Il processo che hai descritto sarebbe più appropriatamente chiamato “riduzione del mercurio(II) a mercurio elementare”.Sfortunatamente, il trucco con il ferro probabilmente non funzionerà (qualcosa di più inerte come il rame sarebbe una scelta migliore).
L’ossido di mercurio (II) è debolmente basico, quindi i sali di mercurio in generale subirebbero facilmente l’idrolisi e formerebbero ossalati basici in soluzione acquosa a meno che non siano acidificati.Il nitrato di mercurio (II) si idrolizza rapidamente in ossido di mercurio (II) giallo scarsamente solubile alla diluizione o all’aggiunta di alcali:
$$\ce{Hg(NO3)2(s) + H2O(l) -> HgO(s) + 2 HNO3(aq)}{label{rxn:R1}\tag{R1}$$
che può essere riconvertito in nitrato aggiungendo una quantità eccessiva di acido nitrico, che a sua volta non lascerà alcuna possibilità al ferro di non essere ossidato, così ci si ritrova con entrambi i metalli in soluzione.
Non volevo immergermi in profondità nella discussione su come i sali di mercurio(II) si idrolizzano e lasciarla semplice, ma dopo aver ricevuto critiche da Maurice che sosteneva che $\ce{Hg(OH)NO3}$ fosse il “vero” prodotto, penso di permettermi di aggiungere un paragrafo o due.Gli studi di spettroscopia Raman e di dispersione dei raggi X alla fine del 1960 dimostrarono che l’idrolisi dei sali di mercurio(II) produce una serie di specie polinucleari ossibrigliate del tipo $ ‗Hg2OH(H2O)2^3+},$ ‗Hg3O(H2O)3^4+}$ o $ ‗Hg4O(OH)(H2O)3^5+}$ .La formazione del nitrato di idrossido di mercurio(II) $\ce{Hg(OH)NO3}$ come prodotto di idrolisi è stata insegnata negli anni 1940-1950, ed è rimasta in diversi libri di testo pubblicati in seguito, probabilmente perché è elencata in tutte le edizioni di Pauling’s General chemistry fino al 1988.Tuttavia, non solo è troppo semplificata (garantito, la reazione \eqref{rxn:R1} è anche una semplificazione eccessiva in un senso è un caso limite), ma è anche un concetto sbagliato.
Il riassunto più aggiornato di ciò che accade realmente quando $\ce{Hg(NO3)2}$ è disciolto in acqua può essere trovato nel manuale Mercury :
$ce{Hg(NO3)2}$ soluzioni sono stabili solo in presenza di una certa quantità di acido nitrico, che impedisce l’idrolisi. L’Hg(NO3) 2 si idrolizza rapidamente in eccesso di acqua e produce un precipitato di Hg3O2(NO3)2 – H2O o, se bollito in soluzioni diluite, forma ossido di mercurio (II) (HgO).$
Per quanto riguarda la riduzione del mercurio(II), ci sono due vie: $ \ce{Hg^0}$ può essere ottenuto dal nitrato di mercurio(II) usando un metodo a secco o a umido.
Per quanto riguarda il metodo a secco, il modo più diretto per ottenere mercurio metallico dal nitrato è quello di riscaldare $ \ce{Hg(NO3)}$ in un apparecchio di distillazione (b.p. del mercurio è 357 °C).Sopra i 400 °C si decompone facilmente:
$$$ce{Hg(NO3)2(l) -> Hg(g) + 2 NO2(g) + O2(g)}{etichetta{rxn:R2}{tag{R2}$
{eqref{rxn:R2} è una brutto-reazione; il nitrato prima si decompone nell’ossido rosso di mercurio(II) a temperature più basse (che, a sua volta, si decompone negli elementi):
$$\ce{2 Hg(NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}tag{R3}$
Il metodo umido suggerisce condizioni miti e una reazione in soluzione.Per esempio, l’acido formico (usato anche nella raffinazione dell’argento) essendo un forte agente riducente causerebbe un precipitato dalla soluzione di nitrato di mercurio(II) ammoniacale.
Siccome il diossido di azoto, i vapori di mercurio così come i sali e gli ossidi di mercurio sono altamente tossici, le reazioni devono essere condotte in una cappa aspirante che lo rende poco adatto ad un talent show.Considerando i possibili rischi e il tuo livello di preparazione (senza offesa), ti consiglio vivamente di prendere estrema cautela nel fare chimica del mercurio ed evitare dimostrazioni pubbliche fino a che non diventi più esperto.
Nota: le reazioni chimiche sono adottate da
- 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: Chimica, applicazioni e impatto ambientale; RSC Publ: Cambridge, 2013. ISBN 978-1-84973-409-7.
- R. A. Lidin, V. A. Molochko, e L. L. Andreeva, Reactivity of Inorganic Substances, 3rd ed.; Khimia: Mosca, 2000. (in russo)