« Quicksilver » est un autre nom pour quel élément métallique ?
Mercure
Hg est le symbole chimique moderne du mercure. Il vient de hydrargyrum, une forme latinisée du mot grec ὑδράργυρος (hydrargyros), qui est un mot composé signifiant « eau-argent » (de ὑδρ- hydr-, la racine de ὕδωρ, « eau », et ἄργυρος argyros « argent » ) – puisqu’il est liquide comme l’eau et brillant comme l’argent. L'élément doit son nom au dieu romain Mercure, connu pour sa vitesse et sa mobilité. Il est associé à la planète Mercure ; le symbole astrologique de la planète est aussi l'un des symboles alchimiques du métal ; le mot sanskrit pour alchimie est Rasavātam qui signifie « la voie du mercure ». Mercure est le seul métal pour lequel le nom planétaire alchimique est devenu le nom commun. * Benzoate de Mercure *Chlorure de Mercure * Mercure Succinimide * Iodure de Mercure * Iodure de Mercure * Salicylate de Mercure * Mercure Succinimide * Mercure Imido-succinate * Sulfate de Mercure * Tannate de Mercure * Mercure était un propulseur pour les premiers moteurs ioniques des systèmes de propulsion spatiale électrique. Les avantages étaient le poids moléculaire élevé du mercure, sa faible énergie d'ionisation, sa faible énergie de double ionisation, sa densité liquide élevée et sa capacité de stockage à température ambiante. Les inconvénients étaient des préoccupations concernant l'impact environnemental associé aux essais au sol et des préoccupations concernant le refroidissement et la condensation éventuels d'une partie du propulseur du vaisseau spatial lors d'opérations de longue durée. Le premier vol spatial à utiliser la propulsion électrique était un propulseur ionique alimenté au mercure développé par la NASA Lewis et effectué sur le vaisseau spatial Space Electric Rocket Test "SERT-1" lancé par la NASA à son installation de vol de Wallops en 1964. Le vol SERT-1 a été suivi. par le vol SERT-2 en 1970. Le mercure et le césium étaient les propulseurs préférés pour les moteurs ioniques jusqu'à ce que le laboratoire de recherche Hughes réalise des études concluant que le gaz xénon était un remplacement approprié. Le xénon est désormais le propulseur préféré pour les moteurs ioniques car il a un poids moléculaire élevé, peu ou pas de réactivité en raison de sa nature de gaz rare et a une densité liquide élevée dans des conditions de stockage cryogénique doux.
Le mercure est un élément chimique de symbole Hg et de numéro atomique 80. Il est communément appelé mercure et s'appelait autrefois hydrargyrum. Élément lourd et argenté du bloc D, le mercure est le seul élément métallique qui est liquide dans des conditions standard de température et de pression ; le seul autre élément liquide dans ces conditions est le brome, bien que des métaux tels que le césium, le gallium et le rubidium fondent juste au-dessus de la température ambiante.
Le mercure est présent dans les gisements du monde entier, principalement sous forme de cinabre (sulfure mercurique). Le pigment rouge vermillon est obtenu par broyage de cinabre naturel ou de sulfure mercurique synthétique.
Le mercure est utilisé dans les thermomètres, baromètres, manomètres, sphygmomanomètres, robinets à flotteur, interrupteurs à mercure, relais au mercure, lampes fluorescentes et autres appareils, bien que les inquiétudes concernant la toxicité de l'élément aient conduit à l'élimination progressive des thermomètres et sphygmomanomètres à mercure dans les environnements cliniques au profit de des alternatives telles que des thermomètres en verre remplis d'alcool ou de galinstan et des instruments électroniques à thermistance ou à infrarouge. De même, les manomètres mécaniques et les capteurs électroniques à jauges de contrainte ont remplacé les tensiomètres à mercure. Le mercure reste utilisé dans des applications de recherche scientifique et dans les amalgames pour la restauration dentaire dans certaines régions. Il est utilisé dans l'éclairage fluorescent. L'électricité qui traverse la vapeur de mercure dans une lampe fluorescente produit une lumière ultraviolette à ondes courtes qui provoque ensuite la fluorescence du phosphore dans le tube, produisant ainsi une lumière visible.
L'empoisonnement au mercure peut résulter de l'exposition à des formes de mercure solubles dans l'eau (telles que le chlorure mercurique ou le méthylmercure), de l'inhalation de vapeurs de mercure ou de l'ingestion de toute forme de mercure.
Propriétés
Propriétés physiques
Le mercure est un métal liquide lourd, blanc argenté. Comparé à d'autres métaux, c'est un mauvais conducteur de chaleur, mais un bon conducteur d'électricité. Hammond, C. R [http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elements.pdf The Éléments] dans
Il a un point de congélation de −38,83 °C et un point d'ébullition de 356,73 °C, tous deux exceptionnellement bas pour un métal. De plus, le point d’ébullition du mercure est le plus bas de tous les métaux. Lors de la congélation, le volume du mercure diminue de 3,59 % et sa densité passe de 13,69 g/cm3 lorsqu'il est liquide à 14,184 g/cm3 lorsqu'il est solide. Le coefficient de dilatation volumique est de 181,59 × 10−6 à 0 °C, de 181,71 × 10−6 à 20 °C et de 182,50 × 10−6 à 100 °C (par °C). Le mercure solide est malléable et ductile et peut être coupé avec un couteau.
