Procesul pe care l-ați descris s-ar numi mai corect „reducerea mercurului(II) la mercur elementar”.Din păcate, șmecheria cu fierul probabil că nu va funcționa (ceva mai inert, cum ar fi cuprul, ar fi totuși o alegere mai bună).
Oxidul de mercur(II) este slab bazic, așa că sărurile de mercur, în general, ar suferi cu ușurință hidroliza și ar forma oxosalte bazice în soluție apoasă, dacă nu sunt acidificate.Nitratul de mercur(II) se hidrolizează rapid în oxid de mercur(II) galben, slab solubil, la diluție sau prin adăugarea de alcalii:
$$\ce{Hg(NO3)2(s) + H2O(l) -> HgO(s) + 2 HNO3(aq)}\label{rxn:R1}\tag{R1}$$
care poate fi transformat din nou în nitrat prin adăugarea unei cantități excesive de acid azotic, care, la rândul său, nu va lăsa nicio șansă ca fierul să nu fie oxidat, astfel încât se ajunge la ambele metale în soluție.
Nu am vrut să mă scufund adânc în discuția despre modul în care se hidrolizează sărurile de mercur(II) și să o las simplu, dar după ce am primit critici de la Maurice care susținea că $\ce{Hg(OH)NO3}$ este produsul „real”, cred că îmi permit să adaug un paragraf sau două.Studiile de spectroscopie Raman și de împrăștiere a razelor X de la sfârșitul anului 1960 au demonstrat că hidroliza sărurilor de mercur(II) produce o serie de specii polinucleare oxo-punctate de tipul $\ce{Hg2OH(H2O)2^3+}$,$\ce{Hg3O(H2O)3^4+}$ sau $\ce{Hg4O(OH)(H2O)3^5+}$ .Formarea nitratului de hidroxid de mercur(II) $\ce{Hg(OH)NO3}$ ca produs de hidroliză a fost predată în perioada anilor 1940-1950 și a rămas în mai multe manuale publicate ulterior, probabil pentru că este menționată în toate edițiile cărții de chimie generală a lui Pauling până în 1988.Cu toate acestea, nu numai că este prea simplificată (de acord, reacția \eqref{rxn:R1} este, de asemenea, o simplificare excesivă în sensul că este un caz limită), dar este și un concept incorect.
Cel mai actualizat rezumat a ceea ce se întâmplă cu adevărat când $\ce{Hg(NO3)2}$ este dizolvat în apă poate fi găsit în manualul Mercury :
$\ce{Hg(NO3)2}$ soluțiile sunt stabile doar în prezența unei anumite cantități de acid azotic, care împiedică hidroliza. $\ce{Hg(NO3)2}$ se hidrolizează rapid în exces de apă și produce un precipitat de $\ce{Hg3O2(NO3)2 – H2O}$ sau, când se fierbe în soluții diluate, formează oxid de mercur(II) $(\ce{HgO}).$
În ceea ce privește reducerea mercurului(II), există două căi: $\ce{Hg^0}$ poate fi obținut din nitrat de mercur(II) prin metoda uscată sau umedă.
Cu referire la metoda uscată, cea mai simplă cale de obținere a mercurului metalic din nitrat este încălzirea $\ce{Hg(NO3)}$ într-un aparat de distilare (b.p. a mercurului este de 357 °C).Peste $\pu{400 °C}$ se descompune ușor:
$$\ce{Hg(NO3)2(l) -> Hg(g) + 2 NO2(g) + O2(g)}\label{rxn:R2}\tag{R2}$$
\eqref{rxn:R2} este o reacție brută; nitratul se descompune mai întâi în oxidul roșu de mercur(II) la temperaturi mai scăzute (care, la rândul său, se descompune în elemente):
$$\ce{2 Hg(NO3)2(l) -> 2 HgO(s) + 4 NO2(g) + O2(g)}\tag{R3}$$$
Metoda umedă sugerează condiții blânde și o reacție în soluție.De exemplu, acidul formic (folosit, de asemenea, în rafinarea argintului), fiind un agent reducător puternic, ar provoca un precipitat din soluția amoniacală de nitrat de mercur(II).
Din moment ce dioxidul de azot, vaporii de mercur, precum și sărurile și oxizii de mercur sunt foarte toxice, reacțiile trebuie să se desfășoare într-o hotă de fum, ceea ce o face puțin potrivită pentru un spectacol de talente.Ținând cont de riscurile posibile și de nivelul dvs. de pregătire (fără supărare), v-aș sfătui cu tărie să fiți extrem de precauți când faceți chimie cu mercur și să evitați demonstrațiile în public până când veți deveni mai experimentați.
Nota: reacțiile chimice sunt preluate din
- 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 și L. L. Andreeva, Reactivity of Inorganic Substances, 3rd ed.; Khimia: Moscova, 2000. (în limba rusă)
.