» » Свойства и области применения чистых цинка, кадмия и ртути
22.09.2015

Металлы подгруппы цинка второй группы периодической системы элементов легкоплавки и достаточно летучи. Температура плавления цинка 419° С, кадмия 320,84° С и ртути 39° С; температуры кипения 907, 767 и 357° С соответственно.
Основными примесями в цинке и кадмии являются родственные металлы их подгруппы, а также свинец, железо, медь и в небольших количествах мышьяк, сурьма, серебро, магний, кальций, таллий, никель и висмут. Примеси, содержащиеся в цинке, особенно железо, медь, кадмий, висмут, мышьяк и сурьма, ухудшают его пластичность. Примесь мышьяка понижает его антикоррозионную стойкость. С понижением чистоты цинка значительно возрастает его химическая активность в кислотах. Так, в 10%-ном растворе соляной кислоты цинк чистотой 99,9999% теряет в весе 0,02%, в тех же условиях цинк чистотой 99,988% теряет 53%, а цинк чистотой 99,9% полностью растворяется.
Меньшее влияние оказывают примеси на пластические свойства кадмия.
Ртуть — наименее химически активный металл цинковой подгруппы. Кроме примесей цинка и кадмия, в ртути содержатся свинец, олово, медь, серебро, золото и летучие примеси — мышьяк и висмут. В ртути содержатся также окисные включения, органические примеси и газы. Ртуть поглощает газы из воздуха при комнатной температуре и при нагревании до 200° С, но растворенные газы легко удаляются при нагревании металла до 300—400° С. При соприкосновении ртути при 150—200° С с легкоиспаряющимися органическими веществами и водой образуются устойчивые соединения, которые полностью диссоциируют лишь при нагревании паров ртути до 900—1000°С. Подобные соединения всегда присутствуют в ртути, получаемой обычными методами. Для их удаления рекомендуется пропускать пары ртути через нихромовую трубку, нагретую до 1000°C. Халькогениды цинка и кадмия (соединения с серой, селеном и теллуром) обладают высокой чувствительностью к электромагнитным излучениям, видимому и ультрафиолетовому свету, рентгеновскому и гамма-излучениям. Поэтому цинк и кадмий высокой чистоты используют в полупроводниковой технике для синтеза соединений типа AIIBVI, применяемых для изготовления фотосопротивлений и фотоэлементов, фоточувствительных слоев в телевизионных трубках, в дозиметрах, в счетчиках и т. д.
Сульфиды цинка и кадмия обладают высокой температурой плавления (~ 1800°С), что позволяет применять их при повышенных температурах. Кадмий высокой чистоты используют для изготовления стержней, регулирующих течение ядерной реакции в атомных котлах, потому что он обладает большой величиной сечения захвата тепловых нейтронов (2400 барна).
Чистую ртуть применяют для синтеза полупроводниковых соединений, а также в приборах (термометрах, реле и пр.).
Для получения цинка, кадмия и ртути высокой степени чистоты применяют дистилляцию, ректификацию, а также сочетание ректификации и зонной плавки (для цинка и кадмия).