Mercur nativ

Mercur nativ
Categoria  I  : Elemente native
Imagine ilustrativă a articolului Mercur nativ
Glob rotund sau glob nativ de mercur pe cinabru.
General
Numele IUPAC Mercur
numar CAS 7439-97-6
Clasa Strunz 01.AD.05

1 ELEMENTE (metale și aliaje intermetalice; metaloizi și nemetali; carburi, silicide, nitriți, fosfuri)
 1.A metale și aliaje intermetalice
  1.AD Familie mercur-amalgam
   1.AD.05 Mercur Hg
Grup spațial R 3m
Punct grup 3 3 / m
Clasa Danei 1.1.7.1

Elemente native și amalgame
1. Elemente naturale și amalgame
Formula chimica Hg   [Polimorfi]Hg
Identificare
Formați masa 200,59 ± 0,02 amu
Hg 100%,
Culoare alb argintiu până la gri alb, staniu alb până la gri (suprafață oxidată)
Clasa de cristal și grupul spațial Ditrigonale-scalenoedric,
grup punctual 3 m ( 3 2 / m)
grup spațial R 3 m
Sistem de cristal trigonal
Rețeaua Bravais romboedru
a = 3,463  Å  ; b = 6,706  Å
Z = 3
V = 69,65  Å 3 cu densitate calculată
Habitus picături sau globule de lichid mai mult sau mai puțin sferice, mic grup de lichide împrăștiate, masă mică destul de consistentă, pereți de acoperire
Scânteie metal
Proprietati optice
Fluorescență ultravioletă non-fluorescent
Transparenţă opac
Proprietăți chimice
Densitate 13,6 (foarte pur 13,5939)
Temperatură de topire -38,87 ° C
Solubilitate aproape insolubil în apă (porumb 0,02-0,0567 mg / L la 20  ° C , 0,6 mg / L 100  ° C datorită presiunii sale de vapori monoatomice)
Comportamentul chimic mobil, oxidare lentă în aer, accelerată de căldură, fierbând la 356,7  ° C la presiunea atmosferică
Proprietăți fizice
Magnetism nemagnetic
Precauții
WHMIS
D1B: Material toxic cu efecte imediate graveE: Material coroziv
D1B, D2B, E, D1B, D2B, E
Unități de SI & STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Mercurul nativ este o specie minerale naturale, corp simplu metal lichid și foarte dens, format din elementul chimic mercur (Hg nominal). Este singurul mineral în stare lichidă care aparține clasei mineralogice a elementelor native , în special a metalelor native . Este destul de rar.

Cel mai frecvent apare la temperatura camerei în picături mici sau uneori în buzunare, care deseori depășesc doar câteva kilograme. Presiunea sa de vapori nu este neglijabilă. Este solid doar sub -39  ° C la presiunea atmosferică.

Acest corp simplu toxic adesea asociat cu aurul și argintul cu care formează cu ușurință amalgame , este prezent în depozite hidrotermale la temperatură scăzută care se manifestă foarte frecvent prin depozite venoase recente de calcit , izvoare termale sau uneori în fumarole la temperaturi mai ridicate.

Istoria descrierii și a numelui

Numele său actual este legat de tradiția corespondențelor analogice ale alchimiei antice și medievale cu planeta Mercur și cu zeul greco-roman al mesagerilor, comercianților și călătorilor Mercur, care l-a numit prin cursul său rapid, două simboluri antice ale mobilității. Acest termen chimic este legat de cuvântul latin merx, mercis însemnând marfă.

Acest metal singular, cunoscut din toată antichitatea, indiferent dacă sunt mediteraneene sau feniciene, persane, chineze, indiene, este numit în latină savant hydrargyrum , dintr-un cuvânt grecesc care înseamnă apă de bani sau bani lichizi, atunci când provine din transformarea artificială, o substanță chimică reducere efectuată prin încălzire cu cărbune, cinabru sau sulfură de mercur roșu . Romanii au numit după propria lor tradiție argentum vivum acest curios metal nativ observabil în minele de cinabru. El și-a dat numele elementului chimic notat de Berzelius Hg . A fost numit hydrargyre sau în mod obișnuit quicksilver în franceză, care a păstrat dubla moștenire greco-romană, se numește diferit Quicksilver în engleză, Quecksilber în germană, dovadă a unei alte tradiții metalurgice, dar foarte asemănătoare. Lichidul alb și argintiu dens și metalic depus pe o suprafață netedă se dispersează în picături care par să fugă cât mai mult posibil, aceasta justifică denumirea de argentum vivum sau argint viu.

