El mercurio es un elemento químico con el símbolo Hg y número atómico 80. Se conoce comúnmente como el mercurio y fue nombrado anteriormente hydrargyrum ( / h aɪ d r ɑr dʒ ər ə m / hi- Drar -jər-əm ). [4] El mercurio, un elemento de bloque en D plateado y pesado , es el único elemento metálico que es líquido en condiciones estándar de temperatura y presión.; el único otro elemento que es líquido en estas condiciones es el bromo halógeno , aunque metales como el cesio , galio y rubidio se funden justo por encima de la temperatura ambiente .
Mercurio | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Apariencia | líquido plateado brillante | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Peso atómico estándar A r, estándar (Hg) | 200.592 (3) [1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mercurio en la tabla periódica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Número atómico ( Z ) | 80 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Grupo | grupo 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Período | período 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cuadra | bloque d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configuración electronica | [ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electrones por capa | 2, 8, 18, 32, 18, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Propiedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fase en STP | líquido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de fusion | 234,3210 K (-38,8290 ° C, -37,8922 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto de ebullición | 629,88 K (356,73 ° C, 674,11 ° F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Densidad (cerca de rt ) | 13,534 g / cm 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Triple punto | 234,3156 K, 1,65 × 10 −7 kPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto crítico | 1750 K, 172,00 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de fusión | 2,29 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calor de vaporización | 59,11 kJ / mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Capacidad calorífica molar | 27,983 J / (mol · K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Presión de vapor
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Propiedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estados de oxidación | −2, +1 , +2 (un óxido levemente básico ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegatividad | Escala de Pauling: 2,00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energías de ionización |
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Radio atómico | empírico: 151 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio covalente | 132 ± 5 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radio de Van der Waals | 155 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Otras propiedades | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ocurrencia natural | primordial | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Estructura cristalina | romboédrico | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Velocidad del sonido | líquido: 1451,4 m / s (a 20 ° C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Expansión térmica | 60,4 µm / (m⋅K) (a 25 ° C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductividad térmica | 8,30 W / (m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Resistividad electrica | 961 nΩ⋅m (a 25 ° C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Orden magnético | diamagnético [2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Susceptibilidad magnética molar | −33,44 × 10 −6 cm 3 / mol (293 K) [3] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Número CAS | 7439-97-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Historia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Descubrimiento | Antiguos egipcios (antes de 1500 a. C. ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Principales isótopos de mercurio | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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El mercurio se encuentra en depósitos en todo el mundo principalmente como cinabrio ( sulfuro de mercurio ). El pigmento rojo bermellón se obtiene moliendo cinabrio natural o sulfuro de mercurio sintético.
El mercurio se utiliza en termómetros , barómetros , manómetros , esfigmomanómetros , válvulas de flotador , interruptores de mercurio , relés de mercurio , lámparas fluorescentes y otros dispositivos, aunque las preocupaciones sobre la toxicidad del elemento han llevado a que los termómetros y esfigmomanómetros de mercurio se eliminen en gran medida en entornos clínicos a favor de alternativas tales como termómetros y termistor de vidrio llenos de alcohol o galinstan , o instrumentos electrónicos basados en infrarrojos . Asimismo, los manómetros mecánicos y los sensores electrónicos de galgas extensométricas han reemplazado a los esfigmomanómetros de mercurio.
El mercurio sigue utilizándose en aplicaciones de investigación científica y en amalgamas para la restauración dental en algunos lugares. También se utiliza en iluminación fluorescente . La electricidad que pasa a través del vapor de mercurio en una lámpara fluorescente produce luz ultravioleta de onda corta , que luego hace que el fósforo en el tubo sea fluorescente , haciendo luz visible.
La intoxicación por mercurio puede resultar de la exposición a formas de mercurio solubles en agua (como cloruro de mercurio o metilmercurio ), por inhalación de vapor de mercurio o por ingestión de cualquier forma de mercurio.
Propiedades
Propiedades físicas
El mercurio es un metal líquido pesado de color blanco plateado. Comparado con otros metales, es un mal conductor de calor, pero un buen conductor de electricidad. [5]
Tiene un punto de congelación de -38,83 ° C y un punto de ebullición de 356,73 ° C, [6] [7] [8] ambos el más bajo de cualquier metal estable, aunque los experimentos preliminares sobre copernicium y flerovium han indicado que tienen incluso más bajos puntos de ebullición (el copernicio es el elemento por debajo del mercurio en la tabla periódica, siguiendo la tendencia de puntos de ebullición decrecientes hacia abajo del grupo 12). [9] Tras la congelación, el volumen de mercurio disminuye en un 3,59% y su densidad cambia de 13,69 g / cm 3 en estado líquido a 14,184 g / cm 3 en estado sólido. El coeficiente de expansión de volumen es 181,59 × 10 −6 a 0 ° C, 181,71 × 10 −6 a 20 ° C y 182,50 × 10 −6 a 100 ° C (por ° C). El mercurio sólido es maleable y dúctil y se puede cortar con un cuchillo. [10]
Una explicación completa de la extrema volatilidad del mercurio profundiza en el ámbito de la física cuántica , pero se puede resumir de la siguiente manera: el mercurio tiene una configuración electrónica única donde los electrones llenan todos los 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s disponibles. , 4p, 4d, 4f, 5s, 5p, 5d y 6s subcapas . Debido a que esta configuración resiste fuertemente la eliminación de un electrón, el mercurio se comporta de manera similar a los gases nobles , que forman enlaces débiles y, por lo tanto, se funden a bajas temperaturas.
