Rtęć
80 Hg Układ okresowy pierwiastków
Rtęć Rtęć
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.	Rtęć, Hg, 80
Grupa, okres, blok	12 , 6, d
Właściwości metaliczne	metal przejściowy
Właściwości atomowe Masa atomowa 200,59 u Promień atomowy 150 (obl. 171) pm Promień walencyjny 149 pm Promień van der Waalsa 155 pm Konfiguracja elektronowa [Xe]4f145d106s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 18, 2 Elektroujemność 2,00 ( Pauling ) 1,44 ( Allred ) Stopień utlenienia 2, 1 Właściwości kwasowe tlenków średnio zasadowe
Właściwości fizyczne Stan skupienia ciekły Gęstość 13579,04 kg/m3 Twardość 1,5 Kolor srebrzystobiały Temperatura topnienia 234,32 K -38,83 °C Temperatura wrzenia 629,88 K 356,73 °C Objętość molowa 14,09×10-6 m³/ mol Ciepło parowania 59,229 kJ/mol Ciepło topnienia 2,295 kJ/mol Ciśnienie pary nasyconej 2×10-4 Pa (234 K) Prędkość dźwięku 1407 m/s (293,15 K)
Pozostałe dane Ciepło właściwe 140 J/(kg*K) Konduktywność 1,04×106 S /m Przewodność cieplna 8,34 W/(m*K) Potencjały jonizacyjne I. 1007,1 kJ/mol II. 1810 kJ/mol III. 3300 kJ/mol IV. 4400 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 194Hg {syn.} 444 lata w.e. 0,040 194 Au 196Hg 0,15% stabilny izotop z 116 neutronami 198Hg 9,97% stabilny izotop z 118 neutronami 199Hg 16,87% stabilny izotop z 119 neutronami 200Hg 23,1% stabilny izotop z 120 neutronami 201Hg 13,18% stabilny izotop z 121 neutronami 202Hg 29,86% stabilny izotop z 122 neutronami 203Hg {syn.} 46,6 dnia β- 0,492 203 Tl 204Hg 6,87% stabilny izotop z 124 neutronami
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Płynna rtęć nalewana na szalkę Petriego

Rtęć (Hg, łac . hydrargyrum, z gr . ὑδράργυρος hydrargyros - płynne srebro) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym (uznana za pierwiastek przez Lavoisiera ). Rtęć jest jedynym metalem występującym w warunkach normalnych w stanie ciekłym^[1].

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

Najważniejszymi minerałami rtęci są:

• cynober HgS
• kalomel Hg₂Cl₂
• rtęć rodzima Hg

Właściwości

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

Kationy rtęci Hg²⁺ oraz Hg₂²⁺ różnią się właściwościami. W analizie chemicznej kation Hg₂²⁺ należy do I grupy kationów , natomiast Hg²⁺ do II .

Otrzymywanie

Na skalę przemysłową rtęć otrzymuje się z minerału cynobru , czyli siarczku rtęci(II) , przez ogrzewanie w obecności powietrza^[2]:

HgS + O₂ → Hg↑ + SO₂↑

Proces ten przebiega w dwóch etapach^[3]:

(1) 2HgS + 3O₂ → 2HgO + 2SO₂↑

(2) 2HgO → 2Hg↑ + O₂↑

Inną metodą jest ogrzewanie HgS wobec reduktora , np. żelaza ^[2][3]:

HgS + Fe → Hg↑ + FeS

W warunkach laboratoryjnych rtęć można uzyskać poprzez ogrzewanie tlenku rtęci(II) ^[4].

Zastosowanie

Zastosowania historyczne

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

Termometr rtęciowy

Rtęć znalazła zastosowanie do wypełniania termometrów , barometrów , manometrów , pomp próżniowych, itp. Duże ilości rtęci zużywane są w procesie zwanym amalgamacją^[5] do wydobywania złota i srebra (zwłaszcza w złożach o dużym rozdrobnieniu kruszców; metale rozpuszczają się w rtęci tworząc amalgamaty , z których następnie 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

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, jako środek dezynfekujący.
• piorunian rtęci - Hg(CNO)₂ ma zastosowanie do wyrobu spłonek i detonatorów.
• odczynnik Nesslera (alkaliczny roztwór jodortęcianu potasu K₂[HgI₄]) - używany w chemii analitycznej do wykrywania amoniaku .
• do produkcji farb okrętowych

Działanie biologiczne

Rtęć i większość jej związków jest silnie toksyczna i stanowi częste zanieczyszczenie środowiska. Jeżeli dostanie się do środowiska wodnego, mikroorganizmy metylują ją i w ten sposób powstaje związek metaloorganiczny – dimetylortęć . Jest on rozpuszczalny w tłuszczach , a zarazem bardzo toksyczny i trwały – jest to główna postać rtęci, która przedostaje się do organizmów żywych i kumuluje się w nich. Rtęć w środowisku w postaci dimetylortęci była przyczyną kilku przypadków masowego skażenia środowiska.

Rtęć wchłania się również przez drogi oddechowe w postaci par. 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 wydala się z moczem i w niewielkim stopniu z kałem. Kumuluje się w nerkach uszkadzając je.

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

Ostre zatrucie parami 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 OUN : 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.

Ochrona

Przypadkowo rozlana rtęć powinna być starannie zebrana, a jej resztki zneutralizowane przez zasypanie siarką lub specjalnym roztworem np. 20% roztworem wodnym chlorku żelaza(III)

Bibliografia

1. Witold Seńczuk red.: Toksykologia. Podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów Wydanie IV. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2002. 
2. Małgorzata Wiśniewska (red.), Encyklopedia dla wszystkich Chemia, Wydawnictwo Naukowe i Techniczne Warszawa, str. 332

Przypisy