Для чего используют ртуть кроме градусника
Где используется ртуть в промышленности и в быту?
Еще в древнеримской империи использовали ртуть для очистки золота или в медицинских целях. Алхимики пытались переработать ее в золотые слитки. Этот тяжелый металл не часто встречается в недрах и считается редким. Несмотря на это широко встречается применение ртути в современной промышленности, медтехнике и сельском хозяйстве. В России крупнейшее ртутное месторождение расположено на Чукотке.
Где применяется ртуть?
Жидкость имеет низкое давление паров – испаряется при комнатной температуре. Коэффициент расширения ртути составляет 75% коэффициента расширения воды. Это на один-два порядка больше, чем у других металлов. Ртуть растворяет другие металлы, образуя амальгамы.
И спользуют для позолоты недрагоценных металлов. Такой позолотой покрыты купола Исаакиевского собора.
Применяют ртуть в медицинских приборах – градусниках, тонометрах.
Ртутные приборы
В ртутных приборах Hg содержится в разных количествах. Так как она ядовита, ее помещают в стеклянные емкости. Ртутные приборы герметичны, поэтому при соблюдении правил эксплуатации они не опасны для окружающей среды.
Коэффициент расширения Hg лежит в основе работы барометров и термометров. В вакуумных насосах и в клапанах высокого давления ртуть используют для герметизации.
Ртутные лампы устанавливают в уличных фонарях и соляриях. В люминесцентных лампах электрические разряды стимулируют интенсивное освещение ртутных паров. Кроме того, Hg используется в сухих батарейках, кнопочных элементах.
Полярограф
Электрохимический анализ веществ проводится на полярографе.
Для исследования используют два ртутных электрода: поляризующий капельно-ртутный, не поляризующий ртутный. Электроды погружают в раствор, и подают на них напряжение. С помощью гальванометра измеряют величину тока и затем строят полярограмму.
Люминесцентные и кварцевые лампы
Эти лампы представляют собой источник света низкого давления. В обеих лампах электрический разряд проходит через смесь инертного газа и ртутных паров, образуя ультрафиолет.
В люминесцентных лампах герметичная колба, заполненная ртутной смесью, покрыта изнутри люминоформом. Это сделано для того, чтобы перевести невидимое ультрафиолетовое излучение в видимое.
От состава люминоформа получают свет теплого или холодного спектра. Люминесцентные по своей светоотдаче намного эффективнее обыкновенных ламп накаливания, потребляют меньше электроэнергии.
В кварцевых лампах нет люминофоромного покрытия, а колба выполнена из кварцевого стекла. Благодаря этому ультрафиолет попадает напрямую в помещение и дезинфицирует комнату. Воздух в помещении становится стерильным, микробы погибают.
Барометр
Ртутный барометр представляет собой стеклянную, запаянную сверху трубку с ртутью. Нижняя часть трубки помещена в жидкость. Когда атмосферное давление повышается, ртуть поднимается, при понижении давления – опускается. Ртутные барометры считаются наиболее точными.
Электрический аккумулятор
В электрическом аккумуляторе благодаря обратимости химических реакции происходит накопление энергии. Это позволяет использовать их как автономный (резервный) источник тока. Эксплуатационные характеристики зависят от типа электролита и состава электродов.
В ртутных аккумуляторах электролитом является ртуть. Они обладают высокой энергоемкостью, энергоплотностью, поддерживают постоянное напряжение. Но так как стоимость ртути высокая и она токсична, их практически не выпускают.
Ртутный манометр
Наиболее точно измеряет артериальное давление человека ртутный манометр. Воздух с помощью резиновой груши накачивается в стеклянную колбу со ртутью. На трубке нанесена шкала, показывающая величину кровяного давления.
В настоящее время ртутные манометры не производятся, им на смену пришли безопасные механические и электронные.
Термометры
Ртуть изменяет объем в зависимости от температуры. При повышении она увеличивается, при снижении температуры уменьшается соответственно. На этом свойстве и основан принцип работы термометра. Трубочка со ртутью помещается на шкалу с делениями, по которой измеряется температура.
Ртутный диффузионный насос
Применяют такой насос в вакуумных установках. С помощью него откачивают пар, газ из рабочей камеры. Работа такого насоса основана на свойстве ртути изменять давление при изменении температуры. Ртуть периодически нагревают, а затем охлаждают, газ заполняет область с пониженным давлением, образуя вакуум.