La estabilidad de la carcasa 6s se debe a la presencia de una carcasa 4f llena. Una capa f filtra mal la carga nuclear que aumenta la interacción atractiva de Coulomb de la capa 6s y el núcleo (ver contracción de lantánidos ). La ausencia de una capa f interna llena es la razón de la temperatura de fusión algo más alta del cadmio y el zinc , aunque ambos metales aún se funden fácilmente y, además, tienen puntos de ebullición inusualmente bajos. [6] [7]
Propiedades químicas
El mercurio no reacciona con la mayoría de los ácidos, como el ácido sulfúrico diluido , aunque los ácidos oxidantes como el ácido sulfúrico concentrado y el ácido nítrico o el agua regia lo disuelven para dar sulfato , nitrato y cloruro . Como la plata, el mercurio reacciona con el sulfuro de hidrógeno atmosférico . El mercurio reacciona con escamas de azufre sólido, que se utilizan en los kits de derrames de mercurio para absorber mercurio (los kits de derrames también utilizan carbón activado y zinc en polvo). [11]
Amalgamas
El mercurio disuelve muchos metales como el oro y la plata para formar amalgamas . El hierro es una excepción y los frascos de hierro se han utilizado tradicionalmente para comerciar con mercurio. Varios otros metales de transición de la primera fila, con la excepción del manganeso , el cobre y el zinc , también son resistentes a la formación de amalgamas. Otros elementos que no forman fácilmente amalgamas con mercurio incluyen el platino . [12] [13] La amalgama de sodio es un agente reductor común en la síntesis orgánica y también se usa en lámparas de sodio de alta presión .
El mercurio se combina fácilmente con el aluminio para formar una amalgama de mercurio-aluminio cuando los dos metales puros entran en contacto. Dado que la amalgama destruye la capa de óxido de aluminio que protege el aluminio metálico de la oxidación en profundidad (como en la oxidación del hierro ), incluso pequeñas cantidades de mercurio pueden corroer gravemente el aluminio. Por esta razón, el mercurio no está permitido a bordo de una aeronave en la mayoría de las circunstancias debido al riesgo de que forme una amalgama con las piezas de aluminio expuestas en la aeronave. [14]
La fragilización por mercurio es el tipo más común de fragilización por metales líquidos.
Isótopos
Hay siete isótopos estables de mercurio, con202
Siendo el Hg el más abundante (29,86%). Los radioisótopos de vida más larga son194
Hg con una vida media de 444 años, y203
Hg con una vida media de 46,612 días. La mayoría de los radioisótopos restantes tienen vidas medias inferiores a un día.199
Hg y201
El Hg son los núcleos activos por RMN más estudiados , con espines de 1 ⁄ 2 y 3 ⁄ 2 respectivamente. [5]
Etimología
Hg es el símbolo químico moderno del mercurio. Proviene de hydrargyrum , una forma latinizada de la palabra griega ὑδράργυρος ( hydrargyros ), que es una palabra compuesta que significa "agua-plata" (de ὑδρ- hydr- , la raíz de ὕδωρ, "agua" y ἄργυρος argyros "plata" ) ya que es líquido como el agua y brillante como la plata. El elemento recibió su nombre del dios romano Mercurio , conocido por su velocidad y movilidad. Está asociado con el planeta Mercurio ; el símbolo astrológico del planeta es también uno de los símbolos alquímicos del metal. Mercurio es el único metal por el que el nombre planetario alquímico se convirtió en el nombre común. [15]
Historia
El mercurio se encontró en tumbas egipcias que datan del 1500 a. C. [dieciséis]
En China y el Tíbet , se pensaba que el uso de mercurio prolongaba la vida, curaba fracturas y mantenía una buena salud en general, aunque ahora se sabe que la exposición al vapor de mercurio provoca graves efectos adversos para la salud. [17] El primer emperador de una China unificada, Qín Shǐ Huáng Dì, supuestamente enterrado en una tumba que contenía ríos de mercurio en un modelo de la tierra que gobernaba, representativa de los ríos de China, murió bebiendo mercurio y mezcla de jade en polvo formulada por alquimistas de Qin (que causa insuficiencia hepática , envenenamiento por mercurio y muerte cerebral ) que pretendían darle vida eterna. [18] [19] Khumarawayh ibn Ahmad ibn Tulun , el segundo gobernante tuluní de Egipto (r. 884-896), conocido por su extravagancia y despilfarro, supuestamente construyó una palangana llena de mercurio, sobre la que yacía sobre el aire. -Cojines rellenos y mecerse para dormir. [20]
En noviembre de 2014 se descubrieron "grandes cantidades" de mercurio en una cámara 60 pies debajo de la pirámide de 1800 años conocida como el " Templo de la Serpiente Emplumada ", "la tercera pirámide más grande de Teotihuacan ," México junto con "estatuas de jade , restos de jaguar, una caja llena de conchas talladas y pelotas de goma ". [21]
Los antiguos griegos usaban cinabrio (sulfuro de mercurio) en ungüentos; los antiguos egipcios y romanos lo usaban en cosméticos . En Lamanai , una vez una ciudad importante de la civilización maya , se encontró un charco de mercurio debajo de un marcador en un juego de pelota mesoamericano . [22] [23] En el año 500 aC el mercurio se utiliza para hacer amalgamas (latín medieval amalgama , "aleación de mercurio") con otros metales. [24]
Los alquimistas pensaban en el mercurio como la Primera Materia a partir de la cual se formaron todos los metales. Creían que se podían producir diferentes metales variando la calidad y cantidad de azufre contenido en el mercurio. El más puro de ellos era el oro, y se pedía mercurio en los intentos de transmutación de metales básicos (o impuros) en oro, que era el objetivo de muchos alquimistas. [15]
