СПОСОБ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РТУТЬЮ Российский патент 2008 года по МПК B08B3/08 

Изобретение относится к области технической химии, в частности к способам демеркуризации поверхностей, загрязненных металлической ртутью при ее проливе.

Наиболее распространенными способами демеркуризации поверхностей - аналогами настоящего изобретения являются способы нанесения на поверхности растворов различных демеркуризаторов (1):

- мыльно-содовый раствор (4% раствор мыла в 5% водном растворе соды);

- 20% раствор хлористого железа (FeCl₃);

- 5-10% водный раствор сульфита натрия;

- 4-5% водный раствор полисульфида натрия;

- 20% раствор хлорной извести;

- 5-10% соляная кислота;

- 2-3% раствор йода в водном растворе йодида калия;

- 0,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой;

- пиролюзит (паста двуокиси марганца);

- 4-5% растворы моно-, дихлорамина.

Из приведенного перечня демеркуризаторов наилучшими свойствами обладают: 20% раствор хлористого железа, 0,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой. Поэтому дальнейшее сравнение эффективности демеркуризации предлагаемого демеркуризатора проводили с указанными растворами.

При взаимодействии с перечисленными растворами ртуть превращается в нерастворимую в воде форму (Hg₂Cl₂; HgO; Hg₂S и др.) и удаляется с поверхности механическим способом. При этом время взаимодействия ртути в молекулярной форме и демеркуризатора составляет 1,5-2 суток с расходом 0,4-1 литр на 1 м².

Известны способы термической демеркуризации поверхностей, заключающиеся в нагреве поверхностей до 200-250°C с одновременным отсосом воздуха через фильтр, поглощающий пары ртути. Поглощение паров ртути осуществляется на йодированном активированном угле (2, 3).

Известен способ обработки поверхностей (4) 4-5% раствором моно- дихлорамина в четыреххлористом углероде. При этом время контакта поверхности с раствором должно составлять 8-10 часов. После этого поверхность дополнительно обрабатывается 4-5% раствором полисульфида натрия с временем контакта в течение 8-10 часов. Обработка поверхности получается 2-ступенчатой: в процессе первой обработки образуются сульфамид ртути и каломель, а в процессе второй обработки - сульфид ртути.

Известен способ демеркуризации поверхностей с помощью перекиси водорода (5). Способ не обеспечивает надежной демеркуризации из-за низкой стойкости перекиси водорода в сравнении с временем, необходимым для проведения демеркуризации.

Известен способ демеркуризации изделий содержащих ртуть (6), в котором лампы, содержащие пары ртути разбивают в растворе полисульфидов кальция. В описании способа утверждается, что ртуть из паров превращается в сульфид ртути мгновенно. Время процесса демеркуризации оценивается 3-5 минут. При этом загрязненность ртутью поверхностей составляет 6,5 мг/м² (65 мкг/см²). По всей вероятности в описании способа допущена ошибка по определению количеств ртути в воздухе над ванной и на поверхностях изделий. Вероятнее всего пары ртути сначала абсорбируются раствором полисульфида кальция, а реакция взаимодействия заканчивается значительно позднее.

Прототипом изобретения является способ демеркуризации, основанный на окислении ртути до ее окиси марганцовокислым калием: в виде гранул с углем, на который нанесен марганцовокислый калий для очистки воздуха от паров ртути или в виде 0,2% раствора, подкисленного соляной кислотой для нанесения на поверхность (1).

Недостатками способа прототипа являются:

- достаточно большое время демеркуризации 1,5-2 суток;

- повреждение демеркуризируемой поверхности;

- недостаточная эффективность однократного процесса демеркуризации, приводящая к необходимости проводить ее повторно;

- высыхание демеркуризатора, приводящее к снижению эффективности демеркуризации.

Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, которые находятся в причинно-следственной связи и обеспечивают достижение заявляемого результата: удаления ртути с поверхностей в течение более короткого времени с более высокой эффективностью с меньшим повреждением поверхности. Для достижения этого результата в качестве демеркуризаторов были исследованы свойства растворов перхлората аммония.

