Mercurio (química)

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El mercurio es un elemento químico con el símbolo Hg y el número atómico 80. También se le conoce como azogue y anteriormente se llamaba hidrargiro de las palabras griegas, hydor (agua) y argyros (plata).El mercurio, un elemento pesado y plateado del bloque D, es el único elemento metálico que se sabe que es líquido en condiciones estándar de temperatura y presión; el único otro elemento que es líquido en estas condiciones es el halógeno bromo, aunque metales como el cesio, el galio y el rubidio se funden justo por encima de la temperatura ambiente.

El mercurio se encuentra en depósitos en todo el mundo principalmente como cinabrio (sulfuro de mercurio). El pigmento rojo bermellón se obtiene moliendo cinabrio natural o sulfuro de mercurio sintético.

El mercurio se usa en termómetros, barómetros, manómetros, esfigmomanómetros, válvulas de flotador, interruptores de mercurio, relés de mercurio, lámparas fluorescentes y otros dispositivos, aunque las preocupaciones sobre la toxicidad del elemento han llevado a que los termómetros y esfigmomanómetros de mercurio se eliminen en gran medida en entornos clínicos a favor de alternativas tales como termómetros de vidrio llenos de alcohol o galinstan e instrumentos electrónicos basados ​​en termistores o infrarrojos. Asimismo, los manómetros mecánicos y los sensores electrónicos de galgas extensométricas han reemplazado a los esfigmomanómetros de mercurio.

El mercurio sigue utilizándose en aplicaciones de investigación científica y en amalgamas para restauración dental en algunos lugares. También se utiliza en iluminación fluorescente. La electricidad que pasa a través del vapor de mercurio en una lámpara fluorescente produce luz ultravioleta de onda corta, que luego hace que el fósforo en el tubo emita fluorescencia, lo que hace que la luz sea visible.

El envenenamiento por mercurio puede resultar de la exposición a formas de mercurio solubles en agua (como cloruro mercúrico o metilmercurio), por inhalación de vapor de mercurio o por la ingestión de cualquier forma de mercurio.

Propiedades

Propiedades físicas

El mercurio es un metal líquido pesado de color blanco plateado. Comparado con otros metales, es un mal conductor del calor, pero un buen conductor de la electricidad.

Tiene un punto de congelación de -38,83 °C y un punto de ebullición de 356,73 °C, ambos los más bajos de cualquier metal estable, aunque los experimentos preliminares con copernicium y flerovium han indicado que tienen puntos de ebullición aún más bajos. Este efecto se debe a la contracción de los lantánidos y la contracción relativista que reduce el radio de los electrones más externos y, por lo tanto, debilita el enlace metálico en el mercurio. Al congelarse, el volumen de mercurio disminuye en un 3,59% y su densidad cambia de 13,69 g/cm cuando es líquido a 14,184 g/cm cuando es sólido. El coeficiente de expansión de volumen es 181,59 × 10 a 0 °C, 181,71 × 10 a 20 °C y 182,50 × 10 a 100 °C (por °C). El mercurio sólido es maleable y dúctil y se puede cortar con un cuchillo.

Propiedades químicas

El mercurio no reacciona con la mayoría de los ácidos, como el ácido sulfúrico diluido, aunque los ácidos oxidantes como el ácido sulfúrico concentrado y el ácido nítrico o el agua regia lo disuelven para dar sulfato, nitrato y cloruro. Al igual que la plata, el mercurio reacciona con el sulfuro de hidrógeno atmosférico. El mercurio reacciona con escamas de azufre sólido, que se utilizan en los kits de derrames de mercurio para absorber el mercurio (los kits de derrames también usan carbón activado y zinc en polvo).

Amalgamas

El mercurio disuelve muchos metales como el oro y la plata para formar amalgamas. El hierro es una excepción, y los frascos de hierro se han utilizado tradicionalmente para comerciar con mercurio. Varios otros metales de transición de la primera fila, con la excepción del manganeso, el cobre y el zinc, también son resistentes a la formación de amalgamas. Otros elementos que no forman fácilmente amalgamas con mercurio incluyen el platino. La amalgama de sodio es un agente reductor común en la síntesis orgánica y también se utiliza en lámparas de sodio de alta presión.

El mercurio se combina fácilmente con el aluminio para formar una amalgama de mercurio y aluminio cuando los dos metales puros entran en contacto. Dado que la amalgama destruye la capa de óxido de aluminio que protege al aluminio metálico de la oxidación profunda (como en la oxidación del hierro), incluso pequeñas cantidades de mercurio pueden corroer seriamente el aluminio. Por esta razón, el mercurio no está permitido a bordo de una aeronave en la mayoría de las circunstancias debido al riesgo de que forme una amalgama con las partes de aluminio expuestas en la aeronave.

La fragilización por mercurio es el tipo más común de fragilización por metal líquido.

Isótopos

Hay siete isótopos estables de mercurio, consiendo el Hg el más abundante (29,86%). Los radioisótopos de vida más larga sonHg con una vida media de 444 años, yHg con una vida media de 46.612 días. La mayoría de los radioisótopos restantes tienen vidas medias inferiores a un día.Hg yLos Hg son los núcleos activos en RMN estudiados con mayor frecuencia, con espines de 12 y 32 respectivamente. Para la síntesis de metales preciosos, dos isótopos estables de mercurio son de interés potencial: el isótopo trazaHg y el más abundantehectogramo _ Ambos son "un neutrón eliminado" deHg, un radioisótopo que se descompone enAu, el único isótopo estable conocido de oro. Sin embargo, la rareza deHg y los altos requisitos de energía de las reacciones nucleares "eliminando" un neutrón deHg (ya sea por fotodesintegración o por una reacción (n,2n) que involucra neutrones rápidos), han descartado hasta ahora la aplicación práctica de esta "piedra filosofal real".