Une explication complète de l'extrême volatilité du mercure plonge profondément dans le domaine de la physique quantique, mais elle peut être résumée comme suit : le mercure a une configuration électronique unique dans laquelle les électrons remplissent tous les 1, 2, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s disponibles. , Sous-shells 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d et 6s. Parce que cette configuration résiste fortement à l’élimination d’un électron, le mercure se comporte de manière similaire aux gaz rares, qui forment des liaisons faibles et fondent donc à basse température.
La stabilité de la coque 6s est due à la présence d'une coque 4f remplie. Une coque f filtre mal la charge nucléaire, ce qui augmente l'interaction coulombienne attractive de la coque 6s et du noyau (voir contraction des lanthanides). L'absence d'une coque intérieure remplie est la raison de la température de fusion légèrement plus élevée du cadmium et du zinc, bien que ces deux métaux fondent encore facilement et aient en outre des points d'ébullition inhabituellement bas.
Propriétés chimiques
Le mercure ne réagit pas avec la plupart des acides, tels que l'acide sulfurique dilué, bien que les acides oxydants tels que l'acide sulfurique concentré et l'acide nitrique ou l'eau régale le dissolvent pour donner du sulfate, du nitrate et du chlorure. Comme l’argent, le mercure réagit avec le sulfure d’hydrogène atmosphérique. Le mercure réagit avec les flocons de soufre solide, qui sont utilisés dans les kits de déversement de mercure pour absorber le mercure (les kits de déversement utilisent également du charbon actif et du zinc en poudre).
Amalgames
Le mercure dissout de nombreux autres métaux comme l'or et l'argent pour former des amalgames. Le fer constitue une exception et les flacons en fer sont traditionnellement utilisés pour échanger du mercure. Plusieurs autres métaux de transition de premier rang, à l'exception du manganèse, du cuivre et du zinc, hésitent à former des amalgames. Parmi les autres éléments qui ne forment pas facilement des amalgames avec le mercure, citons le platine. L'amalgame de sodium est un agent réducteur courant en synthèse organique et est également utilisé dans les lampes au sodium à haute pression.
Le mercure se combine facilement avec l'aluminium pour former un amalgame mercure-aluminium lorsque les deux métaux purs entrent en contact. Étant donné que l'amalgame détruit la couche d'oxyde d'aluminium qui protège l'aluminium métallique de l'oxydation en profondeur (comme dans le cas de la rouille du fer), même de petites quantités de mercure peuvent sérieusement corroder l'aluminium. Pour cette raison, le mercure n'est pas autorisé à bord d'un avion dans la plupart des cas en raison du risque qu'il forme un amalgame avec les pièces en aluminium exposées dans l'avion.
La fragilisation par le mercure est le type de fragilisation par métal liquide le plus courant.
Isotopes
Il existe sept isotopes stables du mercure, le plus abondant (29,86 %). Les radio-isotopes ayant la durée de vie la plus longue ont une demi-vie de 444 ans et une demi-vie de 46,612 jours. La plupart des radio-isotopes restants ont des demi-vies inférieures à un jour. et sont les noyaux actifs en RMN les plus souvent étudiés, ayant respectivement des spins de et .
Étymologie
Hg est le symbole chimique moderne du mercure. Il vient de hydrargyrum, une forme latinisée du mot grec ὑδράργυρος (hydrargyros), qui est un mot composé signifiant « eau-argent » (de ὑδρ- hydr-, la racine de ὕδωρ, « eau », et ἄργυρος argyros « argent » ) – puisqu’il est liquide comme l’eau et brillant comme l’argent. L'élément doit son nom au dieu romain Mercure, connu pour sa vitesse et sa mobilité. Il est associé à la planète Mercure ; le symbole astrologique de la planète est aussi l'un des symboles alchimiques du métal ; le mot sanskrit pour alchimie est Rasavātam qui signifie « la voie du mercure ». Mercure est le seul métal pour lequel le nom planétaire alchimique est devenu le nom commun.
Histoire
Du mercure a été trouvé dans des tombes égyptiennes datant de 1500 avant JC.
En Chine et au Tibet, on pensait que l’utilisation du mercure prolongeait la vie, guérissait les fractures et maintenait généralement une bonne santé, même si l’on sait désormais que l’exposition aux vapeurs de mercure entraîne de graves effets néfastes sur la santé. Le premier empereur de Chine, Qín Shǐ Huáng Dì, prétendument enterré dans un tombeau, le « mausolée du premier empereur Qin » – qui contenait des rivières de mercure coulant sur un modèle du pays qu'il dirigeait, représentatif des rivières de Chine – était tué en buvant un mélange de mercure et de poudre de jade formulé par des alchimistes Qin (provoquant une insuffisance hépatique, un empoisonnement au mercure et une mort cérébrale) qui avaient l'intention de lui donner la vie éternelle. Khumarawayh ibn Ahmad ibn Tulun, le deuxième dirigeant toulunide d'Égypte (r. 884-896), connu pour son extravagance et sa débauche, aurait construit un bassin rempli de mercure, sur lequel il s'allongerait sur des coussins remplis d'air et se laisserait bercer. dormir.
