Окисление примесей в ртути

Способ окисления металлических примесей кислородом воздуха был известен давно; он описан Бранчи, который предложил загрязненную ртуть встряхивать с воздухом. Позднее этот способ в различном аппаратурном оформлении был использован во многих работах.

В простейшем случае ртуть заливают в толстостенные колбы для фильтрования, соединенные последовательно, и через них просасывают воздух.

Иногда для этих целей применяют делительную воронку, верхний конец которой закрывают резиновой пробкой, с проходящей через нее стеклянной трубкой, присоеди-ненной к водоструйному насосу.

После создания над поверхностью ртути в делительной воронке достаточного разрежения кран воронки слегка приоткрывают и через пего начинает просасываться воздух, который, проходя через слой ртути, окисляет растворенные в ней неблагородные металлы.

Для окисления примесей в ртути употребляют также ловушки или специальные резервуары с впаянными стеклянными фильтрами.

При этом очищаемую ртуть наливают на поверхность фильтра и над ртутью создают разрежение, в результате чего через фильтр, а следовательно, и через ртуть начинает просасываться воздух. После окисления примесей разрежение создают под поверхностью стеклянного фильтра, и это приводит к тому, чго ртуть отфильтровывается от окислов.

Очень часто ртуть При продувании через нее воздуха заливают дистиллированной подою или минеральными кислотами. В первом случае всплывающие на поверхность ртути окислы вызывают помутнение воды; ее заменяют чистой водой и продолжают проду-вать воздухом, пока вода снова не помутнеет.

Смену воды и продува-ние воздуха продолжают до тех пор, пока последняя порция воды не перестанет мутнеть. Таким образом, вода в какой-то мере будет служить показателем полноты окисления примесей в ртути.

Во вто-ром случае, при использовании серной, азотной или соляной кислот , окислы металлов, образующиеся при продувании воздуха через ртуть, будут растворяться в кислоте или давать с нею нерастворимые соли. Для ускорения процесса и полноты окисления воздух обычно продувают через нагретую ртуть.

Полнота окисления достигается в том случае, если через ртуть, нагретую до 90—100° С, вместо воздуха пропускать кислород. При этом окисление удобно проводить в стеклянных промывалках 1, каждую из которых заливают ртутью (высота слоя составляет около 100 мм). Пять — шесть таких промывалок соединяют последовательно и помещают в стальную глубокую коробку 2, заполненную водой.

Воду в коробке нагревают до 90—95° С, н в течение 30—40 ч через нагретую ртуть под пеболыпим давлением пропускают кислород из баллона. Первую и последнюю промывалки заполняют водой, и они служат соответственно для предварительного прогрева продуваемого кислорода и частичного улавливания брызг и паров ртути.

В промывалки со ртутью, нагреваемые до 90—95° С, можно заливать слабый раствор азотной кислоты, которая будет растворять окислы различных металлов, образующиеся при продувании кислорода через ртуть и всплывающие наверх.

По мере испарения кислоты ее доливают, после чего возобновляют продувание ртути кислородом.
Следует помнить, что когда ртуть в промывалках залита кисло-тою или когда в системе имеются промывалки с водою, при продувании через ртуть кислорода или воздуха нельзя вымораживать пары ртути в дополнительных ловушках жидким азотом или жидким воздухом, так как в противном случае испаряющаяся влага будет замерзать в таких ловушках и закупоривать их.

В результате просасывание прекратится, а возникшее избыточное давление, если не предусмотрены специальные устройства для его сбрасывания, разрушит систему и лаборатория окажется залитой ртутью.

Для того, чтобы предохранить помещение от загрязнения парами ртути, кислород или воздух через нагретую ртуть необходимо продувать под вытяжным шкафом, а в конце системы, кроме промывалки с водою, следует ставить специальные ловушки для поглощения паров ртути, о которых будет сказано ниже.

При использовании промывало к с обратными холодильниками окисление можпо проводить при более высоких температурах (150— 170° С), что будет способствовать более полному окислению примесей.
Если ртуть содержит значительные количества примесей, то в результате продувания через нее кислорода или просасывания воздуха при высоких температурах (150° С и выше) образуется серая рыхлая масса, которую по окончании процесса окисления обрабатывают концентрированной соляной кислотой 39 для выделения из этой массы очищенной ртути.

К сожалению, описанный способ пе пригоден для очистки ртути от олова, серебра, золота и металлов платиновой группы. Эверс 42, для очистки ртути от олова в течение 12 ч при 160° С, пропускал через ртуть воздух, насыщенный парами соляной кислоты. Для этого воздух перед поступлением в ртуть проходил через склянку с дымящейся соляной кислотой. Ртуть даже при 160° С почти не реагирует с соляной кислотой, поэтому потери ее при этом составляют не более 2,5%, а олово в виде хлористых соединений полностью удаляется из ртути.

Исключительно эффективно окисление примесей в ртути озоном. Н. Н. Розанов установил, что озонирование ртути в течение 15 мин дает такой же эффект очистки от неблагородных металлов, как электролиз ртути в течение 12 ч.

Для очистки ртути озонированием в промывалку с пористой перегородкой (рис. 2.5) заливают 50 мл ртути, после чего с помощью водоструйного насоса, присоединенного к трубке, через слой ртути в течение 15 мин просасывают озонированный воздух, поступающий по трубке из стеклянного озонатора. Затем водоструйный насос присоединяют к трубке 2, ртуть отфильтровывают через стеклянную пористую перегородку от образовавшихся окислов и подвергают фракционной перегонке — ректификации в специальном приборе.

Следует отметить, что при пропускании озона через ртуть окисляются не только содержащиеся в ней металлы, но частично и сама ртуть, поэтому осадок на пористой перегородке необходимо в дальнейшем дополнительно обрабатывать, чтобы регенерировать содержащуюся в нем ртуть.

При окислении металлических примесей только часть окислов всплывает на поверхность ртути, а другая часть (как правило, очень незначительная) растворяется в ртути и не может быть удалена простым фильтрованием. Как указывает Хюлетт, в некоторых случаях количество металлических примесей в ртути после продувания через нее воздуха может быть довольно Значительным.

Например, в амальгаме кадмия, содержащей около 0,01 вес. % растворенного металла, Хюлетт обнаруживал кадмий даже цосле интенсивного четырехдневного продувания воздуха.

Это указывает на то, что для по лучения чистой ртути наряду с окислением металлических примесей необходимо применять другие способы удаления загрязнений из ртути, из которых наибольшее распространение получил способ растворения примесей.

Содержание