Mercurul
Clasa ta - Liceul tau
Anul asta
C u p r i n s :
pagina
n Generalitati 3
n Istorie 4
n Raspandire 6
n Proprietati 9
n Combinatiile mercurului 11
n compusi cu hidrogen 13
n compusi cu oxigen 14
n compusi cu sulf, seleniu, telur 15
n compusi cu elemente din grupa VA 16
n compusi cu carbon 17
n halogenuri si pseudohalogenuri 18
n saruri ale oxoacizilor 19
n combinatii complexe 20
n Intrebuintari 21
n Concluzii 22
n Bibliografie 23
LUMEA METALELOR
SI UNUL DIN PARADOXURILE EI : MERCURUL
Generalitati
Peste optzeci de elemente din sistemul periodic sunt metale. In general, ele se aseamana intre ele mai mult decat nemetalele si totusi, surprizele sunt fara sfarsit in imparatia metalelor.
De exemplu, toate metalele
sunt solide, dure sau moi. Aceasta este regula generala, dar sunt si exceptii :
o bucata de galiu sau una de cesiu se topeste in
De asemenea numit si argint viu, element chimic, metal lichid, apartine grupei IIb sau grupa zincului din tabelul periodic. Mercurul a fost cunoscut inca din antichitatea chineza si hindusa si au fost gasite urmele lui intr-un mormant egiptean din jurul anului 1500 i.Ch.
Mercurul este singurul metal lichid in conditii normale de temperatura si presiune (Cesiul se topeste la ~28.5 C (83 F), Galiul la ~30 C (86 F), si rubidiumul la ~39 C (102 F) ). Mercurul are culoarea argintie-albicioasa, usor intunecata in aer liber, ingheata sub forma unui solid moale, ca plumbul la
~ -39 C ( -38 F ), si poate forma cu majoritatea metalelor amalgamuri.
Istorie
Extragerea si intrebuintarea mercurului au fost descrise inca din antichitate. Folosirea lui la inceputul mileniului 2 i.Ch. in Egipt a fost sugerata, dar nu autentificata, deoarece se uzitau sinonime in scrierile vechi, obscure ale anumitor scriitori, dar extragerea cinabrului - cel mai raspandit minereu al mercurului - a fost in mod cert descrisa in secolul al IV-lea i.Ch.
In China se intrebuintau pomade cu mercur la vindecarea leprei cu 3000 de ani i.Ch. Arheologii au descoperit intr-un mormant din Egipt un vas plin cu mercur, care pare sa dateze din secolul al XVI-lea sau al XV-lea i.Ch. Teophrast (300 i.Ch.) mentioneaza despre "argintul lichid"(hydro arghyros) pe care il obtinea din cupru. Romanii extrageau cinabrul din minele din Almaden (Spania), pe care-l foloseau la prepararea pigmentilor si a produselor cosmetice.
Alchimistii din China incercau sa foloseasca mercurul in transformarea metalelor bazice in aur, la inceputul secolului al II-lea i.Ch. si scriitorul roman Pliniu cel Batran a scris in secolul I despre obtinerea mercurului prin distilare si condensare, premergatorul metodelor moderne de tratament metalurgic. De asemenea, Pliniu cel Batran a mentionat si despre schimburile de mercur si cinabru intre Spania si Roma.
Mercurul, prin starea lichida, culoarea argintie stralucitoare si prin volatilitatea care il caracterizeaza, a impresionat in mod deosebit pe alchimisti, considerandu-l un component al tuturor metalelor.
Alchimisti la lucru
Deoarece folclorul mentiona Mercurul ca avand puterea de a feri oamenii de spiritele rele, si de a vindeca diferite boli, a fost folosit in scop terapeutic si agricol. Catre secolul al XVI-lea, cuptoarele primitive de tratare a cinabrului prin distilare si condensare au cunoscut o crestere a cererii Mercurului, folosit in medicina si pentru amalgamarea minereurilor de aur si argint.
La inceputul secolului al XVII-lea , dezvoltarea stiintei si tehnologiei au adus o crestere continua a cererii Mercurului, folosit la fabricarea termometrelor, a barometrelor si alte aparate electrice.
Inca de cand s-a inceput extragerea cinabrului si Mercurului , minerii prezentau simptome de otravire, dar nu se cunosteau nici cauza si nici tratamentul bolii. Deoarece operatorii au invatat sa reduca scaparile de gaze in atmosfera, imbunatatind cuptoarele si condensatoarele si promovand igiena personala, incidenta otravirilor a scazut.