En novembre 2014, de « grandes quantités » de mercure ont été découvertes dans une chambre située à 20 mètres sous la pyramide vieille de 1 800 ans connue sous le nom de « Temple du Serpent à plumes », « la troisième plus grande pyramide de Teotihuacan », au Mexique, ainsi que « des statues de jade ». , des restes de jaguar, une boîte remplie de coquillages sculptés et de balles en caoutchouc."
Les Grecs de l’Antiquité utilisaient du mercure dans les onguents ; les anciens Égyptiens et les Romains l'utilisaient en cosmétique. À Lamanai, autrefois une ville majeure de la civilisation maya, une mare de mercure a été trouvée sous un marqueur dans un terrain de balle mésoaméricain. Vers 500 avant JC, le mercure était utilisé pour fabriquer des amalgames (du latin médiéval amalgama, « alliage de mercure ») avec d'autres métaux.
Les alchimistes considéraient le mercure comme la matière première à partir de laquelle tous les métaux étaient formés. Ils croyaient que différents métaux pouvaient être produits en faisant varier la qualité et la quantité de soufre contenu dans le mercure. Le plus pur d’entre eux était l’or, et le mercure était nécessaire aux tentatives de transmutation de métaux vils (ou impurs) en or, ce qui était l’objectif de nombreux alchimistes.
Les mines d'Almadén (Espagne), de Monte Amiata (Italie) et d'Idrija (aujourd'hui Slovénie) ont dominé la production de mercure depuis l'ouverture de la mine d'Almadén il y a 2 500 ans, jusqu'à la découverte de nouveaux gisements à la fin du XIXe siècle.
Occurrence
Le mercure est un élément extrêmement rare dans la croûte terrestre, avec une abondance moyenne en masse de seulement 0,08 parties par million (ppm). Parce qu'ils ne se mélangent pas géochimiquement avec les éléments qui constituent la majorité de la masse crustale, les minerais de mercure peuvent être extraordinairement concentrés compte tenu de l'abondance de l'élément dans la roche ordinaire. Les minerais de mercure les plus riches contiennent jusqu'à 2,5 % de mercure en masse, et même les gisements concentrés les plus maigres contiennent au moins 0,1 % de mercure (12 000 fois l'abondance moyenne de la croûte). On le trouve soit sous forme de métal natif (rare), soit dans le cinabre, la corderoite, la Livingstonite et d'autres minéraux, le cinabre (HgS) étant le minerai le plus courant. Les minerais de mercure se trouvent généralement dans de très jeunes ceintures orogéniques où des roches de haute densité sont poussées vers la croûte terrestre, souvent dans des sources chaudes ou d'autres régions volcaniques.
À partir de 1558, avec l’invention du procédé patio pour extraire l’argent du minerai à l’aide de mercure, le mercure est devenu une ressource essentielle dans l’économie de l’Espagne et de ses colonies américaines. Le mercure était utilisé pour extraire l’argent des mines lucratives de la Nouvelle-Espagne et du Pérou. Initialement, les mines de la Couronne espagnole à Almadén, dans le sud de l'Espagne, fournissaient tout le mercure nécessaire aux colonies. Des gisements de mercure ont été découverts dans le Nouveau Monde et plus de 100 000 tonnes de mercure ont été extraites de la région de Huancavelica, au Pérou, au cours des trois siècles suivant la découverte des gisements en 1563. Le processus de patio et plus tard le processus d'amalgamation des poêles se sont poursuivis. pour créer une forte demande de mercure pour traiter les minerais d'argent jusqu'à la fin du 19e siècle.
Les anciennes mines d'Italie, des États-Unis et du Mexique, qui produisaient autrefois une grande partie de l'approvisionnement mondial, sont désormais complètement épuisées ou, dans le cas de la Slovénie (Idrija) et de l'Espagne (Almadén), fermées en raison de la baisse. du prix du mercure. La mine McDermitt du Nevada, la dernière mine de mercure aux États-Unis, a fermé ses portes en 1992. Le prix du mercure a été très volatile au fil des ans et en 2006, il était de 650 dollars par flacon de 76 livres (34,46 kg).
Le mercure est extrait en chauffant le cinabre dans un courant d'air et en condensant la vapeur. L'équation de cette extraction est
HgS + O2 → Hg + SO2
En 2005, la Chine était le premier producteur de mercure, avec près des deux tiers de la part mondiale, suivie par le Kirghizistan. Plusieurs autres pays auraient une production non enregistrée de mercure provenant des procédés d'extraction électrolytique du cuivre et de la récupération des effluents.
En raison de la forte toxicité du mercure, l’extraction du cinabre et le raffinage du mercure sont des causes historiques et dangereuses d’empoisonnement au mercure. En Chine, dans les années 1950, une société minière privée avait recours au travail pénitentiaire pour créer de nouvelles mines de cinabre. Des milliers de prisonniers ont été utilisés par la société minière Luo Xi pour construire de nouveaux tunnels. La santé des travailleurs dans les mines en activité est très menacée.