Las minas de Almadén (España), Monte Amiata (Italia) e Idrija (ahora Eslovenia) dominaron la producción de mercurio desde la apertura de la mina de Almadén hace 2500 años, hasta que se encontraron nuevos depósitos a finales del siglo XIX. [25]
Ocurrencia
El mercurio es un elemento extremadamente raro en la corteza terrestre , que tiene una abundancia cortical promedio en masa de solo 0.08 partes por millón (ppm). [26] Debido a que no se mezcla geoquímicamente con los elementos que constituyen la mayoría de la masa de la corteza, los minerales de mercurio pueden estar extraordinariamente concentrados considerando la abundancia del elemento en la roca ordinaria. Los minerales de mercurio más ricos contienen hasta un 2,5% de mercurio en masa, e incluso los depósitos concentrados más magros tienen al menos un 0,1% de mercurio (12.000 veces la abundancia media de la corteza). Se encuentra ya sea como un metal nativo (raro) o en cinabrio , metacinabrio, esfalerita , corderoita , livingstonita y otros minerales , siendo el cinabrio (HgS) el mineral más común. [27] [28] Los minerales de mercurio generalmente ocurren en cinturones orogénicos muy jóvenes donde las rocas de alta densidad son forzadas a la corteza terrestre, [ cita requerida ] a menudo en aguas termales u otras regiones volcánicas . [29]
A partir de 1558, con la invención del proceso de patio para extraer plata del mineral utilizando mercurio, el mercurio se convirtió en un recurso esencial en la economía de España y sus colonias americanas. El mercurio se utilizó para extraer plata de las lucrativas minas de Nueva España y Perú . Inicialmente, las minas de la Corona española en Almadén, en el sur de España, suministraron todo el mercurio para las colonias. [30] Se descubrieron depósitos de mercurio en el Nuevo Mundo, y más de 100.000 toneladas de mercurio se extrajeron de la región de Huancavelica , Perú, en el transcurso de tres siglos después del descubrimiento de depósitos allí en 1563. El proceso de patio y posterior pan El proceso de amalgama continuó creando una gran demanda de mercurio para tratar minerales de plata hasta finales del siglo XIX. [31]
Las antiguas minas de Italia, Estados Unidos y México, que alguna vez produjeron una gran proporción del suministro mundial, ahora se han agotado por completo o, en el caso de Eslovenia ( Idrija ) y España ( Almadén ), cerradas debido a la caída. del precio del mercurio. La mina McDermitt de Nevada , la última mina de mercurio en los Estados Unidos, cerró en 1992. El precio del mercurio ha sido muy volátil a lo largo de los años y en 2006 fue de $ 650 por frasco de 76 libras (34,46 kg) . [32]
El mercurio se extrae calentando cinabrio en una corriente de aire y condensando el vapor. La ecuación para esta extracción es
- HgS + O 2 → Hg + SO 2
En 2005, China fue el principal productor de mercurio con casi dos tercios de la participación mundial, seguida de Kirguistán . [33] : 47 Se cree que varios otros países tienen una producción no registrada de mercurio a partir de procesos de electrodeposición de cobre y por recuperación de efluentes.
Debido a la alta toxicidad del mercurio, tanto la extracción de cinabrio como la refinación de mercurio son causas históricas y peligrosas de intoxicación por mercurio. [34] En China, el trabajo penitenciario fue utilizado por una empresa minera privada tan recientemente como en la década de 1950 para desarrollar nuevas minas de cinabrio. La empresa minera Luo Xi utilizó a miles de prisioneros para establecer nuevos túneles. [35] La salud de los trabajadores en las minas en funcionamiento corre un alto riesgo.
La directiva de la Unión Europea que pide que las bombillas fluorescentes compactas sean obligatorias para 2012 alentó a China a reabrir las minas de cinabrio para obtener el mercurio necesario para la fabricación de bombillas CFL. Los peligros ambientales han sido una preocupación, particularmente en las ciudades sureñas de Foshan y Guangzhou , y en la provincia de Guizhou en el suroeste. [35]
Los sitios de procesamiento de minas de mercurio abandonadas a menudo contienen montones de desechos muy peligrosos de calcina de cinabrio tostada . La escorrentía de agua de tales sitios es una fuente reconocida de daño ecológico. Las antiguas minas de mercurio pueden ser adecuadas para una reutilización constructiva. Por ejemplo, en 1976 , el condado de Santa Clara, California, compró la histórica mina Almaden Quicksilver Mine y creó un parque del condado en el sitio, después de realizar un análisis exhaustivo de seguridad y medio ambiente de la propiedad. [36]
Química
El mercurio existe en dos estados de oxidación, I y II. A pesar de las afirmaciones de lo contrario, los compuestos [37] Hg (III) y Hg (IV) siguen siendo desconocidos. [38] [39]
Compuestos de mercurio (I)
A diferencia de sus vecinos más ligeros, el cadmio y el zinc, el mercurio generalmente forma compuestos estables simples con enlaces metal-metal. La mayoría de los compuestos de mercurio (I) son diamagnéticos y presentan el catión dimérico, Hg2+
2. Los derivados estables incluyen el cloruro y el nitrato. El tratamiento de la complejación de compuestos de Hg (I) con ligandos fuertes como sulfuro, cianuro, etc.induce la desproporción a Hg2+
y mercurio elemental. [40] El cloruro de mercurio (I) , un sólido incoloro también conocido como calomelanos , es realmente el compuesto con la fórmula Hg 2 Cl 2 , con la conectividad Cl-Hg-Hg-Cl. Es un estándar en electroquímica. Reacciona con el cloro para dar cloruro de mercurio, que resiste la oxidación adicional. El hidruro de mercurio (I) , un gas incoloro, tiene la fórmula HgH, que no contiene enlace Hg-Hg.