De-a lungul istoriei, cinabrul a fost folosit ca pigment sau colorant, datorita rosului sau atractiv. In secolul al XIX-lea, cativa amerindieni din California s-au imbolnavit, boala diagnosticata ca fiind otravire cu Mercur, cauzata de folosirea cinabrului la vopsirea fetei in culorile caracteristice tribului respectiv.
Putin s-a stiut despre prezenta Mercurului in mediul inconjurator datorat aparatelor electrice, chimice, bateriilor, pana in secolul al XX-lea, cand medicii de boli profesionale si agentiile guvernamentale au inceput sa evalueze uzinele si modul lor de functionare. Dupa aceea, legile privind reducerea constanta a emisiilor de Mercur in aer ale uzinelor, au imbunatatit calitatea mediului in interiorul uzinelor si in mediul inconjurator.
Natura metalica a acestui element a fost mult controversata, pana in anul 1759, cand J.A.Braun a reusit sa-l solidifice. Alchimistii reprezentau mercurul prin acelasi simbol cu al planetei Mercur, de unde ii provine si denumirea. Simbolul mercurului, Hg, este in legatura cu denumirea latineasca hydragyrum, adica argint lichid.
Raspandire
Mercurul se gaseste in scoarta terestra in medie cam 0.08g/tona de piatra. Mercurul nativ apare in picaturi izolate si ocazional in mase fluide mai mari, de obicei cu cinabru, in apropierea vulcanilor sau a izvoarelor termale. Metalul liber a fost gasit in Spania ( la Almaden); in Jugoslavia (muntele Avala), in Slovenia (Idrija),in Germania (Moschellandsberg) si in SUA (Terlingua - Texas, Almaden - California).
Foarte rar, Mercurul a fost gasit ca moschellandsbergit (cu argint), potartite( cu palladium ) si amalgam cu aur.
Cel mai important mineral al mercurului este cinabrul, HgS, care reprezinta aproape unica sursa de obtinere a mercurului.
Mercurul este extras prin arderea cinabrului in aer , urmat de condensarea vaporilor de mercur.
Este foarte toxic. Otravirea poate rezulta din inhalarea vaporilor de Mercur, din inghitirea unor compusi ai lui sau din absorbtia lui prin piele.
Mercurul natural se gaseste sub forma a sapte izotopi stabili : Hg(0.15%), Hg(10.02%), Hg(16.84), Hg(23.13), Hg(13.22), Hg(29.80%) si Hg( 6.85%). Pentru experimente de mare precizie este folosit M. pur (Hg-198) din punct de vedere izotopic, obtinut prin bombardarea cu neutroni a aurului pur (Au-197).
Cinabrul se recunoaste usor dupa culoarea rosie stralucitoare, greutate specifica mare (~8g/cm3) si duritate mica (2-2,5 pe scara Mohs).
Principalele zacaminte de cinabru se gasesc in Spania (Almaden), Italia, CSI, Jugoslavia, SUA (California), Mexic, Canada, Peru, Chile, Argentina, China, Japonia. In tara noastra se gasesc minerale de mercur in Muntii Apuseni.
Exista mai mult de 25 minereuri cunoscute, care contin Mercur, dar principalul minereu este cinabrul, de culoare rosu spre maron roscat. Unele depozite de cinabru pot sa contina, de asemeni Mercur elementar. Mineralul a fost gasit pe toate continentele, cu exceptia Antarcticii. Se intalneste in toate tipurile de roca, de orice varsta, de obicei singur, dar, uneori si in asociatie cu antimoniu, aur, fier si zinc.
Depozitele de Mercur sunt mici si neregulate, cel mai adesea sub forma de filoane. Cea mai obisnuita metoda de descoperire a zacamantului este saparea subterana, cu freze conventionale si dinamitare, urmate de incarcare mecanica in vagoane speciale pentru transportul minereurilor.
Deoarece cinabrul contine mai putin decat 1 % mercur, diverse metode de prelucrare a mineralului, precum sitarea, flotarea, decantarea, au fost practicate pentru obtinerea minereului de Mercur.
Mercurul se gaseste in cantitati mici si in atmosfera, unde patrunde mai ales sub forma de vapori, in toate cazurile cand mercurul lichid nativ sau preparat artificial, se gaseste in contact direct cu atmosfera.
Mercurul mai patrunde in atmosfera si prin eruptiile vulcanice, prin izvoarele fierbinti, din emanatiile gazoase, prin arderea carbunelui de pamant,a lemnelor si a diferitilor combustibili, deoarece el este totdeauna prezent in substantele organice. Cantitati mari de mercur patrund in atmosfera si prin prelucrarea metalurgica a minereurilor.