La directive de l'Union européenne appelant à rendre obligatoires les ampoules fluocompactes d'ici 2012 a encouragé la Chine à rouvrir les mines de cinabre pour obtenir le mercure nécessaire à la fabrication des ampoules CFL. Les dangers environnementaux sont une préoccupation, en particulier dans les villes du sud de Foshan et Guangzhou, ainsi que dans la province du Guizhou, au sud-ouest.
Les sites de traitement des mines de mercure abandonnées contiennent souvent des tas de déchets très dangereux constitués de calcines de cinabre grillées. Le ruissellement des eaux provenant de ces sites est une source reconnue de dommages écologiques. Les anciennes mines de mercure peuvent être adaptées à une réutilisation constructive. Par exemple, en 1976, le comté de Santa Clara, en Californie, a acheté la mine historique Almaden Quicksilver et a créé un parc de comté sur le site, après avoir mené une analyse approfondie de la sécurité et de l'environnement de la propriété.
Chimie
Le mercure existe dans deux états d'oxydation principaux, I et II. Les états d'oxydation supérieurs sont rares (par exemple, fluorure de mercure (IV), ), mais ont été détectés dans des conditions extraordinaires.
Composés de mercure(I)
Contrairement à ses voisins plus légers, le cadmium et le zinc, le mercure forme généralement des composés simples et stables avec des liaisons métal-métal. La plupart des composés du mercure (I) sont diamagnétiques et contiennent le cation dimère Hg. Les dérivés stables comprennent le chlorure et le nitrate. Le traitement de la complexation des composés du Hg(I) avec des ligands puissants tels que le sulfure, le cyanure, etc. induit une dismutation en mercure élémentaire. Le chlorure de mercure (I), un solide incolore également connu sous le nom de calomel, est en réalité le composé de formule Hg2Cl2, avec la connectivité Cl-Hg-Hg-Cl. C'est une norme en électrochimie. Il réagit avec le chlore pour donner du chlorure mercurique, qui résiste à une oxydation ultérieure. L'hydrure de mercure (I), un gaz incolore, répond à la formule HgH, ne contenant aucune liaison Hg-Hg.
Indicatif de sa tendance à se lier à lui-même, le mercure forme des polycations de mercure, qui consistent en des chaînes linéaires de centres de mercure, coiffées d'une charge positive. Un exemple est .
Composés de mercure (II)
Le mercure (II) est l’état d’oxydation le plus courant et également le principal dans la nature. Les quatre halogénures mercuriques sont connus. Ils forment des complexes tétraédriques avec d'autres ligands, mais les halogénures adoptent une géométrie de coordination linéaire, un peu comme le fait Ag+. Le plus connu est le chlorure de mercure (II), un solide blanc facilement sublimable. HgCl2 forme des complexes de coordination généralement tétraédriques, par ex. .
L'oxyde de mercure (II), le principal oxyde de mercure, apparaît lorsque le métal est exposé à l'air pendant de longues périodes à des températures élevées. Il retourne aux éléments lorsqu'il est chauffé à près de 400 ° C, comme l'a démontré Joseph Priestley dans une première synthèse d'oxygène pur. Les hydroxydes de mercure sont mal caractérisés, tout comme leurs voisins l'or et l'argent.
Étant un métal mou, le mercure forme des dérivés très stables avec les chalcogènes les plus lourds. Le sulfure de mercure (II), HgS, qui est présent dans la nature sous forme de minerai de cinabre et est le pigment brillant vermillon, est le plus important. Comme le ZnS, le HgS cristallise sous deux formes, la forme cubique rougeâtre et la forme blende de zinc noire. Le séléniure de mercure (II) (HgSe) et le tellurure de mercure (II) (HgTe) sont également connus, ainsi que divers dérivés, par ex. Le tellurure de mercure-cadmium et le tellurure de mercure-zinc sont des semi-conducteurs utiles comme matériaux de détection infrarouge.
Les sels de mercure (II) forment une variété de dérivés complexes avec l'ammoniac. Ceux-ci incluent la base de Millon (Hg2N+), le polymère unidimensionnel (sels de )) et le « précipité blanc fusible » ou [Hg(NH3)2]Cl2. Connu sous le nom de réactif de Nessler, le tétraiodomercurate de potassium (II) () est encore occasionnellement utilisé pour tester l'ammoniac en raison de sa tendance à former le sel d'iodure profondément coloré de la base de Millon.
Le fulminate de mercure est un détonateur largement utilisé dans les explosifs.
États d'oxydation supérieurs
Les états d'oxydation supérieurs à +2 dans une espèce non chargée sont extrêmement rares, bien qu'un cation mercurinium (IV) cyclique, avec trois substituants, puisse être un intermédiaire dans les réactions d'oxymercuration. En 2007, un rapport de synthèse d'un composé du mercure (IV), le fluorure de mercure (IV), a été publié. Dans les années 1970, il y a eu une affirmation sur la synthèse d’un composé du mercure (III), mais on pense aujourd’hui qu’elle est fausse.
Composés organomercuriels
Les composés organiques du mercure sont historiquement importants mais ont peu de valeur industrielle dans le monde occidental. Les sels de mercure (II) sont un exemple rare de complexes métalliques simples qui réagissent directement avec les cycles aromatiques. Les composés organomercuriels sont toujours divalents et généralement à géométrie bicoordonnée et linéaire. Contrairement aux composés organocadmium et organozinciques, les composés organomercuriels ne réagissent pas avec l’eau. Ils ont généralement la formule HgR2, qui sont souvent volatils, ou HgRX, qui sont souvent des solides, où R est un aryle ou un alkyle et X est généralement un halogénure ou un acétate. Le méthylmercure, terme générique désignant les composés de formule CH3HgX, est une famille dangereuse de composés que l’on retrouve souvent dans les eaux polluées. Ils surviennent par un processus connu sous le nom de biométhylation.
Applications
Le mercure est principalement utilisé pour la fabrication de produits chimiques industriels ou pour des applications électriques et électroniques. Il est utilisé dans certains thermomètres, en particulier ceux utilisés pour mesurer des températures élevées. Une quantité toujours croissante est utilisée sous forme de mercure gazeux dans les lampes fluorescentes, tandis que la plupart des autres applications sont progressivement supprimées en raison des réglementations en matière de santé et de sécurité et sont, dans certaines applications, remplacées par un alliage Galinstan moins toxique mais considérablement plus coûteux.
Médecine
Le mercure et ses composés ont été utilisés en médecine, même s’ils sont beaucoup moins courants aujourd’hui qu’ils ne l’étaient autrefois, maintenant que les effets toxiques du mercure et de ses composés sont mieux compris. La première édition du Manuel Merck présentait de nombreux composés mercuriques tels que :
* Mercauro
* Mercuro-iodo-hémol.
*Chlorure de mercure-ammonium
* Benzoate de Mercure
* Mercurique
* Bichlorure de mercure (chlorure mercurique corrosif, U.S.P.)
*Chlorure de Mercure
* Cyanure de mercure doux
* Mercure Succinimide
* Iodure de Mercure
* Biniodure de mercure rouge
* Iodure de Mercure
* Proto-iodure de mercure jaune
* Noir (Hahnemann), oxyde de mercure soluble
* Oxyde de mercure rouge
* Oxyde de mercure jaune
* Salicylate de Mercure
* Mercure Succinimide
* Mercure Imido-succinate
* Sulfate de Mercure
* Sous-sulfate de mercure basique ; Minéral de Turpeth
* Tannate de Mercure
*Chlorure de mercure-ammonium
Le mercure est un ingrédient des amalgames dentaires. Le thiomersal (appelé Thimerosal aux États-Unis) est un composé organique utilisé comme conservateur dans les vaccins, bien que cette utilisation soit en déclin. Le thiomersal est métabolisé en éthylmercure. Bien qu'il ait été largement spéculé que ce conservateur à base de mercure pourrait provoquer ou déclencher l'autisme chez les enfants, les études scientifiques n'ont montré aucune preuve étayant un tel lien. Néanmoins, le thiomersal a été supprimé ou réduit à l'état de traces dans tous les vaccins américains recommandés pour les enfants de 6 ans et moins, à l'exception du vaccin antigrippal inactivé.
Un autre composé du mercure, la merbromine (Mercurochrome), est un antiseptique topique utilisé pour les coupures et éraflures mineures et encore utilisé dans certains pays.
Le mercure sous la forme d'un de ses minerais courants, le cinabre, est utilisé dans diverses médecines traditionnelles, notamment en médecine traditionnelle chinoise. L'examen de sa sécurité a révélé que le cinabre peut entraîner une intoxication significative au mercure lorsqu'il est chauffé, consommé en surdose ou pris à long terme, et peut avoir des effets indésirables à des doses thérapeutiques, bien que les effets des doses thérapeutiques soient généralement réversibles. Bien que cette forme de mercure semble moins toxique que d’autres formes, son utilisation en médecine traditionnelle chinoise n’a pas encore été justifiée, car la base thérapeutique de l’utilisation du cinabre n’est pas claire.
Aujourd’hui, l’utilisation du mercure en médecine a considérablement diminué à tous égards, notamment dans les pays développés. Les thermomètres et les tensiomètres contenant du mercure ont été inventés respectivement au début du XVIIIe et à la fin du XIXe siècle. Au début du 21e siècle, leur utilisation est en déclin et a été interdite dans certains pays, États et institutions médicales. En 2002, le Sénat américain a adopté une loi visant à interdire progressivement la vente de thermomètres à mercure sans ordonnance. En 2003, Washington et le Maine sont devenus les premiers États à interdire les tensiomètres au mercure. Les composés du mercure se trouvent dans certains médicaments en vente libre, notamment les antiseptiques topiques, les laxatifs stimulants, les pommades contre l'érythème fessier, les gouttes oculaires et les sprays nasaux. La FDA dispose de « données insuffisantes pour établir une reconnaissance générale de la sécurité et de l’efficacité » des ingrédients contenant du mercure dans ces produits. Le mercure est encore utilisé dans certains diurétiques, bien que des substituts existent désormais pour la plupart des usages thérapeutiques.