Aliajele sale, care uneori sunt foarte ușor de realizat, se numesc amalgame.

Cristalografie și cristalochimie

Plasa sistemului cristalin este izometrică și tetragonală. Sistemul de cristale poate fi considerat lichid. Acest corp mineral cu luciu metalic strălucitor și strălucitor este, sub -39  ° C la presiunea ambiantă, un solid foarte moale, moale și ductil.

Este o rețea de ioni Hg 2 plus sau uneori de ioni Hg 2 2 plus stivuite și acoperite de o mare Fermi formată dintr-o mulțime de electroni.

Proprietăți fizice și chimice, toxicologie

Este un metal alb strălucitor, lichid la temperatura și presiunea ambiantă, cu o densitate de aproximativ 13,6. Pur, este stabil în aer și insolubil în apă. Acest metal cvasi-nobil ude foarte rar suprafețele corpurilor de contact, de unde și modelarea peletelor sau globulelor mobile.

Se solidifică la -38,8  ° C cu o contracție de volum vizibilă. Indiferent dacă este lichid sau solid cu o greutate specifică care se apropie de 14,5, acesta este un bun conductor de electricitate, chiar dacă conductivitatea sa este de doar 2% față de cea a cuprului. Rezistivitatea sa electrică este de ordinul 940. 10 -9 Ω⋅m la temperatura camerei.

Este un conductor termic prost. Acest corp metalic lichid are un coeficient de expansiune termică destul de mare, de unde utilizarea sa în trecut în termometre și vechi unități de presiune în înălțimea mercurului, de exemplu milimetru de Hg , decimetru de Hg . Mercurul este diamagnetic .

Mercurul nativ este complet volatile la 360  ° C . Densitatea de vapori este de ordinul a acompaniat de 6.9 la 440  ° C . În plus, se volatilizează sub apariția fumurilor dense, totuși vaporii săi compuși din atomi de mercur izolați sunt incolori și inodor și se condensează pe orice suprafață rece. Mercurul metalic este un prototip al depozitelor de vapori metalici. Vaporii săi sunt folosiți în lămpi pentru razele ultraviolete.

Este necesar să se procedeze sub vid pentru distilarea sau purificarea acestuia, în caz contrar într-o atmosferă inertă. Mercurul se oxidează lent la contactul cu aerul, mai ales în prezența urmelor de vapori de apă și / sau a altor impurități metalice, oxidarea se accelerează sub radiații UV și, în special, la temperaturi în creștere într-un corp negru sau gri. Oxidarea este foarte rapidă la 350  ° C și acest proces de sublimare generează oxidul roșu sau precipitatul persan.

2 Hg metal lichid + O 2 gaz → 2 HgO 2 masă solidă de oxid roșu persan, instabilă peste 400  ° C → 2 Hg + O 2

Mercurul trebuie depozitat departe de aer în recipiente etanșe etanș. Mercurul, indiferent dacă este fabricat și purificat de chimiști și dacă este mercur nativ natural, este foarte toxic.

Pe de altă parte, un metal nobil sau prețios (aur, argint ... al unei bijuterii, inel, ustensilă) nu trebuie pus în contact cu mercurul, cu riscul de alterare prin contact. (Formarea lichidului, pastosului) sau amalgam solid) cauzat de acesta din urmă. Chimistul spune că mercurul metalic este un solvent pentru metalele aur, argint, cupru, staniu, cupru ... Formarea amalgamului mercur-aluminiu este, de asemenea, deosebit de violentă.

Sulful, seleniul, telurul și gazele halogenate se combină ușor cu mercurul la temperatura camerei sau prin încălzire ușoară.