Indicativo de su tendencia a unirse a sí mismo, el mercurio forma policationes de mercurio , que consisten en cadenas lineales de centros de mercurio, cubiertas con una carga positiva. Un ejemplo es Hg2+
3(AsF-
6)
2. [41]
Compuestos de mercurio (II)
El mercurio (II) es el estado de oxidación más común y también el principal en la naturaleza. Se conocen los cuatro haluros de mercurio. Forman complejos tetraédricos con otros ligandos, pero los haluros adoptan una geometría de coordinación lineal, algo similar a lo que hace Ag + . El más conocido es el cloruro de mercurio (II) , un sólido blanco que se sublima fácilmente . El HgCl 2 forma complejos de coordinación que son típicamente tetraédricos, por ejemplo, HgCl.2−
4.
El óxido de mercurio (II) , el principal óxido de mercurio, surge cuando el metal se expone al aire durante períodos prolongados a temperaturas elevadas. Vuelve a los elementos al calentarse cerca de los 400 ° C, como lo demostró Joseph Priestley en una síntesis temprana de oxígeno puro . [11] Los hidróxidos de mercurio están mal caracterizados, como lo están para sus vecinos oro y plata.
Al ser un metal blando , el mercurio forma derivados muy estables con los calcógenos más pesados . El principal es el sulfuro de mercurio (II) , HgS, que se encuentra en la naturaleza como el mineral cinabrio y es el pigmento brillante bermellón . Al igual que el ZnS, el HgS cristaliza en dos formas , la forma cúbica rojiza y la forma de mezcla de zinc negro . [5] Este último a veces se presenta naturalmente como metacinnabar. [28] También se conocen seleniuro de mercurio (II) (HgSe) y telururo de mercurio (II) (HgTe), así como varios derivados, por ejemplo, telururo de mercurio cadmio y telururo de mercurio y zinc, que son semiconductores útiles como materiales detectores de infrarrojos . [42]
Las sales de mercurio (II) forman una variedad de derivados complejos con amoníaco . Estos incluyen la base de Millon (Hg 2 N + ), el polímero unidimensional (sales de HgNH+
2)
norte) y "precipitado blanco fusible" o [Hg (NH 3 ) 2 ] Cl 2 . Conocido como reactivo de Nessler , tetraiodomercurato de potasio (II) ( HgI2−
4) todavía se usa ocasionalmente para analizar el amoníaco debido a su tendencia a formar la sal de yoduro de color intenso de la base de Millon.
El fulminato de mercurio es un detonador muy utilizado en explosivos . [5]
Compuestos de organomercurio
Los compuestos orgánicos de mercurio son históricamente importantes, pero tienen poco valor industrial en el mundo occidental. Las sales de mercurio (II) son un raro ejemplo de complejos metálicos simples que reaccionan directamente con anillos aromáticos. Los compuestos de organomercurio son siempre divalentes y, por lo general, tienen una geometría lineal y de dos coordenadas. A diferencia de los compuestos de organocadmio y organocinc , los compuestos de organomercurio no reaccionan con el agua. Por lo general, tienen la fórmula HgR 2 , que a menudo son volátiles, o HgRX, que a menudo son sólidos, donde R es arilo o alquilo y X es normalmente haluro o acetato. El metilmercurio , un término genérico para compuestos con la fórmula CH 3 HgX, es una peligrosa familia de compuestos que a menudo se encuentran en agua contaminada . [43] Surgen por un proceso conocido como biometilación .
Aplicaciones
El mercurio se utiliza principalmente para la fabricación de productos químicos industriales o para aplicaciones eléctricas y electrónicas. Se utiliza en algunos termómetros, especialmente en los que se utilizan para medir altas temperaturas. Una cantidad aún creciente se usa como mercurio gaseoso en lámparas fluorescentes , mientras que la mayoría de las otras aplicaciones se eliminan gradualmente debido a las regulaciones de salud y seguridad y en algunas aplicaciones se reemplazan con una aleación de Galinstan menos tóxica pero considerablemente más cara . [44]
Medicamento
El mercurio y sus compuestos se han utilizado en medicina, aunque son mucho menos comunes hoy que antes, ahora que los efectos tóxicos del mercurio y sus compuestos se comprenden más ampliamente. La primera edición del Manual de Merck incluía muchos compuestos mercúricos [45] como:
- Mercauro
- Mercuro-yodo-hemol.