Production de chlore et de soude caustique
Le chlore est produit à partir de chlorure de sodium (sel commun, NaCl) par électrolyse pour séparer le sodium métallique du chlore gazeux. Habituellement, le sel est dissous dans l’eau pour produire une saumure. Les sous-produits d’un tel procédé chloralcali sont l’hydrogène (H2) et l’hydroxyde de sodium (NaOH), communément appelé soude caustique ou lessive. À la fin du 20e siècle, l'utilisation de mercure la plus importante a été de loin le procédé à cellule à mercure (également appelé procédé Castner-Kellner), dans lequel le sodium métallique est formé sous forme d'amalgame au niveau d'une cathode à base de mercure ; ce sodium réagit ensuite avec de l'eau pour produire de l'hydroxyde de sodium. Une grande partie des rejets industriels de mercure au XXe siècle provenaient de ce processus, même si les usines modernes prétendaient être sûres à cet égard. Après environ 1985, toutes les nouvelles installations de production de chlore-alcali construites aux États-Unis utilisaient des technologies de cellules à membrane ou à diaphragme pour produire du chlore.
Utilisations en laboratoire
Certains thermomètres médicaux, notamment ceux destinés aux températures élevées, sont remplis de mercure ; ils disparaissent progressivement. Aux États-Unis, la vente sans ordonnance de thermomètres à mercure est interdite depuis 2003.
Le mercure se trouve également dans les télescopes à miroir liquide.
Certains télescopes de transit utilisent un bassin de mercure pour former un miroir plat et absolument horizontal, utile pour déterminer une référence verticale ou perpendiculaire absolue. Des miroirs paraboliques horizontaux concaves peuvent être formés en faisant tourner du mercure liquide sur un disque, la forme parabolique du liquide ainsi formé réfléchissant et focalisant la lumière incidente. De tels télescopes sont jusqu'à 100 fois moins chers que les télescopes à grand miroir conventionnels, mais le miroir ne peut pas être incliné et pointe toujours vers le haut.
Le mercure liquide fait partie de l'électrode de référence secondaire populaire (appelée électrode au calomel) en électrochimie comme alternative à l'électrode à hydrogène standard. L'électrode au calomel est utilisée pour déterminer le potentiel d'électrode des demi-cellules. Enfin, le point triple du mercure, −38,8344 °C, est un point fixe utilisé comme étalon de température pour l'échelle internationale de température (ITS-90).
En polarographie, l'électrode à goutte de mercure et l'électrode à goutte de mercure suspendue utilisent du mercure élémentaire. Cette utilisation permet de disposer d'une nouvelle électrode non contaminée pour chaque mesure ou chaque nouvelle expérience.
Utilisations de niche
Le mercure gazeux est utilisé dans les lampes à vapeur de mercure et dans certains panneaux publicitaires et lampes fluorescentes de type « enseigne au néon ». Ces lampes basse pression émettent des raies spectralement très étroites, traditionnellement utilisées en spectroscopie optique pour l'étalonnage de la position spectrale. Des lampes d'étalonnage commerciales sont vendues à cet effet ; réfléchir un plafonnier fluorescent dans un spectromètre est une pratique d'étalonnage courante. Le mercure gazeux se trouve également dans certains tubes électroniques, notamment les ignitrons, les thyratrons et les redresseurs à arc au mercure. Il est également utilisé dans les lampes de soins médicaux spécialisés pour le bronzage et la désinfection de la peau. Du mercure gazeux est ajouté aux lampes à cathode froide remplies d'argon pour augmenter l'ionisation et la conductivité électrique. Une lampe à argon sans mercure aura des taches ternes et ne s'allumera pas correctement. L’éclairage contenant du mercure ne peut être bombardé/pompé dans le four qu’une seule fois. Lorsqu'elle est ajoutée à des tubes remplis de néon, la lumière produite sera des points rouges/bleus incohérents jusqu'à ce que le processus de gravure initial soit terminé ; Finalement, il allumera une couleur bleuâtre terne et constante.
Fichier : Lueur germicide du tube à décharge UV rotate.jpg | La lueur violet foncé d'une décharge de vapeur de mercure dans une lampe germicide, dont le spectre est riche en rayonnement ultraviolet invisible.
Fichier : Mercuryvaporlamp.jpg | Appareil de bronzage contenant une lampe à vapeur de mercure à basse pression et deux lampes infrarouges, qui agissent à la fois comme source de lumière et ballast électrique.
Fichier:Leuchtstofflampen-chtaube050409.jpg|Types assortis de lampes fluorescentes.
Produits de beauté
Le mercure, sous forme de thiomersal, est largement utilisé dans la fabrication de mascara. En 2008, le Minnesota est devenu le premier État des États-Unis à interdire l’ajout intentionnel de mercure dans les cosmétiques, ce qui lui impose des normes plus strictes que celles du gouvernement fédéral.
Une étude de la concentration moyenne géométrique de mercure dans l'urine a identifié une source d'exposition jusqu'alors méconnue (produits de soins de la peau) au mercure inorganique parmi les résidents de la ville de New York. La biosurveillance basée sur la population a également montré que les niveaux de concentration de mercure sont plus élevés chez les consommateurs de fruits de mer et de farines de poisson.
