон. Формула молекулы ксенона Xe. Относительная атомная масса ксенона равна 83,7а.е.м. Значит искомый газ – это ксенон. |
| Ответ | Искомый газ – ксенон. |