Применение ртути в современной промышленности
Благодаря своим свойствам ртуть применяется в различных отраслях промышленности:
Несмотря на то, что ртуть широко используется в промышленности, стоит помнить о ее ядовитых свойствах. Поэтому сегодня ртуть заменяют, где это возможно, на более безопасные материалы.
Демеркуризация ртути: какие вещества используются и алгоритм
Как убрать ртуть, если разбился градусник?
Как правильно утилизировать люминесцентные лампы: контейнеры по сборы и договор на вывоз
К какому классу отходов относятся люминесцентные и ртутные лампы?
Cеребро, золото и другие драгметаллы из радиодеталей
Утилизация неисправных аккумуляторов: автомобилей, телефонов, ИБП
Как правильно утилизировать ртутный градусник в домашних условиях?
Как и чем собрать ртуть из разбитого градусника?
Как правильно утилизировать энергосберегающие лампочки?
Утилизация бактерицидных, энергосберегающих, ламп накаливания, солярия
Как правильно утилизировать разбитый градусник?
Нейтрализация ртути: чем нейтрализовать в домашних условиях?
Для чего используют ртуть кроме градусника
Ртуть – единственный в природе металл, который при комнатной температуре представляет собой тяжелую серебристо-белую жидкость. Ее пары чрезвычайно ядовиты. Сама по себе металлическая ртуть менее опасна, однако она постепенно испаряется даже при комнатной температуре. Ртуть и ее соединения применяются во многих отраслях народного хозяйства: технике, химической и фармацевтической промышленности, в медицинской практике.
Существует несколько форм ртути, различающихся по степени токсичности:
В быту ртуть используется в термометрах («градусниках»). Высокотоксичные соединения ртути используют для протравливания семенного зерна и в качестве пестицидов. Парами ртути заполняют люминесцентные лампы, поскольку такие пары светятся в тлеющем разряде. В спектре испускания паров ртути много ультрафиолетового излучения и для преобразования его в видимый спектр, стекло ламп изнутри покрывают люминофором. Без люминофора ртутные лампы являются источником жёсткого ультрафиолетового излучения и используются для обеззараживания помещений (такие лампы делают из кварцевого стекла, пропускающего ультрафиолет, поэтому они называются кварцевыми). В некоторых домах можно найти предметы старины, покрытые ртутной амальгаммой – позолоченные шкатулки, зеркала, статуэтки. В прошлом соединения ртути использовались в шляпном производстве для выделки фетра.
В природе ртуть содержится в земной коре. В настоящее время примерно половина всех выбросов ртути в атмосферу обеспечивается природными источниками: вулканами и пожарами. Остальные источники — последствия деятельности человека:
Ртуть оказывает токсическое действие на нервную, пищеварительную и иммунную системы, а также на легкие, почки, кожу и глаза. При вдыхании воздуха, содержащего пары ртути, она задерживается и накапливается в лёгких. В случае более высоких концентраций ртуть всасывается даже неповрежденной кожей. Особенно негативно ее действие на внутриутробное развитие плода и здоровье детей. По оценкам ВОЗ, среди населения, живущих рыбной ловлей, от 1,5 до 17 детей на каждую тысячу человек страдают от хронического отравления, вызываемого употреблением рыбы, содержащей ртуть.
Люди подвергаются воздействию ртути в любой ее форме и при многих обстоятельствах. Но основным путем поступления является употребление в пищу загрязненных рыбы и моллюсков и вдыхание элементарной ртути на вредном производстве.
Тепловая обработка пищевых продуктов не уничтожает и не обезвреживает ртуть!
Симптомы острого отравления ртутью проявляются уже через несколько часов:
При острых отравлениях ртутью необходимо сразу вызвать медицинскую помощь! До прибытия врачей пострадавшему необходимо несколько раз промыть желудок водой (или по крайне мере вызвать рвоту) и дать активированный уголь (1 таблетка на 10 кг массы тела). После этого пострадавшего надо уложить в хорошо проветриваемом помещении и обеспечить ему полный покой.
Хроническое отравление ртутью в течение нескольких месяцев или лет называют Меркуриализмом (от имени греческого бога Меркурия). Его проявления во многом зависят от общего состояния организма и состояния нервной системы. Симптомы: повышенная утомляемость, сонливость, общая слабость, головные боли, головокружение, апатия, ослабление памяти и самоконтроля, снижение внимания и умственных способностей, а также эмоциональная неустойчивость — неуверенность в себе, застенчивость, общая подавленность, раздражительность.