Armes à feu
Un composé du mercure appelé « fulminate de mercure (II) » est un explosif primaire qui est principalement utilisé comme amorce de cartouche dans les armes à feu.
Utilisations historiques
De nombreuses applications historiques exploitaient les propriétés physiques particulières du mercure, notamment en tant que liquide dense et métal liquide :
* Des quantités de mercure liquide allant de 90 à avoir été récupérées dans des tombes d'élite maya (100-700AD) ou des caches rituelles sur six sites. Ce mercure aurait pu être utilisé dans des bols comme miroirs à des fins divinatoires. Cinq d'entre eux datent de la période classique de la civilisation maya (vers 250-900), mais un exemple est antérieur à celle-ci.
* Dans l'Espagne islamique, il était utilisé pour remplir les piscines décoratives. Plus tard, l'artiste américain Alexander Calder a construit une fontaine au mercure pour le pavillon espagnol de l'Exposition universelle de 1937 à Paris. La fontaine est désormais exposée à la Fundació Joan Miró de Barcelone.
* Le mercure était utilisé dans les leurres wobbler. Sa forme lourde et liquide le rendait utile puisque les leurres effectuaient un mouvement irrégulier attrayant lorsque le mercure se déplaçait à l'intérieur du bouchon. Cette utilisation a été arrêtée en raison de préoccupations environnementales, mais la fabrication illégale de bouchons de pêche modernes a eu lieu.
* Les lentilles de Fresnel des anciens phares flottaient et tournaient dans un bain de mercure qui faisait office de roulement.
* Tensiomètres à mercure (tensiomètre), baromètres, pompes à diffusion, coulomètres et bien d'autres instruments de laboratoire. En tant que liquide opaque avec une densité élevée et une dilatation thermique presque linéaire, il est idéal pour ce rôle.
* En tant que liquide conducteur d'électricité, il était utilisé dans les interrupteurs au mercure (y compris les interrupteurs d'éclairage au mercure installés avant 1970), les interrupteurs à inclinaison utilisés dans les anciens détecteurs d'incendie et les interrupteurs à inclinaison dans certains thermostats domestiques.
* En raison de ses propriétés acoustiques, le mercure était utilisé comme moyen de propagation dans les dispositifs de mémoire à ligne à retard utilisés dans les premiers ordinateurs numériques du milieu du XXe siècle.
* Des turbines expérimentales à vapeur de mercure ont été installées pour augmenter l'efficacité des centrales électriques à combustibles fossiles. La centrale électrique de South Meadow à Hartford, dans le Connecticut, a utilisé du mercure comme fluide de travail, dans une configuration binaire avec un circuit d'eau secondaire, pendant plusieurs années à partir de la fin des années 1920, dans le but d'améliorer l'efficacité de la centrale. Plusieurs autres usines ont été construites, notamment la station Schiller à Portsmouth, dans le New Hampshire, qui a été mise en service en 1950. L'idée n'a pas été adoptée dans l'ensemble de l'industrie en raison du poids et de la toxicité du mercure, ainsi que de l'avènement des usines à vapeur supercritique plus tard. années.
* De même, le mercure liquide était utilisé comme liquide de refroidissement pour certains réacteurs nucléaires ; cependant, le sodium est proposé pour les réacteurs refroidis avec du métal liquide, car la haute densité du mercure nécessite beaucoup plus d'énergie pour circuler comme caloporteur.
* Mercure était un propulseur pour les premiers moteurs ioniques des systèmes de propulsion spatiale électrique. Les avantages étaient le poids moléculaire élevé du mercure, sa faible énergie d'ionisation, sa faible énergie de double ionisation, sa densité liquide élevée et sa capacité de stockage à température ambiante. Les inconvénients étaient des préoccupations concernant l'impact environnemental associé aux essais au sol et des préoccupations concernant le refroidissement et la condensation éventuels d'une partie du propulseur du vaisseau spatial lors d'opérations de longue durée. Le premier vol spatial à utiliser la propulsion électrique était un propulseur ionique alimenté au mercure développé par la NASA Lewis et effectué sur le vaisseau spatial Space Electric Rocket Test "SERT-1" lancé par la NASA à son installation de vol de Wallops en 1964. Le vol SERT-1 a été suivi. par le vol SERT-2 en 1970. Le mercure et le césium étaient les propulseurs préférés pour les moteurs ioniques jusqu'à ce que le laboratoire de recherche Hughes réalise des études concluant que le gaz xénon était un remplacement approprié. Le xénon est désormais le propulseur préféré pour les moteurs ioniques car il a un poids moléculaire élevé, peu ou pas de réactivité en raison de sa nature de gaz rare et a une densité liquide élevée dans des conditions de stockage cryogénique doux.
D'autres applications exploitaient les propriétés chimiques du mercure :
* La pile au mercure est une pile électrochimique non rechargeable, une pile primaire, courante au milieu du 20e siècle. Il était utilisé dans une grande variété d’applications et était disponible en différentes tailles, notamment en tailles de boutons. Sa tension de sortie constante et sa longue durée de conservation lui ont valu une utilisation de niche pour les photomètres et les appareils auditifs. La pile à mercure a été effectivement interdite dans la plupart des pays dans les années 1990 en raison des inquiétudes concernant la contamination des décharges par le mercure.