Mercurul nativ este insolubil în acizi slabi sau acizi puternici diluați și reci, cum ar fi HCI aq , HBr aq , HI aq , H 2 SO 4 aq . Acizii clorhidric și sulfuric concentrați atacă la rece mercurul nativ, dar atacul rămâne superficial deoarece se formează un strat de pasivare. Acizii puternici cu proprietăți oxidante, de exemplu, acizii sulfurici și nitrici concentrați și fierbinți, îl atacă și îl dizolvă rapid, cu formarea de săruri și, respectiv, eliberarea de dioxid de sulf sau vapori nitrați. Rețineți că atacul este uneori exploziv cu acid sulfuric fierbinte. Acidul azotic și aqua regia îl pot dizolva.

Soluțiile de amoniac atacă rapid metalul în prezența aerului sau a oxigenului, în timp ce soluțiile și mai simple de sodă sau potasiu caustic nu au niciun efect.

Analiză, distincție

Mercurul argental (Ag, Hg) este un amalgam natural de argint. Este cel mai cunoscut, până la punctul în care numele se amalgamează după ce anterior a desemnat o specie minerală, a fost păstrat pentru a desemna o varietate de argint.

Există o multitudine de amalgame naturale, de exemplu amalgamul de aur și bismut, observat de Bergmann. Încălzite între 360  ° C și 500  ° C , aceste diferite amalgame devin instabile și se descompun, lăsând mercurul să se evapore sub formă monoatomică . Rețineți că încălzirea tubului cu sodă caustică a multor compuși Hg permite un test ușor: lasă pe pereții răciți o oglindă gri de metal Hg.

Mercurul dispersat în apă după agitare poate fi analizat fin prin spectroscopie. Poate fi precipitat prin adăugarea de ioni clorură sau ioni sulfură sub formă de clorură mercurică și sulfură de mercur.

Toxicitate

Otravire cu mercur este termenul medical pentru intoxicație severă său, acută sau cronică. DVIS sau pericolul imediat pentru viață și sănătate începe la 1,2 ppm sau 10 mg / m³. Inhalarea LC50 la șobolanii de laborator este mai mică de 19 mg / m³. Vaporii de mercur pot fi tolerați până la limita permisă de 0,05 mg / m³.

Contactul frecvent, inhalarea vaporilor de mercur sau prezența mercurului în alimente poate provoca multe daune grave și ireversibile creierului (modificări ale funcțiilor cerebrale care duc la degradarea facultăților de învățare, modificări ale personalității, tremurături, modificări ale vederii, surditate și pierderea memoriei ), nervi (formează diverși neurotoxicanți organometalici care perturbă sistemul nervos prin distrugerea coordonării generalizate a mușchilor) și rinichi și vezică , precum și o multitudine de reacții alergice, inclusiv erupții cutanate sau iritarea plămânilor, ochilor, mucoaselor dacă aceste părți ale corpului sunt afectate sau sensibilizate. Organismul reacționează în general cu vărsături și diaree . Persoana intoxicată de această otravă suferă de oboseală și dureri de cap (cefalee), tuse , dificultăți de respirație și dureri prelungite în piept care progresează spre edem pulmonar . Pe termen lung, ADN-ul și cromozomii sunt deteriorați, elementul reprotoxic mercur în formă organometalică este mutagen și exercită o influență regresivă asupra reproducerii, cum ar fi creșterea spermei deteriorate la bărbați și avortul spontan la femei.

Mercurul nu trebuie încălzit niciodată în aer liber; de fapt, presiunea sa de vapori fiind ridicată, poate fi inhalată până la moarte, deoarece vaporii săi nu par deloc iritanți. Ingerarea unei anumite cantități poate fi, de asemenea, fatală, deși în trecut ar fi putut fi folosită ca un corp greu pentru a face să dispară „buclarea intestinului”.

Cinabrul neimpregnat cu mercur nativ este cel mai puțin toxic mineral de mercur.