- Cloruro de mercurio-amonio
- Benzoato de mercurio
- Mercurio
- Bicloruro de mercurio (cloruro de mercurio corrosivo, USP)
- Cloruro de mercurio
- Cianuro de mercurio suave
- Succinimida de mercurio
- Yoduro de mercurio
- Binioduro de mercurio rojo
- Yoduro de mercurio
- Protoyoduro de mercurio amarillo
- Negro (Hahnemann), óxido de mercurio soluble
- Óxido de mercurio rojo
- Óxido de mercurio amarillo
- Salicilato de mercurio
- Succinimida de mercurio
- Imido-succinato de mercurio
- Sulfato de mercurio
- Subsulfato de mercurio básico; Mineral de Turpeth
- Tanato de mercurio
- Cloruro de mercurio-amonio
El mercurio es un ingrediente de las amalgamas dentales . El tiomersal (llamado timerosal en los Estados Unidos) es un compuesto orgánico que se usa como conservante en las vacunas , aunque este uso está en declive. [46] El tiomersal se metaboliza a etilmercurio . Aunque se especuló ampliamente que este conservante a base de mercurio podría causar o desencadenar el autismo en los niños, los estudios científicos no mostraron evidencia que respalde tal vínculo. [47] Sin embargo, el tiomersal se ha eliminado o reducido a cantidades mínimas en todas las vacunas de EE. UU. Recomendadas para niños de 6 años o menos, con la excepción de la vacuna inactivada contra la influenza. [48]
Otro compuesto de mercurio, la merbromina (mercurocromo), es un antiséptico tópico que se usa para cortes y raspaduras menores y que todavía se usa en algunos países.
El mercurio en forma de uno de sus minerales comunes, el cinabrio, se usa en varias medicinas tradicionales, especialmente en la medicina tradicional china . La revisión de su seguridad ha encontrado que el cinabrio puede provocar una intoxicación significativa por mercurio cuando se calienta, se consume en sobredosis o se toma a largo plazo, y puede tener efectos adversos en dosis terapéuticas, aunque los efectos de las dosis terapéuticas suelen ser reversibles. Aunque esta forma de mercurio parece ser menos tóxica que otras formas, su uso en la medicina tradicional china aún no se ha justificado, ya que la base terapéutica para el uso del cinabrio no está clara. [49]
Hoy en día, el uso de mercurio en la medicina ha disminuido considerablemente en todos los aspectos, especialmente en los países desarrollados. Los termómetros y esfigmomanómetros que contienen mercurio se inventaron a principios del siglo XVIII y finales del XIX, respectivamente. A principios del siglo XXI, su uso está disminuyendo y ha sido prohibido en algunos países, estados e instituciones médicas. En 2002, el Senado de los Estados Unidos aprobó una ley para eliminar gradualmente la venta de termómetros de mercurio sin receta . En 2003, Washington y Maine se convirtieron en los primeros estados en prohibir los dispositivos de mercurio para la presión arterial. [50] Los compuestos de mercurio se encuentran en algunos medicamentos de venta libre , incluidos los antisépticos tópicos , laxantes estimulantes, ungüento para la dermatitis del pañal , gotas para los ojos y aerosoles nasales . La FDA tiene "datos inadecuados para establecer un reconocimiento general de la seguridad y eficacia" de los ingredientes de mercurio en estos productos. [51] El mercurio todavía se usa en algunos diuréticos, aunque ahora existen sustitutos para la mayoría de los usos terapéuticos.
Producción de cloro y sosa cáustica
El cloro se produce a partir de cloruro de sodio (sal común, NaCl) mediante electrólisis para separar el sodio metálico del cloro gaseoso. Por lo general, la sal se disuelve en agua para producir una salmuera. Subproductos de cualquier proceso de cloro-álcali son hidrógeno (H 2 ) y de hidróxido de sodio (NaOH), que comúnmente se llama sosa cáustica o lejía . Con mucho, el mayor uso de mercurio [52] [53] a fines del siglo XX fue en el proceso de celda de mercurio (también llamado proceso de Castner-Kellner ) donde el sodio metálico se forma como una amalgama en un cátodo hecho de mercurio; este sodio luego se hace reaccionar con agua para producir hidróxido de sodio. [54] Muchas de las liberaciones industriales de mercurio del siglo XX provinieron de este proceso, aunque las plantas modernas afirmaron ser seguras en este sentido. [53] Después de aproximadamente 1985, todas las nuevas instalaciones de producción de cloro-álcali que se construyeron en los Estados Unidos utilizaron tecnologías de celda de membrana o celda de diafragma para producir cloro.
