Транспортная характеристика ртути

 
 
 

Федеральное агентство по образованию 

Сибирская государственная  автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ) 
 

Факультет «Автомобильный транспорт»

Кафедра «Организация перевозок и управления на транспорте» 
 

                                          Курсовая работа

По дисциплине «Основы грузоведения» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                       Работу выполнила: студент ОПУТ -10А2

                                                        Синицкая Юлия

                                                        Работу принял: преподаватель

                                                        Фризен Л. Э.

                                                        Работа допущена к защите

                                                       __________                               _________

                                                          (дата)                                          (подпись)

                                                        Работа принята с оценкой

                                                         ______                                 _______

                                                             (дата)                                    (подпись) 
 

                                                              Омск – 2011 

     1.1 Физико-химические свойства ртути: 

     Ртуть (Нg) -химический элемент II группы периодической  системы элементов Д.И. Менделеева; атомный номер 80, относительная атомная  масса 200,59. Ртуть в обычных условиях представляет собой блестящий, серебристо-белый тяжелый жидкий металл. Удельный вес ее при 20° С - 13,54616 г/см³; температура плавления равна -38,89°С, кипения 357,25°С, затвердевает при -38,84°С.  Ртуть обладает низкой удельной теплоемкостью, составляющей 0,0334 кал/г°С. 

     

     Рис. 1 Ртуть – жидкий металл

      
Ртуть интенсивно испаряется уже при  комнатных температурах, переходя в  бесцветный, не имеющий запаха пар. Ртуть способна испаряться через  слои воды и других жидкостей. Наличие  паров ртути в воздухе обнаруживается только с помощью специальных приборов или в результате химического анализа. Испарение ртути в неподвижном воздухе за счет диффузии происходит значительно медленнее, чем при наличии конвективных воздушных потоков. Скорость испарения ртути, находящейся в мелкодисперсном состоянии, особенно велика. В твердом состоянии обладает хорошей ковкостью и эластичностью.

     При действии на ртутные пары вольтовой  дуги, электрической искры и рентгеновских  лучей наблюдаются явления люминесценции, флюоресценции и фосфоресценции. В вакуумной трубке между ртутными электродами при электрических разрядах получается свечение, богатое ультрафиолетовыми лучами, что используется в технике при конструировании ртутных ламп. Еще одно замечательное свойство ртути связано с тем, что при растворении в ней металлов образуются амальгамы - металлические системы, одним из компонентов которых является ртуть. Они не отличаются от обычных сплавов, хотя при избытке ртути представляют собой полужидкие смеси. Соединения, получающиеся в результате амальгамирования, легко разлагаются ниже температуры их плавления с выделением избытка ртути, что нашло широкое применение при извлечении золота и серебра из руд. Амальгамированию подвержены металлы, смачиваемые ртутью. Стали, легированные углеродом, кремнием, хромом, никелем, молибденом и ниобием, не амальгамируются.  

     Конфигурация внешних электронов атома Hg 5d¹⁰6s², в соответствии с чем при химических реакциях образуются катионы Hg²⁺ и Hg₂²⁺. Химическая активность Ртути невелика. В сухом воздухе (или кислороде) она при комнатной температуре сохраняет свой блеск неограниченно долго.. Обладая высоким потенциалом ионизации, высоким положительным окислительным потенциалом, ртуть является относительно стойким в химическом отношении элементом. Это обусловливает ее способность восстанавливаться до металла из различных соединений и объясняет частые случаи нахождения ртути в природе в самородном состоянии.

     На  воздухе ртуть при комнатной  температуре не окисляется. При нагреве  до температур, близких к температуре  кипения (300-350°С), она соединяется с кислородом воздуха, образуя красный оксид двухвалентной ртути НgО, который при дальнейшем нагревании (до 400°С и выше) снова распадается на ртуть и кислород. Желтый оксид ртути НgО получается при добавлении щелочей к водному раствору соли Hg(ll). Существует и оксид ртути черного цвета (Нg₂О), нестойкое соединение, в котором степень окисления ее равна +1. Hg₂O появляется в виде черной пленки на поверхности Ртути при действии озона. Гидроксид Ртути практически не образуется. В соляной и разбавленной серной кислотах и в щелочах ртуть не растворяется. Но она легко растворяется в азотной кислоте и в царской водке, а при нагревании -  в концентрированной серной кислоте. Металлическая ртуть способна растворяться в органических растворителях, а также в воде, особенно при отсутствии свободного кислорода. Растворимость ее в воде зависит также от рН раствора. Минимальная растворимость наблюдается при рН=8, с увеличением кислотности или щелочности воды она увеличивается. В присутствии кислорода ртуть в воде окисляется до ионной формы Нg²⁺ (создавая концентрации до 40 мкг/л).