Extragerea Mercurului in diverse regiuni ale Terrei
Tara Productia Productia Rezerve Rezerve
miniera mondiala cunoscute minierere
in 1991 miniera in 1991 cunoscute
( tone )* (%) ( tone )* % din prod______
Africa
Algeria 600 10.9 3,000 1.2
America de
Nord si Sud
Mexic 300 5.5 9,000 3.8
SUA .. 4,000 1.7
Asia
Turcia 100 1.8 7,000 2.9
Europa
Italia -- -- 69,000 28.8
Spania 1,400 25.5 90,000 37.5
Altele 3,100 56.4 58,000 24.2
Total 5,500** 100.0*** 240,000 100.0***
*Estimata. **Exclude productia SUA ***Cifrele sunt rotunjite
Sursa: U.S. Department of Commerce, Mineral Commodity Summaries 1992.
(Britanica Encyclopedia)
Proprietati
Asa cum am mai aratat, mercurul este un metal alb-argintiu, stralucitor, singurul metal lichid la temperatura obisnuita. Dupa mercur, cesiul si galiul sunt metalele cu cele mai scazute puncte de topire :
Hg Cs Ga
p.t. (oC) - 38,87 28,5 29,8
Structuri cristaline
Sub punctul de congelare mercurul devine un metal alb, maleabil.
Desi fierbe la 356,9 oC, mercurul emite vapori chiar si la -40oC. Din aceasta cauza atmosfera atelierelor care lucreaza cu acest metal este intotdeauna saturata cu vapori de mercur. Viteza de evaporare a mercurului este mai mare decat viteza de formare, asa se explica volatilitatea lui ridicata.
In faza gazoasa mercurul este monoatomic.
Mercurul are proprietatea de a dizolva multe metale, dand nastere la aliaje numite amalgame. Unele amalgame se formeaza la rece, prin contactul direct dintre metalul compact si mercur. Altele se obtin numai prin actiunea mercurului asupra metalului fin divizat si eventual incalzit.
Deosebit de usor formeaza mercurul amalgame cu Na, K, Au, Ag, suficient de usor cu Pb, Sn, Zn, Cd si mai greu cu Cu. Mercurul nu se aliaza cu Mn, Co, Fe si Ni.
Mercurul nu se volatilizeaza la temperatura obisnuita in aer uscat.
In aer umed se acopera cu o pelicula cenusie de oxid de mercur (I).
Incalzit in aer sau in oxigen, pana aproape de punctul de fierbere, se oxideaza usor, trecand in acid rosu de mercur (II), care, incalzit mai departe, se redescompune in elemente.
Halogenii ataca mercurul la rece formand halogenuri, iar sulful se combina cu Hg, prin simpla mojarare, trecand in HgS. Se dizolva numai in acizii oxidanti.
Reactivitatea mercurului este explicata prin potentialul sau de ionizare care este mai mare decat al aurului si al argintului. In aceasta privinta mercurul este "mai nobil"decat aceste metale.
Daca in natura, afara de procesele de formare a mercurului nativ nu ar avea loc concomitent cu evaporarea luii, atunci desigur ca starea nativa ar fi fost pentru mercur mai frecventa chiar decat pentru aur si argint. Potentialul de ionizare mare al mercurului determina multe dintre particularitatile lui chimice, cum este de exemplu, inertia fata de o serie de reactivi chimici din natura (oxigen, acizi).
Structura electronica a elementelor grupei IIb
|
SIMBOL NUMAR ATOMIC INVELISURILE ELECTRONICE |
|
K L M N O P |
|
|
|
Zn 30 2 8 18 2 |
|
Cd 48 2 8 18 18 2 |
|
Hg 80 2 8 18 32 18 2 |
Combinatiile Mercurului:
Mercurul formeaza doua feluri de compusi , corepunzand formulei empirice HgX, respectiv HgX2, in care X reprezinta un radical monovalent.
Compusii din prima serie, numiti si compusi mercurosi, nu contin ionul Hg+. Formula moleculara a acestora este redata de dimerul (HgX)2 al formulei empirice, in care se gaseste ionul +Hg - Hg+.
Exista o serie de dovezi pentru natura binucleara a acestui ion :
- compusii Mercurului sunt toti diamagnetigi, atat in stare solida cat si in solutie. Daca ar contine ionul Hg+, cu un electron impar, ar trebui sa fie paramagnetici.
- contuctibilitatile electrice a sarurilor de Hg (1) in solutie apoasa seamana mult, in ce priveste marimea si variatia, in functie de concentratie, cu contuctibilitatile electrolitilor mono-divalenti de tipul Ba (NO3)2, si nu cu cele ale electrolitilor mono-monovalenti , de tipul K+NO3-.