Geografie, apariții și depozite

Este produs de reducerea zonei superficiale a depozitelor de cinabru HgS, prezent în roci bituminoase de calcar, roci vulcanice sau chiar cabane de hidroterapie vechi sau recente. De asemenea, poate fi produsul prăjirii accidentale sau deliberate (calcinării termice) a sulfurii de mercur. Micile picături de mercur lichid apar adesea din straturile de cinabru roșu aprins, uneori oxidate anterior. Uneori, mercurul este aranjat în filme, în straturi mai mult sau mai puțin groase sau aglomerate în buzunare de mercur introduse în rocă. Această acumulare poate fi drenată brusc în timpul deschiderii minei prin fisuri, provocând dușuri de mercur atunci când buzunarele mai mari izbucnesc. Cu toate acestea, acest fenomen cauzat de o muncă extinsă este foarte rar, deoarece picăturile sau grupurile mici de mercur nativ rămân cel mai adesea prinse în crăpături și pori, impregnând roca și defectele ei la scară milimetrică.

Nicolas Lémery și Simon Morelot au afirmat în noul lor dicționar general de medicamente simple și compuse , că mercurul nativ sau mercurul virgin ar putea fi găsit în globule împrăștiate sau uneori în mase mici în aproape toate minele de compuși ai mercurului. S-a mai găsit în minele de argint sau plumb, uneori intim amestecate cu acid arsenios sau oxid alb de arsenic.

Celelalte minerale cunoscute în timpul Belle Époque sunt tiemannitul ( selenura Hg), coloradoitul ( telurura Hg), metacinabaritul (sulfura de mercur negru), calomelul (clorura de mercur) sau livingstonita HgS.2Sb 2 S 3 .

Mina Almadén din zonele înalte ale Canalului Mânecii, la 300 km sud de Madrid, este un zăcământ de origine vulcan-sedimentară, bazat pe cinabru, calcit și cuarț, care se întinde pe o treizeci de kilometri pătrați. Această antică mină de mercur, deja funcționată sub controlul armatei romane și poate feniciene, cea mai veche cunoscută încă în activitate, conține uneori mici buzunare sau straturi impregnate cu mercur nativ. Este adesea colectat acolo în paturi de lut.

Există geode care conțin buzunare de mercur în zona San José din California.

În Sicilia, mercurul nativ ar putea fi găsit în cretă.

Poate fi asociat cu roci purtătoare de mercur, cuprinzând compuși de mercur mai rar, cum ar fi oxidul montroydit portocaliu sau masele gălbui de calomel sau eelestonit.

Minerale asociate: metale native, cinabru , calomel , montroydit , eglestonit , calcit , dolomit , marmură, pirită , cuarț

Depozite relativ abundente sau caracteristice

Utilizări

Mercurul nativ este doar un mineral rar sau ocazional. Mercurul se obține în mod obișnuit prin prăjirea cinabrului sau a sulfurii de mercur și a altor minereuri de sulf, fie direct, fie indirect, ca produse secundare de recuperare cu blendă sau anterior pirită. Rețineți că HGS reacție roșu solid + O 2 gaz → SO 2 gaz + Hg vaporii rămâne lent până la 360  ° C . Peste 400  ° C , crește producția parazitară de sulfat de mercur . La început, specialiștii în domeniu realizează o ardere de reducere blând minereu măcinat fin (cu etapa de aerare sau aer semnificativ) dispuse în straturi alternative de paturi subțiri de cărbune în jur de 600  ° C . Adăugarea de var a permis, de asemenea, prinderea sulfului .

Chaufournier ar putea obține mercur lichid prin încălzirea cinabru cu nestins , în timp ce fierarul folosit diverse așchii de fier în loc de var. Filtrarea prafului sau chiar altă eliminare a resturilor nedorite face posibilă obținerea unui material purificabil prin distilare, operație prin excelență pentru alchimiști.

Mercurul, indiferent de originea sa, permite extragerea aurului și argintului foarte fin prin fuziune. Deoarece corpul simplu de mercur este destul de volatil, amalgamul se descompune prin căldură și este ușor prin încălzire să îl îndepărtați și să recuperați metalele prețioase.

Permite fabricarea redresorului de curent de dimensiuni mari.

