ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностное натяжение ртути и амальгам из "Производство хлора а каустической соды методом электролиза с ртутном катодом" По величине поверхностного натяжения ртуть занимает промежуточное положение среди металлов. Однако по сравнению с водными растворами и органическими жидкостями поверхностное натяжение ртути очень велико. Поскольку поверхностное натяжение является следствием ненасыщенности внешнего слоя атомов, поверхность ртути обладает большой адсорбционной способностью, и ртуть легко загрязняется. Капельки чистой ртути легко пристают к различным поверхностям, как бы обладая некоторой липкостью, и их бывает трудно отделить от этой поверхности. [c.20] На адсорбционной способности ртути основано получение ее в виде порошка. Достаточно присутствия лишь 0,1—0,4% примеси, не растворяющейся в ртути и хорошо адсорбируемой ею, чтобы ртуть в определенных условиях превратилась в тонкий, сыпучий и не слеживающийся порошок, содержащий до 99,9% Нд [176]. Способность раздробленной на капельки ртути адсорбировать на своей поверхности посторонние вещества, которые препятствуют слиянию отдельных капелек, и является одной из причин потерь ртути в амальгамных процессах. [c.20] Адсорбция поверхностью ртути посторонних веществ приводит также к тому, что величины поверхностного натяжения ртути, измеренного разными авторами, имеют значительные расхождения. [c.20] Еще более трудной задачей является измерение поверхностного натяжения амальгам, так как некоторые металлы обладают более высоким поверхностным натяжением, чем ртуть, а другие металлы легко окисляются. Поэтому измеренные до сих пор величины поверхностного натяжения многих амальгам [178—182] недостаточно достоверны. [c.21] Щелочные металлы, присутствующие в ртути даже в незначительных концентрациях, понижают ее поверхностное натяжение, и тем сильнее, чем меньше поверхностное натяжение добавляемого щелочного металла. Поэтому калий понижает поверхностное натяжение ртути больше, чем натрий, а цезий — сильнее, чем калий. [c.21] Поверхностное натяжение ртути, помещенной в жидкость, естественно, меньше, чем в вакууме или в газовой среде, так как взаимодействие атомов ртути, расположенных на поверхности, с жидкостью, уменьшает их ненасыщенность. Так, поверхностное натяжение ртути в воде при 20 °С составляет 375 дин см. В щелочных растворах поверхностное натяжение ртути больше, в кислых — меньше, чем в воде [184]. В растворах галоидоводородных кислот и их солей поверхностное натяжение ртути уменьшается в ряду С —Вг —Г. Поверхностное натяжение ртути в 10%-ном растворе ЫаС1 при 25 °С равно примерно 350 дин/см, а амальгамы натрия— Ъ0 дин/см Ъ2]. [c.21] Зависимость поверхностного натяжения ртути от поляризации стала предметом многочисленных исследований с тех пор, как Лип-ман сконструировал прибор, названный им капиллярным электрометром, принцип действия которого основан на свойстве ртути изменять свое поверхностное натяжение в зависимости от поляризации. Максимальное значение поверхностное натяжение принимает в точке нулевого заряда. Величина поверхностного натяжения ртути в растворе и положение максимума зависят от состава раствора, определяющего адсорбцию на поверхности ртути. [c.21] Электрокапиллярные кривые амальгам цинка, свинца, олова, висмута, кадмия, таллия, меди при концентрациях металла в ртути менее 10 г-атом/л не отличаются от электрокапиллярной кривой ртути. В интервале концентраций от 10 до 10 г-атом/л (для РЬ 10 3 г-атом/л) максимум поверхностного натяжения повышается и сдвигается в отрицательную сторону. Сдвиг потенциала зависит как от природы растворенного металла, так и от состава раствора [185]. Для амальгам цделочных металлов электрокапиллярные кривые не могут быть получены, так как при потенциалах более положительных, чем потенциал амальгамы, эти металлы покидают ртутную среду. [c.22] С уменьшением поверхностного натяжения на границе газ (или раствор) — ртуть улучшается смачивание металла ртутью и уменьшается угол ф (косинус его приближается к единице). [c.22] Если каплю ртути на пластинке окружить кольцом из лака, то ртуть будет распространяться и под пленкой, но с меньшей скоростью. За пределами кольца скорость растекания вновь увеличивается (рис. 10). [c.23] Представляет известный интерес поведение амальгамированного алюминия. Как известно, алюминий защищен от окисления, плотной окисной пленкой. Амальгамированный алюминий не имеет этой защитной пленки, и на поверхности амальгамы алюминия не образуется плотной пленки окислов. Поэтому происходит интенсивное окисление амальгамированного алюминия, и его поверхность покрывается быстрорастущими волокнами окиси адюминия, длина которых может достигать нескольких сантиметров. При этом возможно очень сильное разогревание [189—191]. [c.23] Чистые поверхности железа, никеля и других металлов не смачиваются ртутью из-за существования пленки окислов на их поверхности и вследствие малого сродства этих металлов к ртути. Бриджмен показал [192], что если металл сломать под слоем ртути, то излом быстро смачивается ею если же металл надломить на воздухе и немедленно погрузить в ртуть, то смачивания не наступает. [c.24] Железо очень быстро смачивается амальгамой натрия в присутствии воды. Однако амальгамирование легко нарушается, когда в ртути не остается щелочного металла, а в раствор вводится такой окислитель, как кислород. Пленка ртути на техническом железе всегда имеет невидимые разрывы, которые появляются в присутствии трудно амальгамируемых включений. Если амальгамированную поверхность обработать подкисленным раствором железосинеродистого калия, эти разрывы легко можно обнаружить. Тогда на блестящей поверхности железа появляются заметные точки турн-буллевой сини. [c.24] Чистое электролитическое железо амальгамируется лучше, чем технические сорта, и в свежеосажденном виде может быть амальгамировано даже ртутью. Пленка ртути на осажденном железе, в отличие от технических сортов, неразрывна и не дает окрашенных точек турнбуллевой сини при действии подкисленного раствора железосинеродистого калия. Некоторые технические сорта железа после обработки их кислотой плохо амальгамируются, поскольку в процессе обработки обнажаются примеси металлов, труднее поддающихся амальгамированию, чем железо. [c.25] Амальгамирование металлов, плохо смачиваемых ртутью, может быть значительно облегчено, если на их поверхность предварительно осадить легко амальгамируемый металл, имеющий сродство к этим металлам. Так, оцинкованное железо амальгамируется ртутью очень быстро. При извлечении платины амальгамой цин-ка для ускорения смачивания в раствор добавляют сернокислую медь. Медь осаждается на платине и ускоряет ее смачивание [194, 195]. [c.25] Железо может быть амальгамировано также цинковой амальгамой, но лишь в присутствии кислоты, в которой растворяются окислы, образующиеся на поверхности железа. Амальгамы металлов, не имеющих сродства к железу (свинец, висмут), не амальгамируют его даже при совместном с кислотой действии. [c.25] На примере сплавов Ад—Аи Плаксин показал, что в некоторых случаях сплавы амальгамируются хуже, чем составляющие их чистые металлы. [c.25] Вернуться к основной статье