Rtęć

80. pierwiastek chemiczny

Rtęć (Hg, łac. hydrargyrum, z gr. ὑδράργυρος hydrargyros ‘wodne srebro’[9]) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych. Uznana za pierwiastek przez Lavoisiera. Rtęć jest jedynym metalem występującym w warunkach normalnych w stanie ciekłym[c].

Rtęć
złoto ← rtęć → tal
Wygląd
srebrzystobiały
Rtęć
Widmo emisyjne rtęci
Widmo emisyjne rtęci
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.

rtęć, Hg, 80
(łac. hydrargyrum)

Grupa, okres, blok

12, 6, d

Stopień utlenienia

I, II

Właściwości metaliczne

metal przejściowy

Właściwości tlenków

średnio zasadowe

Masa atomowa

200,59 ± 0,01[a][5]

Stan skupienia

ciekły

Gęstość

13 534 kg/m³[6]

Temperatura topnienia

−38,83 °C[1]

Temperatura wrzenia

357 °C[2]

Numer CAS

7439-97-6

PubChem

23931

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Rtęć nalewana na szalkę Petriego

Rtęć występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,05 ppm.

Najważniejszymi minerałami rtęci są:

Właściwości edytuj

Rozpuszcza metale, tworząc amalgamaty (z wyjątkiem żelaza, platyny, wolframu i molibdenu). Wykazuje dużą lotność – w stanie nasycenia w temperaturze 20 °C w powietrzu znajduje się 14 mg Hg na m³[10]. Dawka progowa rtęci, czyli najwyższe stężenie uważane za bezpieczne, wynosi 0,05 mg Hg na m³ powietrza[potrzebny przypis], dlatego rozlana rtęć stanowi potencjalne niebezpieczeństwo zatrucia.

Zawartość rtęci w powietrzu w ng/cm³ (co odpowiada μg/dm³ i mg/m³) w stanie nasycenia dla różnych temperatur określa empiryczne równanie Dumareya[10]:

 

gdzie:

A = −8,134459741
B = 3240,871534 K
D = 216522,61 K ng/cm³
T – temperatura w K

Kationy rtęci Hg2+
oraz Hg2+
2
różnią się właściwościami. W analizie chemicznej Hg2+
2
należy do I grupy kationów, natomiast Hg2+
– do II.

Otrzymywanie edytuj

Na skalę przemysłową rtęć otrzymuje się z cynobru, czyli siarczku rtęci(II), przez ogrzewanie w obecności powietrza[11]:

HgS + O
2
→ Hg↑ + SO
2

Proces ten przebiega w dwóch etapach[12]:

(1) 2HgS + 3O
2
→ 2HgO + 2SO
2
(2) 2HgO → 2Hg↑ + O
2

Inną metodą jest ogrzewanie HgS wobec reduktora, np. żelaza[11][12]:

HgS + Fe → Hg↑ + FeS

W warunkach laboratoryjnych rtęć można uzyskać poprzez ogrzewanie tlenku rtęci(II)[13].

Zastosowanie edytuj

Zastosowania historyczne edytuj

Rzymianie używali jej do ługowania piasków rzecznych, w celu wydobycia z nich srebra i złota. Tlenek rtęci(II) był głównym składnikiem czerwonej farby, stosowany był do szminkowania i malowania. W średniowieczu alchemicy próbowali stworzyć złoto przez połączenie siarki z rtęcią. Wolna rtęć pod nazwą żywego srebra była trzymana w domach bogaczy jako zabawka. W XVI wieku Paracelsus wprowadził związki rtęci do medycyny i farmacji.

Zastosowania rtęci metalicznej edytuj

 
Termometr rtęciowy

Rtęć znalazła zastosowanie do wypełniania termometrów, barometrów, manometrów, pomp próżniowych itp. Duże ilości rtęci zużywane są w procesie zwanym amalgamacją[14] do wydobywania złota i srebra (zwłaszcza w złożach o dużym rozdrobnieniu kruszców; metale rozpuszczają się w rtęci, tworząc amalgamaty, z których są odzyskiwane przez odparowanie rtęci) oraz do elektrolizy litowców i produkcji materiałów wybuchowych.

Oprócz tego metaliczna rtęć jest stosowana:

W epoce wczesnonowożytnej (co najmniej od XVI wieku, do 1843 r.) rtęci używano do produkcji luster. W związku z tym wielu ludzi chorowało z powodu zatrucia tym metalem. Stosowano ją również do leczenia kiły, poprzez podawanie rtęci doustnie, w zastrzykach i przez nacieranie skóry.

Zastosowania związków rtęci edytuj

Wiele związków rtęci ma szerokie zastosowanie:

  • chlorek rtęci(I)kalomel, stosowany jest w lecznictwie, do wyrobu elektrod, jako środek ochrony roślin;
  • chlorek rtęci(II)sublimat, służy jako katalizator w syntezie organicznej, w metalurgii, w mikrobiologii, jako środek dezynfekujący;
  • piorunian rtęciHg(CNO)
    2
    ma zastosowanie do wyrobu spłonek i detonatorów;
  • odczynnik Nesslera (alkaliczny roztwór jodortęcianu potasu K
    2
    [HgI
    4
    ]
    ) – używany w chemii analitycznej do wykrywania jonów amonowych (NH+
    4
    );
  • do produkcji farb okrętowych.