     Ртуть реагирует с галогенами (хлор, йод, фтор, бром), серой, селеном, фосфором и  другими неметаллами. Практическое значение имеют йодная ртуть HgJ, хлористая  ртуть Нg₂Cl₂ (каломель) и хлорная ртуть НgCl₂ (сулема – токсичное соединение, которое относится к 1-му классу опасности. Смертельная доза сулемы, при попадании в желудок, составляет от 0,2 до 0,5 г.). При взаимодействии ртути с серой образуется сульфид ртути HgS - самое распространенное в природе ее соединение, в форме которого добывается почти вся ртуть. Оно известно в двух модификациях: красная (идентичная минералу киноварь), черная (черный сульфид ртути, или метациннабарит). Почти все соли Hg²⁺ плохо растворимы в воде. К хорошо растворимым относится нитрат Hg(NO₃)₂. Известны соли окисной Ртути цианистой и роданистой кислот, а также ртутная соль гремучей кислоты Hg(ONC)₂ так называемых гремучая ртуть. При действии аммиака на соли образуются многочисленные комплексные соединения, например HgCl-2NH₃(плавкий белый преципитат) и HgNH₂Cl (неплавкий белый преципитат). Существует большое количество ртутьсодержащих органических соединений, в которых атомы металла связаны с атомами углерода. Химическая связь углерода и ртути очень устойчива. Она не разрушается ни водой, ни слабыми кислотами, ни основаниями. С позиций опасности для живых организмов (т. е. с позиций токсикологии - науки о ядах) наиболее токсичными из металлоорганических соединений ртути являются алкилртутные соединения с короткой цепью, прежде всего, метилртуть.

     1.2 Применение ртути:

     Ртуть применяют в качестве легирующего  элемента для производства полупроводниковых  материалов, в вакуум - электротехнике, при производстве контрольно-измерительных  приборов (барометры, термометры, манометры, вакуумные насосы, нормальные элементы, полярографы, капиллярные электрометры и других), ртутно–цинковых источников тока, реактивов, фармацевтических препаратов, а так же в химической и в других отраслях промышленности. Ртуть широко применяется в ртутных лампах, переключателях, выпрямителях; как жидкий катод в производстве едких щелочей и хлора электролизом, в качестве катализатора при синтезе уксусной кислоты, в металлургии для амальгамации золота и серебра, при изготовлении взрывчатых веществ; в медицине (каломель, сулема, ртутьорганические и других соединения), в качестве пигмента (киноварь), в сельском хозяйстве (органические соединения Ртути) в качестве протравителя семян и гербицида, а также как компонент краски морских судов (для борьбы с обрастанием их организмами). Ртуть и ее соединения токсичны, поэтому работа с ними требует принятия необходимых мер предосторожности. 

     1.3 Технические требования при изготовлении ртути:

1. ртуть должна изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. Ртуть изготавливают марок Р0, Р1, Р2 и Р3.
2. Количество основного вещества и нелетучего остатка должно соответствовать указанному в Таблице1:

 

Таблица1

  

3. Ртуть всех марок должна иметь серебристо-белый  цвет и не содержать механических примесей. На поверхности ртути марки Р0 не должно быть пленок.
4. Ртуть марок Р0, Р1 и Р2 не должна оставлять следов на стенках стеклянного сосуда, на белой гладкой бумаге или на фарфоровой гладкой пластинке
5. Ртуть всех марок должна полностью растворяться в азотной кислоте плотностью 1,2 г/см.куб.

 
 

1.4 Характеристика опасности ртути и её соединений:

    Ртуть по степени воздействия на организм человека относится к 1-му классу опасности. Наибольшую опасность представляют ртутные пары, источником которых является открытая поверхность ртути. Ведь ртуть – тяжелый жидкий металл, весьма агрессивный по отношению к различным конструкционным материалам, что вызывает коррозию и разрушение производственных, транспортных и бытовых объектов и изделий. Металлическая ртуть характеризуется повышенным давлением насыщенных паров и в условиях среды обитания испаряется с высокой скоростью, что приводит к созданию опасной для живых организмов ртутной атмосферы. В закрытых помещениях пары ртути активно поглощаются пылью, различными поверхностями и материалами, которые становятся вторичными источниками поступления этого металла в среду обитания. Атомы ртути способны прочно связываться с атомами углерода, что приводит к образованию ртутьорганических соединений (например, метилртути), чрезвычайно опасных для живых организмов. Ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность организма. Она токсична (ядовита) для человека практически в любом своем состоянии и отличается широким спектром и разнообразием проявлений вредного действия. Наряду с отравлениями ртуть и ее соединения влияют на половые железы, воздействуют на зародыши, вызывают пороки развития и уродства, приводят к генетическим изменениям у людей. Есть сведения о возможной канцерогенности неорганической ртути. Особенно сильно ртуть поражает нервную и выделительную системы. Воздействие ртутьорганических соединений приводит к тяжелым поражениям центральной нервной системы (нервные клетки могут полностью разрушаться), мышечным расстройствам, нарушению зрения и слуха, расстройству речи, к боли в конечностях. Эти явления практически необратимы и требуют длительного лечения, хотя бы для их снижения. К тому же, они проявляются спустя месяцы и даже годы после воздействия ртути на человека, высокая токсичность малых доз которой обусловлена ее способностью проходить через биологические мембраны, проникать в головной и спинной мозг, в периферические нервы, преодолевать плацентарный барьер и накапливаться в плоде. У матерей, перенесших легкое отравление ртутью, рождались дети с церебральным параличом, поскольку внутриутробный период представляет стадию жизненного цикла, чувствительную к воздействию этого металла. При воздействии паров ртути возможны острые и хронические отравления. При вдыхании воздуха, содержащего пары ртути в концентрации не выше 0,25 мг/м³, последняя полностью задерживается в легких. В случае более высоких концентраций паров в атмосфере возможен и другой путь их проникновения в организм — через неповрежденную кожу. Обычно симптомы острого отравления парами ртути проявляются уже через несколько часов после начала отравления — общая слабость, отсутствие аппетита, головная боль, боли при глотании, металлический вкус во рту, слюнотечение, набухание и кровоточивость десен, тошнота и рвота; как правило, появляются боли в животе. Нередко наблюдается воспаление легких, боли в груди, кашель, одышка, иногда озноб. Температура тела иногда повышается до 38 — 40 °С. В моче пострадавшего находят значительные количества ртути. В особо тяжелых случаях через несколько дней возможна смерть. Хронические же отравления возникают при сравнительно продолжительной работе — в течение нескольких месяцев, а иногда нескольких лет в помещениях, воздух которых содержит пары ртути в количествах, незначительно превышающих санитарную норму. При хронических отравлениях в первую очередь поражается центральная нервная система. В зависимости от типа нервной системы первые признаки могут быть различны: повышенная утомляемость, сонливость, общая слабость, головные боли, головокружения, апатия, а также эмоциональная неустойчивость - неуверенность в себе, застенчивость, общая подавленность, раздражительность. Наблюдается ослабление памяти, внимания, умственной работоспособности. Постепенно развивается усиливающееся при волнении дрожание («ртутный тремор») вначале пальцев рук, затем век, губ, в тяжелых случаях — ног и всего тела. Большое значение для диагностики ртутных отравлений имеет снижение кожной чувствительности, вкусовых ощущений и остроты обоняния. Наблюдается также усиление потливости, частые позывы к мочеиспусканию, иногда некоторое увеличение щитовидной железы, замедление или учащение сердечной деятельности, понижение кровяного давления. Хроническое отравление вызывает предрасположенность к туберкулезу, атеросклеротическим явлениям, поражениям печени и желчного пузыря, гипертонии.

    Поэтому, предельно допустимая концентрация ртути в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-76 – 0,01 мг/м^3.

    Воздушную среду рабочей зоны следует контролировать в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.007-76. Этот стандарт распространяется на вредные вещества, содержащиеся в сырье, продуктах, полупродуктах и отходах производства, и устанавливает общие требования безопасности при их производстве, применении и хранении. Класс опасности вредных веществ (ртуть относится к 1-му классу опасности)  устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в таблице2.

                                                                                                                                Таблица 2