Usos de laboratorio
Algunos termómetros médicos , especialmente los de altas temperaturas, están llenos de mercurio; están desapareciendo gradualmente. En los Estados Unidos, la venta sin receta de termómetros de mercurio para la fiebre está prohibida desde 2003. [55]
Algunos telescopios de tránsito utilizan una cuenca de mercurio para formar un espejo plano y absolutamente horizontal, útil para determinar una referencia absoluta vertical o perpendicular. Los espejos parabólicos horizontales cóncavos pueden formarse girando mercurio líquido en un disco, la forma parabólica del líquido así formado reflejando y enfocando la luz incidente. Estos telescopios de espejo líquido son más baratos que los telescopios de espejo grandes convencionales hasta en un factor de 100, pero el espejo no se puede inclinar y siempre apunta hacia arriba. [56] [57] [58]
El mercurio líquido forma parte del popular electrodo de referencia secundario (llamado electrodo de calomelanos ) en electroquímica como alternativa al electrodo de hidrógeno estándar . El electrodo de calomelanos se utiliza para calcular el potencial del electrodo de las medias celdas . [59] Por último, pero no menos importante, el punto triple del mercurio, -38,8344 ° C, es un punto fijo utilizado como estándar de temperatura para la Escala Internacional de Temperatura ( ITS-90 ). [5]
En polarografía, tanto el electrodo de caída de mercurio [60] como el electrodo de caída de mercurio [61] utilizan mercurio elemental. Este uso permite disponer de un nuevo electrodo no contaminado para cada medición o cada nuevo experimento.
Los compuestos que contienen mercurio también se utilizan en el campo de la biología estructural . Los compuestos mercúricos como el cloruro de mercurio (II) o el tetraiodomercurato de potasio (II) se pueden agregar a los cristales de proteínas en un esfuerzo por crear derivados de átomos pesados que se pueden usar para resolver el problema de fase en la cristalografía de rayos X mediante el reemplazo isomorfo o métodos de dispersión anómalos. .
Usos de nicho
El mercurio gaseoso se utiliza en lámparas de vapor de mercurio y en algunos letreros publicitarios y lámparas fluorescentes de tipo " letrero de neón " . Esas lámparas de baja presión emiten líneas espectralmente estrechas, que se utilizan tradicionalmente en espectroscopía óptica para la calibración de la posición espectral. Las lámparas de calibración comerciales se venden para este propósito; Reflejar una luz de techo fluorescente en un espectrómetro es una práctica de calibración común. [62] El mercurio gaseoso también se encuentra en algunos tubos de electrones , incluidos los ignitrones , tiratrones y rectificadores de arco de mercurio . [63] También se utiliza en lámparas de cuidados médicos especializados para el bronceado y desinfección de la piel. [64] Se agrega mercurio gaseoso a las lámparas de cátodo frío llenas de argón para aumentar la ionización y la conductividad eléctrica . Una lámpara llena de argón sin mercurio tendrá puntos opacos y no se encenderá correctamente. La iluminación que contiene mercurio se puede bombardear / bombear el horno solo una vez. Cuando se agrega a tubos llenos de neón , la luz producida será puntos rojos / azules inconsistentes hasta que se complete el proceso inicial de quemado; eventualmente se iluminará con un color azul opaco consistente. [sesenta y cinco]
El resplandor violeta intenso de una descarga de vapor de mercurio en una lámpara germicida , cuyo espectro es rico en radiación ultravioleta invisible.
Curtidor de piel que contiene una lámpara de vapor de mercurio de baja presión y dos lámparas de infrarrojos, que actúan como fuente de luz y balasto eléctrico.
Diversos tipos de lámparas fluorescentes.
El Reloj Atómico del Espacio Profundo miniaturizado es un reloj de iones de mercurio basado en trampa de iones lineal, diseñado para la navegación por radio precisa y en tiempo real en el espacio profundo.
El Reloj Atómico del Espacio Profundo (DSAC) que está desarrollando el Laboratorio de Propulsión a Chorro utiliza mercurio en un reloj lineal basado en trampa de iones. El novedoso uso del mercurio permite relojes atómicos muy compactos, con bajos requerimientos energéticos, por lo que es ideal para sondas espaciales y misiones a Marte. [66]
Productos cosméticos
El mercurio, como tiomersal , se usa ampliamente en la fabricación de rímel . En 2008, Minnesota se convirtió en el primer estado de los Estados Unidos en prohibir el mercurio agregado intencionalmente en los cosméticos, lo que le otorga un estándar más estricto que el del gobierno federal. [67]
Un estudio sobre la concentración media geométrica de mercurio en la orina identificó una fuente de exposición previamente desconocida (productos para el cuidado de la piel) al mercurio inorgánico entre los residentes de la ciudad de Nueva York . El biomonitoreo poblacional también mostró que los niveles de concentración de mercurio son más altos en los consumidores de mariscos y harinas de pescado. [68]
Armas de fuego
El fulminato de mercurio (II) es un explosivo primario que se utiliza principalmente como cebador de un cartucho en armas de fuego.
Usos históricos
Muchas aplicaciones históricas hicieron uso de las propiedades físicas peculiares del mercurio, especialmente como un líquido denso y un metal líquido:
- Se han recuperado cantidades de mercurio líquido que oscilan entre 90 y 600 gramos (3,2 a 21,2 oz) de tumbas mayas de élite (100-700 dC) [21] o escondites rituales en seis sitios. Este mercurio puede haber sido utilizado en recipientes como espejos para adivinatorios propósitos. Cinco de estos datan del Período Clásico de la civilización maya (c. 250–900), pero un ejemplo es anterior a este. [69]
- En la España islámica se utilizaba para el llenado de piscinas decorativas. Posteriormente, el artista estadounidense Alexander Calder construyó una fuente de mercurio para el Pabellón de España en la Exposición Mundial de 1937 en París . La fuente ya está expuesta en la Fundació Joan Miró de Barcelona . [70]
- El mercurio se usó dentro de los señuelos wobbler . Su forma líquida y pesada lo hacía útil ya que los señuelos realizaban un movimiento irregular atractivo cuando el mercurio se movía dentro del enchufe. Dicho uso se detuvo debido a preocupaciones ambientales, pero se ha producido la preparación ilegal de tapones de pesca modernos.
- Las lentes de Fresnel de los faros antiguos solían flotar y girar en un baño de mercurio que actuaba como un cojinete. [71]
- Mercury esfigmomanómetros (medidor de presión arterial), barómetros , bombas de difusión , coulómetros , y muchos otros instrumentos de laboratorio. Como líquido opaco con una alta densidad y una expansión térmica casi lineal, es ideal para este papel. [72]
- Como líquido conductor de electricidad, se usó en interruptores de mercurio (incluidos interruptores de luz de mercurio instalados antes de 1970), interruptores de inclinación utilizados en detectores de incendios antiguos e interruptores de inclinación en algunos termostatos domésticos. [73]
- Debido a sus propiedades acústicas, el mercurio se utilizó como medio de propagación en los dispositivos de memoria de línea de retardo utilizados en las primeras computadoras digitales de mediados del siglo XX.
- Se instalaron turbinas experimentales de vapor de mercurio para aumentar la eficiencia de las centrales eléctricas de combustibles fósiles. [74] La planta de energía de South Meadow en Hartford, CT empleó mercurio como fluido de trabajo , en una configuración binaria con un circuito de agua secundario, durante varios años a partir de finales de la década de 1920 en un intento por mejorar la eficiencia de la planta. Se construyeron varias otras plantas, incluida la estación Schiller en Portsmouth, NH, que entró en funcionamiento en 1950. La idea no se popularizó en toda la industria debido al peso y la toxicidad del mercurio, así como al advenimiento de las plantas de vapor supercrítico en el futuro. años. [75] [76]
- De manera similar, el mercurio líquido se utilizó como refrigerante para algunos reactores nucleares ; sin embargo, se propone sodio para reactores enfriados con metal líquido, porque la alta densidad del mercurio requiere mucha más energía para circular como refrigerante. [77]
- El mercurio era un propulsor de los primeros motores de iones en los sistemas eléctricos de propulsión espacial . Las ventajas fueron el alto peso molecular del mercurio, la baja energía de ionización, la baja energía de ionización dual, la alta densidad del líquido y la capacidad de almacenamiento del líquido a temperatura ambiente . Las desventajas fueron las preocupaciones con respecto al impacto ambiental asociado con las pruebas en tierra y las preocupaciones sobre el eventual enfriamiento y condensación de parte del propulsor en la nave espacial en operaciones de larga duración. El primer vuelo espacial en utilizar propulsión eléctrica fue un propulsor de iones de mercurio desarrollado por la NASA Lewis y volado en la nave espacial Space Electric Rocket Test " SERT-1 " lanzada por la NASA en su instalación de vuelo Wallops en 1964. Se siguió el vuelo SERT-1 en el vuelo SERT-2 en 1970. El mercurio y el cesio eran los propulsores preferidos para los motores de iones hasta que el Laboratorio de Investigación Hughes realizó estudios que encontraron que el gas xenón era un reemplazo adecuado. El xenón es ahora el propulsor preferido para los motores de iones, ya que tiene un alto peso molecular, poca o ninguna reactividad debido a su naturaleza de gas noble y tiene una alta densidad de líquido bajo almacenamiento criogénico suave. [78] [79]
Otras aplicaciones hicieron uso de las propiedades químicas del mercurio:
- La batería de mercurio es una batería electroquímica no recargable , una celda primaria , que era común a mediados del siglo XX. Se usó en una amplia variedad de aplicaciones y estaba disponible en varios tamaños, particularmente tamaños de botones. Su salida de voltaje constante y su larga vida útil le dieron un uso específico para fotómetros de cámara y audífonos. La celda de mercurio fue efectivamente prohibida en la mayoría de los países en la década de 1990 debido a las preocupaciones sobre los vertederos que contaminan el mercurio. [80]
- El mercurio se utilizó para preservar la madera, desarrollar daguerrotipos , platear espejos , pinturas antiincrustantes (descontinuados en 1990), herbicidas (descontinuados en 1995), pintura de látex para interiores, juegos de laberintos portátiles, dispositivos de limpieza y nivelación de carreteras en automóviles. Los compuestos de mercurio se han utilizado en antisépticos , laxantes, antidepresivos y antisifilíticos .
- Supuestamente fue utilizado por espías aliados para sabotear aviones de la Luftwaffe: se aplicó una pasta de mercurio al aluminio desnudo , lo que provocó que el metal se corroara rápidamente ; esto causaría fallas estructurales. [81]
- Proceso de cloro-álcali : El mayor uso industrial del mercurio durante el siglo XX fue la electrólisis para separar el cloro y el sodio de la salmuera; siendo el mercurio el ánodo del proceso Castner-Kellner . El cloro se usó para blanquear el papel (de ahí la ubicación de muchas de estas plantas cerca de las fábricas de papel), mientras que el sodio se usó para producir hidróxido de sodio para jabones y otros productos de limpieza. Este uso se ha descontinuado en gran medida, reemplazado por otras tecnologías que utilizan células de membrana. [82]
- Como electrodos en algunos tipos de electrólisis , baterías ( celdas de mercurio ), producción de hidróxido de sodio y cloro , juegos de mano, catalizadores , insecticidas .