Pentru reactiile de echilibru legea actiunii maselor se aplica numai admitand formarea ionului Hg2 De exemplu, daca se agita o solutie de Hg(NO3)2 cu mercur metalic, are loc reducerea la azotat de mercur (I), ar reactia nu este totala si se stabileste un echilibru intre mercur, ionul de mercur (II) si ionul de mercur (I).
Spectrul Raman al unei soluitii de azotat de mercur (I) contine o linie intensa ce nu poate fi atribuita decat unei vibratii de intindere Hg-Hg.
Existenta ionilor individuali Hg2 a fost pusa in evidenta si prin determinarea structurii mai multor compusi ai mercurului (I) cu ajutorul razelor X. Cu ocazia acestor determinari s-a stabilit , totodata, ca lungimea legaturii Hg-Hg nu este constanta; aceasta pare sa creasca, iar taria ei sa descreasca, cu cresterea caracterului covalent al combinatiei, conform tabelului de mai jos :
Distanta intermetalica Hg-Hg in cateva saruri de Hg(I)
Sarea Distanta Hg-Hg in A
Hg2F2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,43
Hg2Cl2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,53
Hg2Br2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,58
Hg2I2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,69
Hg2(NO3)2 - 2H2O . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,54
Sarurile de mercur (I), solubile in apa, se obtin, in general, din sarurile corespunzatoare ale mercurului (II) prin reducere cu mercur metalic sau prin dizolvarea carbonatului de mercur (I) in acizii respectivi. Compusii greu solubili se obtin din solutiile apoase ale sarurilor solubile prin precipitare. In ultimul caz, deseori rezulta, in loc de compusul Hg(I), la care ne-am astepta, un amestec de sare de Hg(II) si mercur metalic, provenit din disproportionarea :
Hg2 == Hg2+ + Hg
Aceasta se intampla in cazul cand compusul de Hg(II) este nedisociat, puternic complexat, sau atat de insolubil incat echilibrul se deplaseaza total spre dreapta. Asa se explica de ce cianura de mercur (I) nu poate exista; cand se trateaza o solutie ce contine ioni Hg2 cu o cianura alcalina, au loc echilibrele :
Hg 2 + 2CN == Hg2(CN)2 == Hg(CN)2 + Hg
si, deoarece Hg(CN)2 este practic nedisociat, ecjhilibrul se deplaseaza total spre dreapta. Dintr-o solutie de sare de mercur (I) precipita, sub actiunea unui hidroxid alcalin sau a hidrogenului sulfurat, exidul, respectiv sulfura de Hg (II), care sunt mult mai insolubile decat compusii corespunzatori ai mercurului (I).
Majoritatea sarurilor de mercur (I) sunt incolore si greu solubile in apa. Printre cele colorate se numara : iodura, carbonatul, cromatul, arsenitul, care sunt galbene, si arseniatul de culoare portocalie. Saruri de mercur (I) solubile in apa sunt : azotatul, cloratul si percloratul.
Proprietatile compusilor de mercur (I) seamana cu cele ale compusilor de argint (I), inclusiv in proprietatea de a se innegri sub actiunea luminii. Se deosebesc insa prin actiunea lor reducatoare.
Sarurile mercurului divalent, numite si saruri mercurice, se prepara, in majoritatea cazurilor, prin actiunea directa a acizilor asupra mercurului sau a exidului de mercur (II), fie prin oxidarea sarurilor corespunzatoare de mercur (I).
Sarurile de Hg(II) ale acizilor slabi sunt in general colorate : HgS este rosie sau neagra, Hg(NO2)2 si Hg3(AsO4)2 sunt galbene. Sarurile oxoacizilor tari sunt incolore, dar prezinta mare tendinta de a hidroliza in solutie, cu
formare de saruri bazice , insolubile, de culoare galbena. Sarurile de Hg(II) hidrolizeaza mai puternic in solutie decat cele de Hg(I).
In solutie apoasa, sarurile solubile de Hg(II) ale oxoacizilor (azotat, perclorat, sulfat etc.) prezinta o disociatie normale, in timp ce halogenurile solubile de Hg(II) sunt foarte putin disociate, din care cauza si hidrolizeaza foarte putin.
Dintre sarurile de Hg(II) greu solubile in apa mentionam : iodura, fosfatul si oxalatul, iar dintre cele foarte greu solubile mentionam sulfura de mercur (II). Tiocianatul si sulfatul prezinta o solubilitate mijlocie. Multe saruri de Hg(II) se dizolva usor in solventi organici (alcool, acetona, eter, benzen etc.).
Compusi cu hidrogenul
Stabilitatea hidrurilor elementelor din grupa II B scade cu cresterea numarului atomic, cum rezulta din temperaturile de descompunere ale acestora :
ZnH2 CdH2 HgH2
Temperatura de descompunere 90 -20 -125
Hidrura de mercur se obtine in interactia dintre HgI2 si LiAlH4, dizolvate fiecare intr-un amestec de eter, eter de petrol si tetrahidrofuran.
Inainte de a se amesteca, solutiile se racesc la temperatura aerului lichid si pe urma se ridica temperatura amestecului la -135oC. Se separa un precipitat alb, voluminos de HgH2 :
HgI2 + 2LiAlH4 ----- HgH2 + 2AlH3 + 2LiI
Molecula hidrurii de mercur este liniara.
Sub actiunea descarcarilor electrice asupra unui amestec de vapori de mercur si H2 s-a pus in evicdenta, prin spectrograful de masa, formarea ionului HgH+. Cantitatea care se formeaza este proportionala cu radacina patrata a presiunii H2, de unde s-a dedus ca are loc reactia : 2Hg + H2 ----2HgH. Existenta moleculelor HgH a fost pusa in evidenta prin spectrul de benzi.
Compusi cu oxigenul
Oxidul de mercur (I) nu a putut fi obtinut si nici nu s-a putut pune in evidenta. Pe cale roentgenografica nu s-a observat o retea diferita de cea a oxidului de mercur (II). Daca se trateaza solutia unei sari de Hg(I) cu un hidroxid alcalin se obtine un precipitat negru, care se credea a fi HgO, dar care in realitate este un amestec de HgO si Hg.
Oxidul de mercur (II) HgO se obtine sub forma unei pulberi cristaline, de culoare rosie, prin oxidarea mercurului intre 300 si 350oC, sau prin descompunerea termica atat a azotatului de Hg (II) cat si a celui de Hg(I).
Daca se adauga un exces de hidroxid alcalin la o solutie de clorura sau azotat de Hg(II) se obtine un precipitat galben de HgO. Oxidul rosu nu difera de cel galben decat prin gradul de dispersie: cel galben este mai fin divizat decat cel rosu si din aceasta cauza este mai reactiv. Ambele modificatii se prezinta in cristale rombice si dau aceeasi debyegrama.
Dintr-o solutie diluata de K2[HgI4] cu un mic continut de KI, precipita prin adaugare de NaOH o modificatie a oxidului de mercur (II), cristalizata in mici placute hexagonale, de culoare rosie inchisa, ce au o simetrie romboedrica. Reteaua acestei modificatii este izostructurala cu cea a cinabrului. Prin incalzire peste 200oC se transforma ireversibil, in forma obisnuita, cu simetrie rombica.
Peroxidul de mercur (II) HgO2 s-a obtinut in doua modificatii a si b. Din actiunea apei oxigenate 20% asupra oxidului galben de mercur (II) la
-15oC se formea a-HgO2 , care prin incalzire sau manipulare neatenta explodeaza. Daca se lasa sa actioneze H2O2 de concentratie cel putin 30% asupra oxidului galben de mercur, la temperatura mai coborata, se formeaza b-HgO2 . Cele doua modificatii prezinta o simetrie romboedrica, dar difera prin constantele de retea.
Peroxidul de mercur (II) este de culoare rosie inchisa (modificatia b)sau galbena (a-HgO2 . In stare uscata este relativ stabil, dar in prezenta umiditatii se descompune imediat in HgO si O2 . Prin lovire, frecare sau incalzire se descompune cu explozie.
Hidroxidul de mercur (II) Hg(OH)2 nu s-a putut izola, deoarece se descompune spontan in HgO si H2O. Oxidul de mercur este putin solubil in apa, solubilitatea depinde de marimea particulelor. Solutia s-ar putea sa contina o mica cantitate de hidroxid, intrucat prezinta o reactie slab bazica.
Compusi cu sulful, seleniul, telurul
Sulfura de mercur (II) HgS, apare in natura intr-o modificatie rosie, cinabrul si o modificatie neagra, metacinabrul, mult mai rar intalnita.
Modificatia rosie prezinta o retea tip NaCl distorsionata, in urma inlocuirii ionilor Na+ cu atomi de Hg si a ionilor Cl- cu atomi de S, care nu ocupa exact locul ionilor Cl-, ci sunt putin deplasati. Aceasta aduce dupa sine schimbarea simetriei cubice intr-o simetrie hexagonala.
Reteaua este cladita din lanturi infinite -Hg-S-Hg--, incolacite in forma de elice, la fel ca in modificatia hexagonala a oxidului de mercur (II). Distanta Hg----S este
2,36 A.
Metacinabrul cristalizeaza in retea tip blenda. Fiecare atom de mercur este inconjurat de patru atomi de sulf si fiecare atom de sulf de patru atomi de mercur.
Sulfura neagra de mercur se transforma in cea rosie si prin incalzire cu polisulfuri alcaline. La cara industriala, cinabrul se prepara, dupa procedeul lui Dobereiner, prin incalzirea mercurului cu o solutie concentrata de pentasulfura de potasiu.
Sulfura de mercur (II) este extrem de putin solubila in apa ; este insolubila in acizi diluati, in hidroxizi alcalini si in sulfura de amoniu. Se dizolva prin fierbere indelungata in HNO3 concentrat si mai usor in apa regala.
Sulfura rosie de mercur se intrebuinteaza ca pigment mineral in pictura sub denumirea de rosu chinezesc sau vermillon.
Seleniura de mercur (II) HgSe se formeaza prin combinarea directa a elementelor sau prin introducerea unui curent de H2Se in solutia unei sari de mercur (II). In conditii normale HgSe cristalizeaza in sitemul cubic, in reteaua blendei. La presiune ridicata (7650 atm) trece intr-o modificatie hexagonala corespunzatoare cinabrului. Transformarea este reversibila. HgSe se comporta in ceea ce priveste proprietatile electrice atat ca un semiconductor cat si ca un metal.
Telurura de mercur (II) HgTe se formeaza prin actiunea vaporilor de telur asupra mercurului. Dintr-o solutie de clorura de mercur (II) precipita, prin adaugarea unei solutii de telurura de amoniu, HgTe, de culoare neagra. Cristalizeaza, la fel cu HgSe si cu metacinabrul, in sistemul cubic, in reteaua blendei. La presiune ridicata se transforma intr-o modificatie hexagonala, corespunzatoare cinabrului.
Compusi cu elemente din grupa V A
Azotura de mercur (I) Hg3N . Azotul molecular nu se combina direct cu mercurul, dar azotul activat prin descarcari electrice la presiune redusa reactioneaza cu mercurul pentru a forma azotura Hg3N.
Azotura de mercur (II) Hg3N2 se formeaza din actiunea amidurii de potasiu asupra iodurii de mercur (II). Este o substanta solida de culoare bruna, extrem de exploziva in stare uscata.
Fosfura de mercur (I) Hg3P se obtine, sub forma unui precipitat floconos, amorf, de culoare neagra, din actiunea fosfinei asupra sulfatului de mercur (I). Precipitalul umed se oxideaza repede la aer.
Fosfura de mercur (II) Hg3P2 se formeaza prin amestecarea unei solutii de fosfina in hidroxid de potasiu alcoolic cu o solutie eterica de HgCl2. Se prezinta in cristale stralucitoare, de culoare neagra-bruna, apartinand sistemului romboedric.Prin incalzire se descompune in mercur si fosfor, iar sub actiunea aerului se aprinde.
Arseniura de mercur (I) Hg3As rezulta din actiunea hidrogenului arseniat asupra sarurilor de Hg(I), sub forma unui precipitat negru, amorf, usor solubil in NHO3.
Arseniura de mercur (II) Hg3As2 se obtine prin trecerea unui curent de AsH2 printr-o solutie de HgCl2 in etanol, care se separa sub forma de precipitat amorf de culoare neagra.
Compusi cu carbonul
Acetilura de mercur (II) Hg2C2 se form4eaza din actiunea acetilurii de calciu, de cupru (II) sau de mercur (II) asupra unei solutii de Hg2(NO3)2 .
Incalzita repede se descompune la 280oC (la intuneric) cu explozie.
Dihidratul se obtine sub forma unui precipitat cenusiu prin agitare, la intuneric.
Acetilura de mercur (II) se poate obtine prin precipitare cu acetilena dintr-o solutie dintr-o solutie alcalina.. In stare uscata este foarte exploziva. Este insolubila in apa, dar se dizolva in HCl diluat . Prin incalzire brusca se descompune cu explozie.
Halogenuri si pseudohalogenuri
Se cunosc compusii mercurului (I) si ai mercurului (II) cu toti halogenii, dar nu toate pseudohalogenurile de mercur (I) au putut fi obtinute.
Toate halogenurile se prezinta in cristale tetragonale, diamagnetice. Clorura si bromura de mercur (I) se vaporizeaza usor, iar densitatea de vapori corespunde formulelor monomere HgCl si HgBr. Aceasta nu se poarte explica, dar fiind caracterul lor diamagnetic.
Halogenurile de mercur (II) sunt mai solubile in apa decat cele de mercur (I).
Fluorura de mercur (II) cristalizeaza in retea de tip fluorina.Bromura si iodura de mercur (II) cristalizeaza in retele stratificate.
Clorura de mercur (I) se obtine prin sublimare si se prezinta in cristale albe stralucitoare, care la cald devin galbene. Aceasta termosensibilitate cromatica este reversibila, in sensul ca prin racire redevine alba. Sub actiunea luminii se innegreste, ca si ceilalti compusi de Gh(I), deoarece se descompune in sare mercurica si mercur metalic. Este insolubila in apa si practic insolubila in solventi organici.
Bromura de mercur (I) se prezinta in placute tetragonale albe stralucitoare sau in cristale incolore. La incalzire isi schimba culoarea treptat in galben si apoi in brun, iar prin racire redevine alba.
Bromura de mercur (II) se prezinta in cristale octorombice incolore, care prin topire se coloreaza in galben si apoi in brun. La presiune foarte ridicata (50.000 atm) s-au pus in evidenta inca patru modificatii polimorfe ale bromurii de mercur (II). Proprietatile chimice sunt analoage cu cele ale clorurei de mercur (II).
Iodura de mercur (I) se poate obtine prin combinarea directa a elementelor, luate in proportie stoechiometrica sau prin actiunea mercurului metalic asupra HgI2 . Cristalele tetragonale in stare perfect pura sunt de culoare galbena. Prezenta urmelor de mercur metalic ii imprima o culoare verzuie. Prin incalzire se coloreaza la inceput in portocaliu apoi in rosu inchis si la urma topeste formand un lichid negru. Fenomenul este reversibil si prin racire isi recapata culoarea initiala. Prin iradiere cu raze catodice devine usor fosforescenta.
Iodura de mercur (II), HgI2 se formeaza din actiunea unui exces de iod asupra mercurului sau a oxidului de mercur; este modificatia tetragonala, de culoare rosie . Prin incalzire se transforma intr-o modificatie rombica, de culoare galbena. Iodura de mercur (II) se dizolva in solutii concentrate de Kl cu formarea iodomercuratului.
Cianura de mercur (II) se obtine prin dizolvarea oxidului galben de mercur (II) intr-o solutie apoasa de acid cianhidric sau din actiunea ionilor CN- asupra ionilor Hg2+ in solutie apoasa. Cianura de mercur (II) este relativ usor solubila in apa si putin solubila in alcool. In solutie apoasa nu conduce curentul electric, fiind total nedisociata.
Tiocianatul de mercur (I) este o pulbere incolora, greu solubila in apa, care se descompune sub actiunea luminii sau a caldurii.
Tiociantul de mercur (II) se separa sub forma de cirstale aciculare incolore. Se dizolva in solutii de tiocianati alcalini.
Azida de mercur (I) precipita prin amestecarea unei solutii de acid hidrazoic sau de azida de amoniu cu o solutie de azotat de mercur (I). Este o substanta covalenta, alba, fotosensibila. Prin lovire sau incalzire se descompune cu explozie puternica si cu o lumina albastra stralucitoare.
Azida de mercur (II) se obtine din actiunea acidului hidrazoic asupra unei suspensii de HgO in apa.
Saruri ale oxoacizilor
Sulfatul de mercur (I) Hg2SO4 se poate prepara prin actiunea acidului sulfuric asupra unui exces de mercur. Sulfatul de mercur (I) este greu solubil in apa, sub actiunea careia se transforma treptat in sare bazica insolubila, de culoare galben-verzuie.
Sulfatul de mercur (II) se poate prepara din actiunea unui exces de acid sulfuric concentrat asupra mercurului; temperatura ridicata favorizeaza reactia. Sulfatul de mercur (II) se prezinta in cristale rombice incolore, stabila la lumina.
Cu apa putina formeaza monohidratul, care se prezinta, de asemenea, in cirstale rombice incolore si transparente.
Cu apa mai multa se formeaza un sulfat bazic de culoare galbena, greu solubil, care, prin incalzire devine rosu: termocromismul (schimbarea culorii prin ridicarea temperaturii) este o catacteristica a majoritatii compusilor mercurului.
Sulfatul de mercur (II) se intrebuinteaza drept catalizator la obtinerea acetaldehidei prin aditie de apa la acetilena. Uneori se intrebuinteaza si la obtinerea altor compusi ai mercurului.
Carbonatul de mercur (I) precipita dintr-o solutie de sare de mercur (I) prin adaugarea unui carbonat alcalin neutru sau acid. La inceput precipitatul este alb, dar devine imediat galben, din cauza hidrolizei. Se descompune usor la temperatura obisnuita; descompunerea este accelerata prin incalzire.