* Le mercure a été utilisé pour préserver le bois, développer des daguerréotypes, argenter des miroirs, des peintures antisalissure (arrêtées en 1990), des herbicides (arrêtés en 1995), des jeux de labyrinthe portables, le nettoyage et des dispositifs de nivellement des routes dans les voitures. Les composés du mercure ont été utilisés dans les antiseptiques, les laxatifs, les antidépresseurs et les antisyphilitiques.
* Il aurait été utilisé par des espions alliés pour saboter les avions de la Luftwaffe : une pâte de mercure était appliquée sur l'aluminium nu, provoquant une corrosion rapide du métal ; cela provoquerait des défaillances structurelles.
* Procédé chloralcali : La plus grande utilisation industrielle du mercure au cours du 20e siècle était l'électrolyse pour séparer le chlore et le sodium de la saumure ; le mercure étant l'anode du procédé Castner-Kellner. Le chlore était utilisé pour blanchir le papier (d'où l'emplacement de plusieurs de ces usines à proximité des usines de papier) tandis que le sodium était utilisé pour fabriquer de l'hydroxyde de sodium pour les savons et autres produits de nettoyage. Cette utilisation a été largement abandonnée et remplacée par d’autres technologies utilisant des cellules membranaires.
* Comme électrodes dans certains types d'électrolyse, batteries (piles au mercure), production d'hydroxyde de sodium et de chlore, jeux portables, catalyseurs, insecticides.
* Le mercure était autrefois utilisé comme nettoyant pour canon d'arme à feu.
* Du milieu du XVIIIe au milieu du XIXe siècle, un procédé appelé « carotte » était utilisé dans la fabrication des chapeaux de feutre. Les peaux d'animaux ont été rincées dans une solution orange (le terme « carotte » est né de cette couleur) du nitrate mercurique, un composé du mercure, Hg(NO3)2·2H2O. Ce processus séparait la fourrure de la peau et les emmêlait. Cette solution et les vapeurs qu'elle produisait étaient hautement toxiques. Le service de santé publique des États-Unis a interdit l'utilisation du mercure dans l'industrie du feutre en décembre 1941. Les symptômes psychologiques associés à l'empoisonnement au mercure ont inspiré l'expression « fou comme un chapelier ». Le "Chapelier fou" de Lewis Carroll dans son livre Alice's Adventures in Wonderland était un jeu de mots basé sur l'expression plus ancienne, mais le personnage lui-même ne présente pas de symptômes d'empoisonnement au mercure.
* Extraction d'or et d'argent. Historiquement, le mercure était largement utilisé dans l’extraction hydraulique de l’or afin d’aider l’or à couler à travers le mélange eau-gravier en écoulement. De fines particules d'or peuvent former un amalgame mercure-or et donc augmenter les taux de récupération de l'or. L’utilisation à grande échelle du mercure a cessé dans les années 1960. Cependant, le mercure est encore utilisé dans la prospection aurifère à petite échelle, souvent clandestine. On estime que 45 000 tonnes de mercure utilisées en Californie pour l'exploitation des placers n'ont pas été récupérées. Le mercure était également utilisé dans l’extraction de l’argent.
Utilisations médicinales historiques
Le chlorure de mercure (I) (également connu sous le nom de calomel ou chlorure mercureux) a été utilisé en médecine traditionnelle comme diurétique, désinfectant topique et laxatif. Le chlorure de mercure (II) (également connu sous le nom de chlorure mercurique ou sublimé corrosif) était autrefois utilisé pour traiter la syphilis (avec d'autres composés du mercure), bien qu'il soit si toxique que parfois les symptômes de sa toxicité étaient confondus avec ceux de la syphilis dont il était victime. croyait traiter. Il est également utilisé comme désinfectant. La masse bleue, une pilule ou un sirop dont le mercure est l'ingrédient principal, a été prescrite tout au long du XIXe siècle pour de nombreuses affections, notamment la constipation, la dépression, la grossesse et les maux de dents. Au début du XXe siècle, le mercure était administré chaque année aux enfants comme laxatif et vermifuge, et il était utilisé dans les poudres de dentition des nourrissons. Le merbromine, un organohalogénure contenant du mercure (parfois vendu sous le nom de Mercurochrome) est encore largement utilisé mais a été interdit dans certains pays comme les États-Unis.
Toxicité et sécurité
Le mercure et la plupart de ses composés sont extrêmement toxiques et doivent être manipulés avec précaution ; en cas de déversements impliquant du mercure (comme ceux provenant de certains thermomètres ou ampoules fluorescentes), des procédures de nettoyage spécifiques sont utilisées pour éviter l'exposition et contenir le déversement. Les protocoles appellent à fusionner physiquement les plus petites gouttelettes sur des surfaces dures, à les combiner en un seul bassin plus grand pour un retrait plus facile avec une pipette, ou à pousser doucement le déversement dans un récipient jetable.