Den proces, du beskriver, ville være mere passende at kalde “reduktion af kviksølv(II) til elementært kviksølv”.Desværre vil tricket med jern sandsynligvis ikke fungere (noget mere inert som kobber ville dog være et bedre valg).
Kviksølv(II)oxid er svagt basisk, så kviksølvsalte generelt ville let undergå hydrolyse og danne basiske oxosalte i vandig opløsning, medmindre de syresættes til syre.Kviksølv(II)nitrat hydrolyserer hurtigt til dårligt opløseligt gult kviksølv(II)oxid ved fortynding eller tilsætning af alkali:
$$$\ce{Hg(NO3)2(s) + H2O(l) -> HgO(s) + 2 HNO3(aq)}\label{rxn:R1}\tag{R1}$$$
som kan omdannes tilbage til nitrat ved at tilsætte en for stor mængde salpetersyre, som igen ikke vil efterlade nogen chance for at jern ikke bliver oxideret, så man ender med at have begge metaller i opløsning.
Jeg ville ikke dykke dybt ned i diskussionen om, hvordan kviksølv(II)-salte hydrolyserer og lade det være enkelt, men efter at have modtaget kritik fra Maurice, der hævder, at $\ce{Hg(OH)NO3}$ er det “rigtige” produkt, tillader jeg mig vist at tilføje et afsnit eller to.Raman-spektroskopi og røntgen-spredningsundersøgelser i slutningen af 1960 viste, at hydrolyse af kviksølv(II)-salte producerer serier af polynukleære oxo-broderede arter af typerne $\ce{Hg2OH(H2O)2^3+},$ $\ce{Hg3O(H2O)3^4+}$ eller $\ce{Hg4O(OH)(H2O)3^5+}$ .Dannelse af kviksølv(II)-hydroxidnitrat $\ce{Hg(OH)NO3}$ som et hydrolyseprodukt blev undervist i 1940-1950’erne, og det blev fastholdt i flere lærebøger, der blev udgivet senere, sandsynligvis fordi det er opført i alle udgaver af Paulings General chemistry frem til 1988.Men det er ikke kun oversimplificeret (indrømmet, reaktionen \eqref{rxn:R1} er også en oversimplificering i en vis forstand, at det er et grænsetilfælde), men det er også et forkert koncept.
Den mest opdaterede sammenfatning af, hvad der egentlig sker, når $\ce{Hg(NO3)2}$ opløses i vand, kan findes i Merkur håndbog :
$\ce{Hg(NO3)2}$ opløsninger er kun stabile i tilstedeværelse af en vis mængde salpetersyre, som forhindrer hydrolyse. $\ce{Hg(NO3)2}$ hydrolyserer hurtigt i overskydende vand og danner et bundfald af $\ce{Hg3O2(NO3)2 – H2O}$ eller danner, når det koges i fortyndede opløsninger, kviksølv(II)oxid $(\ce{HgO}).$
Med hensyn til reduktionen af kviksølv(II) er der to veje: $\ce{Hg^0}$ kan fås fra kviksølv(II)nitrat ved hjælp af en tør- eller en vådmetode.
Med hensyn til tørmetoden er den mest enkle måde at få metallisk kviksølv fra nitrat på at opvarme $\ce{Hg(NO3)}$ i et destillationsapparat (b.p. af kviksølv er 357 °C).Over $\pu{400 °C}$ nedbrydes det let:
$$$\ce{Hg(NO3)2(l) -> Hg(g) + 2 NO2(g) + O2(g)}\label{rxn:R2}\tag{R2}$$$
\eqref{rxn:R2} er en bruttoreaktion; nitratet nedbrydes først til det røde kviksølv(II)oxid ved lavere temperaturer (som igen nedbrydes til grundstofferne):
$$$\ce{2 Hg(NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}\tag{R3}$$$
Vådmetode tyder på milde betingelser og en reaktion i opløsning.F.eks. ville myresyre (som også anvendes til sølvraffinering), der er et stærkt reduktionsmiddel, forårsage et bundfald af ammoniakalsk kviksølv(II)nitratopløsning.
Da kviksølvdioxid, kviksølvdampe samt kviksølvsalte og -oxider er meget giftige, skal reaktionerne foregå i en emhætte, hvilket gør den uegnet til et talentshow.I betragtning af de mulige risici og dit forberedelsesniveau (ikke for at fornærme dig) vil jeg kraftigt anbefale dig at være yderst forsigtig med kviksølvkemi og undgå offentlige demonstrationer, indtil du er blevet mere erfaren.
Note: de kemiske reaktioner er overtaget fra
- Cooney, R.; Hall, J. Raman Spectra of Mercury(II) Nitrate in Aqueous Solution and as the Crystalline Hydrate. Aust. J. Chem. 1969, 22 (2), 337. https://doi.org/10/b6t3h2.
- Johansson, G.; Haugsten, K.; Rasmussen, S. E.; Svensson, S.; Koskikallio, J.; Kachi, S. An X-Ray Investigation of the Hydrolysis Products of Mercury(II) in Solution. Acta Chem. Scand. 1971, 25, 2787-2798. https://doi.org/10/bn5j2g. (PDF)
- Kozin, L. F.; Hansen, S.; Kit, M. Mercury Handbook: Chemistry, Applications and Environmental Impact; RSC Publ: Cambridge, 2013. ISBN 978-1-84973-409-7.
- R. A. Lidin, V. A. Molochko, og L. L. Andreeva, Reactivity of Inorganic Substances, 3rd ed.; Khimia: Moskva, 2000. (på russisk)