Rtęć
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].
| złoto ← rtęć → tal | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| srebrzystobiały | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Widmo emisyjne rtęci | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nazwa, symbol, l.a. |
rtęć, Hg, 80 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grupa, okres, blok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia |
I, II | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości metaliczne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości tlenków | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomowa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia |
ciekły | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia |
−38,83 °C[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia |
357 °C[2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rtęć występuje w skorupie ziemskiej w ilości 0,05 ppm.
Najważniejszymi minerałami rtęci są:
- cynober, HgS
- kalomel, Hg
2Cl
2 - rtęć rodzima.
Właściwości
edytujRozpuszcza 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
edytujNa 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
edytujZastosowania historyczne
edytujRzymianie 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
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:
- do wytwarzania amalgamatów, wykorzystywanych m.in. do wykonywania plomb dentystycznych
- przy produkcji świetlówek i lamp rtęciowych.
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
edytujWiele 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 rtęci – Hg(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
edytujRtęć 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
edytujUwagi
edytuj- ↑ 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. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
- ↑ Wartość dla ciała stałego[7].
- ↑ 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- ↑ Mercury, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 23931 (ang.).
- ↑ 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.
- ↑ mercury, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).
- ↑ 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)
- ↑ Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
- ↑ Mercury, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 008490 [dostęp 2019-11-07] (niem. • ang.).
- ↑ a b Charles N. Singman, Atomic volume and allotropy of the elements, „Journal of Chemical Education”, 61 (2), 1984, s. 137, DOI: 10.1021/ed061p137 [dostęp 2021-02-16] (ang.).
- ↑ 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)
- ↑ hydrargyrum. dictionary.com. [dostęp 2018-07-11]. (ang.).
- ↑ 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, DOI: 10.1007/s00769-010-0645-1 [dostęp 2021-02-16] (ang.).
- ↑ a b Adam Bielański: Chemia ogólna i nieorganiczna. Warszawa: PWN, 1981, s. 646. ISBN 83-01-02626-X.
- ↑ a b Włodzimierz Trzebiatowski: Chemia nieorganiczna. Wyd. VIII. Warszawa: PWN, 1978, s. 478.
- ↑ Stanisław Tołłoczko, Wiktor Kemula: Chemia nieorganiczna z zasadami chemii ogólnej. Warszawa: PWN, 1954, s. 19.
- ↑ Amalgamacja. Słownik języka polskiego PWN. [dostęp 2021-02-27].
- ↑ rtęć, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2018-07-11].
- ↑ 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) [online].
- ↑ European waters. Assessment of status and pressures 2018, Luksemburg: Publications Office of the European Union, 2018, s. 6, DOI: 10.2800/303664, 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.
