Quecksilber (Element)

Quecksilber, auch bekannt als Quecksilber oder Hydrargyrum, ist ein chemisches Element. Sein Symbol im Periodensystem ist Hg, und seine Ordnungszahl ist 80. Seine Atommasse beträgt 200,59.

Das Symbol Hg steht für seinen lateinisierten griechischen Namen hydrargyrum, was wässriges oder flüssiges Silber bedeutet.

Merkur
Merkur

Geschichte

Niemand hat das Verdienst, Quecksilber gefunden zu haben. Es war schon in der Antike bekannt. Quecksilber wurde in ägyptischen Gräbern gefunden, die aus dem Jahr 2000 v. Chr. stammen.

Auch die Chinesen wussten es schon lange. In China und Tibet glaubten die Menschen, dass sie durch die Verwendung von Quecksilber länger leben und eine bessere Gesundheit haben würden. Einer von Chinas Kaisern, Qín Shǐ Huáng Dì, soll in einem Grab mit Flüssen aus fließendem Quecksilber begraben worden sein. Er starb daran, dass er eine Mischung aus Quecksilber und Jadepulver getrunken hatte, weil er ewig leben wollte. Dadurch starb er jedoch nur an Leberversagen, Vergiftung und Hirntod. Die alten Griechen verwendeten Quecksilber in Salben. Die Ägypter und die Römer verwendeten es in Kosmetika. Diese Kosmetika taten manchmal weh und machten die Gesichter hässlicher.

Das Symbol für den Planeten Merkur ( ☿) wird seit sehr langer Zeit verwendet, um das Element
Das Symbol für den Planeten Merkur ( ☿) wird seit sehr langer Zeit verwendet, um das Element

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Quecksilber ist ein silbrig-weißes flüssiges Post-Übergangsmetall. Der Grund dafür, dass Quecksilber eine Flüssigkeit ist, ist komplex. Es ist schwer; ein Stück Eisen kann auf Quecksilber schwimmen. Im Vergleich zu anderen Metallen leitet es die Wärme nicht gut. Allerdings leitet es Elektrizität recht gut. Quecksilber ist das einzige Metall mit einem bekannten Schmelzpunkt (-38,83 °C), der unter dem von Cäsium liegt. Quecksilber ist eines der beiden Elemente, die bei Standardtemperatur und -druck flüssig sind. Brom ist das andere.

Quecksilber kann als Übergangsmetall angesehen werden, wird aber normalerweise als ein Metall nach dem Übergang betrachtet. Es befindet sich in Gruppe 12 des Periodensystems. Quecksilber hat sieben stabile (nicht radioaktive) Isotope. 202Hg ist das häufigste Isotop. Quecksilber färbt sich in einer Röhre blau bis ultraviolett, wenn ein Funke durch sie hindurchgeht. Das ultraviolette Licht kann Keime abtöten oder Leuchtstofflampen beleuchten.

Chemische Eigenschaften

Quecksilber ist ein nicht reaktives Metall. Es korrodiert an der Luft nicht, es sei denn, es ist auch Schwefelwasserstoff vorhanden, ähnlich wie Silber. Quecksilber kann zu Quecksilber(II)-oxid oxidieren, wenn es an der Luft erhitzt wird. Wird es weiter erhitzt, zerfällt es wieder in Quecksilber und Sauerstoff. Es löst sich nicht in gewöhnlichen Säuren, kann sich aber in oxidierenden Säuren zu Quecksilbersalzen auflösen. Es kann Amalgame bilden, wenn es mit den meisten Metallen, wie Aluminium, Gold und Zink, gemischt wird. Eisen, Tantal, Wolfram und Platin bilden keine Amalgame mit Quecksilber. Aus diesem Grund wurden Eisenflaschen für den Handel mit Quecksilber verwendet.

