Het proces dat je beschrijft zou beter “reductie van kwik(II) tot elementair kwik” genoemd kunnen worden.Helaas zal de truc met ijzer waarschijnlijk niet werken (iets meer inert zoals koper zou een betere keuze zijn).
Kwik(II)oxide is zwak basisch, dus kwikzouten in het algemeen zouden gemakkelijk hydrolyse ondergaan en basische oxosalten vormen in een waterige oplossing, tenzij ze aangezuurd worden.Kwik(II)nitraat hydrolyseert snel tot slecht oplosbaar geel kwik(II)oxide bij verdunning of toevoeging van alkali:
${Hg(NO3)2(s) + H2O(l) -> HgO(s) + 2 HNO3(aq)}\label{rxn:R1}$
die door toevoeging van een te grote hoeveelheid salpeterzuur weer in nitraat kan worden omgezet, dat op zijn beurt geen kans meer laat om ijzer niet te oxideren, zodat je uiteindelijk beide metalen in oplossing hebt.
Ik wilde niet diep duiken in de discussie over hoe kwik(II) zouten hydrolyseren en het simpel houden, maar nadat ik kritiek kreeg van Maurice die beweerde dat $Hg(OH)NO3}$ het “echte” product zou zijn, denk ik dat ik mezelf toesta om een paragraaf of twee toe te voegen.Raman spectroscopie en röntgenverstrooiingsstudies eind 1960 toonden aan dat hydrolyse van kwik(II)zouten reeksen van polynucleaire oxo-bruggen produceert van het type $2ce{Hg2OH(H2O)2^3+},$3ce{Hg3O(H2O)3^4+}$ of $4ce{Hg4O(OH)(H2O)3^5+}$ .De vorming van kwik(II) hydroxide nitraat $Hg(OH)NO3}$ als een hydrolyse product werd onderwezen in de jaren 1940-1950, en het bleef hangen in verschillende leerboeken die later werden gepubliceerd waarschijnlijk omdat het in alle edities van Pauling’s General chemistry tot 1988 wordt vermeld.Echter, niet alleen is het overgesimplificeerd (toegegeven, reactie \eqref{rxn:R1} is ook een oversimplificatie in de zin dat het een grensgeval is), maar het is ook een onjuist concept.
De meest actuele samenvatting van wat er werkelijk gebeurt als $Hg(NO3)2}$ in water wordt opgelost, is te vinden in Mercury handbook :
$Hg(NO3)2}$ oplossingen zijn alleen stabiel in aanwezigheid van een bepaalde hoeveelheid salpeterzuur, dat hydrolyse voorkomt. In een overmaat water hydrolyseert $Hg(NO3)2}$ snel en vormt een neerslag van $Hg3O2(NO3)2 – H2O}$ of bij koken in verdunde oplossingen vormt zich kwik(II)oxide $(HgO}).Voor de reductie van kwik(II) zijn er twee methoden: $(Hg^0}$ kan via een droge of een natte methode uit kwik(II)nitraat worden verkregen.
Bij de droge methode is de meest eenvoudige manier om metallisch kwik uit nitraat te verkrijgen het verhitten van $(Hg(NO3)}$ in een destillatietoestel (b.p. van kwik is 357 °C).Boven $400 °C$ ontleedt het gemakkelijk:
$$\ce{Hg(NO3)2(l) -> Hg(g) + 2 NO2(g) + O2(g)}$
R2} is een bruto-reactie; het nitraat ontleedt eerst tot het rode kwik(II)oxide bij lagere temperaturen (dat op zijn beurt ontleedt tot de elementen):
$$$$${2 Hg(NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}\tag{R3}$$
Wet methode suggereert milde omstandigheden en een reactie in oplossing.Zo zou mierenzuur (ook gebruikt bij de raffinage van zilver) als sterk reductiemiddel een neerslag veroorzaken uit een ammoniakale kwik(II)nitraatoplossing.
Omdat stikstofdioxide, kwikdampen en kwikzouten en -oxiden zeer giftig zijn, moeten de reacties in een zuurkast worden uitgevoerd, waardoor het niet geschikt is voor een talentenjacht.Gezien de mogelijke risico’s en je niveau of voorbereiding (niet kwaad bedoeld), zou ik ten zeerste aanraden om uiterst voorzichtig te zijn met kwikchemie en publieke demonstraties te vermijden tot je meer ervaren bent.
Note: chemische reacties zijn overgenomen uit
- 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, and L. L. Andreeva, Reactivity of Inorganic Substances, 3rd ed.; Khimia: Moskou, 2000. (in Russisch)