Существенными признаками изобретения являются:

- удаление капель ртути механическим путем;

- использование в качестве демеркуризаторов растворов перхлората аммония. В ходе экспериментов, результаты которых приведены ниже, было выяснено, что растворы перхлората аммония обладают высокой окисляющей ртуть до нерастворимой окиси ртути способностью, которая значительно превосходит окисляющую способность демеркуризаторов, приведенных в (1), а также растворов перхлората калия и натрия;

- использование концентрации этих растворов от 5% до насыщенной. Указанные значения концентраций обеспечивают демеркуризацию ртути в широком интервале концентраций. Если загрязненность ртутью сформировалась за счет пролива ртути, то следует использовать насыщенный раствор. Если загрязненность ртутью сформирована за счет адсорбции паров ртути, то достаточно 5% раствора. Промежуточные значения концентрации позволяют подобрать оптимальное значение концентрации перхлората аммония в зависимости от величины загрязненности;

- меньшее время демеркуризации, чем у всех основных демеркуризаторов (около 4 часов при использовании насыщенного раствора при температуре 4-30°С и свыше 8 часов при использовании 5% раствора при температуре 4-5°С). Насыщенный раствор перхлората аммония удаляет большие загрязненности ртутью (за исключением капельной) за время около 4 часов в широком интервале температур. С увеличением температуры эффективность демеркуризации значительно растет; 5% раствор надежно удаляет средние и малые величины загрязненности ртутью. При понижении температуры до 4°С его демеркуризирующая способность падает;

- высокая эффективность демеркуризации достигающая 100% при однократной обработке;

- значительно меньшая повреждающая способность различных поверхностей по сравнению с марганцовокислым калием, подкисленным соляной кислотой, хлористым железом, растворами йода в йодиде калия, 20% раствором хлорной извести и т.д.

Эффективность демеркуризации при проведении экспериментов проверялась по разработанному нами способу отбора и обработки проб ртути с поверхностей (7), в основе которого лежит метод Полежаева.

Для сравнительной оценки эффективности демеркуризации растворами перхлоратов и другими растворами была разработана методика равномерного нанесения ртути на поверхность (Методика №1). Методика заключалась в заливке капли ртути весом в 5 грамм 100 мл хлористого метилена, взбалтывании хлористого метилена с ртутью в течение 2-3 минут, отстаивании капель ртути, отборе 1 мл хлористого метилена в мерную пипетку и равномерного нанесения объема 1 мл на ограниченную в виде квадрата поверхность 5×5 см (25 см²). Хлористый метилен испаряется в течение 2-3 минут, обеспечивая равномерную и одинаковую загрязненность поверхности ртутью.

После испарения хлористого метилена последовательно несколькими ватными тампонами, смоченными стандартным поглотительным раствором, была собрана ртуть с квадрата с эталонной загрязненностью. Тампоны помещались в пробирку и заливались поглотительным раствором объемом 1 мл, после чего перетирались стеклянной палочкой, отжимались на боковой поверхности пробирки, извлекались и анализировались до отрицательного результата. Суммарная величина загрязнения ртутью поверхности оценивается в 20 мкг ртути на поверхности 25 см² (7).

Для определения погрешности собирания ртути с поверхностей квадратов 1 мл хлористого метилена с растворенной ртутью залили непосредственно в пробирку, в которой проводится реакция определения концентрации. Хлористый метилен в пробирке испарили в струе воздуха, после чего определили массу ртути в пробирке: m_Hg=20±0,5 мкг. Полученный результат сравним с результатом определения массы ртути методом снятия мазков с эталонного квадрата. Искусственно загрязненные таким образом поверхности с равной площадью были залиты различными демеркуризаторами с целью определения в равных условиях эффективности демеркуризации.

Пример 1

На квадраты 5×5см искусственно загрязненные ртутью, содержащейся в объеме 1 мл хлористого метилена, были нанесены растворы демеркуризаторов: 20% водный раствор хлористого железа, раствор марганцовокислого калия 0,2%, подкисленный соляной кислотой из расчета 5 мл соляной кислоты плотностью 1,19 г/см³ на 1 литр 0,2% раствора, насыщенный раствор перхлората аммония при температуре 20°С.

Время демеркуризации - 8 часов.

Через 8 часов демеркуризаторы удалялись ватой, смоченной Н₂О_(дист), остатки демеркуризатора удалялись фильтровальной бумагой. Остаточное количество ртути на поверхности определялось по методике (7). Результаты демеркуризации приведены в таблице 1.

