研究歷史
早在2000年前的秦漢時代編寫的《神農本草經》一書內,即記載了汞礦有關的情況,把汞礦稱之為硃砂、丹砂及水銀等,並列入藥物範疇。人們發現若在水銀中加入含氧物質,形成氧化汞粉化合物,名叫“三仙丹”。而在多部古代醫學典籍中都有詳細描述三仙丹的藥用價值,煉丹師也將氧化汞作為常見原料。
到了近代人們對於氧化汞的了解更加深入,1774年,英國科學家普利斯特列把氧化汞放置在玻璃鐘罩內的水銀面上,用放大鏡將陽光聚集在氧化汞上。很快就發現氧化汞被分解了,放出一種氣體,將玻璃罩內的水銀排擠出來。他以排水集氣法,把這種氣體收集起來,然後研究其性質。普利斯特列點燃乾木條,將它放人玻璃瓶內,發現木條燃燒得更旺,光焰更亮。從而首次製得了氧氣,還用實驗證明了氧氣有助燃和助呼吸的性質。1777年,拉瓦錫發現加熱氧化汞可以得到氧氣和汞,用實驗證明了化學反應中的質量守恆定律,提出了燃燒的氧化學說,推翻了燃素說,使近代化學開始蓬勃地發展起來。
理化性質
亮紅色或橙紅色鱗片狀結晶或結晶性粉末。當粉末極細時為黃色,質重,無氣味。但其顏色與其粒度無關。溶於稀鹽酸、稀硝酸、氰化鹼和碘化鹼溶液,緩慢溶於溴化鹼液,幾乎不溶於水,不溶於乙醇。相對密度11.30。有毒,半數致死量(大鼠,經口)18mg/kg。有刺激性。
受光的作用緩慢地變為暗黑色,有劇毒!加熱時,溫度到達在500℃時氧化汞將變成單質汞,分解的時候釋放出氧氣(化學方程式為2HgO=加熱=2Hg+O2↑)。如果加熱溫度低於分解溫度,顏色變黑,冷後又恢復原色。幾乎不溶於水和乙醇,溶於硝酸和鹽酸而形成高汞鹽。
製取方法
紅色氧化汞由350°C時汞在氧氣中加熱或硝酸汞受熱分解製得,黃色氧化汞由含Hg2+的溶液與氫氧化物反應沉澱製得,兩者的顆粒大小不同,紅色氧化汞的顆粒較小。這兩種變體都為正交晶系,具有同一平面內的無限鏈結構,每一個汞原子與周圍兩個氧原子幾乎呈線形連線,同時與相鄰鏈上的四個氧原子配位。∠O-Hg-O為179°,∠Hg-O-Hg為107°。用很稀的K2HgI4溶液與鹼反應可以得到六方晶系的氧化汞,結構與正交晶系的類似,但鏈不在同一平面內,而是互相纏繞呈螺鏇狀。
1、將硝酸亞汞加熱至約70℃熔融,在200~230℃脫結晶水,從270℃左右開始熱分解生成黃色氧化汞。再加熱至300℃以上變為紅色氧化汞,製得氧化汞紅成品。
2、按質量百分比,配製5%氯化鈉和20%氯化汞的混合物水溶液。在室溫下,邊攪拌邊緩慢地向該溶液添加過量的氫氧化鈉溶液,生成黃色沉澱。將沉澱用傾瀉法反覆洗滌數次後,進行真空抽濾,並充分洗滌至沒有氯離子;然後將沉澱物在暗處乾燥,即可得黃色氧化汞。
套用用途
1、凱氏(Kjeldahl)法測定氮。測定檸檬酸、噻吩、葡萄糖、醛、脲和丙酮的試劑。
水中加入硫酸並加熱消解,使有機物中的胺基氮轉變為硫酸氫銨,游離氨和銨鹽也轉為硫酸氫銨。消解時加入適量硫酸鉀提高沸騰溫度,以增加消解速率,並以汞鹽為催化劑,以縮短消解時間。
消解後液體,使成鹼性並蒸餾出氨,吸收於硼酸溶液中。然後以滴定法或光度法測定氨含量。
汞鹽在消解時形成汞銨絡合物,因此,在鹼性蒸餾時;應同時加入適量硫代硫酸鈉,使絡合物分解。
2、氧化汞加熱分解生成氧氣和汞蒸汽。雖然21世紀已很少用此法在實驗室中製取氧氣,但該反應在現代化學發展初期時起到了很大作用。1774年,約瑟夫·普利斯特里研究了氧化汞分解的反應,將生成的氣體(氧氣)稱為”脫燃素氣體“,而後該氣體被拉瓦錫命名為”氧氣“(希臘語原意為”酸素“)。拉瓦錫也因此進一步完善了他的“氧化學說”。
2HgO→2Hg+O2
3、氧化汞是弱鹼,可作氧化劑。單質氯氣通入新制的氧化汞時得到一氧化二氯,可用於該氣體的製備:
2Cl2+2HgO→HgCl2·HgO+Cl2O
氧化汞與過氧化氫反應生成過氧化汞,屬於β型正交晶系。它可將二氧化硫氧化為三氧化硫,三氧化二砷氧化為五氧化二砷,水中的亞磷酸氧化為磷酸。溶於酸生成Hg(II)鹽,在鹼中有限可溶,機理尚不清楚。
4、此外氧化汞還可以作為有機反應催化劑、用作分析試劑,如鋅和氫氰酸測定,甲酸中乙酸及混合氣體中一氧化碳的檢測、有機汞的製取,也用作防腐劑。
5、將汞和氧化汞調成糊狀覆蓋在汞的表面,浸於鹼性溶液中,並用鉑絲與汞接觸作為電極的引線可製成氧化汞電極。氧化汞電極可在酸度計、離子計和電位滴定儀,電化學工作站等配套使用中作為測量單元的參比電極,具有良好的電位重現性,特別適合套用於鹼性溶液中的電位測量。
安全風險
安全措施
泄漏:隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿化學防護服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏:避免揚塵,用潔淨的鏟子收集於乾燥、潔淨、有蓋的容器內。大量泄漏:收集回收或運至廢物處理場所處置。滅火方法
燃燒性:助燃
滅火劑:火場周圍可用的滅火介質。
緊急處理
吸入:迅速脫離現場至新鮮空氣處。注意保暖。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。誤食:誤服者用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
皮膚接觸:脫去被污染衣著,用清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
管制信息
紅色氧化汞(劇毒)本品根據《劇毒化學品目錄》(2002版),氧化汞的序號為21號,受公安部門管制。
安全術語
R33有累積效應的危險品。R26/27/28吸入、皮膚接觸及吞食有極高毒性。
R50/53對水生生物有極高毒性,可能對水體環境產生長期不良影響。
風險術語
S13遠離食品、飲料和動物飼料保存。S28不慎與皮膚接觸後,立即用大量肥皂水沖洗。
S45若發生事故或感不適,立即就醫(可能的話,出示其標籤)。
S60該物質及其容器須作為危險性廢料處置。
S61避免釋放至環境中。參考特別說明/安全數據說明書。