Quecksilber kann große Mengen von Aluminiummetall auflösen, was den Transport in Aluminiumbehältern gefährlich macht. Die dünne Oxidschicht auf Aluminium hindert es daran, sich mit Aluminium zu vermischen (ein Amalgam zu bilden), aber die Oxidschicht kann beschädigt werden, um das Metall freizulegen. Dann wird das Aluminiummetall aufgelöst und oxidiert zu Aluminiumoxid. Das Aluminiumoxid bildet einen Festkörper und setzt das Quecksilber frei, das wiederum mehr Aluminium amalgamiert. Dieser Prozess wiederholt sich immer wieder, bis eine grosse Menge Aluminium gelöst ist.

Chemische Verbindungen

Quecksilber bildet chemische Verbindungen in 2 Oxidationsstufen: +1 und +2. Quecksilber(I)-Verbindungen sind schwache Oxidationsmittel und schwache Reduktionsmittel. Die meisten von ihnen sind farblos. Sie stehen in einem leichten Missverhältnis zu Quecksilber(II)-Verbindungen und Quecksilbermetall. Sie reagieren mit dem Sauerstoff in der Luft zu Quecksilber(II)-Verbindungen. Viele Quecksilber(I)-Verbindungen lösen sich nicht in Wasser. Quecksilber(I)-chlorid ist eine der häufigsten Quecksilber(I)-Verbindungen. Quecksilber(II)-Verbindungen sind starke Oxidationsmittel und sehr ätzend. Quecksilber(II)-Verbindungen sind rot, gelb oder farblos. Quecksilber(II)-oxid und Quecksilber(II)-chlorid sind die häufigsten Quecksilber(II)-Verbindungen im Labor.

Eine Gemeinsamkeit ist, dass sie alle giftig sind. Die löslichen sind giftiger als die unlöslichen.

Quecksilber(I)-Verbindungen

Diese auch als Quecksilberverbindungen bezeichneten Verbindungen sind schwache Reduktionsmittel und schwache Oxidationsmittel. Die meisten von ihnen lösen sich nicht in Wasser auf, wodurch sie weniger giftig sind als Quecksilber(II)-Verbindungen. Die meisten von ihnen sind farblos oder gelb.

  • Quecksilber(I)-Bromid, undoppelter weißer Feststoff
  • Quecksilber(I)-chlorid, Kalomel, unlöslich, weiß
  • Quecksilber(I)-Fluorid, hellgelb
  • Quecksilber(I)-Jodid, wenig löslich, instabil, gelb
  • Quecksilber(I)-nitrat, sehr schwer löslich, weiß
  • Quecksilber(I)-Sulfat, hellgelber Feststoff

Quecksilber(II)-Verbindungen

Diese auch als Quecksilberverbindungen bekannten Verbindungen sind starke Oxidationsmittel. Die meisten von ihnen lösen sich in Wasser auf, was sie sehr giftig macht. Sie sind farblos oder rot.

  • Quecksilber(II)-bromid, weißer Feststoff
  • Quecksilber(II)-chlorid, weißer Feststoff, korrosives Sublimat
  • Quecksilber(II)-Fluorid, weißer Feststoff
  • Quecksilber(II)-Jodid, etwas löslich, leuchtend rot
  • Quecksilber(II)-oxid, orange, gelb oder rot, löst sich nicht wie die meisten Oxide in Wasser
  • Quecksilber(II)-nitrat, löslich, weiß, zur Herstellung von Hüten
  • Quecksilber(II)-sulfat, weißer Feststoff
  • Quecksilber(II)-sulfid, roter Feststoff

Organische Quecksilberverbindungen

Diese enthalten Quecksilber, das mit einem organischen Molekül reagiert hat. Sie sind sogar noch giftiger als andere Quecksilberverbindungen, da sie sehr leicht absorbiert werden.