Постепенно усиливается дрожание пальцев рук и ног при волнении — «ртутный тремор», частые позывы к мочеиспусканию, снижение обоняния, потеря кожной чувствительности, вкуса. Усиливается потливость, увеличивается щитовидная железа, возникают нарушения ритма сердечной деятельности, падает кровяное давление.
При проявлении подобных симптомов следует немедленно обратиться к врачу!
В 2014 году Российская Федерация подписала Минаматскую конвенцию о ртути (Minamata Convention on Mercury) — межгосударственный договор, направленный на защиту здоровья людей и окружающей среды от антропогенных выбросов и высвобождений ртути и её соединений. Согласно этой конвенции будет регулироваться использование ртути, сокращаться производство некоторых ртутьсодержащих приборов (медицинских, люминесцентных ламп). Также ограничивается ряд промышленных процессов и отраслей, в том числе горнодобывающая (особенно непромышленная добыча золота), производство цемента. А с 2020 года будет запрещено производство, экспорт и импорт нескольких видов ртутьсодержащей продукции. Например, электрических батарей, электрических выключателей и реле, некоторых видов компактных люминесцентных ламп, люминесцентных ламп с холодным катодом или с внешним электродом, ртутных термометров.
Как снизить риск вредного воздействия ртути?
Материал подготовлен на основе информации из открытых источников.
Дополнительно рекомендуем ознакомиться:
Разбился ртутный
градусник!
Разбился ртутный
градусник! (Памятка)
Прощай, ртуть!
Published date 10.05.2020
Last modified date 10.05.2020
А много приборов с ртутью вы видите вокруг себя? Этот пост о ртути и ртутных приборах, которые были заменены такими же, или даже лучше, но без использования ртути в конструкции.
Что не так с ртутью?
Человечество знакомо с ртутью так давно, что уже никто не помнит первооткрывателя. Применений для нее было много, о ее токсичности знали… но не придавали большого значения. Ртуть широко использовали в технике – раньше это считалось допустимым, также, как в автомобиле ford T не было ни подушек безопасности, ни ремней безопасности. Но прогресс диктует все более строгие требования к комфорту и безопасности, и допустимое становится неприемлемым.
Почему ртуть была популярна в технике:
Почему от ртути отказываются?
Ртуть ядовита, при этом способна путешествовать по пищевым цепочкам, причем с биоаккумуляцией. Это в том числе и вызвало болезнь минамата – когда оказалось, что живность в море умудряется неорганические соединения ртути превращать в органические, да и накапливать их в концентрациях много превышающих концентрацию в окружающей воде. И человечество слив ртуть в окружающую среду получает ее обратно, концентрированную, у себя в тарелке.
А мы в детстве гоняли шарики ртути и ничего не было!
Тут будет уместно вспомнить этого легендарного директора завода Толубая Салиева:
Так опасно или нет?
Ртуть при регулярном поступлении способна травить организм, поэтому шарик ртути из термометра закатившийся в щель пола будет отравлять вас. Наверняка вы даже не умрете, но качество жизни снизится – здоровье можно потерять раньше времени. Если в окружающей среде вокруг вас содержится много ртути – это сократит вашу жизнь, поэтому отказ от ртути в технике и при производстве – правильный шаг, это уменьшит ее поступление в природу, и в итоге в ваш организм.
Иногда ртуть добавляют специально (например тиомерсал – консервант в вакцинах), но это происходит строго контролируемо и заметного вреда не наносит, так как концентрация ниже ПДК. Скандал о том, что якобы ртуть в вакцинах вызывает аутизм закончился расследованием и подтверждений не нашли, ученого поймали на подлоге и обмане. Но как в анекдоте – ложечки то нашлись, а осадочек остался.
А мы проживем без ртути?
Это очень интересный вопрос, ради чего пост и писался, надеюсь на мудрые мысли в комментариях. Обсуждение с друзьями и коллегами привело меня к следующим умозаключениям:
Термометры лабораторные
Ртуть наверное самая лучшая жидкость для термометров – она жидкая в широком диапазоне температур, она не смачивает стекло, она непрозрачна. Лабораторные термометры бывают на различные диапазоны температур, различной точности – имеющие тонкий капилляр имеют цену деления 0,1 С. У меня есть термометр для троллинга – он имеет цену деления в 0,1С в районе кипения воды. В Екатеринбурге вода кипит при 99С – сказываются 300 метров над уровнем моря. Недостаток ртутных термометров – хрупкость, да и ртути в таком термометре чуть больше, чем в медицинском.