Carbonatul de mercur (II) nu s-a izolat pana in prezent.
Combinatii complexe
Se cunosc putine combinatii complexe ale mercurului (I) din cauza tendintei de disproportionare a ionului Hg2+ si mai putin din cauza slabei tendinte a acestui ion de a forma complecsi.
Mercurul (II) formeaza complecsi cu diferite amine si afinitatea pe care o manifesta in solutie apoasa pentru liganzi cu azot depaseste pe cea a metalelor traditionale.
Intrebuintari :
n Atat mercurul cat si sarurile solubile de mercur sunt otravuri puternice.
Sarurile de mercur (II) administrate pe cale bucala produc leziuni ale stomacului, intestinului si rinichilor, iar in doze mari duc la moarte rapida.
n Clorura mercurica HgCl2 , cunoscuta sub denumirea de sublimat coroziv, se utilizeaza in medicina ca antiseptic si dezinfectant de uz extern.
n Compusii insolubili sunt relativ netoxici. Calomelul, Hg2Ce2 se intrebuinteaza ca purgativ si vermifug.
Inhalarea, timp mai indelungat, a vaporilor de mercur din atmosfera duce la otraviri cronice sau intrebuintarea indelungata a pomadelor cu mercur provoaca eruptii ale pielii. Mercurul are o actiune nefasta si asupra plantelor.
n Mercurul foloseste in : tehnica, fizica, si multe alte domenii; Mercurul mai este folosit si la prepararea medicamentelor, a ingrasamintelor chimie si la producerea pe cale electrolitica a sodei caustice si a altor substante folosite pe scara industriala.
n la construirea unui mare numar de aparate ca: barometre, manometre, termometre, densimetre, areometre, pompe de vid;
n cantitati importante de mercur sunt folosite la obtinerea amalgamelor.
Amalgamul de argint sau de staniu, care la inceput este plastic si dupa cateva ore se intareste, este folosit in tehnica dentara.
In prezent se cauta inlocuirea amalgamului de argint folosit la punerea plombelor dentare cu alte materiale, pentru ca s-a demonstrat ca mercurul din plombele dentare poate migra in organism, depunandu-se in oase si astfel provocand boli foarte periculoase.
n Mari cantitati de mercur se consuma si la fabricarea fulminatului de mercur, utilizat in lucrarile miniere, ca exploziv.
Folosirea mercurului la construirea termometrelor se bazeaza pe proprietatea sa de a se afla in stare lichida in intervalul de temperatura
-38oC si +359oC.
Un important rival al mercurului in aceasta privinta este galiul si iata de ce : mercurul fierbe la o temperatuva relativ joasa, aproximativ 350oC. Aceasta face imposibila folosirea termometrelor cu mercur pentru masurarea temperaturilor ridicate.
In schimb, galiul se transforma in vapori la o temperatura de 2000oC. Nici un alt metal nu poate ramane atat de mult timp in stare lichida, adica sa aiba un interval atat de mare intre punctul sau de topire si cel de fierbere.
Conductibilitatea electrica buna a Mercurului il face foarte folositor in industria electrotehnica.
descarcarea electrica prin vapori de mercur produce o stralucire albastruie bogata in unde ultraviolete, fenomen exploatat in lampile cu ultraviolete, fluorescente si de mare presiune a vaporilor de Mercur.
Conductibilitatea termica buna face ca Mercurul sa fie folosit ca invelis si "racitor" al reactoarelor nucleare.
Concluzii
Oamenii de stiinta au dovedit in mod teoretic ca daca ar exista un analog al mercurului, adica un element cu un numar atomic foarte mare, locatar al perioadei a VIII-a, starea sa naturala in conditii obisnuite ar fi gazoasa. Un gaz cu proprietatile chimice ale unui metal !
Vor studia oare, vreodata, oamenii de stiinta un astfel de element unic ?
Bibliografie
A.Saukov - " Geochimia"
B.Spacu, C.Gheorghiu,
M.Stan, M.Brezeanu - "Tratat de chimie anorganica"
L. Vlasov, D. Trifonov - "107 povestiri despre chimie"
Cristina Mandravel,
Melania Gutul-Valuta - "Sistemul periodic al elementelor"
L. Vlasov, D. Trifonov,
T. Sencenkova - "Calatorie in lumea elementelor"
I. Cosma, C. D. Albu,
O. Petrescu - "Chimie - manual pentru clasa a VII-a"
Encarta 98 Encyclopedia (versiunea pe 2*CD)
Encarta 95 Encyclopedia (versiunea pe CD)
Britanica '96 Encyclopedia (versiunea pe CD)
Science Encyclopedia (versiunea pe CD)
