Thủy ngân và các hợp chất

Nhóm 28
A.Thủy Ngân
I. Cấu tạo và tính chất vật lý:
1. Cấu Tạo:
-Thủy ngân có ký hiệu Hg, số hiệu nguyên tử là 80, nhóm IIB, chu kì 6,thuộc họ d.
- Bán kính nguyên tử (calc.) 150 pm,bán kính công hoá trị 149 pm, bán kính van der Waals 155 pm.
-Cấu trúc tinh thể hình lăng trụ xiên, thể tích phân tử 14,09 cm3/mol.
2. Tính chất vật lý:
-Là một kim loại chuyển tiếp nặng có ánh bạc pha ánh xanh nhạt, thủy ngân là một nguyên tố kim loại được
biết có dạng lỏng ở nhiệt độ thường.
-Thuỷ ngân có trọng lượng riêng 13,551 kg/m3 ở 200, theo những tài liệu khác d4 = 13.59539 + -0,00001.
-Nhiệt độ nóng chảy -38,890, nhiệt độ sôi 356,66 + -0,020, là chất rắn ở -390C, khối lượng nguyên tử 200,59
u.
-Khi hoá rắn trở thành dẽ rèn như chì, và là những tinh thể (tám mặt, phát triển thành hình kim). Ở nhiệt độ
phòng, không bị oxy hoá ngoài không khí, chỉ bị oxy hoá khi đun nóng lâu ở gần nhiệt độ sôi. Thuỷ ngân hoàn toàn
tinh khiết đổ ra sẽ tạo thành những giọt tròn lấp lánh, linh động: thuỷ ngân không tinh khiết bị phủ bởi lớp váng và
để lại những vạch trắng dài.
-Thuỷ ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng dẫn điện tốt, hơi thủy ngân rất độc, có thể gây chết người khi bị nhiễm độc
qua đường hô hấp. Cần phải bảo quản thuỷ ngân trong những lọ kín hay dưới lớp nước và phải làm trong tủ hút.

II. Các Tính Chất Hóa Học Điển Hình:
-Hg hoạt động hóa học kém kẽm và cadmium.
- Trạng thái ôxi hóa phổ biến của nó là +1 và +2. Rất ít hợp chất trong đó thủy ngân có hóa trị +3 tồn tại. Không phản ứng với
H2

-Không tác dụng với O2 ở nhiệt độ thường nhưng ở 3000C tạo HgO và ở 4000C phân hủy lại thành nguyên tố.
-Phản ứng trực tiếp với Halogen, S, và các nguyên tố phi kim loại như P,Se..
Hg +S
HgS (Dùng phản ứng này để thu hồi Hg bị rơi vãi.)
-Hg không phản ứng với kiềm và chỉ tan trong axit có số oxi hóa mạnh như
HNO3, H2SO4 đặc.

Hg + 4HNO3
Hg(NO3)3 + 2NO3 + 2H2O
III. Điều Chế
1. Trong phòng Thí nghiệm: chưng cất trong bình cổ cong chịu nhiệt hỗn hợp thần sa (HgS) với

bột sắt.
HgS + Fe

2.Trong công nghiệp

Hg + FeS


-Đun nóng tinh quặng Xinaba trong dòng không khí 7000C - 8000C hoặc với
vôi sống hay mạt sắt:
HgS + O2
Hg + SO2
4HgS + 4CaO
4Hg + CaSO4 + 3CaS
HgS + Fe
Hg + FeS

•

IV. Ứng Dụng:
Thủy ngân được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các hóa chất,trong kỹ thuật điện và điện tử. Nó cũng
được sử dụng trong một số nhiệt kế. Các ứng dụng khác là:
Thimerosal, một hợp chất hữu cơ được sử dụng như là chất khử trùng trong vaccin và mực xăm
(Thimerosal in vaccines).

•

Phong vũ kế thủy ngân, bơm khuyếch tán, tích điện kế thủy ngân và nhiều thiết bị phòng thí nghiệm
khác. Là một chất lỏng với tỷ trọng rất cao, Hg được sử dụng để làm kín các chi tiết chuyển động của
máy khuấy dùng trong kỹ thuật hóa học.

•

Điểm ba trạng thái của thủy ngân, -38,8344 °C, là điểm cố định được sử dụng như nhiệt độ tiêu chuẩn
cho thang đo nhiệt độ quốc tế (ITS-90).

•

Hơi thủy ngân được sử dụng trong đèn hơi thủy ngân và một số đèn kiểu "đèn huỳnh quang" cho các
mục đích quảng cáo. Màu sắc của các loại đèn này phụ thuộc vào khí nạp vào bóng.

•

Thủy ngân được sử dụng tách vàng và bạc trong các quặng sa khoáng.

B. CÁC HỢP CHẤT CỦA THỦY NGÂN
I. Hợp Chất Hg+: -Phần lớn khó tan trong nước [Trừ Hg2(NO3)2 ]

-Do có số OXH trung gian nên ion Hg+ dễ bị khử thành Hg và cũng dễ bị oxi
hóa thành Hg2+.
Hg2Cl2 + SnCl2
2Hg + SnCl4
Hg2Cl2 + Cl2
2HgCl2
+

-Ion Hg không có khả năng tạo phức như Hg2+
1. .Hg2O: chất bột màu đen, là hỗn hợp của HgO và Hg.
-Không tan trong nước. Khi đun nóng hay chiếu sáng mạnh thì bị phân hủy.
2. Hg2( NO3)2 -Không màu, dễ tan trong nước và dễ bị thuỷ phân
Hg2(NO3)2 + H2O
Hg2(OH)(NO3) + HNO3
Có tính oxi hóa mạnh: 2Hg2(NO3)2 + 4 HNO3 + O2

4Hg(NO3)2 + 2H2O

-Bị phân huỷ khi đun nóng thành HgO và phân huỷ tiếp thành Hg.
3. Hg2X2 với X là Halogen

Có thể thăng hoa mà không phân hủy.
-Rất ít tan, trừ Hg2F2 dễ tan
Hg2X2 tự phân hũy khi tác dụng vói dung dịch NH3
Hg2X2 + 2NH3

Hg + HgNH2X+ NH4X.

Hg2Cl2 còn được gọi là calomen đôi khi vẫn được sử dụng trong y học


B. Hợp chất Hg2+
1. HgO HgO dạng tinh thể, hạt nhỏ có màu vàng, hạt to hơn có màu đỏ. Bị phân huỷ
trên 4000C. Ở gần 1000C HgO bị phân huỷ bởi H2 và ở nhiệt độ thường dễ tác dụng
với khí Cl2 hay nước clo tạo kết tủa đỏ nâu.
2HgO
2Hg + O2
HgO +2Cl2

Hg2OCl2 +Cl2O
- Điều chế: 2Hg(NO3)2
2HgO + 4NO2 + O2

2.
3.

Hg(OH)2 không bền, phân hũy thành HgO và H2O
Muối -Dễ tan trong nước. Tác dụng với halogenua tạo phức halogenua tương ứng
HgCl2 + 2KCl
K2[HgCl4]
-Các muối Hg(II) đều có tính oxi hoá.
2HgCl2
Hg2Cl2 + Cl2
2HgCl2 + SO2 + H2O
HgCl2 + 2HCl +H2SO4

4-Sulfua thủy ngân (II) là một hợp chất hóa học của hai nguyên tố hoá học là thuỷ ngân và lưu huỳnh. Nó
có công thức hoá học là HgS. Là một chất độc do có chứa thủy ngân.
a. Tính chất vật lý:
-Trong tự nhiên, nó có hai dạng thù hình, được dễ dàng nhận ra nhờ màu sắc khác nhau:
+Loại quặng màu đỏ son, gọi là chu sa (cinnabarit), là dạng phổ biến nhất trong tự nhiên. Chất màu đỏ son
trước đây được làm từ nó.
+Loại quặng màu đen (metacinnabarit) ít phổ biến hơn. Nó cũng đã từng được sử dụng làm chất màu.
-Tỷ trọng 8,1 g/cm3, pha rắn, không tan trong nước
-Nhiệt độ nóng chảy 583,50C, bị phân huỷ ở nhiệt độ cao.

b. Điều chế:
-Dạng thủy ngân sulfua nhân tạo HgS thu được bởi phản ứng trực tiếp của lưu huỳnh với Hg. Dạng màu đen, khi
thăng hoa hoặc đun nóng với kiềm Poly sulfua thì sulfua đen chuyển thành bột dỏ (Hg sulfua đỏ) màu đỏ son nhân tạo.

-Dạng tổng hợp được sản xuất bằng cách xử lý các muối của thủy ngân hóa trị 2 với sulfua hiđrô (H2S) để làm
lắng đọng metacinnabarit tổng hợp màu đen, sau đó được đun nóng trong nước. Chuyển hóa này được xúc tác bằng sự có
mặt của sulfua natri (Na2S).

c. Ứng dụng:
-Được sử dụng làm bột màu cho sơn hoặc sáp niêm phong. Sản phẩm được tạo ra bởi quá trình ướt thì sáng hơn
nhưng không chống lại tác dụng của ánh sáng, muối này độc.