Etimología

"Hg" es el símbolo químico moderno del mercurio. Es una abreviatura de hydrargyrum, una forma romanizada del antiguo nombre griego para el mercurio, ὑδράργυρος (hydrargyros). Hydrargyros es una palabra griega compuesta que significa "agua-plata", de ὑδρ - (hydr -), la raíz de ὕδωρ (hydor) "agua", y ἄργυρος (argyros) "plata". Al igual que el nombre en inglés quicksilver ("plata viva"), este nombre se debió a las propiedades líquidas y brillantes del mercurio.

El nombre inglés moderno "mercurio" proviene del planeta Mercurio. En la alquimia medieval, los siete metales conocidos (mercurio, oro, plata, cobre, hierro, plomo y estaño) estaban asociados con los siete planetas. Quicksilver se asoció con el planeta más rápido, que recibió su nombre del dios romano Mercurio, que estaba asociado con la velocidad y la movilidad. El símbolo astrológico del planeta se convirtió en uno de los símbolos alquímicos del metal, y "Mercurio" se convirtió en un nombre alternativo para el metal. Mercurio es el único metal para el que sobrevive el nombre planetario alquímico, ya que se decidió que era preferible a "mercurio" como nombre químico.

Historia

Mercurio fue encontrado en tumbas egipcias que datan del 1500 a.C.

En China y el Tíbet, se pensaba que el uso de mercurio prolongaba la vida, curaba fracturas y mantenía una buena salud en general, aunque ahora se sabe que la exposición al vapor de mercurio provoca efectos adversos graves para la salud. El primer emperador de una China unificada, Qín Shǐ Huáng Dì—supuestamente enterrado en una tumba que contenía ríos de mercurio que fluían sobre un modelo de la tierra que gobernaba, representante de los ríos de China—fue asesinado al beber mercurio y jade en polvo. mezcla formulada por los alquimistas de Qin destinada a ser un elixir de inmortalidad. Khumarawayh ibn Ahmad ibn Tulun, el segundo gobernante tuluní de Egipto (r. 884–896), conocido por su extravagancia y despilfarro, supuestamente construyó una palangana llena de mercurio, en la que se acostaba sobre cojines llenos de aire y se mecía. dormir.

En noviembre de 2014, se descubrieron "grandes cantidades" de mercurio en una cámara de 60 pies debajo de la pirámide de 1800 años conocida como el "Templo de la Serpiente Emplumada", "la tercera pirámide más grande de Teotihuacan", México, junto con "estatuas de jade"., restos de jaguar, una caja llena de conchas talladas y pelotas de goma".

Aristóteles cuenta que Dédalo hizo mover una estatua de madera de Venus vertiendo mercurio en su interior. En la mitología griega, Dédalo daba la apariencia de voz en sus estatuas usando mercurio. Los antiguos griegos usaban cinabrio (sulfuro de mercurio) en ungüentos; los antiguos egipcios y los romanos lo usaban en cosmética. En Lamanai, una vez una ciudad importante de la civilización maya, se encontró un charco de mercurio debajo de un marcador en un juego de pelota mesoamericano. Hacia el año 500 a. C., el mercurio se usaba para hacer amalgamas (latín medieval amalgama, "aleación de mercurio") con otros metales.

Los alquimistas pensaban en el mercurio como la Primera Materia a partir de la cual se formaron todos los metales. Creían que se podían producir diferentes metales variando la calidad y la cantidad de azufre contenido en el mercurio. El más puro de estos era el oro, y se requería mercurio en los intentos de transmutación de metales básicos (o impuros) en oro, que era el objetivo de muchos alquimistas.

Las minas de Almadén (España), Monte Amiata (Italia) e Idrija (ahora Eslovenia) dominaron la producción de mercurio desde la apertura de la mina de Almadén hace 2500 años, hasta que se encontraron nuevos yacimientos a finales del siglo XIX.

Ocurrencia

El mercurio es un elemento extremadamente raro en la corteza terrestre, con una abundancia promedio en la corteza por masa de solo 0,08 partes por millón (ppm). Debido a que no se mezcla geoquímicamente con los elementos que constituyen la mayor parte de la masa de la corteza, los minerales de mercurio pueden estar extraordinariamente concentrados considerando la abundancia del elemento en la roca ordinaria. Los minerales de mercurio más ricos contienen hasta un 2,5 % de mercurio en masa, e incluso los depósitos concentrados más magros tienen al menos un 0,1 % de mercurio (12.000 veces la abundancia media de la corteza). Se encuentra como metal nativo (raro) o en cinabrio, metacinabrio, esfalerita, corderoita, livingstonita y otros minerales, siendo el cinabrio (HgS) el mineral más común. Los minerales de mercurio a menudo se encuentran en aguas termales u otras regiones volcánicas.

A partir de 1558, con la invención del proceso de patio para extraer plata del mineral usando mercurio, el mercurio se convirtió en un recurso esencial en la economía de España y sus colonias americanas. El mercurio se utilizó para extraer plata de las lucrativas minas de la Nueva España y Perú. Inicialmente, las minas de la Corona española en Almadén, en el sur de España, suministraban todo el mercurio para las colonias. Se descubrieron depósitos de mercurio en el Nuevo Mundo y se extrajeron más de 100.000 toneladas de mercurio de la región de Huancavelica, Perú, en el transcurso de tres siglos después del descubrimiento de depósitos allí en 1563. El proceso de patio y posterior proceso de amalgamación de pan continuaron para crear una gran demanda de mercurio para tratar minerales de plata hasta finales del siglo XIX.

Las antiguas minas en Italia, Estados Unidos y México, que alguna vez produjeron una gran proporción del suministro mundial, ahora han sido completamente explotadas o, en el caso de Eslovenia (Idrija) y España (Almadén), cerradas debido a la caída del precio del mercurio. La mina McDermitt de Nevada, la última mina de mercurio en los Estados Unidos, cerró en 1992. El precio del mercurio ha sido muy volátil a lo largo de los años y en 2006 fue de $ 650 por frasco de 76 libras (34,46 kg).

El mercurio se extrae calentando cinabrio en una corriente de aire y condensando el vapor. La ecuación para esta extracción esHgS + O 2 → Hg + SO 2

En 2005, China fue el principal productor de mercurio con casi dos tercios de la participación mundial, seguida por Kirguistán. Se cree que varios otros países tienen una producción no registrada de mercurio a partir de procesos de electroobtención de cobre y mediante la recuperación de efluentes.

Debido a la alta toxicidad del mercurio, tanto la extracción de cinabrio como la refinación del mercurio son causas peligrosas e históricas de envenenamiento por mercurio. En China, el trabajo penitenciario fue utilizado por una empresa minera privada tan recientemente como en la década de 1950 para desarrollar nuevas minas de cinabrio. La compañía minera Luo Xi utilizó a miles de prisioneros para construir nuevos túneles. La salud de los trabajadores en las minas en funcionamiento está en alto riesgo.

Un periódico afirmó que una directiva no identificada de la Unión Europea que exige que las bombillas de bajo consumo sean obligatorias para 2012 alentó a China a reabrir las minas de cinabrio para obtener el mercurio necesario para la fabricación de bombillas CFL. Los peligros ambientales han sido una preocupación, particularmente en las ciudades sureñas de Foshan y Guangzhou, y en la provincia de Guizhou en el suroeste.

Los sitios de procesamiento de minas de mercurio abandonadas a menudo contienen montones de residuos muy peligrosos de calcinas de cinabrio tostado. La escorrentía de agua de tales sitios es una fuente reconocida de daño ecológico. Las antiguas minas de mercurio pueden ser adecuadas para la reutilización constructiva. Por ejemplo, en 1976, el condado de Santa Clara, California, compró la histórica mina Almaden Quicksilver y creó un parque del condado en el sitio, luego de realizar un extenso análisis ambiental y de seguridad de la propiedad.

Química

Todos los compuestos de mercurio conocidos exhiben uno de dos estados de oxidación positivos: I y II. Los experimentos no han podido demostrar de manera inequívoca ningún estado de oxidación superior: tanto la electrosíntesis de 1976 de una especie inestable de Hg(III) como el aislamiento criogénico de HgF 4 de 2007 tienen interpretaciones discutidas y siguen siendo difíciles (si no imposibles) de reproducir.

Compuestos de mercurio(I)

A diferencia de sus vecinos más ligeros, el cadmio y el zinc, el mercurio suele formar compuestos simples y estables con enlaces metal-metal. La mayoría de los compuestos de mercurio (I) son diamagnéticos y presentan el catión dimérico, Hg2. Los derivados estables incluyen el cloruro y el nitrato. El tratamiento de la complejación de compuestos de Hg(I) con ligandos fuertes como sulfuro, cianuro, etc. induce una desproporción a Hgy mercurio elemental. El cloruro de mercurio(I), un sólido incoloro también conocido como calomelano, es en realidad el compuesto de fórmula Hg 2 Cl 2, con la conectividad Cl-Hg-Hg-Cl. Es un estándar en electroquímica. Reacciona con el cloro para dar cloruro de mercurio, que resiste una mayor oxidación. El hidruro de mercurio (I), un gas incoloro, tiene la fórmula HgH y no contiene enlaces Hg-Hg.

Indicativo de su tendencia a unirse a sí mismo, el mercurio forma policationes de mercurio, que consisten en cadenas lineales de centros de mercurio, rematados con una carga positiva. Un ejemplo es Hg3(AsF6)2.

Compuestos de mercurio(II)

El mercurio (II) es el estado de oxidación más común y también es el principal en la naturaleza. Se conocen los cuatro haluros de mercurio. Forman complejos tetraédricos con otros ligandos, pero los haluros adoptan una geometría de coordinación lineal, algo así como lo hace Ag. El más conocido es el cloruro de mercurio (II), un sólido blanco que se sublima fácilmente. HgCl 2 forma complejos de coordinación que son típicamente tetraédricos, por ejemplo, HgCl4.

El óxido de mercurio (II), el principal óxido de mercurio, surge cuando el metal se expone al aire durante períodos prolongados a temperaturas elevadas. Revierte a los elementos al calentarse cerca de los 400 °C, como lo demostró Joseph Priestley en una de las primeras síntesis de oxígeno puro. Los hidróxidos de mercurio están mal caracterizados, como lo están sus vecinos el oro y la plata.

Al ser un metal blando, el mercurio forma derivados muy estables con los calcógenos más pesados. Preeminente es el sulfuro de mercurio (II), HgS, que se presenta en la naturaleza como el mineral cinabrio y es el pigmento bermellón brillante. Al igual que el ZnS, el HgS cristaliza en dos formas, la forma cúbica rojiza y la forma de blenda de zinc negro. Este último a veces se presenta naturalmente como metacinabrio. También se conocen el seleniuro de mercurio (II) (HgSe) y el telururo de mercurio (II) (HgTe), así como varios derivados, por ejemplo, el telururo de mercurio y cadmio y el telururo de mercurio y zinc, que son semiconductores útiles como materiales detectores de infrarrojos.

Las sales de mercurio (II) forman una variedad de derivados complejos con amoníaco. Estos incluyen la base de Millon (Hg 2 N), el polímero unidimensional (sales de HgNH2)norte), y "precipitado blanco fusible" o [Hg(NH 3) 2 ]Cl 2. Conocido como reactivo de Nessler, tetrayodomercurato(II) de potasio (HgI4) todavía se usa ocasionalmente para probar el amoníaco debido a su tendencia a formar la sal de yoduro de color intenso de la base de Millon.

El fulminato de mercurio es un detonador ampliamente utilizado en explosivos.

Compuestos de organomercurio

Los compuestos orgánicos de mercurio son históricamente importantes pero tienen poco valor industrial en el mundo occidental. Las sales de mercurio (II) son un raro ejemplo de complejos metálicos simples que reaccionan directamente con anillos aromáticos. Los compuestos de organomercurio son siempre bivalentes y generalmente de geometría bicoordinada y lineal. A diferencia de los compuestos de organocadmio y organocinc, los compuestos de organomercurio no reaccionan con el agua. Suelen tener la fórmula HgR 2, que suelen ser volátiles, o HgRX, que suelen ser sólidos, donde R es arilo o alquilo y X suele ser haluro o acetato. El metilmercurio, un término genérico para los compuestos con la fórmula CH 3 HgX, es una familia peligrosa de compuestos que a menudo se encuentran en el agua contaminada. Surgen por un proceso conocido como biometilación.

Aplicaciones

El mercurio se utiliza principalmente para la fabricación de productos químicos industriales o para aplicaciones eléctricas y electrónicas. Se usa en algunos termómetros de líquido en vidrio, especialmente en los que se usan para medir altas temperaturas. Una cantidad cada vez mayor se usa como mercurio gaseoso en lámparas fluorescentes, mientras que la mayoría de las otras aplicaciones se están eliminando gradualmente debido a las normas de salud y seguridad. En algunas aplicaciones, el mercurio se reemplaza con una aleación de Galinstan menos tóxica pero considerablemente más costosa.

Medicamento

El mercurio y sus compuestos se han utilizado en medicina, aunque hoy en día son mucho menos comunes que antes, ahora que los efectos tóxicos del mercurio y sus compuestos se comprenden más ampliamente. Un ejemplo de la aplicación terapéutica temprana del mercurio fue publicado en 1787 por James Lind.

La primera edición del Manual de Merck (1899) presentó muchos compuestos mercúricos como:

El mercurio es un ingrediente de las amalgamas dentales. El tiomersal (llamado timerosal en los Estados Unidos) es un compuesto orgánico que se usa como conservante en las vacunas, aunque este uso está en declive. El tiomersal se metaboliza a etilmercurio. Aunque se especuló ampliamente que este conservante a base de mercurio podría causar o desencadenar autismo en los niños, los estudios científicos no mostraron evidencia que respaldara dicho vínculo. No obstante, el tiomersal se eliminó o se redujo a trazas en todas las vacunas estadounidenses recomendadas para niños menores de 6 años, con la excepción de la vacuna inactivada contra la influenza.

Otro compuesto de mercurio, la merbromina (mercurocromo), es un antiséptico tópico que se usa para cortes y raspaduras menores y que todavía se usa en algunos países.

El mercurio en forma de uno de sus minerales comunes, el cinabrio, se usa en varias medicinas tradicionales, especialmente en la medicina tradicional china. La revisión de su seguridad ha encontrado que el cinabrio puede provocar una intoxicación significativa por mercurio cuando se calienta, se consume en sobredosis o se toma a largo plazo, y puede tener efectos adversos en dosis terapéuticas, aunque los efectos de las dosis terapéuticas suelen ser reversibles. Aunque esta forma de mercurio parece ser menos tóxica que otras formas, su uso en la medicina tradicional china aún no se ha justificado, ya que la base terapéutica para el uso de cinabrio no está clara.

Hoy en día, el uso de mercurio en medicina ha disminuido mucho en todos los aspectos, especialmente en los países desarrollados. Los termómetros y esfigmomanómetros que contienen mercurio se inventaron a principios del siglo XVIII y finales del XIX, respectivamente. A principios del siglo XXI, su uso está disminuyendo y ha sido prohibido en algunos países, estados e instituciones médicas. En 2002, el Senado de los EE. UU. aprobó una legislación para eliminar gradualmente la venta de termómetros de mercurio sin receta. En 2003, Washington y Maine se convirtieron en los primeros estados en prohibir los tensiómetros de mercurio.Los compuestos de mercurio se encuentran en algunos medicamentos de venta libre, como antisépticos tópicos, laxantes estimulantes, ungüentos para la rozadura de pañal, gotas para los ojos y aerosoles nasales. La FDA tiene "datos inadecuados para establecer un reconocimiento general de la seguridad y eficacia" de los ingredientes de mercurio en estos productos. El mercurio todavía se usa en algunos diuréticos, aunque ahora existen sustitutos para la mayoría de los usos terapéuticos.

Producción de cloro y sosa cáustica

El cloro se produce a partir de cloruro de sodio (sal común, NaCl) mediante electrólisis para separar el sodio metálico del cloro gaseoso. Por lo general, la sal se disuelve en agua para producir una salmuera. Los subproductos de cualquier proceso de cloro-álcali son hidrógeno (H 2) e hidróxido de sodio (NaOH), que comúnmente se denomina soda cáustica o lejía. Con mucho, el mayor uso de mercurio a fines del siglo XX fue en el proceso de celda de mercurio (también llamado proceso Castner-Kellner) donde el sodio metálico se forma como una amalgama en un cátodo hecho de mercurio; este sodio luego se hace reaccionar con agua para producir hidróxido de sodio. Muchas de las liberaciones industriales de mercurio del siglo XX provinieron de este proceso, aunque las plantas modernas afirmaron ser seguras en este sentido.Después de aproximadamente 1985, todas las nuevas instalaciones de producción de cloro-álcali que se construyeron en los Estados Unidos utilizaron tecnologías de celdas de membrana o celdas de diafragma para producir cloro.

Usos de laboratorio

Algunos termómetros médicos, especialmente los de altas temperaturas, están llenos de mercurio; están desapareciendo gradualmente. En los Estados Unidos, la venta sin receta de termómetros de mercurio para la fiebre está prohibida desde 2003.

Algunos telescopios de tránsito utilizan una cubeta de mercurio para formar un espejo plano y absolutamente horizontal, útil para determinar una referencia vertical o perpendicular absoluta. Los espejos parabólicos horizontales cóncavos se pueden formar haciendo girar mercurio líquido sobre un disco, la forma parabólica del líquido así formado refleja y enfoca la luz incidente. Dichos telescopios de espejo líquido son más baratos que los telescopios de espejo grande convencionales hasta por un factor de 100, pero el espejo no se puede inclinar y siempre apunta hacia arriba.

El mercurio líquido es una parte del electrodo de referencia secundario popular (llamado electrodo de calomelanos) en electroquímica como una alternativa al electrodo de hidrógeno estándar. El electrodo de calomelanos se utiliza para calcular el potencial de electrodo de las medias celdas. Por último, pero no menos importante, el punto triple del mercurio, −38,8344 °C, es un punto fijo que se utiliza como estándar de temperatura para la Escala Internacional de Temperatura (ITS-90).

En polarografía, tanto el electrodo de gota de mercurio como el electrodo de gota de mercurio colgante utilizan mercurio elemental. Este uso permite disponer de un nuevo electrodo no contaminado para cada medida o cada nuevo experimento.

Los compuestos que contienen mercurio también son útiles en el campo de la biología estructural. Los compuestos mercúricos como el cloruro de mercurio (II) o el tetrayodomercurato (II) de potasio se pueden agregar a los cristales de proteínas en un esfuerzo por crear derivados de átomos pesados ​​que se pueden usar para resolver el problema de la fase en la cristalografía de rayos X a través de reemplazo isomorfo o métodos de dispersión anómalos..

Usos de nicho

El mercurio gaseoso se utiliza en lámparas de vapor de mercurio y en algunos carteles publicitarios y lámparas fluorescentes del tipo "rótulo de neón". Esas lámparas de baja presión emiten líneas espectralmente muy estrechas, que se utilizan tradicionalmente en espectroscopia óptica para calibrar la posición espectral. Las lámparas de calibración comerciales se venden para este fin; reflejar una luz de techo fluorescente en un espectrómetro es una práctica común de calibración. El mercurio gaseoso también se encuentra en algunos tubos de electrones, incluidos los ignitrones, los tiratrones y los rectificadores de arco de mercurio. También se utiliza en lámparas de atención médica especializada para el bronceado y la desinfección de la piel.El mercurio gaseoso se agrega a las lámparas llenas de argón de cátodo frío para aumentar la ionización y la conductividad eléctrica. Una lámpara llena de argón sin mercurio tendrá puntos opacos y no se encenderá correctamente. La iluminación que contiene mercurio se puede bombardear/bombear en el horno solo una vez. Cuando se agrega a tubos llenos de neón, la luz producida será puntos rojos/azules inconsistentes hasta que se complete el proceso de quemado inicial; eventualmente se iluminará con un color azul opaco constante.

El Reloj Atómico del Espacio Profundo (DSAC) que está desarrollando el Laboratorio de Propulsión a Chorro utiliza mercurio en un reloj lineal basado en una trampa de iones. El uso novedoso del mercurio permite relojes atómicos muy compactos, con bajos requerimientos de energía, y por lo tanto es ideal para sondas espaciales y misiones a Marte.

Productos cosméticos

El mercurio, como tiomersal, se usa ampliamente en la fabricación de rímel. En 2008, Minnesota se convirtió en el primer estado de los Estados Unidos en prohibir el mercurio agregado intencionalmente en los cosméticos, lo que le otorgó un estándar más estricto que el del gobierno federal.

Un estudio sobre la media geométrica de la concentración de mercurio en la orina identificó una fuente de exposición previamente no reconocida (productos para el cuidado de la piel) al mercurio inorgánico entre los residentes de la ciudad de Nueva York. El biomonitoreo basado en la población también mostró que los niveles de concentración de mercurio son más altos en los consumidores de mariscos y harinas de pescado.

Blanqueamiento de la piel

El mercurio es eficaz como ingrediente activo en los compuestos para blanquear la piel que se utilizan para despigmentar la piel. El Convenio de Minamata sobre Mercurio limita la concentración de mercurio en dichos blanqueadores a 1 parte por millón. Sin embargo, a partir de 2022, muchos productos blanqueadores vendidos comercialmente continúan excediendo ese límite y se consideran tóxicos.