Działanie biologiczne edytuj

Rtęć w formie: ciekłej, par i rozpuszczalnych związków jest trująca[15].

Rtęć wchłania się przez drogi oddechowe w postaci pary. Z płuc dostaje się do krwi, gdzie wnika do erytrocytów, w których jest utleniana. Pewne ilości rtęci wnikają też do mózgu i przenikają przez barierę łożyskową do krwi płodu. Wchłonięta w ten sposób rtęć jest wydalana z moczem i w niewielkim stopniu z kałem. Kumuluje się w nerkach, uszkadzając je.

Toksyczność rtęci polega na niszczeniu błon biologicznych i wiązaniu się z białkami. W ten sposób rtęć zakłóca wiele niezbędnych do życia procesów biochemicznych.

Ostre zatrucie oparami rtęci wywołuje zapalenie płuc i oskrzeli prowadzące niekiedy do śmiertelnej niewydolności oddechowej. Inne objawy to: krwotoczne zapalenie jelit, niewydolność krążenia, zapalenie błony śluzowej jamy ustnej. Uszkodzeniu ulegają również nerki i układ nerwowy.

Spożycie związków rtęci powoduje ślinotok, wymioty, krwawą biegunkę, martwicę błony śluzowej jelit. Pojawia się również pieczenie w przełyku. Podobnie jak w zatruciu drogą oddechową uszkodzone zostają nerki.

Zatrucie przewlekłe małymi ilościami rtęci powoduje początkowo niespecyficzne objawy takie jak ból głowy i kończyn, osłabienie. W późniejszym czasie dochodzi do zapaleń błon śluzowych przewodu pokarmowego, wypadania zębów i wystąpienia charakterystycznego niebiesko-fioletowego rąbka na dziąsłach. Obserwuje się też postępujące uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego: zaburzenia snu, upośledzenie koncentracji, zaburzenia pamięci, zmiany w osobowości. Później pojawiają się drżenia rąk i nóg, niezborność chodu. Charakterystycznym objawem jest zmiana charakteru pisma na tzw. „drżące pismo”. W zatruciu przewlekłym również obserwuje się uszkodzenie nerek.

Ze względu na toksyczne działanie rtęć i jej związki w Unii Europejskiej zostały uznane za substancje priorytetowe w dziedzinie polityki wodnej[16]. Zaliczana jest do grupy substancji uPBT (wszędobylskie, trwałe, podlegające bioakumulacji i toksyczne), a przekroczenie norm jej stężenia w wodzie lub organizmach wodnych jest najczęstszą przyczyną nieosiągania dobrego stanu chemicznego wód powierzchniowych[17].

Zobacz też edytuj

Uwagi edytuj

  1. Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 200,592 ± 0,003.
  2. Wartość dla ciała stałego[7].
  3. W warunkach normalnych w stanie ciekłym występuje jeszcze jeden pierwiastek – brom; ciekłe są także niektóre stopy metali alkalicznych (np. K-Na) i galu (np. Ga-In-Sn) [za CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 83. Boca Raton: CRC Press, 2003, s. 15-28.]


Przypisy edytuj

  1. Mercury, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 23931 (ang.).
  2. Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4.
  3. mercury, [w:] Classification and Labelling Inventory [online], Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).
  4. Mercury (nr 215457) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  5. Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
  6. Mercury, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 008490 [dostęp 2019-11-07] (niem. • ang.).
  7. a b Charles N. Singman, Atomic volume and allotropy of the elements, „Journal of Chemical Education”, 61 (2), 1984, s. 137, DOI10.1021/ed061p137 [dostęp 2021-02-16] (ang.).
  8. Mercury (nr 215457) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  9. hydrargyrum. dictionary.com. [dostęp 2018-07-11]. (ang.).
  10. a b Ronny Dumarey i inni, Elemental mercury vapour in air: the origins and validation of the ‘Dumarey equation’ describing the mass concentration at saturation, „Accreditation and Quality Assurance”, 15 (7), 2010, s. 409–414, DOI10.1007/s00769-010-0645-1 [dostęp 2021-02-16] (ang.).
  11. a b Adam Bielański: Chemia ogólna i nieorganiczna. Warszawa: PWN, 1981, s. 646. ISBN 83-01-02626-X.
  12. a b Włodzimierz Trzebiatowski: Chemia nieorganiczna. Wyd. VIII. Warszawa: PWN, 1978, s. 478.
  13. Stanisław Tołłoczko, Wiktor Kemula: Chemia nieorganiczna z zasadami chemii ogólnej. Warszawa: PWN, 1954, s. 19.
  14. Amalgamacja. Słownik języka polskiego PWN. [dostęp 2021-02-27].
  15. rtęć, [w:] Encyklopedia PWN [online] [dostęp 2018-07-11].
  16. Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej (Dz.U. L 327 z 22.12.2000, s. 1).
  17. European waters. Assessment of status and pressures 2018, Luksemburg: Publications Office of the European Union, 2018, s. 6, DOI10.2800/303664, ISBN 978-92-9213-947-6, ISSN 1977-8449.

Bibliografia edytuj

  • Witold Seńczuk (red.): Toksykologia. Podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów Wydanie IV. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2002. ISBN 83-200-2648-2.
  • Małgorzata Wiśniewska (red.): Encyklopedia dla wszystkich Chemia. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne Warszawa, s. 332.