Таблица 1Остаточное количество ртути, найденное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 8 часов (температура 20^оС)Номер квадратаДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание120% раствор хлористого железа (FeCl₃)3±0,2Демеркуризатор светло-зеленого цвета, через 8 часов - желтый с красноватым осадком.20,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой2±0,2Демеркуризатор фиолетовый, через 8 часов - фиолетовый с бурой пленкой оксида марганца3насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0±0,0Демеркуризатор бесцветный, через 8 часов - бесцветный

Пример 2

Квадраты поверхности стекла 5×5 см искусственно загрязнены ртутью, содержащейся в объеме 1 мл хлористого метилена. На них были нанесены растворы демеркуризаторов: 20% раствор хлористого железа, раствор марганцовокислого калия 0,2%, подкисленный соляной кислотой, насыщенный раствор перхлората аммония при температуре 20°С.

Время демеркуризации - 16 часов.

Через 16 часов демеркуризатор удалялся ватой, смоченной Н₂О_(дист), остатки демеркуризатора удалялись фильтровальной бумагой. Остаточное количество ртути на поверхности определялось по вышеуказанной методике. Результаты демеркуризации приведены в таблице 2.

Таблица 2Остаточное количество ртути, найденное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 16 часов (температура 20^оС)Номер квадратаДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание120% раствор хлористого железа (FeCl₃)3±0,2Демеркуризатор светло-зеленого цвета, через 16 часов - желтый с красноватым осадком20,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой2±0,2Демеркуризатор фиолетовый, через 16 часов - фиолетовый с бурой пленкой оксида марганца3насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0±0,0Демеркуризатор бесцветный, через 16 часов - бесцветный, выпали кристаллы размером ≈0,1-0,2 мм

Пример 3

Квадраты поверхности стекла 5×5 см искусственно загрязнены ртутью, содержащейся в объеме 1 мл хлористого метилена. На них были нанесены растворы демеркуризаторов: 20% раствор хлористого железа, раствор марганцовокислого калия 0,2%, подкисленный соляной кислотой, насыщенный раствор перхлората аммония при температуре 20°С.

Время демеркуризации - 24 часа.

Через 24 часа демеркуризатор удалялся ватой, смоченной Н₂О_(дист), остатки демеркуризатора удалялись фильтровальной бумагой. Остаточное количество ртути на поверхности определялось по вышеуказанной методике. Результаты демеркуризации приведены в таблице 3.

Таблица 3Остаточное количество ртути, найденное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 24 часа (температура 20^оС)Номер квадратаДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание120% раствор хлористого железа (FeCl₃)0,8±0,2Демеркуризатор светло-зеленого цвета, через 24 часа - желтый с красноватым осадком20,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой0,4±0,2Демеркуризатор фиолетовый, через 24 часа - фиолетовый с бурой пленкой оксида марганца3насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0±00Демеркуризатор бесцветный, через 24 часа - бесцветный, выпали кристаллы размером ≈0,3-0,5 мм

Пример 4

Квадраты поверхности стекла 5×5 см искусственно загрязнены ртутью, содержащейся в объеме 1 мл хлористого метилена. На них были нанесены растворы демеркуризаторов: 20% раствор хлористого железа, раствор марганцовокислого калия 0,2%, подкисленный соляной кислотой, насыщенный раствор перхлората аммония при температуре 20°С.

Время демеркуризации - 36 часов.

Через 36 часов демеркуризатор удалялся ватой, смоченной Н₂О_(дист), остатки демеркуризатора удалялись фильтровальной бумагой. Остаточное количество ртути на поверхности определялось по вышеуказанной методике. Результаты демеркуризации приведены в таблице 4.

Таблица 4Остаточное количество ртути, найденное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 36 часов (температура 20^оС)Номер квадратаДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание120% раствор хлористого железа (FeCl₃ )1,5±0,2Демеркуризатор светло-зеленого цвета, через 36 часов - желтый с красноватым осадком20,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой0,4±0,2Демеркуризатор фиолетовый, через 36 часов - фиолетовый с бурой пленкой оксида марганца3насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0±0,0Демеркуризатор бесцветный, через 36 часов - бесцветный, выпали кристаллы размером ≈0,5-1 мм

Сводные результаты экспериментов приведены в таблице 5. Как видно из таблицы 5, наилучшей демеркуризирующей способностью обладает перхлорат аммония NH₄ClO₄, и спустя 36 часов эффективность демеркуризации NH₄ClO₄ и KMnO₄ почти сравнивается. Эффективность демеркуризации 20% раствором хлористого железа (FeCl₃) существенно ниже.

Степень повреждения поверхности демеркуризатором FeCI₃ достаточно сильно увеличивается при увеличении концентрации FeCI₃. Алюминиевая и стальная поверхности обработанные 20% FeCI₃ имеют выраженно-темный цвет. Спустя несколько дней после удаления демеркуризатора поверхности приобретают выраженно-ржавый цвет, насыщенность которого не имеет зависимости от концентрации FeCI₃.

Сбор остатков FeCI₃ затруднен, особенно если на поверхности имеются неровности и щели.

Растворы FeCI₃ при однократной обработке эффективной демеркуризации не обеспечивают.

Степень повреждения металлических поверхностей демеркуризатором на основе KMnO₄ сначала незначительна - поверхности темнеют. Спустя несколько дней после удаления демеркуризатора поверхности приобретают выраженно-ржавый цвет. Пластиковые, кафельные, бетонные покрытия покрываются характерным бурым налетом двуокиси марганца.

Таблица 5Сводные данные об остаточном количестве ртути, определенном после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 8÷36 часов при температуре 20^оСДемеркуризаторВремя демеркуризации, часПримечание816243620% раствор хлористого железа (FeCl₃).3±0,23±0,20,8±0,21,5±0,2Демеркуризатор светло-зеленого цвета, который меняется на красно-бурый0,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой2±0,22±0,20,4±0,20,4±0,2Демеркуризатор фиолетового цвета, который меняется до темно-фиолетового. Через 4-8 часов поверхность демеркуризатора покрывается бурой пленкой оксида марганца MnO₂, который через 8-36 часов выпадет в тонкодисперсный осадок.насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0±0,00,0±0,00,0±0,00,0±0,0Демеркуризатор бесцветный, за время демеркуризации цвет не изменяется, осадок не выпадает. Демеркуризатор начинает кристаллизироваться через 16 часов, образуя кристаллы размером ≈0,1-1 мм

Для изучения особенностей демеркуризации при больших загрязненностях поверхностей ртутью разработана методика нанесения металлической ртути на ограниченную поверхность (Методика №2).

Стеклянная поверхность ограничивалась стенками чашки Петри. Металлическую ртуть наносили на чашку Петри следующим образом: каплю ртути диаметром 8-10 мм помещали в мерный цилиндр объемом 25 мл. Затем к мерному цилиндру плотно прижимали внутреннюю часть чашки Петри и аккуратно, не допуская удара ртути по поверхности чашки Петри , переворачивали. Таким образом, капля ртути находилась в чашке Петри на поверхности, ограниченная стенками мерного цилиндра. Плотно прижимая мерный цилиндр к чашке Петри, передвигали каплю ртути по кругу. После этого цилиндр с чашкой Петри переворачивали в обратном порядке. В итоге - исходная капля ртути оставалась в мерном цилиндре, а на внутренней поверхности в чашке Петри - относительно равномерно нанесенная ртуть. Следует отметить, что после нанесения ртути данным методом на стекле остаются одиночные капли ртути диаметром около 0,1 мм.

После загрязнения стеклянных поверхностей по методике №2 были проведены эксперименты по демеркуризации этих поверхностей. Сравнение предлагаемого демеркуризатора - раствора перхлората аммония осуществлялось только с самым эффективным демеркуризатором - раствором 0,2% марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой.

Пример 5

Шесть чашек Петри загрязнялись ртутью по методике №2. Две чашки (1, 2) заливались демеркуризатором в виде 0,2% водного раствора марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой, так чтобы демеркуризатор тонким слоем покрыл поверхность, две (3, 4) - насыщенным раствором перхлората аммония NH₄ClO₄, две чашки (5, 6) демеркуризатором не обрабатывали (контрольная точка).

Методом (7) определили загрязненность 5 и 6 чашек Петри - контрольной точки. Загрязнение ртутью стеклянной поверхности составило около 80 мкг. Для более точного определения загрязненности тампоны обрабатывали в 10 мл поглотительного раствора до отрицательной реакции, а анализировался 1 мл поглотительного раствора с последующим умножением полученной загрязненности на 10.

Через 8 часов демеркуризаторы убирались и определялось остаточное количество ртути после проведения демеркуризации. Результаты представлены в таблице 6.

Таблица 6Остаточное количество ртути, определенное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 8 часов при температуре 20^оСНомер чашки ПетриДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание1, 20,2% водный раствор марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой3±0,2Демеркуризатор фиолетовый, через 8 часов - фиолетовый с бурой пленкой оксида марганца3, 4насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0Демеркуризатор бесцветный, через 8 часов - бесцветный, выпали кристаллы размером ≈0,1-0,2 мм

Как видно, уже через 8 часов демеркуризатор на основе насыщенного раствора перхлората аммония NH₄ClO₄ обеспечивает надежное (100%) удаление с поверхности ртути массой около 80 мкг, в то время как демеркуризатор на основе 0,2% водного раствора марганцовокислого калия, подкисленного соляной кислотой, не обеспечивает за данный промежуток времени полного удаления ртути, его эффективность равна 96,25%.

Целью дальнейшего исследования демеркуризационной способности перхлората аммония являлось определение эффективности демеркуризации с использованием различных концентраций перхлората аммония при различных температурах.

Для исследования демеркуризационной способности различных концентраций перхлората аммония были приготовлены растворы перхлората аммония с концентрациями 1% и 5%.

Пример 6

Стеклянная поверхность загрязнялась ртутью по методике №1 и методике №2, которая в дальнейшем демеркуризировалась 1%, 5% растворами перхлората аммония. По истечении 16 часов определялось остаточное количество ртути после проведения демеркуризации, результаты которых отражены в таблицах 7, 8.

Таблица 7Остаточное количество ртути, нанесенной по методике №1, определенное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 16 часов при температуре 20^оСНомер квадратаДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание11% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄≈0,5±0,2Демеркуризатор бесцветный, через 16 часов свою окраску не изменяет, выпадают кристаллы размером ≈0,1-0,2 мм25% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0Таблица 8Остаточное количество ртути, нанесенной по методике №2, определенное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 16 часов при температуре 20^оСНомер чашки ПетриДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание11% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,5±0,2Демеркуризатор бесцветный, через 16 часов свою окраску не изменяет,21% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄≈1,0±0,2выпадают кристаллы размером ≈0,1-0,2 мм3, 45% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0

Таким образом, снижение концентрации раствора перхлората аммония до 1% способствует снижению эффективности демеркуризации. Снижение концентрации раствора перхлората аммония до 5% не влияет на эффективность демеркуризации по сравнению с насыщенным раствором. Для проведения демеркуризации с полным удалением ртути достаточно поверхность обработать один раз. Однако в случае загрязнения поверхности ртутью в количествах, превышающих 80 мкг на 25 см², 5% концентрация перхлората аммония может оказаться недостаточной.

Пример 7

Стеклянная поверхность загрязнялась ртутью по методике №2, которая в дальнейшем демеркуризировалась насыщенным и 5% растворами перхлората аммония. По истечении 4 часов определялось остаточное количество ртути после проведения демеркуризации, результаты которых отражены в таблице 9.

Таблица 9Остаточное количество ртути, нанесенной по методике №2, определенное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 4 часа при температуре 20^оСНомер чашки ПетриДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание1насыщенный водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0±0,0Демеркуризатор бесцветный, через 4 часа свою окраску не изменяет, выпадают кристаллы размером ≈0,1-0,2 мм25% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0±0,0Демеркуризатор бесцветный, через 4 часа свою окраску не изменяет.

Таким образом, снижение времени демеркуризации до 4 часов при температуре 20°С на эффективность демеркуризации не влияет.

Пример 8

При проведении опыта по определению эффективности демеркуризации при пониженных температурах чашки Петри были загрязнены ртутью по методике №2. Первые две чашки демеркуризировались насыщенным раствором перхлората аммония NH₄ClO₄, вторые две - 5% раствором перхлората аммония NH₄ClO₄. Все четыре чашки помещались в холодильник, температура внутри которого составляла 4^оС. Время демеркуризации - 8 часов. Результаты демеркуризации приведены в таблице 10.

Таблица 10Остаточное количество ртути, нанесенной по методике №2, определенное после проведения демеркуризации со стеклянной поверхности через 8 часов при температуре 4^оСНомер чашки ПетриДемеркуризаторОстаточное количество ртути после демеркуризации, мкгПримечание15% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,5±0,2Демеркуризатор бесцветный, через 8 часов свою окраску не изменяет, выпадают кристаллы размером ≈0,1-0,4 мм25% водный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,6±0,23насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,04насыщенный раствор перхлората аммония NH₄ClO₄0,0 

Таким образом, при понижении температуры до 4⁰С эффективность демеркуризации 5% раствора перхлората аммония уменьшается и становится недостаточной для 100% демеркуризации, в то время как концентрированные растворы свыше 5% и насыщенный раствор такую эффективность обеспечивают.

Сходные результаты, описанные в примерах 1-8, были получены для стальных, алюминиевых, пластиковых поверхностей.

При проведении демеркуризации капельной ртути перхлорат аммония способен растворять в течение 12 часов капли ртути размером до 0,5 мм. При этом в растворе демеркуризатора накапливается в большом количестве взвесь желтой окиси ртути, которая легко собирается и удаляется. Капли ртути крупного размера, обработанные перхлоратом аммония, при дроблении теряют подвижность и способность к слиянию.

При проведении демеркуризационных работ необходимо знать о мешающем влиянии демеркуризирующих растворов на процесс протекания реакции Полежаева, которая лежит в основе определения ртути в пробе. Литературных данных, отвечающих на этот вопрос, не обнаружено. После обработки поверхности раствором марганцовокислого калия он высыхает и покрывает поверхность смесью кристаллов KMnO₄ и MnO₂. При отборе пробы эти вещества способны попасть в поглотительный раствор и исказить результат. С этой целью были проведены эксперименты по оценке мешающего влияния следующих реактивов:

- 0,05% водного раствора перманганата калия;

- кристаллического перманганата калия;

- 0,2% раствора перманганата с соляной кислотой из расчета на 1 литр перманганата 5 мл соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см³.

Добавление KMnO₄ в виде кристаллов, внесенных в поглотительный раствор, не приводило к их растворению и цвет поглотительного раствора оставался тем же. Кристаллы чернели и лежали на дне пробирки не растворяясь. При добавлении реактивного раствора кристаллы не мешаются с белым осадком, а находятся в виде черных точек. При этом общий цвет осадка может быть оценен.

Добавление KMnO₄ в виде 0,2 мл 0,05% раствора в поглотительный раствор на цвет раствора влияния не оказывает. Однако после взаимодействия этой смеси с реактивным раствором образуется серый по оттенку осадок, который может исказить нулевую точку и всю шкалу в целом.

Добавление KMnO₄ в виде 0,05% раствора в поглотительный раствор в соотношении 1:1 привело к сложному взаимодействию с поглотительным раствором. Первоначально окраска растворов стала зеленоватой и в течение 2-3 минут вернулась к исходной с образованием коричневых хлопьев в растворе. После добавления реактивного раствора образующийся осадок имел цвет "перевернутого кофе" (беловато-коричневого оттенка). Для интерпретации получаемый результат не пригоден.

Добавление 1 капли концентрированной HCl в поглотительный раствор к изменению окраски не приводит. Развитие окраски нулевой точки после добавления реактивного раствора к изменениям в ходе реакции Полежаева также не приводит.

При приготовлении раствора перманганата с соляной кислотой (из расчета на 1 литр 0,2% перманганата 5 мл соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см³) раствор приобретает грязно-фиолетовый цвет и над его поверхностью появляется хлор. Две капли приготовленной суспензии были добавлены в поглотительный раствор. Существенных изменений в окраске полученного раствора не наблюдалось. После добавления реактивного раствора выпадение осадка прошло без изменений и его цвет был прежним, пригодным для интерпретации.