Armas de fuego

El fulminato de mercurio (II) es un explosivo primario que se utiliza principalmente como cebador de un cartucho en armas de fuego.

Usos históricos

Muchas aplicaciones históricas hicieron uso de las peculiares propiedades físicas del mercurio, especialmente como líquido denso y metal líquido:

Otras aplicaciones hicieron uso de las propiedades químicas del mercurio:

Usos medicinales históricos

El cloruro de mercurio (I) (también conocido como calomelano o cloruro mercurioso) se ha utilizado en la medicina tradicional como diurético, desinfectante tópico y laxante. El cloruro de mercurio (II) (también conocido como cloruro mercúrico o sublimado corrosivo) se usó una vez para tratar la sífilis (junto con otros compuestos de mercurio), aunque es tan tóxico que a veces los síntomas de su toxicidad se confundían con los de la sífilis. se cree que trata. También se utiliza como desinfectante. La masa azul, una pastilla o jarabe en el que el mercurio es el ingrediente principal, se recetó a lo largo del siglo XIX para numerosas afecciones, como el estreñimiento, la depresión, el embarazo y el dolor de muelas.A principios del siglo XX, el mercurio se administraba anualmente a los niños como laxante y antiparasitario, y se usaba en polvos para la dentición de los bebés. El organohaluro merbromin que contiene mercurio (a veces vendido como Mercurochrome) todavía se usa ampliamente, pero ha sido prohibido en algunos países como los EE. UU.

Toxicidad y seguridad

El mercurio y la mayoría de sus compuestos son extremadamente tóxicos y deben manejarse con cuidado; en casos de derrames que involucren mercurio (como el de ciertos termómetros o bombillas fluorescentes), se utilizan procedimientos de limpieza específicos para evitar la exposición y contener el derrame.Los protocolos exigen la fusión física de gotas más pequeñas en superficies duras, combinándolas en una sola piscina más grande para facilitar la eliminación con un cuentagotas o para empujar suavemente el derrame en un recipiente desechable. Las aspiradoras y escobas provocan una mayor dispersión del mercurio y no deben utilizarse. Luego, se rocía sobre el área azufre fino, zinc o algún otro polvo que forme fácilmente una amalgama (aleación) con mercurio a temperaturas ordinarias antes de recolectarlo y desecharlo adecuadamente. Limpiar las superficies porosas y la ropa no es efectivo para eliminar todos los rastros de mercurio y, por lo tanto, se recomienda desechar este tipo de artículos en caso de que estén expuestos a un derrame de mercurio.

El mercurio se puede absorber a través de la piel y las membranas mucosas y los vapores de mercurio se pueden inhalar, por lo que los contenedores de mercurio se sellan de forma segura para evitar derrames y evaporación. El calentamiento del mercurio, o de compuestos de mercurio que puedan descomponerse al calentarse, debe realizarse con ventilación adecuada para minimizar la exposición al vapor de mercurio. Las formas más tóxicas de mercurio son sus compuestos orgánicos, como el dimetilmercurio y el metilmercurio. El mercurio puede causar envenenamiento crónico y agudo.

Liberaciones en el medio ambiente

Las tasas de deposición preindustrial de mercurio de la atmósfera pueden ser de aproximadamente 4 ng/(1 L de depósito de hielo). Aunque eso puede considerarse un nivel natural de exposición, las fuentes regionales o globales tienen efectos significativos. Las erupciones volcánicas pueden aumentar la fuente atmosférica de 4 a 6 veces.

Las fuentes naturales, como los volcanes, son responsables de aproximadamente la mitad de las emisiones atmosféricas de mercurio. La mitad generada por humanos se puede dividir en los siguientes porcentajes estimados:

Los porcentajes anteriores son estimaciones de las emisiones mundiales de mercurio provocadas por el hombre en 2000, sin incluir la quema de biomasa, una fuente importante en algunas regiones.

La contaminación atmosférica reciente por mercurio en el aire exterior urbano se midió en 0,01–0,02 μg/m. Un estudio de 2001 midió los niveles de mercurio en 12 sitios interiores elegidos para representar una muestra representativa de tipos de edificios, ubicaciones y edades en el área de Nueva York. Este estudio encontró concentraciones de mercurio significativamente elevadas con respecto a las concentraciones al aire libre, en un rango de 0,0065 a 0,523 μg/m. El promedio fue de 0,069 μg/m.

Los lagos o embalses artificiales pueden estar contaminados con mercurio debido a la absorción por el agua del mercurio de los árboles y el suelo sumergidos. Por ejemplo, el lago Williston en el norte de la Columbia Británica, creado por la represa del río Peace en 1968, todavía está tan contaminado con mercurio que no es recomendable consumir pescado del lago. Los suelos de permafrost han acumulado mercurio a través de la deposición atmosférica, y el deshielo del permafrost en las regiones criosféricas también es un mecanismo de liberación de mercurio en lagos, ríos y humedales.

El mercurio también ingresa al medio ambiente a través de la eliminación inadecuada (p. ej., vertederos, incineración) de ciertos productos. Los productos que contienen mercurio incluyen: autopartes, baterías, bombillas fluorescentes, productos médicos, termómetros y termostatos. Debido a problemas de salud (ver más abajo), los esfuerzos para reducir el uso de tóxicos están reduciendo o eliminando el mercurio en dichos productos. Por ejemplo, la cantidad de mercurio vendido en termostatos en los Estados Unidos disminuyó de 14,5 toneladas en 2004 a 3,9 toneladas en 2007.

La mayoría de los termómetros ahora usan alcohol pigmentado en lugar de mercurio. Los termómetros de mercurio todavía se usan ocasionalmente en el campo de la medicina porque son más precisos que los termómetros de alcohol, aunque ambos se reemplazan comúnmente por termómetros electrónicos y, con menos frecuencia, por termómetros de galinstan. Los termómetros de mercurio todavía se usan ampliamente para ciertas aplicaciones científicas debido a su mayor precisión y rango de trabajo.

Históricamente, una de las emisiones más grandes provino de la planta de Colex, una planta de separación de isótopos de litio en Oak Ridge, Tennessee. La planta operó en las décadas de 1950 y 1960. Los registros son incompletos y poco claros, pero las comisiones gubernamentales han estimado que no se han contabilizado unos dos millones de libras de mercurio.

Un desastre industrial grave fue el vertido de compuestos de mercurio de desecho en la bahía de Minamata, Japón, entre 1932 y 1968. Se estima que más de 3000 personas sufrieron diversas deformidades, síntomas graves de envenenamiento por mercurio o la muerte por lo que se conoció como enfermedad de Minamata.

La planta del tabaco absorbe y acumula fácilmente metales pesados ​​como el mercurio del suelo circundante en sus hojas. Estos son posteriormente inhalados durante el consumo de tabaco. Si bien el mercurio es un componente del humo del tabaco, los estudios en gran medida no han logrado descubrir una correlación significativa entre el tabaquismo y la absorción de Hg por parte de los humanos en comparación con fuentes como la exposición ocupacional, el consumo de pescado y los empastes dentales de amalgama.

Contaminación por sedimentos

Los sedimentos dentro de los grandes estuarios urbano-industriales actúan como un sumidero importante para la fuente puntual y la contaminación difusa de mercurio dentro de las cuencas. Un estudio de 2015 de los sedimentos costeros del estuario del Támesis midió el mercurio total en 0,01 a 12,07 mg/kg con una media de 2,10 mg/kg y una mediana de 0,85 mg/kg (n=351). Se demostró que las concentraciones más altas de mercurio ocurren en la ciudad de Londres y sus alrededores, en asociación con lodos de grano fino y un alto contenido de carbono orgánico total. La fuerte afinidad del mercurio por los sedimentos ricos en carbono también se ha observado en los sedimentos de las marismas saladas del río Mersey con una media de 2 mg/kg hasta 5 mg/kg.Estas concentraciones son mucho más altas que las que se muestran en los sedimentos de los arroyos de los ríos de las marismas saladas de Nueva Jersey y los manglares del sur de China, que muestran concentraciones bajas de mercurio de alrededor de 0,2 mg/kg.

Exposicion ocupacional

Debido a los efectos en la salud de la exposición al mercurio, los usos industriales y comerciales están regulados en muchos países. La Organización Mundial de la Salud, OSHA y NIOSH tratan el mercurio como un riesgo ocupacional y han establecido límites de exposición ocupacional específicos. Las liberaciones ambientales y la eliminación de mercurio están reguladas en los EE. UU. principalmente por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.

Pez

Los pescados y mariscos tienen una tendencia natural a concentrar mercurio en sus cuerpos, a menudo en forma de metilmercurio, un compuesto orgánico de mercurio altamente tóxico. Las especies de pescado que ocupan un lugar alto en la cadena alimentaria, como el tiburón, el pez espada, la caballa real, el atún rojo, el atún blanco y el blanquillo, contienen concentraciones más altas de mercurio que otras. Debido a que el mercurio y el metilmercurio son liposolubles, se acumulan principalmente en las vísceras, aunque también se encuentran en todo el tejido muscular. La presencia de mercurio en los músculos de los peces se puede estudiar mediante biopsias musculares no letales.El mercurio presente en los peces presa se acumula en el depredador que los consume. Dado que los peces son menos eficientes en la depuración que en la acumulación de metilmercurio, las concentraciones de metilmercurio en el tejido del pez aumentan con el tiempo. Por lo tanto, las especies que ocupan un lugar alto en la cadena alimentaria acumulan cargas corporales de mercurio que pueden ser diez veces más altas que las especies que consumen. Este proceso se llama biomagnificación. El envenenamiento por mercurio ocurrió de esta manera en Minamata, Japón, ahora llamada enfermedad de Minamata.

Productos cosméticos

Algunas cremas faciales contienen niveles peligrosos de mercurio. La mayoría contiene mercurio inorgánico comparativamente no tóxico, pero se han encontrado productos que contienen mercurio orgánico altamente tóxico.

Efectos y síntomas del envenenamiento por mercurio

Los efectos tóxicos incluyen daño al cerebro, los riñones y los pulmones. El envenenamiento por mercurio puede provocar varias enfermedades, como la acrodinia (enfermedad rosada), el síndrome de Hunter-Russell y la enfermedad de Minamata.