  • Dimethylquecksilber, farblose, extrem giftige Flüssigkeit






Quecksilber(II)-Knallstoffe
Quecksilber(II)-Knallstoffe

Vorkommen

Quecksilber ist ein seltenes Metall. Es ist ungefähr so häufig wie Silber. Quecksilber ist nicht so teuer wie Silber, weil das Quecksilber sehr leicht von den Orten, an denen es gefunden wird, zu bekommen ist. In der Natur kommt Quecksilber in elementarer (flüssiger) Form vor, aber das ist nicht üblich. Quecksilber als Element ist die einzige Flüssigkeit, die von der International Mineralogical Association als Mineral anerkannt ist. Es wird am häufigsten in Form von Zinnober, einem Quecksilber(II)-Sulfidmineral, gefunden. Die größten Zinnober-Vorkommen befanden sich früher in Spanien, werden aber heute in China gefunden. Er kommt auch in anderen Mineralien wie Kalomel, einem Quecksilber(I)-Chlorid-Mineral, vor.

Kleine Klumpen von flüssigem Quecksilber als Element zusammen mit Zinnoberstreifen
Kleine Klumpen von flüssigem Quecksilber als Element zusammen mit Zinnoberstreifen

Ein weiteres Gestein mit flüssigem Quecksilber darauf
Ein weiteres Gestein mit flüssigem Quecksilber darauf

Vorbereitung

China und Kirgisistan sind die beiden Hauptproduzenten von Quecksilber. Die Minen in Italien, den Vereinigten Staaten und Mexiko wurden geschlossen. China eröffnet weitere Minen, weil die Europäische Union Leuchtstoffröhren einsetzen will, die Quecksilber benötigen.

Quecksilber wird durch Rösten von Zinnober in einem Ofen hergestellt. Das Sulfid wird zu Schwefeldioxid oxidiert, wobei Quecksilber zurückbleibt.


Verwendung von Quecksilber

Medizinischer Gebrauch

Quecksilber wurde in Zahnfüllungen verwendet, bis es durch sicherere Materialien ersetzt wurde. Sie sind ein Amalgam aus Quecksilber und einem anderen Element. Eine organische Quecksilberverbindung namens Thiomersal wird zur Konservierung von Impfstoffen verwendet. Merbromin, eine weitere organische Quecksilberverbindung, wird als Antiseptikum verwendet. Sie ist in einigen Ländern wie den USA verboten worden.

Quecksilber(I)-chlorid (auch als Kalomel oder Quecksilberchlorid bekannt) wurde als Diuretikum, Hautdesinfektionsmittel und Abführmittel verwendet. Zusammen mit anderen Quecksilberverbindungen wurde Quecksilber(II)-chlorid (auch als Quecksilberchlorid oder korrosives Sublimat bekannt) zur Behandlung von Syphilis eingesetzt. Das Problem dabei war, dass Quecksilber(II)-chlorid sehr giftig ist. Manchmal wurden die Symptome seiner Toxizität mit denen der Syphilis verwechselt, die es vermutlich behandeln sollte. Es wird auch als Desinfektionsmittel verwendet. Blaue Masse, eine Pille oder ein Sirup, in denen Quecksilber der Hauptbestandteil ist, wurde während des gesamten 19. Jahrhunderts bei verschiedenen Erkrankungen wie Verstopfung, Depressionen, Kinderwunsch und Zahnschmerzen verschrieben. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde Quecksilber Kindern einmal pro Jahr als Abführmittel und Entwurmungsmittel verabreicht. Auch in Zahnpulvern für Säuglinge war es enthalten.

Seit den 1930er Jahren enthalten einige Impfstoffe das Konservierungsmittel Thiomersal. Im Körper wird dieses in Ethylquecksilber umgewandelt. Zuerst dachte man, dass dieses Konservierungsmittel auf Quecksilberbasis Autismus bei Kindern verursachen oder auslösen kann, aber wissenschaftliche Studien konnten einen solchen Zusammenhang nicht nachweisen. Aus diesem Grund wurde Thiomersal aus den meisten US-Impfstoffen, die für Kinder unter sechs Jahren empfohlen werden, entfernt. Für Grippeimpfstoffe gibt es bestimmte Ausnahmen von dieser Regel. In einigen Fällen können Impfstoffe noch sehr geringe Mengen Thiomersal enthalten.

Zinnober ist nach wie vor ein wichtiger Bestandteil der traditionellen chinesischen, tibetischen und ayurvedischen Medizin. In einigen Ländern ist die Verwendung von Quecksilber oder seinen Verbindungen in Drogen nicht erlaubt. Aus diesem Grund wurde Zinnober vor kurzem durch weniger giftige Produkte ersetzt.

Heute ist die Verwendung von Quecksilber in der Medizin in jeder Hinsicht stark zurückgegangen, insbesondere in den entwickelten Ländern. Thermometer und Blutdruckmessgeräte, die Quecksilber verwenden, wurden Anfang des 18. bzw. Ende des 19. Jahrhunderts erfunden. Nun ist ihre Verwendung rückläufig und wurde in einigen Ländern, Staaten und medizinischen Einrichtungen verboten. Im Jahr 2002 verabschiedete der US-Senat ein Gesetz, das den Verkauf nicht verschreibungspflichtiger Quecksilberthermometer auslaufen lässt. Im Jahr 2003 waren Washington und Maine die ersten Staaten, die Quecksilber-Blutdruckmessgeräte verboten. Quecksilberverbindungen sind in einigen rezeptfreien Medikamenten enthalten, darunter topische Antiseptika, stimulierende Abführmittel, Windelausschlag-Salbe, Augentropfen und Nasensprays. Die FDA verfügt über "unzureichende Daten, um die allgemeine Anerkennung der Sicherheit und Wirksamkeit" des Quecksilbers in diesen Produkten zu begründen. Quecksilber wird nach wie vor in einigen Diuretika verwendet, obwohl für die meisten therapeutischen Anwendungen auch andere Dinge verwendet werden können.

Andere Verwendungen

Quecksilber wird ebenfalls verwendet:

  • In der Kosmetik (Thiomersal wird häufig zur Herstellung von Wimperntusche verwendet).
  • Als Flüssigelektrolyt in einer Variante des Chloralkaliprozesses.
  • Im Bergbau, insbesondere bei Gold und Silber.
  • In Quecksilberdampflampen und Leuchtstofflampen.
  • Bestimmte Thermometer, Barometer und Manometer. Aufgrund seiner Toxizität kann es bei den meisten dieser Verwendungen durch Alkohol ersetzt werden.
  • Bestimmte elektrische Schalter, die sich beim Kippen ein- oder ausschalten.

Im Jahr 2017 betrug die weltweite Verwendung von Quecksilber weniger als die Hälfte des Wertes von 1980.

Toxizität

Quecksilber ist bei Raumtemperatur flüssig, und Quecksilberdämpfe sind sehr giftig. Verschlucktes elementares Quecksilber ist weniger gefährlich. Das größte Problem sind organische Quecksilberverbindungen, die mit der Nahrung aufgenommen werden. Wie bei anderen Schwermetallen sind auch anorganische Verbindungen wie Quecksilber(II)-nitrat durch Aufnahme (Essen) oder Einatmen (Einatmen) des Staubes hochgiftig. Quecksilber kann sowohl chronische als auch akute Vergiftungen verursachen.

Im Jahr 1810 starben auf dem Schiff Triumph über 200 Menschen an einer Quecksilbervergiftung, weil ein Fass Quecksilber ausgelaufen war.

Quecksilber ist extrem giftig und muss vorsichtig verwendet werden. Wenn Quecksilber verschüttet wird, gibt es besondere Möglichkeiten, es zu reinigen. Kleinere Tropfen sollten zu einem größeren Tropfen auf harten Oberflächen kombiniert werden, damit sie leichter entfernt werden können (z.B. in einen Sack geschoben werden, der weggeworfen werden kann). Staubsauger und Besen sollten nicht verwendet werden. Sie können Quecksilber nämlich noch stärker verteilen. Danach sollten Elemente wie Schwefel oder Zinkpulver über die Stelle gestreut, dann aufgefangen und weggeräumt werden. Es ist nicht einfach, Quecksilber vollständig von der Kleidung zu entfernen, deshalb ist es besser, sie nicht mehr zu benutzen. Auch das Einatmen von Quecksilberdampf ist sehr gefährlich.

Verwandte Seiten

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