Таким образом, остаточные количества раствора перманганата, попадающие в пробирку на тампоне, могут оказать существенное влияние на результаты измерения. Поэтому предварительно поверхность очищалась от остатков перманганата ватой, смоченной в дистиллированной воде, и фильтровальной бумагой и только после этого поверхность анализировалась на загрязненность ртутью. Оценить количество ртути, остающееся на вате и бумаге вместе с перманганатом методом Полежаева, не представляется возможным.

Попадание FeCl₃ в поглотительный раствор также возможно при отборе проб после проведенных демеркуризационных мероприятий. Концентрация FeCl₃ в демеркуризирующем растворе очень высока. Поэтому вероятность мешающего влияния этого раствора на процесс определения также достаточно высокая. После проведения демеркуризации FeCl₃ может попасть в пробу в широком диапазоне концентраций. Для оценки степени влияния использовались FeCl₃ в виде кристаллов и водный 0,05% раствор FeCl₃.

При добавлении в поглотительный раствор кристаллов FeCl₃ происходило изменение окраски поглотительного раствора. Цвет раствора становился малиново-коричневым, прозрачность сохранялась. Добавление в поглотительный раствор 0,5 мл 0,05% раствора FeCl₃ приводило к тому же результату, с той лишь разницей, что окраска раствора была менее насыщенной.

Прибавление в поглотительный раствор реактивного раствора сопровождалось образованием красновато-оранжевой взвеси, по количеству в 10 раз превосходящей массу белого осадка, образующегося при обычном протекании реакции. Окраска взвеси отличается, но все же напоминает окраску меднортутного комплекса, что может привести к ошибкам при трактовке результатов. Интерпретация результатов в этом случае затруднительна. Поэтому после проведения демеркуризации остатки раствора FeCl₃ также должны быть тщательно убраны с исследуемых участков поверхности.

Аналогично поступали и при оценке загрязненности поверхности при ее обработке растворами перхлоратов. Перед анализом поверхность от остатков перхлората очищалась. Остаточные количества перхлоратов на ход реакции Полежаева не влияют.

Следует отметить, что использование в качестве демеркуризаторов насыщенных растворов перхлората калия, натрия, а также растворов хлоратов калия и натрия существенного преимущества по сравнению с рекомендуемыми в (1) демеркуризаторами не дали. По всей вероятности высокая демеркуризирующая способность перхлората аммония связана с его меньшей химической стойкостью по сравнению с солями калия и натрия, а также с гораздо более высоким относительным содержанием кислорода в молекуле.

С повышением температуры свыше 30°С наблюдается высыхание растворов перхлоратов, что ограничивает их применение.

Предлагаемый способ может найти широкое применение в промышленности, в ВС РФ, в быту, так как отличается простотой реализации и высокой эффективностью демеркуризации.

Литература

1. Ртуть. Нормативные и методические документы. Справочник - С-Пб.1999, "Методические рекомендации по контролю за организацией текущей и заключите6льной демореуризации и оценке ее эффективности", с.44.

2. Яворская С.Ф. "Новости медицины". вып.26. 72 (1952).

3. Яворская С.Ф, "Гигиена и санитария". 1965 г. №2.38.

4 "Гигиена и санитария". 1953 г. №4.48.

5. А.С. №266727. Бюл. Изобр.№12 (1970 г.).

6. Патент РФ №2083709.

7. Патент РФ №2229109.

Изобретение относится к области технической химии, в частности к способам демеркуризации поверхностей, загрязненных металлической ртутью при ее проливе. Изобретение обеспечивает удаление ртути с поверхностей в течение более короткого времени с более высокой эффективностью и с меньшим повреждением поверхности, чем при использовании известных демеркуризирующих растворов. Способ включает удаление капель ртути механическим путем, нанесение водного раствора демеркуризатора и выдержку демеркуризатора на поверхности. При этом на поверхность наносят водный раствор перхлората аммония с концентрацией от 5% до насыщенного с временем демеркуризации не менее 4-8 часов в интервале температур 4-30°С. 10 табл.

Способ демеркуризации поверхностей, загрязненных металлической ртутью, включающий удаление капель ртути механическим путем, нанесение водного раствора демеркуризатора и выдержку демеркуризатора на поверхности, при этом на поверхность наносят водный раствор перхлората аммония с концентрацией от 5% до насыщенного с временем демеркуризации не менее 4-8 ч в интервале температур 4-30°С.