Az Ön által leírt folyamatot helyesebb lenne “higany(II) redukciója elemi higanyra”.Sajnos a vassal való trükk valószínűleg nem fog működni (valami inertebb, mint a réz, jobb választás lenne azonban).
A higany(II)-oxid gyengén bázikus, így a higany sói általában könnyen hidrolízisnek mennek át, és bázikus oxoszolokat képeznek vizes oldatban, hacsak nem savasítják.A higany(II)nitrát hígításkor vagy lúg hozzáadásakor gyorsan hidrolizálódik gyengén oldódó sárga higany(II)oxiddá:
$$$\ce{Hg(NO3)2(s) + H2O(l) -> HgO(s) + 2 HNO3(aq)}\label{rxn:R1}\tag{R1}$$
amelyet túlzott mennyiségű salétromsav hozzáadásával vissza lehet alakítani nitráttá, ami viszont nem hagy esélyt arra, hogy a vas ne oxidálódjon, így végül mindkét fém oldatban marad.
Nem akartam mélyen belemerülni a higany(II)sók hidrolízisének megvitatásába, és egyszerűnek akartam hagyni, de miután kritikát kaptam Maurice-tól, aki azt állította, hogy a $\ce{Hg(OH)NO3}$ az “igazi” termék, azt hiszem, megengedem magamnak, hogy egy-két bekezdést hozzáfűzzek.Raman-spektroszkópiai és röntgenszórásos vizsgálatok 1960 végén kimutatták, hogy a higany(II)sók hidrolízise többmagvú oxo-híddal rendelkező $\ce{Hg2OH(H2O)2^3+},$ $\ce{Hg3O(H2O)3^4+}$ vagy $\ce{Hg4O(OH)(H2O)3^5+}$ típusú többszörösen nukleáris fajokat eredményez.A higany(II)-hidroxid-nitrát $\ce{Hg(OH)NO3}$ mint hidrolízis termék képződését az 1940-1950-es években tanították, és több később kiadott tankönyvben is megragadt, valószínűleg azért, mert 1988-ig Pauling Általános kémia című művének minden kiadásában szerepel.Azonban nem csak leegyszerűsített (igaz, a \eqref{rxn:R1} reakció is leegyszerűsítés abban az értelemben, hogy ez egy határeset), hanem helytelen fogalom is.
A legaktuálisabb összefoglaló arról, hogy mi is történik valójában, amikor $\ce{Hg(NO3)2}$ vízben oldódik, a Merkúr kézikönyvben található :
$\ce{Hg(NO3)2}$ oldatok csak bizonyos mennyiségű salétromsav jelenlétében stabilak, ami megakadályozza a hidrolízist. $\ce{Hg(NO3)2}$ a felesleges vízben gyorsan hidrolizál és $\ce{Hg3O2(NO3)2 – H2O}$ csapadékot képez, vagy híg oldatokban forralva higany(II)-oxidot $(\ce{HgO}$) képez.$
A higany(II) redukcióját tekintve két út létezik: $\ce{Hg^0}$ higany(II)nitrátból száraz vagy nedves módszerrel nyerhető.
A száraz módszerről szólva, a fémhigany nitrátból történő kinyerésének legegyszerűbb módja a $\ce{Hg(NO3)}$ desztillációs készülékben történő melegítése (b.p. a higany 357 °C).$\pu{400 °C}$ felett könnyen bomlik:
$$$\ce{Hg(NO3)2(l) -> Hg(g) + 2 NO2(g) + O2(g)}\label{rxn:R2}\tag{R2}$$
\eqref{rxn:R2} egy bruttó reakció; a nitrát először alacsonyabb hőmérsékleten a vörös higany(II)-oxidra bomlik (ami viszont az elemekre bomlik):
$$$\ce{2 Hg(NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}\tag{R3}$$$
A nedves módszer enyhe körülményeket és oldatban történő reakciót sugall.Például a hangyasav (amelyet az ezüstfinomításban is használnak), mivel erős redukálószer, az ammóniás higany(II)nitrátoldatból csapadékot okozna.
Mivel a nitrogén-dioxid, a higanygőzök, valamint a higanysók és -oxidok erősen mérgezőek, a reakciókat elszívóban kell végezni, ami miatt nem alkalmas a tehetségkutatóra.Figyelembe véve a lehetséges kockázatokat és az Ön felkészültségi szintjét vagy felkészültségét (nem sértésnek szántam), erősen tanácsolnám, hogy a higanyos kémiát rendkívül óvatosan végezze, és kerülje a nyilvános bemutatókat, amíg nem lesz nagyobb tapasztalata.
Jegyzet: a kémiai reakciókat a
- 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: Kémia, alkalmazások és környezeti hatások; RSC Publ: Cambridge, 2013. ISBN 978-1-84973-409-7.
R. A. Lidin, V. A. Molochko és L. L. Andreeva, Reactivity of Inorganic Substances, 3. kiadás; Khimia: Moszkva, 2000. (orosz nyelven)