Los síntomas suelen incluir deterioro sensorial (visión, oído, habla), sensación alterada y falta de coordinación. El tipo y el grado de los síntomas que se presentan dependen de la toxina individual, la dosis y el método y la duración de la exposición. Los estudios de casos y controles han mostrado efectos tales como temblores, deterioro de las habilidades cognitivas y trastornos del sueño en trabajadores con exposición crónica al vapor de mercurio, incluso a bajas concentraciones en el rango de 0,7 a 42 μg/m. Un estudio ha demostrado que la exposición aguda (4 a 8 horas) a niveles calculados de mercurio elemental de 1,1 a 44 mg/m2 provocó dolor torácico, disnea, tos, hemoptisis, deterioro de la función pulmonar y evidencia de neumonitis intersticial.Se ha demostrado que la exposición aguda al vapor de mercurio produce efectos profundos en el sistema nervioso central, incluidas reacciones psicóticas caracterizadas por delirio, alucinaciones y tendencia suicida. La exposición ocupacional ha resultado en una amplia gama de alteraciones funcionales, que incluyen eretismo, irritabilidad, excitabilidad, timidez excesiva e insomnio. Con la exposición continua, se desarrolla un leve temblor que puede escalar a violentos espasmos musculares. El temblor afecta inicialmente a las manos y luego se extiende a los párpados, los labios y la lengua. La exposición a largo plazo y de bajo nivel se ha asociado con síntomas más sutiles de eretismo, que incluyen fatiga, irritabilidad, pérdida de memoria, sueños vívidos y depresión.

Tratamiento

La investigación sobre el tratamiento del envenenamiento por mercurio es limitada. Los medicamentos actualmente disponibles para el envenenamiento agudo por mercurio incluyen quelantes N-acetil-D, L-penicilamina (NAP), Anti-Lewisita británica (BAL), ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfónico (DMPS) y ácido dimercaptosuccínico (DMSA). En un pequeño estudio que incluyó a 11 trabajadores de la construcción expuestos al mercurio elemental, los pacientes fueron tratados con DMSA y NAP. La terapia de quelación con ambos fármacos resultó en la movilización de una pequeña fracción del mercurio corporal total estimado. DMSA pudo aumentar la excreción de mercurio en mayor medida que NAP.

Reglamento

Internacional

140 países acordaron en el Convenio de Minamata sobre el Mercurio del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) para evitar emisiones. La convención se firmó el 10 de octubre de 2013.

Estados Unidos

En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental se encarga de regular y gestionar la contaminación por mercurio. Varias leyes otorgan a la EPA esta autoridad, incluida la Ley de Aire Limpio, la Ley de Agua Limpia, la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos y la Ley de Agua Potable Segura. Además, la Ley de Gestión de Baterías Recargables y que Contienen Mercurio, aprobada en 1996, elimina gradualmente el uso de mercurio en las baterías y prevé la eliminación eficiente y rentable de muchos tipos de baterías usadas. América del Norte contribuyó con aproximadamente el 11% del total de las emisiones antropogénicas mundiales de mercurio en 1995.

La Ley de Aire Limpio de los Estados Unidos, aprobada en 1990, colocó al mercurio en una lista de contaminantes tóxicos que deben controlarse en la mayor medida posible. Así, las industrias que liberan altas concentraciones de mercurio al medio ambiente acordaron instalar tecnologías de control máximo alcanzable (MACT). En marzo de 2005, la EPA promulgó un reglamentoque agregó las centrales eléctricas a la lista de fuentes que deberían ser controladas e instituyó un sistema nacional de tope y comercio. Los estados tenían hasta noviembre de 2006 para imponer controles más estrictos, pero después de un desafío legal de varios estados, las regulaciones fueron anuladas por un tribunal federal de apelaciones el 8 de febrero de 2008. La regla se consideró insuficiente para proteger la salud de las personas que viven cerca del carbón. centrales eléctricas alimentadas por carbón, dados los efectos negativos documentados en el Informe de estudio de la EPA para el Congreso de 1998. Sin embargo, datos más recientes publicados en 2015 mostraron que después de la introducción de controles más estrictos, el mercurio disminuyó drásticamente, lo que indica que la Ley de Aire Limpio tuvo el impacto deseado.

La EPA anunció nuevas reglas para las centrales eléctricas de carbón el 22 de diciembre de 2011. Los hornos de cemento que queman desechos peligrosos tienen un estándar más flexible que los incineradores de desechos peligrosos estándar en los Estados Unidos y, como resultado, son una fuente desproporcionada de contaminación por mercurio..

Unión Europea

En la Unión Europea, la directiva sobre Restricción del uso de ciertas sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos (ver RoHS) prohíbe el uso de mercurio en ciertos productos eléctricos y electrónicos, y limita la cantidad de mercurio en otros productos a menos de 1000 ppm. Existen restricciones para la concentración de mercurio en empaques (el límite es de 100 ppm por suma de mercurio, plomo, cromo hexavalente y cadmio) y baterías (el límite es de 5 ppm). En julio de 2007, la Unión Europea también prohibió el uso de mercurio en dispositivos de medición no eléctricos, como termómetros y barómetros. La prohibición se aplica solo a los dispositivos nuevos y contiene exenciones para el sector de la salud y un período de gracia de dos años para los fabricantes de barómetros.

Noruega

Noruega promulgó una prohibición total del uso de mercurio en la fabricación y la importación/exportación de productos de mercurio a partir del 1 de enero de 2008. En 2002, se descubrió que varios lagos de Noruega tenían un estado deficiente de contaminación por mercurio, con un exceso de 1 μg /g de mercurio en su sedimento. En 2008, el Ministro de Desarrollo Ambiental de Noruega, Erik Solheim, dijo: "El mercurio se encuentra entre las toxinas ambientales más peligrosas. Existen alternativas satisfactorias al Hg en los productos y, por lo tanto, es apropiado inducir una prohibición".

Suecia

Los productos que contienen mercurio fueron prohibidos en Suecia en 2009.

Dinamarca

En 2008, Dinamarca también prohibió las amalgamas dentales de mercurio, excepto para los empastes de la superficie masticatoria de los molares en los dientes permanentes (adultos).