Оригинальным решением для автоматики было создание электроконтактного термометра – в капиляр вваривается проволочка, которая служит электродом. Когда столбик ртути достигает проволочки – цепь замыкается. Есть версии, где положение проволочки можно менять, настраивая нужную температуру срабатывания. Есть, как на этом фото, где положение жестко задано, например 70 С:
Электроконтактные термометры были популярны до 70х, поскольку позволяли создавать очень простую автоматику управления нагревателями/холодильниками.
Чем заменены: Электронные термометры (с термопарой или терморезистором). Электроконтактные термометры заменены современными приборами автоматики, к которым подключаются термопары/терморезисторы. Для любителей аналоговых приборов лабораторные термометры выпускаются с галинстаном – внешне точь-в точь как ртутные.
Термометры медицинские
Почти в каждом доме есть термометр для определения температуры тела. Его особенность – он работает в узком диапазоне температур (25-45 градусов Цельсия), но обеспечивает точность в 0,1 С. На фото два термометра, присмотритесь к ним внимательно:
Левый без ртути, правый ртутный. Внешне и не скажешь, что они различаются. На замену ртути компания Geratherm придумала сплав из 68,5% Галлия, 21,5% Индия и 10% Олова. Получился сплав, который жидкий в диапазоне температур (-19 +1300), не токсичный, отлично походящий на замену ртути, правда чуть дороже и требующий некоторых технологических приемов, так как отлично смачивает стекло. Альтернативой галинстановым термометрам могут быть электронные:
Но их часто и небезосновательно ругают за неточность. Поэтому моя рекомендация – купить галинстановый термометр. Кроме Geratherm их производство освоили в китае, что благоприятно сказалось на цене. На фото немецкий термометр купленный на ebay и китайский, купленный в Ашане:
Единственное отличие при использовании термометра дома – галинстановый нужно встряхивать гораздо сильнее, для сброса показаний.
Рутный счетчик времени
Благодаря отзывчивому читателю моей книги у меня есть в коллекции ртутный счетчик времени работы:
Подробный обзор у Бена Краснова:
Гениальный в простоте и надежности счетчик времени работы, на базе кулонометра. Разрыв столбика ртути в капилляре – это капля электролита. При подаче напряжения ртуть с одного конца капли растворяется и восстанавливается на другом конце капли. Чем дольше приложено напряжение – тем дальше путешествует капля. Такие счетчики встречались на советских приборах.
Чем заменили: кварцевые электромеханические счетчики времени работы (счетчик моточасов), по характеристикам не хуже ртутных.
Ртутные манометры
Еще один ртутный прибор в моей коллекции. Ртутный сфигмоманометр 1962 года выпуска, он же аппарат Рива-Роччи. Вы видели наверняка, что давление на тонометрах указывается в миллиметрах ртутного столба – так вот он, этот ртутный столб:
Прибор примечателен тем, что он точен по определению – нет лишних преобразований – мы сразу видим ртутный столб, который уравновешивает давление в емкости справа. Теоретически ртуть можно заменить любой другой жидкостью, и измерять например в миллиметрах водного столба – но габариты прибора получились бы слишком большими.
Чем заменили: Стрелочные манометры с пружиной Бурдона, в качестве чувствительного элемента – от давления воздуха пружина изгибается и двигает стрелку. Позже появились полностью автоматические электронные тонометры, где давление измеряется электронным датчиком, в котором давление воздуха деформирует мембрану. Единственным преимуществом ртутного прибора является его точность и наглядность, поэтому в начале поста я указал про метрологию.
Ртутные датчики положения
Ртуть широко использовалась в различных датчиках положения – при наклоне в герметичной колбе переливалась ртуть, замыкая, или наоборот размыкая контакты. Колба герметична, поэтому контакт очень надёжен и не потеряется из-за окисления или пыли. Такие датчики можно встретить например в различных обогревательных приборах – если прибор падает на бок, то отключается, иначе есть риск пожара.
Слева направо Советский, Американский и Китайский ртутные датчики наклона. Причем первые два силовые – предназначены для непосредственной работы в цепи с током несколько ампер.
На фото китайский прибор “антисон”, который имеет внутри ртутный переключатель и никаких знаков, что его нельзя утилизировать как бытовой мусор! Справа крупным планом ртутный датчик из модуля для ардуино – детского радиоконструктора. Причем крайне низкая стоимость датчика и легкомысленность обращения с отходами у нас в стране говорит о том, что ртуть окажется на свалке почти гарантированно:
Чем заменили: комбинации контактов и металлического шарика, груз и микровыключатель, MEMS гироскопы. Почти всегда можно найти приемлемую по надежности безртутную альтернативу.
Ртутные лампы
Если вы и встречаетесь с ртутью, то почти наверняка в источниках света. До широкого распространения недорогих и эффективных светодиодов ртутные люминесцентные лампы были основным источником света в учреждениях. Люминесцентные лампы с холодным катодом (CCFL) – до недавнего времени использовались в мониторах как лампа подсветки (даже сейчас, набирая этот текст я смотрю в монитор, у которого подсветка на лампе CCFL). Компактные скрученные в спираль компактные люминесцентные энергосберегающие лампы – ночной кошмар эколога, выбрасывались с бытовым мусором повсеместно. Ну и наконец кварцевые лампы – источник жесткого ультрафиолета. Посмотрите на фото, все эти лампы содержат пары ртути:
Слева – CCFL лампа подсветки сканера. Такие же длинные трубки используются для подсветки экранов телевизоров и ноутбуков. Рядом – бактерицидная лампа – лампа с прозрачной колбой из специального стекла – источник жесткого ультрафиолета для дезинфекции помещений, вы такие могли видеть в больницах, только покрупнее. Смотреть на такую нельзя – вызывает ожоги глаз и кожи. Справа линейная люминисцентная лампа – похожа на предыдущую, но имеет внутри на стенках люминофор, который перерабатывает ультрафиолет в видимый свет. Правее – энергосберегающая лампа с компактной люминесцентной лампой и электронным ПРА. Ну и крайняя справа – ртутная дуговая лампа – источник света светолучевого осциллографа, у нее небольшой срок службы, но их использовали в различной специфической оптической аппаратуре за то, что они давали компактный точечный источник света, с которым удобно работать.
На фото – УФО-Б, бытовой ультрафиолетовый облучатель с таймером и ртутной дуговой лампой, производство СССР.
Чем заменили: Для видимого света сейчас широко используются светодиоды, у них уже приемлемая цена, цветопередача и КПД. Энергосберегающие лампы с компактной люминесцентной лампой уже практически не встречаются в продаже. С лампами – источниками ультрафиолета все сложнее. Если UVA несколько лет назад научились генерировать светодиодами и появились в широкой продаже недорогие УФ светодиоды, то с жестким ультрафиолетом (который обладает бактерицидной активностью) все гораздо хуже, светодиоды есть но очень дорогие и с очень низким КПД, ртутные лампы уделывают их почти по всем параметрам. Но если внезапно завтра совсем запретят ртуть – есть эксимерные лампы, способные давать жесткий ультрафиолет, и не имеющие ртути в составе.
Игнитроны
Одни из первых выпрямителей переменного тока, широко использовались вплоть до 50х годов, в последствии были заменены полупроводниковыми выпрямителями (купроксными, селеновыми, а позднее германиевыми и наконец кремниевыми).
Источник фотографии: https://www.flickr.com/photos/trained_4_life/10978575914
Игнитроны исполинских размеров использовались на тяговых подстанциях, и даже кое-где их можно увидеть, как живой музейный экспонат. Современные кремниевые диоды лучше во всем – компактнее, надежнее, эффективнее.
Нормальный элемент
И это не шутка, он именно так и называется “нормальный элемент” – это гальванический элемент (батарейка, но так называть его формально не верно – элемент один, а не последовательность из нескольких), который дает очень точное напряжение. Внутреннее сопротивление велико, поэтому много электричества с него не получить, но для измерений его достаточно. Вот нормальный элемент из моей коллекции:
А вот какой он внутри – нормальный элемент Вэстона:
Как видно, ртути в нем прилично. А еще кадмия, который тоже ядовит. К-к-к-комбо!
Чем заменили: в большинстве задач не требующих очень высокой точности достаточно полупроводниковых источников опорного напряжения.
Резюме
В быту можно отказаться от использования ртути совсем – существует безртутная альтернатива для всех основных нужд человека. В промышленности от ртути отказаться можно, в большинстве задач отказ произойдет почти безболезненно. В некоторых задачах – альтернативы есть, но сложнее и дороже. И законодательные ограничения в сфере оборот и использования ртуть-содержащих приборов можно только приветствовать, особенно при низкой дисциплине обращения с отходами.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.