Se utilizează în chimie, de exemplu pentru grundii fulminat de mercur și în electrochimie , în special și pentru anumite celule buton, electrozi cu cadere de mercur (catod lichid sau electrod de supratensiune cu hidrogen), electrozi de referință calomel

A fost utilizat terapeutic. Este unul dintre primele medicamente cunoscute împotriva sifilisului . Au existat unguente mercuriale pe bază de mercur metalic sau mercur nativ, cum ar fi unguent napolitan sau unguent gri cu un conținut mai redus sau preparate numite tencuială din Vigo . Unele unguente mercuriale puteau fi folosite anterior împotriva scabiei, aplicate mai ales la toate afecțiunile mici sau ca panaceu. Calomel a fost, de asemenea, considerat un medicament, atât de drastic ca el, dezinfectant sub forma unui sublim.

A fost utilizat pe scară largă în stomatologie, umpluturile fiind sursa amalgamelor dentare pe bază de mercur și staniu, cadmiu și / sau argint.

Istoria științei

Mercury a jucat un rol important în geneza științelor , mai ales fizica si chimie la XVII - lea  secol . A fost folosit de fostul elev Galileo , Torricelli , pentru a dovedi existența vidului și a presiunii atmosferice care duc la măsurarea presiunilor de vapori. Acest lichid dens plasat într-un aparat de sticlă a permis proiectarea primelor barometre , manometre , cum ar fi indicatoarele MacLeod (în) și alte termometre , pompele de vid și multe dispozitive fizice.

Cu toate acestea , la sfârșitul XVIII - lea  secol , manipulari de chimie pneumatice, strămoș al chimiei fizice a gazelor, a marcat o schimbare bruscă în chimie, pentru a cuantifica în principiu , modul de abordare a problemei prin legea de conservare. Lavoisier demonstrează cu oxid de mercur roșu compoziția aerului .

A fost folosit pentru cosirea oglinzilor sau pentru realizarea de oglinzi cu, de exemplu, tablă.

Note și referințe

  1. Clasificarea mineralelor alese este aceea de Strunz , cu excepția polimorfi de siliciu, care sunt clasificate în rândul silicați.
  2. calculate în masă moleculară de „  masele atomice ale elementelor 2007  “ pe www.chem.qmul.ac.uk .
  3. este de 0,16 până la 0,17  Pa la 20  ° C , 0,3  Pa la 30  ° C , 1,7  Pa la 50  ° C pentru Hg pur. La - 20  ° C , concentrația de vapori saturați este de aproximativ 3,18  mg / m³ de aer.
  4. Mercurul nativ și minereul său de cinabru sunt cunoscute de mai mult de 4500 de ani în lumea antică chineză și egipteană. Theophrastus a descris minele de cinabru ale activității Almaden în 300 de ani î.Hr .. Sunt alchimiștii din secolul  al VI- lea , care au impus denumirea definitivă a metalului purificat, după operații de distilare repetate.
  5. Mercurul nativ care conține impurități dă adesea un oxid gri la simpla expunere la aer.
  6. La o temperatură foarte scăzută, rezistivitatea monocristalelor Hg poate fi considerată ideală. A. Nourtier, Rezistivitatea ideală a mercurului la temperatură scăzută, Journal de Physique, 1972, Volumul 33, N ° 1, pp. 135-141. [1]
  7. Raza atomică este de ordinul a 0,157 nm. Presiunea sa de vapori este redusă de impurități.
  8. Metale precum vanadiu, fier, niobiu, molibden, tantal și tungsten sunt clar solubile, nu formează cu ușurință amalgame.
  9. amalgam la Institutul de Mineralogie Hudson
  10. Prin urmare, nu există bazine sau lacuri secrete de mercur construite sau recoltate de piticii montani, așa cum credeau unele tradiții miniere antice.
  11. Dussert, Analele mineralogiei, volumul XVII, 1910, pagina 41.
  12. Metalul cu mercur admite o supratensiune caracteristică a hidrogenului, care poate fi redusă prin complexare. Tehnicile cu electrod de mercur sunt printre cele mai precise dezvoltate în Franța, acum sunt în mare parte abandonate.
  13. Cuvântul german Quacksalber desemnează un șarlatan în domeniul medical, a fost într-un mod popular și plin de umor în comparație cu argintul sau mercurul, prin mobilitatea și bătăile sale ca comerciant și / sau prin recomandarea sa de unguente sau mai multe panacee mercuriale .
  14. Rezervorul de apă a fost mult mai puțin eficient, deoarece multe gaze simple sunt solubile în apă.

Bibliografie

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe