Mercure

Les caractéristiques
[ Xe ] 4 f 14 5 j 10 6 s 2 80 hg tableau périodique
Général
nom , symbole , numéro atomique	Mercure, Hg, 80
catégorie d'article	métaux de transition
groupe , période , bloc	12 , 6 , j
Regards	blanc argenté
Numero CAS	7439-97-6
Numéro CE	231-106-7
Carte d'information de l' ECHA	100.028.278
Code ATC	D08 AK05
Fraction massique de la coquille terrestre	0,4 ppm [1]
Atomique [2]
masse atomique	200.592(3) [3] et al
rayon atomique (calculé)	150 (171) h
rayon covalent	132h
Rayon de Van der Waals	155 h
configuration électronique	[ Xe ] 4 f 14 5 j 10 6 s 2
1. Énergie d'ionisation	10 . 437 504(6) eV [4] ≈ 1 007 . 07kJ / mole [ 5]
2. Énergie d'ionisation	18 . 75687(4) eV [4] ≈ 1 809 . 76 kJ/mol [5]
3. Énergie d'ionisation	34 . 49(5) eV [4] ≈ 3 325 kJ/mol [5]
4. Énergie d'ionisation	48 . 55(15) eV [4] ≈ 4 684 kJ/mol [5]
5. Énergie d'ionisation	61 . 20(20) eV [4] ≈ 5 905 kJ/mol [5]
Physique [2]
état physique	fluide
structure en cristal	trigone à T ≤ −38,9 °C [6]
densité	13,5459 g/cm3 [ 7 ] à 293,15 K
Dureté de Mohs	omis
magnétisme	diamagnétique ( χ m = −2.8 10 −5 ) [8]
point de fusion	234,32 K (−38,83 °C)
point d'ébullition	630.2K [9] (357°C)
volume molaire	(fixe) 14.09 10 −6 m 3 mol −1
enthalpie de vaporisation	58,2 kJmol −1 [9]
enthalpie de fusion	2,37 [10] kJ mol −1
la pression de vapeur	0,163 [7] Pa à 293 K
vitesse du son	1407 ms −1 à 293,15 K
La capacité thermique spécifique	140 J kg −1 K −1
quitter le travail	4.49eV [ 11]
Conductivité électrique	1,04 10 6 A V −1 m −1
conductivité thermique	8,3 W m -1 K -1
Chimique [2]
états d'oxydation	1, 2 , 4 [12]
potentiel normal	0,8535 V (Hg 2+ + 2 e − → Hg)
électronégativité	2,00 ( échelle de Pauling )
isotopes
isotope NH t 1/2 ZA ZE (M eV ) ZP 196 éd . 0,15 % Écurie 197 Éd {syn.} 64.14 heures e 0,600 197 Au 198 éd . 9,97 % Écurie 199 éd . 16,87 % Écurie 200 hg 23,1 % Écurie 201 Éd 13,18% Écurie 202 éd . 29,86  % Écurie 203 Éd {syn.} 46.612d _ β- _ 0,462 203 cuillères à café 204 éd. 6,87 % Écurie 205 éd. {syn.} 5.167 minutes β- _ 1 531 205 cuillères à café 206 éd . dans les traces 8.15 minutes β- _ 1 308 206 cuillères à café
Pour plus d'isotopes, voir Liste des isotopes
Propriétés RMN
Numéro quantique de spin I γ en rad T −1 s −1_ _ Il  ( 1 H ) f L à B = 4,7 T en MHz 199 éd . 1/2 4.846 × 10 7 0,001 17.91 201 Éd 3/2 -1.789 10 7 0,0002 6.61
consignes de sécurité
Étiquetage SGH des substances dangereuses du  règlement (CE) n° 1272/2008 (CLP) , [13] éventuellement étendu [7] Danger Phrases H et P H :330​‐​360D​‐​372​‐​410 P :201​‐​273​‐​304+340​‐​308+310 [sept]
MAC	Suisse : 0,005 ml m -3 ou 0,05 mg m -3 [14]
Données toxicologiques	0,004–1,2 mg l −1 ( CL 50 ,  poisson , 96 heures ) [7] 0,002–0,6 mg l −1 ( CL 50 ,  crustacés , 48 heures ) [7] 0,3 mg l −1 ( EC 50 ,  algues , 72 heures ) [7]
Dans la mesure du possible et de la coutume, les unités SI sont utilisées. Sauf indication contraire, les données indiquées s'appliquent dans des conditions standard .

Le mercure ( grec ancien ὑδράργυρος Hydrargyros , allemand " argent liquide " , dérivé du latin hydrar gyrum ( Hg ), ainsi nommé par Dioscoride ; latin Argentum vivum " argent vivant" , et mercurius ; anglais mercure et mercure ) est un élément chimique avec le Symbole Hg et numéro atomique 80. Bien qu'il ait une coquille fermée d , il est souvent inclus parmi les métaux de transition dénombré. Dans le tableau périodique, il appartient au 2e sous- groupe ou au 12e  groupe IUPAC , également appelé groupe zinc . C'est le seul métal et, avec le brome , le seul élément liquide dans des conditions standard . En raison de sa tension superficielle élevée, le mercure ne mouille pas son substrat inerte , mais forme des gouttelettes en forme de lentilles en raison de sa forte cohésion . Comme tout autre métal, il est électriquement conducteur.

étymologie

Ampoule avec des gouttes de mercure

Mercure signifie à l'origine "argent effronté", c'est-à-dire. H fast - cf. English quick - or moving or living silver (du vieux haut allemand  quëcsilabar, quëchsilper , moyen haut allemand  quëcsilber, këcsilber au germanique kwikw , [quick] alive') ^[15] comme traduction de l'équivalent (moyen) latin argentum vivum 'argent vivant' par ex. B. dans Pline . ^{[15] [16]}

Les alcools soufrés sont appelés mercaptans (« piégeurs de mercure ») car ils peuvent réagir avec le mercure pour former des sulfures de mercure .

histoire

Symbole de l'alchimie

Mercure est connu depuis au moins l'Antiquité. Il est mentionné dans les œuvres d' Aristote , de Théophraste d'Erésos , de Pline l'Ancien et d'autres écrivains anciens. De l'Antiquité au XXe siècle ^[17] , il a été utilisé comme médicament (en raison de sa toxicité , signalée pour la première fois par le médecin et empiriste Heracleides de Tarente ^[18] , mais avec des conséquences négatives correspondantes).

Dans les temps anciens, le mercure était obtenu en frottant le cinabre avec du vinaigre ou en chauffant le cinabre par un procédé de sublimation . Vitruve connaissait déjà l'alliage du mercure avec l'or. Celle-ci servait à dorer des objets au feu , en évaporant le mercure. Au 5ème siècle après JC, le sublimé ( chlorure de mercure (II) ), également connu sous le nom de Mercurius sublimatus (mercure « distillé » ^[19] ou Hydrargyrum bichloratum corrosivum ^[20] ) était connu comme un composé du mercure. Paracelse fut le premier médecin qui précipita(À propos de Mercurius praecipitatus , précipité de mercure blanc ^[21] ) et des sels basiques de mercure et les utilisait comme médicaments. À partir du XVIe siècle, le mercure est devenu économiquement important car il était nécessaire pour extraire l'argent des minerais d'argent via la formation d'amalgames .

Le mercure était utilisé en médecine dès l'Antiquité et au Moyen Âge. ^{[22] [23]}

A la fin du XIXe siècle, le mercure était considéré comme un médicament adapté aux maladies féminines , c'est pourquoi il était parfois administré en quantités toxiques.

De la fin du XVe au début du XXe siècle, les préparations à base de mercure telles que la pommade au mercure gris ou l'asurol ^{[24] [25]} ont été largement utilisées dans le traitement de la syphilis (plus récemment également en association avec des composés d'arsenic tels que l'arsphénamine ; voir aussi chimie biométallo -organique ). ^{[26] [27]} Pour une cure de mercure ^[28] , le mercure était généralement appliqué sur la peau, injecté ^[29]ou parfois même inhalé, avec des symptômes d'empoisonnement survenant dans de nombreux cas. La syphilis était considérée comme une maladie nationale et des allusions aux symptômes de la syphilis et à l' empoisonnement au mercure associé peuvent être trouvées dans de nombreuses œuvres littéraires de l'époque.

Le mercure métallique a été utilisé pour traiter les obstructions intestinales au cours de la même période . Le patient a ingéré plusieurs kilogrammes de mercure métallique par voie orale afin de surmonter l'obstacle dans l'intestin. S'il survivait au traitement, le métal quitterait naturellement son corps sans autre symptôme de toxicité. ^[30]

Autrefois, le chlorure de mercure(I) était utilisé en externe, par exemple contre les callosités ou les verrues génitales, ainsi qu'en interne et jusque dans les années 1990 comme spermicide sous forme de suppositoires vaginaux pour la contraception . Dans le passé, presque toutes les préparations Merfen , y compris les pastilles, contenaient le phénylmercuriborate , un composé organique du mercure, dont l'efficacité a été découverte vers 1951, en tant qu'ingrédient actif , alors qu'elles sont toutes sans mercure aujourd'hui. La merbromine avait également un effet antiseptique dans Mercurochrom , qui n'a été approuvé que jusqu'en 2003 .

Le phénomène de supraconductivité a été découvert pour la première fois en 1911 par le physicien hollandais Heike Kamerlingh Onnes . ^[31] En dessous de 4,183 Kelvin (−268,967 °C) la résistance électrique disparaît complètement. La proximité du point d'ébullition de l'hélium a contribué à la découverte, mais est purement fortuite.

Dans la Grèce antique, le mercure symbolisait à la fois le dieu Hermès et la planète associée . Cela a ensuite été adopté par les Romains et les alchimistes pour le dieu assimilé Mercurius . Par conséquent, en latin Mercurius et en anglais, le mercure est à la fois la désignation du vif-argent et celle de la planète et du dieu. Comme nom alternatif pour le métal, le vif -argent est également utilisé en anglais.

Le mercure était utilisé (comme Mercurius philosophorum ^{[32] [33]} ) en alchimie pour raffiner les métaux. L'argent était censé être produit à partir de cuivre en ajoutant du mercure. On s'est également efforcé de solidifier le mercure, la fixatio mercurii , par exemple (décrite par Hans Kluge au XVe siècle) par traitement physico-chimique d'un mélange de mercure avec du vitriol de cuivre, auquel d'autres additifs comme la crème de tartre, le salpêtre et de la poudre de verre ont été ajoutés. ^[34]

En alchimie, la solidification ou la fixation du mercure était également appelée "tuer" (latin argentum vivum ou mercurius ) lorsqu'il était transformé d'un état liquide (volatil) en un état solide (solidifié) (puis mercurius coagulatus ) dans le cadre de la " fusion ". appelé), et aurait ainsi été converti en argent ("mort") (latin argentum ). ^[35]

Pour les alchimistes médiévaux, les trois éléments de base étaient le mercure, le soufre et le sel . La licorne symbolisait le mercure.

Se produire

Perle de mercure sur cinabarite

Il existe des gisements de mercure en Serbie , en Italie , en Chine , en Algérie , en Russie et en Espagne , entre autres . On le trouve principalement sous forme de minéral sous forme de cinabre (HgS) dans les zones d'ancienne activité volcanique. Le mercure se présente aussi plus rarement sous forme solide . Les plus grands gisements de cinabre sur terre sont situés près de la ville espagnole d ' Almadén . L'exploitation minière a cessé en 2003 et la mine Almadén a été convertie en mine visiteur. ^[36] Des minéraux mercuriels beaucoup plus rares sontMontroydite (HgO), Paraschachnerite , Schachnerite , Eugenite , Luanheit et Moschellandsbergite (toutes AgHg). Un autre minéral est la Belendorffite (CuHg). Le mercure est également un composant accessoire du lignite et de la houille .

De grandes quantités de mercure sont également liées à la biomasse gelée du pergélisol de l'hémisphère nord . Environ deux fois plus de mercure y est stocké que dans tous les autres sols, atmosphère et océans réunis. Si le pergélisol dégèle plus rapidement, comme prévu par le réchauffement climatique anthropique , des processus de biodégradation s'installeraient, libérant potentiellement du mercure dans l'environnement, où il pourrait nuire, entre autres, aux écosystèmes arctiques, à la vie aquatique dans les océans et à la santé humaine. ^[37]

Le mercure est traditionnellement commercialisé dans des barils métalliques de 76 livres ( 34,473 kg) et coté à la Bourse des marchandises dans l' unité FL = flacon.

En raison de la longue durée de vie atmosphérique du mercure élémentaire de plusieurs mois à un an, les émissions dans l'air conduisent à une concentration atmosphérique médiane relativement constante de 1,2 à 1,8 ng/m ³ dans l' hémisphère nord et autour de l' atmosphère terrestre ³ dans l' hémisphère sud . ^[38]

Le mercure comme minéral

Même si le mercure est liquide dans des conditions normales , il est traditionnellement compté parmi les minéraux ^[39] car, comme la glace , il peut se présenter aux températures appropriées sous forme de solide naturel avec une composition définie qui a été créée par des processus géologiques (par exemple, le pergélisol sol). Cela correspond également aux conditions générales de l' Association minéralogique internationale (IMA) pour la reconnaissance de types de minéraux indépendants. ^[40]

Selon la classification des minéraux selon Strunz (9e édition) , le mercure est répertorié sous le numéro de système 1.AA.05 (Eléments - Métaux et composés intermétalliques - Famille des amalgames de mercure) ^[41] ou dans la 8e édition obsolète sous I/ A.02 ( série des amalgames au mercure ). La classification des minéraux selon Dana , qui est principalement utilisée dans les pays anglophones , répertorie l'élément minéral sous le système no. 01.01.07 (groupe sans nom au sein de la subdivision Eléments : Eléments métalliques autres que le groupe du platine ). ^[42]

acquisition et présentation

Le mercure pur est obtenu en faisant réagir le minerai de mercure cinabre (HgS) avec de l'oxygène (procédé de torréfaction) . Les produits de la réaction sont du mercure élémentaire et du dioxyde de soufre : ^[43]

${\displaystyle \mathrm {{}HgS\ +O_{2}\longrightarrow {}Hg+SO_{2}} }$

À l'échelle mondiale, environ un million de tonnes de mercure métallique ont été extraites du cinabre et d'autres minerais au cours des cinq derniers siècles. Environ la moitié de cela était avant 1925 (à partir de 2000). ^[44]

Actuellement, en 2020, seulement environ 2 490 t de mercure par an sont extraites, la Chine représentant à elle seule 2 200 t (88,3 %). Après la fermeture de la mine d'Almaden en Espagne en 2003, seule la Norvège produit encore de petites quantités de mercure en Europe. Cependant, de plus grandes quantités sont disponibles à partir du recyclage des déchets contenant du mercure. L'Agence américaine de protection de l' environnement EPApar exemple, a enregistré une production de mercure aux États-Unis de 45 t en 2018, dont 16 t ont été consommées au niveau national. Le plus grand domaine d'application était l'amalgame dentaire (43%), suivi des relais, interrupteurs, capteurs et vannes (41%), éclairage et lampes (8%), tampons, catalyseurs, solutions et vaccins (7%), batteries et autres usages (1er %). De plus grandes quantités de mercure sont également nécessaires dans l'électrolyse chlore-alcali. Depuis le 1er janvier 2013, l'exportation de mercure élémentaire depuis les États-Unis est interdite. Le 1er janvier 2020, 5 autres composés de mercure ont été inclus dans l'interdiction d'exportation. ^[45]

Le tableau suivant donne un aperçu des quantités mondialement extraites :

Débits et réserves

pays	Débit (en t)
	2019 [46]	2020 [45]
Argentine Argentine	50	0
République populaire de Chine les gens de la République de Chine	3 600	2 200
Kirgisistan Kirghizistan	15	15
Mexiko Mexique (volume d'exportation)	63	40
Norwegen Norvège	20	20
Peru Pérou (quantité d'exportation)	40	30
Tadschikistan Tadjikistan	100	178
Vereinte NationenAutres pays	12	11
Somme (arrondie)	3 900	2 490

Les caractéristiques

mercure à température ambiante

Le mercure est un métal lourd liquide blanc argenté . Il est parfois encore compté parmi les métaux précieux , mais il est beaucoup plus réactif que les métaux précieux classiques (ex : platine , or ) qui sont dans la même période. Il forme des alliages avec de nombreux métaux, appelés amalgames . Le mercure est un mauvais conducteur d'électricité par rapport aux autres métaux. En dehors des gaz nobles, c'est le seul élément monoatomique en phase gazeuse à température ambiante. ^[47]

Avec une densité de 13,5 g/cm ³ (haute pureté 13,545808 g/cm ³ à 293,15 K et 0 Pa ^[48] ), le mercure est environ 13,5 fois plus dense que l'eau , de sorte que selon le principe d'Archimède , sa capacité de charge est également 13,5 fois ; ainsi un cube de fer (densité 7,9 g/cm ³ ) flotte également dans le mercure. Des simulations de Monte Carlo récemment réalisées montrent que la densité du mercure est également sujette à des effets relativistes. Des calculs non relativistes suggéreraient une densité de 16,1 g/cm ³ . ^[49]

conductivité

La liaison métallique dans le mercure se produit par le biais d'électrons délocalisés. Ces électrons occupent des niveaux d'énergie spécifiques et discrets dans des bandes créées par l'élargissement des états atomiques par interaction. Aucune structure périodique n'existe dans les métaux liquides tels que le mercure . Par conséquent, la quasi -impulsion n'est pas un bon nombre quantique et la configuration de bande électronique ne peut pas être représentée dans la zone de Brillouin , comme cela est habituel pour les métaux solides. Cependant, en raison du principe de Pauli , les électrons remplissent progressivement les états d'énergie, seule la bande de conductionreste incomplètement occupé. Les électrons de cette bande sont délocalisés et forment le gaz d'électrons . La conductivité électrique peut aussi s'expliquer classiquement par ces électrons. ^[50]

États physiques

Le mercure est liquide à température ambiante. Cela est dû aux propriétés des liaisons entre les atomes de mercure. Tout d'abord, le mercure a une configuration électronique très particulière. En tant qu'élément du 12e groupe du tableau périodique , les atomes de mercure ont complètement rempli les orbitales atomiques s et d , ce qui signifie une constellation très stable et énergétiquement favorable. Par conséquent, la bande de conduction est vide. Dans les homologues plus légers zinc et cadmium, qui appartiennent au même groupe PSE que le mercure mais sont solides à température ambiante, la différence énergétique entre la bande de valence et la bande de conduction est si petite que les électrons peuvent facilement sauter de la bande de valence à la bande de conduction, formant ainsi une liaison métallique .

La particularité du mercure réside dans l'orbite 4f, qui est complètement remplie de 14 électrons. Du fait de la contraction des lanthanides et de l' effet relativiste , il y a une augmentation de masse et un blindage moins efficace de la charge nucléaire. Ce n'est que récemment que des simulations de Monte Carlo ont pu être utilisées pour prouver que l'anomalie du point de fusion du mercure est en fait due à des effets relativistes. Sans effets relativistes, on s'attendrait à un point de fusion supérieur de 105 K à celui observé expérimentalement. ^[49]

Cela rapproche les orbitales occupées du noyau, tout comme la bande de valence du mercure. Cependant, les orbitales inoccupées telles que la bande de conduction ne sont pas décalées vers le noyau, ce qui conduit à une différence d'énergie particulièrement importante entre les bandes de valence et de conduction, nettement plus faible dans le zinc et le cadmium. Pratiquement aucun électron ne peut quitter la bande de valence et atteindre la bande de conduction, ce qui rend la liaison métallique exceptionnellement faible. Cela explique également la volatilité et la mauvaise conductivité du mercure, ce qui est inhabituel pour les métaux.

Le point de fusion de -38,836 °C rapporté pour le mercure était basé sur l'IPTS-68 (l'échelle internationale de température pratique de 1968). Après que les valeurs ITS-90 aient remplacé l'IPTS-68, les points de fusion et d'ébullition ont dû être ajustés. Selon l'ITS-90, le point triple du mercure est de -38,8344 °C (un des points fixes pour la définition de l'ITS-90 ^[51] ) lorsque la pression est d'environ 10 ^-3  Pa. Avec la correction pour la pression normale, le point de fusion à 0,101325 MPa est de -38,8290 °C. ^[52]

Avec l'augmentation de la pression, le point de fusion augmente. ^[53] La dépendance à la pression du point de fusion a été déterminée en utilisant de petits échantillons avec 4,8 + 0,2 mK bar ^-1 . ^[54] D'autres variables importantes dans la transition entre les états d'agrégation sont la température d'ébullition dans des conditions standard de 356,6183 ° C, le point triple à -38,8344 ° C ^[55] et 0,000165 Pa, et le point critique à 1764 ± 1 K et 167 ± 3 MPa. ^[48] ​​Cependant, les impuretés modifient toutes les températures de transition de phase.

isotopes

Un total de 34  isotopes et 9  isomères nucléaires avec des nombres de masse de 175 à 208 sont connus pour le mercure. Sept de ces isotopes sont stables (avec des nombres de masse 196, 198, 199, 200, 201, 202 et 204). Parmi les isotopes radioactifs, seul le ¹⁹⁴ Hg a une demi-vie relativement longue de 444 ans (520 ans selon des informations plus récentes) ^{[56] .} Les autres isotopes et isomères nucléaires n'ont que des demi-vies comprises entre 1,1 milliseconde et 46,612 jours.

Voir aussi: Liste des isotopes du mercure

utilisation

thermomètre

Par rapport à d'autres liquides, la dilatation thermique du mercure est presque inférieure d'un ordre de grandeur, mais présente une erreur de linéarité d'environ 2 % seulement dans la plage comprise entre 0 °C et 180 °C :

${\displaystyle V(\theta )=V_{0}\left(1+1{,}82\cdot 10^{-4}{\frac {\theta }{^{\circ }\mathrm {C} }}+7{,}8\cdot 10^{-9}{\frac {\theta ^{2}}{^{\circ }\mathrm {C} ^{2}}}\right).}$

De plus , le mercure ne mouille pas le verre et est facile à détecter visuellement. Il convient donc pour une utilisation dans les thermomètres à liquide et les thermomètres à contact . Cependant, il ne peut être utilisé que dans une mesure limitée comme thermomètre extérieur dans les régions très froides en raison de son point de fusion (-38,83 ° C).

Du fait de sa forte toxicité , son utilisation est aujourd'hui limitée au domaine scientifique ; Selon la plage de température, le mercure peut parfois être remplacé par des plombages colorés à base d'alcool, de pétrole, de carbonate de propylène, de pentane, de toluène, de créosote, de benzoate d'isosamyle, d'huile minérale hydrogénée ou de galinstane , et par des thermomètres électroniques.

Le premier thermomètre à mercure utilisable a été développé par Daniel Gabriel Fahrenheit vers 1720 . Un thermomètre contient en moyenne 150 mg de mercure. Dans un thermomètre médical , la quantité peut aller jusqu'à 1 g. Cela correspond à peu près à une perle d'un diamètre de 5,2 mm.

Depuis le 3 avril 2009, la mise sur le marché de nouveaux thermomètres, baromètres et tensiomètres médicaux contenant du mercure est interdite au sein de l'UE ; Les exceptions à cette règle sont les appareils de mesure à usage scientifique ou médical ainsi que les appareils anciens et usagés. ^[57]

Manomètre/baromètre

Manomètre à colonne de mercure

La conception classique d'un manomètre ("indicateur de différence de pression") est un tube en U dont les extrémités sont reliées aux deux atmosphères de pression via des conduites. À ce jour, le mercure est largement utilisé comme liquide de manomètre. Les avantages du mercure sont : haute densité, non mouillage du verre et pression de vapeur négligeable. Bien que le mercure soit incolore, il est opaque.

La conception la plus simple et la plus ancienne du baromètre est un tube de verre stable d'un diamètre intérieur d'environ 4 à 6 mm, fermé d'un côté, qui est rempli à ras bord de mercure avec l'extrémité fermée vers le bas, puis fermé avec le pouce, à l'envers et placez le pouce sous le niveau de mercure dans une large tasse à moitié pleine avant que le pouce ne libère l'ouverture qui se trouve maintenant en dessous.

La colonne de mercure dans le tube ne descend que jusqu'à ce que la force de la pression de l'air à l'extérieur du tube et le poids du mercure dans le tube soient en équilibre . A pression normale (1 atmosphère), il s'agit d'une "colonne de mercure" de 760 mm. L'ancienne spécification dans l' unité de mesure Torr pour la pression atmosphérique correspond à la hauteur de la colonne de mercure en millimètres, 1 mm de colonne de mercure correspond à 133,21  Pascal .

Changer

interrupteur à mercure

Grâce à sa conductivité électrique et sa tension superficielle très élevée (0,476 N/m à 20 °C), le mercure est idéal pour être utilisé comme matériau de contact dans les interrupteurs à mercure utilisés dans le passé . En raison des problèmes liés à l'élimination des déchets électroniques , l'utilisation de mercure dans les interrupteurs est interdite dans l'UE (directive « RoHS ») pour la plupart des domaines d'application depuis 2005. Les contacts mouillés au mercure sont encore utilisés aujourd'hui dans des applications spéciales afin d'obtenir des résistances de contact particulièrement faibles ou d'empêcher les contacts de rebondir (par exemple, les relais Hg).

Les interrupteurs inclinables au mercure fonctionnent par gravité, comme une bulle de niveau à bulle ; une goutte de mercure en mouvement dans un tube de verre courbe ou droit ouvre et ferme le contact électrique entre deux broches métalliques fondues dans le verre, selon son inclinaison. De tels interrupteurs à bascule peuvent être trouvés dans les anciennes minuteries d' éclairage d' escalier , dans les thermostats des réservoirs d' eau chaude , dans les pressostats des pompes à eau domestiques et comme protection contre les grondements dans les machines à laver . Dans les turbo-onduleurs précédemment utilisés , un jet de mercure était utilisé comme un "doigt de commutation" circulaire.

Les premiers systèmes d'écriture mobiles étaient basés sur des contacts à ressort, y compris une bande perforée solide et un bain de mercure.

lampes à vapeur de mercure

Partie visible du spectre du mercure. La ligne violette est juste visible à l'œil. Des lignes particulièrement prononcées se trouvent dans les UV invisibles suivants (à gauche).

Tube à décharge de gaz Hg

Le mercure est utilisé dans les enceintes à décharge ( lampes à vapeur de mercure ) des lampes à décharge de gaz ( lampes fluorescentes , " lampes à économie d'énergie ", tubes à cathode froide , lampes à vapeur de mercure à haute et très haute pression, lampes solaires, lampes à quartz , dites " à lumière noire ". lampes ").

amalgame

Le mercure forme spontanément des alliages avec de nombreux autres métaux , appelés amalgames . Les amalgames sont z. B. utilisé comme obturateur dentaire . Un mélangefait de mercure et de poudre de métaux tels que l'argent est pâteux et peut être pressé dans une ouverture forée dans la dent pendant un certain temps et durcit rapidement avec formation d'amalgame. Alors que le matériau dentaire rétrécit au fil des ans en raison d'attaques bactériennes et chimiques, l'amalgame a tendance à se dilater plastiquement en raison de la pression de mastication élevée en tant que métal et a pour effet secondaire d'inhiber la croissance des bactéries. Si - peut-être accidentellement, typique des emballages de chocolat - un morceau de papier d'aluminium est fermement pressé sur un amalgame pendant la mastication, un élément galvanique se forme et un courant électrique continu circule, qui est ressenti comme un stimulus métallique désagréable dans le nerf dentaire.

En mars 2017, le Parlement européen a adopté le règlement (UE) 2017/852, qui restreint considérablement l'utilisation de l'amalgame. A partir de juillet 2018, les jeunes de moins de 15 ans et les femmes enceintes et allaitantes ne seront plus autorisés à recevoir des amalgames. En principe, dès lors, des mélanges pré-dosés doivent également être utilisés afin de maintenir la teneur en mercure optimale. De plus, des séparateurs d'amalgames sont alors prescrits dans la conduite des eaux usées du cabinet. Une étude doit préciser d'ici 2020 si l'amalgame doit être totalement interdit en dentisterie d'ici 2030. Des restrictions ont également été imposées à l'utilisation industrielle du mercure. ^{[58] [59]}

Étant donné que le mercure détruit la peau d'oxyde protectrice de l'aluminium par la formation d'amalgames d'aluminium , le transport d'appareils contenant du mercure (par exemple des thermomètres cliniques) dans les avions n'est pas interdit, mais restreint conformément à la réglementation IATA sur les marchandises dangereuses (1 article / passager et obligatoire dans une housse de protection - DGR 2.3 ). Le mercure est affecté à la classe de marchandises dangereuses 8 - matières corrosives . Un effet corrosif existe en relation avec presque tous les métaux, par ex. zinc, magnésium et aluminium utilisés dans la construction aéronautique. Le mercure liquide a un effet fragilisant sur l'aluminium et les alliages d'aluminium par fragilisation du métal liquide .

désinfectants et colorants

Dans le désinfectant pour plaies Mercurochrom , l'ingrédient actif était un sel organique de mercure. La solution de mercuchrome iodée disponible aujourd'hui est une solution de povidone iodée . Merfen , un autre désinfectant, contenait autrefois du borate phénylmercurique . HgCl ₂ ( sublimé ) était autrefois utilisé comme désinfectant dans les hôpitaux. Le thimérosal est un composé organique du mercure utilisé à de très faibles concentrations comme bactéricide pour conserver les vaccins.

L'agriculture conventionnelle utilise des composés de mercure comme pansements de semences . C'est interdit en Allemagne depuis 1984. Des empoisonnements de masse se sont produits en Irak en 1971-1972 à la suite de la consommation de graines.

Le chlorure de mercure(II) était autrefois utilisé comme désinfectant et mordant, ainsi que pour la conservation du bois et des cadavres.

électrolyse

En quantité, le mercure a joué un rôle majeur dans la production de soude caustique et de chlore par électrolyse chlore-alcali selon le procédé de l'amalgame . Lors de l' électrolyse , le sodium métallique réduit est transféré dans une cellule séparée, le décomposeur, sous forme d'amalgame, un alliage sodium-mercure, pour éviter la formation de chlore explosif gaz détonant et de l'indésirable monooxochlorate de sodium (hypochlorite de sodium) dans la cellule d'électrolyse. Actuellement, une grande partie des installations allemandes et européennes travaillant avec le procédé d'amalgame sont en cours de conversion vers des procédés alternatifs sans mercure (procédés à membrane) afin de réduire les émissions de mercure.

orpaillage

Dans un processus d'extraction de l'or, le mercure est utilisé pour dissoudre la fine poussière d'or , créant un amalgame d'or (voir amalgamation ). Comme le mercure devient liquide à basse température, il forme des alliages qui fondent particulièrement facilement. Lors du lavage et du recuit ultérieur pour récupérer l'or pur, le mercure s'échappe dans l'environnement. C'est la principale raison du niveau élevé de pollution de l'environnement associé à ce type d'extraction d'or (voir Émissions environnementales ci-dessous ). Des alternatives au processus d'amalgame devraient être promues. ^[60] Aussi l'or des ducats d'or fluviaux allemands frappés du 17e au 19e sièclea été extraite ou purifiée par amalgamation afin de la fondre.

Dans le passé, l' argent était également extrait de cette manière dans les montagnes du Harz , entre autres.

art

Des fleuves de mercure auraient existé dans la tombe du premier empereur chinois , Qin Shihuangdi . Le sol de la région a fait l'objet d'un examen scientifique et s'est avéré avoir un niveau anormalement élevé de mercure. Cependant, cela seul n'est pas une preuve de l'exactitude de la légende. ^[61]

Des archéologues mexicains ont trouvé du mercure liquide sous la pyramide du temple de Quetzalcoatl à Teotihuacán . Les chercheurs soupçonnent qu'il s'agit de la représentation rituelle de la rivière souterraine des Mayas - comparable à l'ancien Styx grec. ^[62]

L'artiste américain Alexander Calder a construit une fontaine de mercure en 1937 pour commémorer les personnes tuées dans l'extraction du mercure. Vers l'an 1000, dans les palais des califes de Cordoue ( Medina az-Zahra ), du Caire et de Bagdad , il y avait des bassins remplis de mercure, servant à jouer avec les jeux de lumière, ainsi que des bassins de mercure créés dans de grandes coquilles de porphyre ( 50 coudées dans le carré, soit environ 26 m × 26 m).

Dans les métiers d'art, la dorure au feu a longtemps été courante (ormolu pour la dorure du bronze au XVIIIe siècle, jusqu'à son interdiction en France vers 1830 en raison des risques pour la santé des artisans). ^[63] Ici, comme dans l'extraction de l'or, la légère formation d'amalgames et la séparation thermique de l'or et du mercure ont été exploitées. Cette méthode peut également être utilisée pour dorer des feuilles de cuivre, qui étaient utilisées, par exemple, sur les dômes de la cathédrale Saint-Isaac à Saint-Pétersbourg au XIXe siècle.

Autres applications

Le redresseur à vapeur de mercure émet de la lumière lorsqu'il est en fonctionnement

• Le métal est utilisé dans les piles boutons à l' oxyde de mercure et au zinc . Cependant, il n'y a plus qu'un seul producteur à Taïwan ; l'importation dans l'UE n'est plus autorisée.
• En 1886, le mercure était également largement utilisé dans la fabrication de miroirs domestiques. Le mercure a été appliqué sur une fine feuille d'étain. L'amalgame d'étain qui se forme au cours du processus forme la couche réfléchissante qui, contrairement aux miroirs en nitrate d'argent couramment utilisés aujourd'hui, a un degré de réflexion nettement moins favorable. Étant donné que l'amalgame d'étain se corrode après quelques années ou se détache de la plaque de support en verre et que des quantités considérables de vapeur de mercure sont libérées dans l'air ambiant, la production en Allemagne a été interdite dès 1886. Seule la restauration de miroirs historiques dans les musées est encore pratiquée aujourd'hui dans des cas exceptionnels. ^[64]
• Il était également autrefois utilisé dans certains tubes électroniques tels que les redresseurs à vapeur de mercure , les ignitrons , les excitrons et les thyratrons .
• En astronomie , le mercure est utilisé pour construire des télescopes relativement bon marché avec une grande surface de miroir (voir miroir liquide ) : le mercure est versé dans un porte-miroir à coussin d'air en forme de plaque, qui est ensuite mis en rotation. Du fait de la rotation, le mercure se répartit en une fine couche sur toute la surface du miroir et forme un miroir parabolique presque parfait . Un inconvénient de ces télescopes est qu'ils ne peuvent regarder que verticalement vers le haut ( zénith ), car ce n'est qu'alors, en raison de la gravité , qu'un paraboloïde de rotation approprié apparaît. Sans rotation du miroir, les miroirs au mercure étaient utilisés en métrologieutilisé comme étalon de planéité . ^[65]
• La propriété du mercure de se comporter comme un liquide non mouillant (exceptions : amalgames tels que le cuivre, l'argent, l'or, l'aluminium) est à la base de la porosimétrie au mercure . Ici, le mercure est pressé sous pression (0 à 4000 bars) dans des pores de différentes tailles. La pression appliquée et la quantité de mercure requise peuvent être utilisées pour faire des déclarations sur la nature, la forme, la distribution et la taille des pores et des cavités. Cette méthode est utilisée, entre autres, en minéralogie, en pharmacie et dans les sciences céramiques.
• Autrefois, les sels de mercure étaient utilisés par les modistes, notamment pour confectionner les chapeaux à ricin en peau de castor , très en vogue au XVIIIe siècle . L'expression anglaise « mad as a hatter » (en allemand : « mad as a hatter ») (voir aussi Hatter 's Syndrome ) remonte probablement à l'application. Il a également été popularisé par le personnage du Chapelier fou dans Alice au pays des merveilles de Lewis Carroll .
• Dans le passé, le mercure était utilisé avec l'eau comme fluide de travail dans les centrales à vapeur . La vapeur du métal atteint une température de 500 °C à une pression de 10  bars . Malgré ses avantages thermodynamiques , le procédé n'a pas été accepté en raison de la toxicité du métal.
• Les premiers réacteurs nucléaires de type surgénérateur rapide étaient refroidis au mercure (par exemple, le réacteur Clementine à Los Alamos/USA 1946-1952 ^[66] et des réacteurs similaires en Union soviétique). Cependant, en raison de problèmes de corrosion majeurs et de la difficulté de manipuler le mercure toxique, le sodium liquide a rapidement été utilisé. Alors que le réacteur Clementine a été déclassé en 1970, les réacteurs russes refroidis au mercure, qui ont été déclassés il y a plus de 50 ans, ne l'ont pas encore fait.
• On sait depuis un certain nombre d'années qu'à partir de 1955 environ, du mercure bouillant a été utilisé aux États-Unis dans le cadre du projet militaire HERMEX pour séparer le plutonium de qualité militaire des éléments combustibles usés des réacteurs. ^[67] Plus de 1 000 tonnes de mercure contenant du plutonium provenant de ce projet HERMEX désaffecté sont toujours stockées au Laboratoire national d'Oak Ridge .
• Toujours au laboratoire national d'Oak Ridge, un vaste projet visant à obtenir du tritium pour des bombes à hydrogène utilisant environ 11 000 tonnes de mercure a été réalisé en 1950-1963. Environ 3 % du mercure s'est échappé dans l'environnement. ^[68]
• Le mercure est (ou était principalement utilisé dans le passé) comme fluide de travail dans les pompes à diffusion pour générer un vide poussé sans huile .
• La vapeur de mercure a été utilisée pour développer l'image dans le daguerréotype , le premier procédé photographique pratique . La photo résultante consistait en un dépôt de mercure sur une plaque de cuivre argentée .
• Le médecin Anton Nuck a introduit l'injection de mercure dans les pièces anatomiques à la fin du XVIIe siècle . ^[69]
• Le mercure est utilisé comme cible pour générer des neutrons dans des sources de spallation à haute puissance , par ex. B. SNS/États-Unis ou JSNS/Japon. Environ 20 tonnes de mercure sont bombardées avec un faisceau de protons d'une énergie de particules d'environ 1  GeV . Cela brise les noyaux atomiques de mercure et environ 20 neutrons sont libérés pour chaque proton irradié. La source de spallation européenne prévue ESS à Lund (Suède) ne devrait pas utiliser de mercure.
• À partir de 1892 environ, les systèmes de lentilles de quelques phares étaient montés en rotation sur un système de flottaison au mercure : la sous-structure optique flottait presque sans frottement dans une cuve solide, ronde en forme de U remplie de mercure jusqu'au milieu. Lorsqu'il était correctement conçu, le système était capable de supporter de manière fiable des lentilles pesant plusieurs tonnes. Pour éviter que les gardiens de phare ne soient blessés par les vapeurs de mercure, une couche d'huile a été versée sur le mercure. ^[70]
• Un système presque identique - bien que beaucoup plus petit - a été imaginé dans les années 1980 pour monter un plateau tournant volontairement lourd d'un plateau tournant presque sans frottement et en même temps le faire tourner sans bruit. Il est resté avec un prototype; la production en série n'était pas incluse. Une réplique était fortement déconseillée, en référence à la toxicité du mercure. ^[71]

Refus d'application et de récupération

Le protocole d'Aarhus sur les métaux lourds à la convention de la CEE -ONU de 1979 sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance est entré en vigueur en 2003 et vise à réduire les émissions de plomb , de cadmium et de mercure. ^[72]

Du 9 octobre (Journée de la pharmacie) au 25 octobre 2007, lors d'une campagne menée par le ministère de la Vie et la Chambre des pharmaciens en Autriche, un million de thermomètres cliniques à mercure ont été collectés auprès des ménages privés via les pharmacies et transportés dans un souterrain installation de stockage en Allemagne par des grossistes pharmaceutiques et la société d'élimination Saubermacher. Cette quantité correspond à une tonne de mercure. En guise d'incitation, il y avait un thermomètre médical numérique (d'une valeur d'environ 1 €) pour chaque personne renvoyée. ^[73] Les initiateurs n'attendaient que 50 000 thermomètres et devaient livrer 200 000 thermomètres numériques. ^[74]

En 2009, la Suède a décidé d'interdire complètement l'utilisation du mercure. L'interdiction signifie que l'utilisation d'amalgames dans les obturations dentaires prendra fin et que les produits contenant du mercure ne pourront plus être commercialisés en Suède. Selon le ministère suédois de l'environnement, l'interdiction "est un signal fort pour les autres pays et la contribution de la Suède aux objectifs de l'UE et de l'ONU visant à réduire l'utilisation et les émissions de mercure " ^. Norvège. ^[76] Une conférence des Nations Unies sur ce sujet s'est également tenue à Stockholm en 2010. ^[77]En Suisse, les quantités de mercure importées ont fortement chuté après 2008, passant de plus de 3 000 kg à environ 600 kg par an sur la période 2009-2013, puis à 70 kg en 2016. Le mercure destiné aux produits dentaires se taille la part du lion. ^[72] La "Stratégie commune pour le mercure" de l'UE du 28 janvier 2005 vise à réduire les émissions, l'offre et la demande de mercure. Les montants existants doivent être gérés, les personnes protégées contre l'exposition , la compréhension créée et les mesures promues. ^[78] La directive de l'UE de septembre 2006 a limité la teneur en mercure des piles et batteries rechargeables à 0,0005 % en poids (piles bouton cependant 2 %). ^{[79] [80]}

Le règlement CE sur l'interdiction d'exportation de mercure et de certains composés et sur le stockage sûr du mercure du 22 octobre 2008 interdit l'exportation de mercure et de substances contenant du mercure depuis l'UE depuis le 15 mars 2011 - avec des exceptions. À compter de la même date, le mercure, qui est progressivement éliminé principalement dans l'industrie du chlore-alcali grâce à la conversion des procédés, doit être traité comme un déchet dangereux et stocké et surveillé dans des zones souterraines de haute sécurité telles que des mines de sel abandonnées. ^{[81] [82]} L'Europe a été le principal producteur de mercure dans le monde. Le stock de mercure, notamment dans l'électrolyse chlore-alcali concentrée en Allemagne, est d'environ 1000 t.

La production mondiale de mercure a diminué de 3 000 t/a depuis son maximum en 1970 avec 10 000 t/a jusqu'en 1992. ^[83]

Depuis 2001, les Nations Unies ont inscrit le mercure sur la liste des substances réglementées de la pollution de l'environnement mondial dans son Conseil d'administration du Programme des Nations Unies pour l'environnement . ^[84]

Dix ans après que la Suisse et la Norvège ont lancé le processus, 140 pays ont signé la Convention de Minamata après de longues négociations le 19 janvier 2013 à Genève , le premier accord contraignant pour restreindre l'extraction et réduire les émissions de mercure. La convention réglemente la production, l'utilisation et le stockage du mercure et la manipulation des déchets contenant du Hg ; son respect est contrôlé par une commission consultative. La construction de nouvelles mines n'est pas autorisée, les mines existantes doivent être fermées dans les 15 ans, de sorte que le mercure ne sera alors disponible qu'à partir du recyclage. L'activité humaine a doublé la concentration de mercure dans les 100 premiers mètres de l'océan au cours des 100 dernières années, selon un rapport de l'ONU. ^[85]

disposition

Le mercure renversé peut être ramassé avec des pinces à mercure spéciales ou en ramassant ensemble deux feuilles de papier convenablement indentées. Les petits résidus peuvent être amalgamés avec une plaque de zinc ou de la poudre de zinc, ou convertis en sulfure avec du soufre, puis balayés pour se solidifier. Les déchets de mercure doivent être collectés en tant que déchets dangereux et éliminés spécialement.

Dans la pratique de laboratoire, il convient d'éviter que le mercure ne s'écoule dans les fissures du sol, d'où il serait rejeté dans l'environnement par évaporation au fil des ans.

liens

Les composés inorganiques du mercure sont formés en les combinant avec des éléments autres que le carbone, tels que le chlore, le soufre ou l'oxygène. Ils peuvent contenir du mercure à l'état d'oxydation I (Hg ₂ ⁺⁺ ) ou II (Hg ²⁺ ). Les composés inorganiques du mercure ont été et sont utilisés dans une gamme extraordinairement large de produits médicaux et cosmétiques. Les composés organiques du mercure sont un sous-groupe de composés organométalliques, dans lequel le mercure est directement lié à un résidu ou composé organique. Ils contiennent, entre autres, des groupes alkyle et phényle en tant que radicaux organiques. Les composés de phénylmercure sont principalement utilisés comme conservateurs en médecine. ^[86]

Ici, soit le mercure (I) (également le dimercure (I)) soit les composés du mercure (II) sont importants :

• diméthylmercure
• Acétate de mercure(II)
• Chlorure d'amide de mercure(II) (D0602Z)
• Chlorure de mercure(I) ( Calomel minéral )
• Chlorure de mercure(II) (sublimé)
• Fulminate de mercure(II) ( fulminate de mercure )
• Iodure de mercure(II) ( réaction de Nessler )
• Nitrate de mercure(II)
• oxyde de mercure(II)
• Sulfure de mercure(II) ( cinnabarite minérale , cinabre)

analytique

Réactions de détection inorganiques classiques

échantillon d'amalgame

échantillon d'amalgame

Les sels de mercure peuvent être détectés à l'aide de l' échantillon d'amalgame . La solution d'acide chlorhydrique est placée sur une feuille de cuivre et il reste une tache d'amalgame solide et argentée. Les ions argent peuvent interférer avec la détection et sont donc précipités sous forme d'AgCl.

${\displaystyle \mathrm {Hg^{2\operatorname {+} }+Cu\longrightarrow Hg+Cu^{2\operatorname {+} }} }$

échantillon de tube incandescent

Une autre preuve du mercure est le test du tube incandescent. La substance à analyser est mélangée avec environ la même quantité de carbonate de sodium (soude) et enflammée dans la hotte. Le mercure élémentaire se sépare sous la forme d'un miroir métallique sur la paroi du tube à essai .

Preuve qualitative dans le processus de séparation

Dans le processus de séparation qualitative, le mercure peut être détecté à la fois dans le groupe HCl et dans le groupe H ₂ S. Après l'ajout de HCl, il se forme du calomel, Hg ₂ Cl ₂ , qui, après l'ajout d'une solution d'ammoniaque, réagit pour former du mercure finement divisé et de l'amidochlorure de mercure(II). Après introduction de H ₂ S, le mercure divalent précipite sous forme de cinabre noir, HgS, et peut être détecté à partir de l'échantillon d'amalgame.

Analyse instrumentale du mercure

Un certain nombre de méthodes sont disponibles pour l'analyse des traces de mercure et de ses dérivés organiques. Cependant, des méthodes nouvelles ou améliorées sont constamment présentées dans la littérature. Un problème qui ne doit pas être sous-estimé est le traitement des échantillons.

Spectrométrie d'absorption atomique (AAS)

Parmi les différentes techniques AAS , les techniques du tube de quartz et du tube de graphite donnent les meilleurs résultats pour les composés de mercure inorganiques et organométalliques. Une cuvette en quartz est chauffée électriquement à plus de 900 °C et l'échantillon est atomisé. L'absorption est ensuite mesurée à 253,7 nm. Une limite de détection pour le CH ₃ HgCl de 100 µg/L est donnée à titre d'exemple. ^[87]Une autre technique populaire pour détecter le mercure élémentaire ou les organyles de mercure est la génération de vapeur froide en conjonction avec l'AAS. A de très faibles concentrations, les espèces d'analytes volatiles s'enrichissent initialement avec la formation d'amalgames sur des surfaces d'or ou d'argent placées dans une cuvette en graphite. Ensuite, il est atomisé à 1400 °C et l'absorption est mesurée. De cette manière, une limite de détection de 0,03 ng a été atteinte. ^{[88] [89]}

Spectrométrie d'émission atomique (AES)

Dans l' AES , le plasma induit par micro-ondes (MIP) et le plasma à couplage inductif (ICP) ont fait leurs preuves pour l'atomisation. Avec cette méthode également, la détection a lieu à 253,65 nm et 247,85 nm. Avec l'aide de MIP-AES, des limites de détection absolues de 4,4 ng/g d'échantillon ont été trouvées. L'ICP-AES a une limite de détection de 20 à 50 ng/mL. ^{[90] [91] [92]}

Spectrométrie de masse (MS)

Mercure a un total de sept isotopes stables d'abondance variable. Pour la spectrométrie de masse, cependant, seuls le ²⁰¹ Hg (13,22 %) et le ²⁰² Hg (29,80 %) sont souvent pertinents. Avec l'aide de l'ICP-MS, les composés inorganiques du mercure et les organyles du mercure tels que le méthylmercure, CH ₃ Hg, peuvent être déterminés avec des limites de détection allant jusqu'à 2,6 ng/g. ^{[90] [91]}

Analyse par activation neutronique (NAA)

Le NAA est basé sur la réaction nucléaire ^A Hg(n,γ) ^A+1 Hg (irradiation du mercure par des neutrons). Cela crée des nucléides de mercure radioactifs . L'intensité du rayonnement gamma caractéristique résultant est déterminée à l'aide d'un détecteur au germanium de haute pureté . Il est proportionnel au nombre de noyaux activés présents et des relevés quantitatifs peuvent être faits grâce à un étalonnage interne. ^{Le 197m} Hg avec une demi-vie de 2,7 jours à 77,3 keV est souvent détecté. ^[91]

voltamétrie

La voltamétrie par décapage anodique (ASV) est la mieux adaptée à la détermination électrochimique des traces de Hg. La mesure voltamétrique est précédée d'une période d'accumulation réductrice sur l'électrode de mesure en or. La détermination proprement dite suit en mesurant le courant d'oxydation tout en balayant une fenêtre de tension de 0 V à 600 mV. La hauteur du pic d'oxydation à 500 mV est en corrélation avec la quantité de mercure présente. Les limites de détection de 12 pM (2,4 ng/l) de mercure dans l'eau de mer ont été atteintes après un temps d'enrichissement de 2 minutes. ^[93] La voltamétrie inverse sur des électrodes en or, en platine ou en carbone peut également être utilisée. ^[94]

Analyses automatisées

Des analyseurs automatisés sont désormais disponibles pour l'analyse de routine du mercure. Ils sont généralement basés sur le principe de la décomposition thermique suivie d'une fusion et d'une mesure ultérieure de l'absorption atomique (voir AAS). Avec de tels dispositifs d'analyse, des échantillons solides et liquides peuvent être analysés pour leur teneur en mercure en quelques minutes. Ces dispositifs disponibles dans le commerce sont très sensibles et répondent aux exigences des normes nationales d'assurance qualité telles que la méthode US EPA 7473 et la méthode ASTM D-6722-01.

émissions environnementales

Pourcentage des sources anthropiques d'émissions de mercure dans le monde en 2010 ^[95]

Sources d'émissions atmosphériques de mercure Allemagne (Agence fédérale de l'environnement) ^[96]

Les activités humaines libèrent de grandes quantités de mercure. On estime qu'environ 2 500 tonnes sont rejetées dans l'atmosphère sous forme de mercure gazeux chaque année par les émissions anthropiques , ainsi que des quantités importantes dans le sol et l'eau. La part anthropique des émissions totales est estimée à environ 30 %. ^[97] Les émissions totales dans l'environnement provenant des activités humaines depuis l'aube de la civilisation jusqu'en 2010 ont été estimées entre 1,1 et 2,8 millions de tonnes. ^[98]

Les principales sources d'émission sont :

• exploitation minière (à petite échelle) de l'or (exploitation minière artisanale à petite échelle). Selon les estimations, 20 à 30 % de l'or extrait dans le monde sont obtenus par des activités d'extraction non industrielles, c'est-à-dire par des prospecteurs. ^[99] Si tous les mineurs d'or du monde utilisaient le procédé au borax respectueux de l'environnement , l'émission d'environ 1 000 tonnes de mercure, soit environ 30 % des émissions mondiales de mercure, pourrait être évitée. ^[100]
• L' industrie de l'énergie , en particulier les centrales électriques au charbon : Les émissions de mercure de l'industrie de l'énergie sont estimées à environ 859 tonnes dans le monde pour 2010, dont environ 86 % proviennent de la combustion du charbon. ^[101] L'expansion continue des centrales électriques au charbon en Chine signifiera que la combustion du charbon deviendra le plus grand émetteur à l'avenir. ^[102] Bien que le mercure n'apparaisse qu'à l'état de traces dans la houille et le lignite , la grande quantité de charbon brûlé dans le monde entraîne des taux de rejet importants. En Allemagne, l'industrie énergétique émet constamment environ 7 tonnes de mercure depuis 1995. ^[96]
• Cimenteries (à cause du mercure dans le calcaire et lors de l'utilisation de déchets/boues d'épuration comme combustible),
• Fonderies de métaux non ferreux (en raison du mercure dans les minerais, en particulier dans l'extraction de l'or, du cuivre, du zinc et du plomb),
• Production d'acier (en particulier lors de l'utilisation de ferraille),
• Production de chlore, d'hydrogène et de soude caustique ( électrolyse chlore-alcali avec procédé d'amalgame).

Dans les émissions atmosphériques de mercure de l'Allemagne (10257 kg en 2013), l'industrie de l'énergie avait une part de 68% (6961 kg) en raison des centrales électriques au charbon, de la fonte des métaux 11% (1080 kg) et de la cimenterie et autres Industrie minérale 6 % (609 kg). ^[96] Avec environ 10 tonnes d'émissions de mercure, l'Allemagne, avec la Pologne et la Grèce, est en tête en Europe. ^[103]

En janvier 2016, une étude commandée par les Verts a montré que les valeurs limites de mercure en vigueur pour 1 100 centrales électriques au charbon aux États- Unis depuis avril 2015 ne sont respectées par aucune centrale électrique au charbon en Allemagne, car il n'y a pas d'exigences légales strictes correspondantes. ^[104] Si les mêmes valeurs limites d'émissions de mercure qu'aux USA devaient s'appliquer (une moyenne mensuelle d'environ 1,5 µg/m³ pour les centrales à charbon et 4,4 µg/m³ pour les centrales à lignite), seulement cela pourrait La centrale électrique de Datteln (unités 1 à 3) désormais désaffectée restera connectée au réseau. ^[104]Depuis plusieurs années, l'Agence fédérale de l'environnement recommande de réduire la valeur limite des gaz d'échappement des centrales électriques au charbon à 3 µg/m³ en moyenne journalière et à 1 µg/m³ en moyenne annuelle. ^{[105] [106]} Lors de la mise en œuvre de la directive européenne sur les émissions industrielles , le gouvernement fédéral et la majorité du Bundestag ont décidé fin octobre 2012 pour les centrales au charbon de 30 µg/m³ en moyenne journalière et (pour centrales existantes à partir de 2019) 10 µg/m³ en moyenne annuelle. Lors de l'audition d'experts au sein de la commission de l'environnement du Bundestag le 15 octobre 2012, un ajustement des valeurs limites américaines a été recommandé. ^{[107] [108]}En juin 2015, un groupe de travail dirigé par la Commission européenne et composé de représentants des États membres, d'associations industrielles et environnementales a déterminé que des valeurs d'émission de mercure inférieures à 1 µg/m³ en moyenne annuelle peuvent être atteintes dans les centrales à charbon. centrales électriques utilisant des technologies spécifiques au mercure. ^[109] De faibles émissions de mercure peuvent être obtenues en ajoutant du charbon actif, des agents précipitants dans l'épurateur de gaz de combustion ou des modules de filtrage spéciaux. Les catalyseurs et l'ajout de sels de brome peuvent améliorer l'élimination du mercure car ils convertissent le mercure élémentaire en mercure ionique. L'augmentation des coûts de production d'électricité associée à ces procédés est estimée à moins de 1 %. ^[110]

De faibles valeurs de concentration de mercure de l'ordre de 1 microgramme par mètre cube standard et moins sont atteintes, par exemple, dans la centrale électrique au charbon de Lünen-Stummhafen , ^[111] la centrale électrique au charbon de Wilhelmshaven ^[112] , la centrale au charbon de Werne , ^[113] la centrale au charbon de Hamm-Uentrop , ^[114] la centrale au charbon de Großkrotzenburg près de Hanau ^[115] et la centrale au lignite d'Oak Grove ( Texas/ États- Unis ). ^{[116] [117]}

Les deux tableaux suivants répertorient les entreprises en Allemagne qui sont soumises à des obligations de déclaration et qui ont déclaré plus de 100 kilogrammes de mercure par an dans l'air en 2010 ou plus de 5 kilogrammes de mercure rejetés dans les masses d'eau par an. Les chiffres en gras indiquent une augmentation des émissions par rapport à l'année précédente.

En Suisse, l'apport des stations d'épuration dans les eaux de surface représente environ 1,5 à 3 % (ce qui correspond à environ 5 kg), le reste provient de sources diffuses . ^{[122] [123]}

Les produits contenant du mercure sont interdits en Norvège depuis 2008, ^[124] en Suède depuis 2009. ^[75]

En raison des dangers bien connus du mercure rejeté, le Programme des Nations Unies pour l'environnement ( PNUE ) a élaboré un accord international (« Convention de Minamata »), qui a été signé par 140 pays en octobre 2013. L'objectif est de réduire les émissions de mercure provenant de l'exploitation minière, des processus de production, des produits et des déchets dans le monde entier. L'accord est devenu contraignant avec la ratification du 50e État signataire le 18 mai 2017 et est entré en vigueur le 16 août 2017. ^[125]

L' American Blacksmith Institute a identifié les 10 endroits les plus contaminés sur terre depuis 2006 . Le mercure fait souvent partie des polluants des lieux « nominés ». ^[126]

L'exportation de mercure ou de substances contenant du mercure à plus de 95 % de mercure de l'UE vers des pays tiers est interdite. ^[82]

Les dommages à la santé causés par le mercure

Le mercure est un métal lourd toxique qui dégage des vapeurs même à température ambiante . Lorsqu'il est absorbé par le tube digestif, le mercure métallique pur est relativement inoffensif, mais les vapeurs inhalées sont hautement toxiques.

Les composés organiques du mercure sont extrêmement toxiques car, contrairement au mercure élémentaire, ils sont liposolubles. Ils peuvent être ingérés avec de la nourriture, mais aussi par la peau. Ils pénètrent facilement la plupart des gants de protection. Ces composés organiques du mercure sont presque complètement absorbés et intégrés dans les tissus adipeux. Ils se forment dans la chaîne alimentaire par biométhylation du mercure (ou des sels de mercure) en méthylmercure . La principale source d'exposition humaine au méthylmercure est l'absorption par la consommation de poissons marins. L'empoisonnement par les composés organiques du mercure est devenu mondial au milieu des années 1950 avec des rapports sur la maladie de Minamataconnu. En termes d'exposition au mercure inorganique, les principales sources sont l'ingestion d'aliments et d'amalgames dentaires. ^[72]

Selon l'apport, des intoxications aiguës et chroniques sont possibles. Un exemple est le cas du navire anglais Triumph en 1810, sur lequel plus de 200 personnes ont été empoisonnées lorsqu'un baril de mercure s'est renversé.

En 2007 et 2015, les remèdes ayurvédiques à forte teneur en mercure ont attiré l'attention. ^{[128] [129]}

Voir également

• blanchiment de la peau
• Maladie de Minamata (intoxication chronique au mercure)
• Convention de Minamata
• horizon de mercure
• polluants des centrales au charbon
• thiomersal

Littérature

• Günther Tölg, Irmgard Lorenz : Mercure - un élément problématique pour l'homme ? In : La chimie à notre époque. 11(5), 1977, pages 150-156, doi : 10.1002/ciuz.19770110504 .
• Klaus Brodersen: Mercure - un métal noble toxique, utile et inhabituel. In : La chimie à notre époque. 16(1), 1982, pages 23-31, doi : 10.1002/ciuz.19820160105 .
• Fritz Schweinsberg : Importance du mercure en médecine environnementale - un aperçu. Dans : La médecine environnementale dans la recherche et la pratique. 7(5), 2002, p. 263-278.
• Ralf Ebinghaus et autres : Sites contaminés par le mercure – Caractérisation, évaluation des risques et assainissement . Springer Verlag, Berlin 1999, ISBN 3-540-63731-1 .
• Carl J. Watras, John W. Huckabee : Pollution par le mercure - Intégration et synthèse . Lewis Publishers, Ann Arbor 1994, ISBN 1-56670-066-3 .
• Jander Blasius, Joachim Straehle, Eberhard Schweda : Manuel de chimie inorganique analytique et préparative. 16e édition. S. Hirzel Verlag, 2006, ISBN 3-7776-1388-6 , page 466.
• Bruno Lange, Zdenek J. Vejdelek : Analyse photométrique . Verlag Chemie, Weinheim 1987, ISBN 3-527-25853-1 .
• Rolf Schiller : Recyclage des déchets dangereux. Déchets contenant du mercure. Dornier-System GmbH Mai 1977. Étude pour le Ministère fédéral de la Recherche et de la Technologie (BMFT).
• A. Ritscher : Utilisation, élimination et apports environnementaux de mercure. Aperçu de la situation en Suisse. Office fédéral de l'environnement, Berne 2018. État de l'environnement n° 1832 : 51 p.

Sources historiques

Wikisource: Mercure et ses onguents comme remèdes populaires  - Karl Russ (écrivain)

• Georg August Richter : Le mercure comme remède. Rücker, Berlin 1830. Édition numérisée de la Bibliothèque universitaire et d'État de Düsseldorf
• Levain de Lutz : mercure. Dans : Werner E. Gerabek , Bernhard D. Haage, Gundolf Keil , Wolfgang Wegner (eds.) : Encyclopédie de l'histoire médicale. De Gruyter, Berlin/ New York 2005, ISBN 3-11-015714-4 , pages 1208 et suivantes.

liens web

Commons : Quicksilver  - Album avec photos, vidéos et fichiers audio

Wiktionnaire : Mercure  – Explications de sens, origine des mots, synonymes, traductions

Wikibooks : Formation pratique en chimie inorganique/mercure  - matériel d'apprentissage et d'enseignement

Wikilivres : Wikijunior Les éléments/ Éléments/ Mercure  – Matériel d'apprentissage et d'enseignement

• Mercure dans l' atlas minéral
• Allum : Informations sur le mercure
• Instructions pour manipuler un thermomètre à mercure cassé
• Mercure et santé humaine , Santé environnementale et toxicologie, Services d'information spécialisés, National Library of Medicine
• Programme des Nations Unies pour la réduction des émissions de mercure
• Torsten Arndt : Problèmes, clinique et exemples d'empoisonnement aux oligo-éléments - mercure. Dans : Toxichem Krimtech. 79(2), 2012, p. 51 fichier PDF
• Monographie de la substance mercure - valeurs de référence et de biosurveillance humaine (HBM) , Agence fédérale de l'environnement de Berlin. Édition Springer, 1999
• Informations techniques sur le mercure de l' Office fédéral de l'environnement
• Mercure - Informations de l' Office fédéral de la sécurité alimentaire et des affaires vétérinaires

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