- El mercurio se usó una vez como limpiador de cañones de armas. [83] [84]
- Desde mediados del siglo XVIII hasta mediados del siglo XIX, se utilizó un proceso llamado " zanahoria " en la fabricación de sombreros de fieltro . Las pieles de los animales se enjuagaron en una solución naranja (el término "zanahoria" surgió de este color) del compuesto de mercurio nitrato de mercurio , Hg (NO 3 ) 2 · 2H 2 O. [85] Este proceso separó la piel de la piel y se enmarañó juntos. Esta solución y los vapores que producía eran muy tóxicos. El Servicio de Salud Pública de los Estados Unidos prohibió el uso de mercurio en la industria del fieltro en diciembre de 1941. Los síntomas psicológicos asociados con el envenenamiento por mercurio inspiraron la frase " loco como un sombrerero ". El " Sombrerero loco " de Lewis Carroll en su libro Alicia en el país de las maravillas era un juego de palabras basado en la frase anterior, pero el personaje en sí no presenta síntomas de envenenamiento por mercurio. [86]
- Minería de oro y plata. Históricamente, el mercurio se utilizó ampliamente en la extracción de oro hidráulica para ayudar a que el oro se hunda a través de la mezcla de agua y grava que fluye. Las partículas finas de oro pueden formar amalgamas de mercurio y oro y, por lo tanto, aumentar las tasas de recuperación de oro. [5] El uso de mercurio a gran escala se detuvo en la década de 1960. Sin embargo, el mercurio todavía se utiliza en la prospección de oro a pequeña escala, a menudo clandestina. Se estima que no se han recuperado 45.000 toneladas métricas de mercurio utilizadas en California para la minería de placer . [87] El mercurio también se utilizó en la minería de plata. [88]
Usos medicinales históricos
El cloruro de mercurio (I) (también conocido como calomelanos o cloruro mercurioso) se ha utilizado en la medicina tradicional como diurético , desinfectante tópico y laxante . El cloruro de mercurio (II) (también conocido como cloruro de mercurio o sublimado corrosivo) alguna vez se usó para tratar la sífilis (junto con otros compuestos de mercurio), aunque es tan tóxico que a veces los síntomas de su toxicidad se confundían con los de la sífilis que era. cree que tratar. [89] También se utiliza como desinfectante. La masa azul , una pastilla o jarabe en el que el mercurio es el ingrediente principal, se recetó a lo largo del siglo XIX para numerosas afecciones, como estreñimiento, depresión, maternidad y dolor de muelas. [90] A principios del siglo XX, el mercurio se administraba anualmente a los niños como laxante y desparasitante, y se usaba en los polvos para la dentición de los bebés. El organohaluro merbromina que contiene mercurio (que a veces se vende como mercurocromo) todavía se usa ampliamente, pero ha sido prohibido en algunos países, como los Estados Unidos [91].
Toxicidad y seguridad
Peligros | |
---|---|
Pictogramas GHS | |
Palabra de señal GHS | Peligro |
Declaraciones de peligro GHS | H330 , H360D , H372 , H410 |
Consejos de prudencia del SGA | P201 , P260 , P273 , P280 , P304 , P340 , P310 , P308 , P313 , P391 , P403 , P233 [92] |
NFPA 704 (diamante de fuego) | 2 0 0 |
El mercurio y la mayoría de sus compuestos son extremadamente tóxicos y deben manipularse con cuidado; en casos de derrames que involucren mercurio (como el de ciertos termómetros o bombillas fluorescentes ), se utilizan procedimientos de limpieza específicos para evitar la exposición y contener el derrame. [93] Los protocolos exigen la fusión física de gotas más pequeñas en superficies duras, combinándolas en una sola piscina más grande para facilitar la extracción con un gotero o para empujar suavemente el derrame en un recipiente desechable. Las aspiradoras y las escobas causan una mayor dispersión del mercurio y no deben usarse. Posteriormente, se esparce azufre fino , zinc o algún otro polvo que forme fácilmente una amalgama (aleación) con mercurio a temperaturas normales sobre el área antes de ser recogido y desechado adecuadamente. Limpiar las superficies porosas y la ropa no es eficaz para eliminar todos los rastros de mercurio y, por lo tanto, se recomienda desechar este tipo de artículos en caso de que estén expuestos a un derrame de mercurio.
El mercurio se puede absorber a través de la piel y las membranas mucosas y los vapores de mercurio se pueden inhalar, por lo que los contenedores de mercurio están bien sellados para evitar derrames y evaporación. El calentamiento del mercurio, o de los compuestos de mercurio que pueden descomponerse al calentarse, debe realizarse con ventilación adecuada para minimizar la exposición al vapor de mercurio. Las formas más tóxicas de mercurio son sus compuestos orgánicos , como el dimetilmercurio y el metilmercurio . El mercurio puede causar intoxicaciones tanto crónicas como agudas.
Liberaciones en el medio ambiente
Las tasas de deposición preindustrial de mercurio de la atmósfera pueden ser de aproximadamente 4 ng / (1 L de depósito de hielo). Aunque eso puede considerarse un nivel natural de exposición, las fuentes regionales o globales tienen efectos significativos. Las erupciones volcánicas pueden aumentar la fuente atmosférica de 4 a 6 veces. [94]
Las fuentes naturales, como los volcanes , son responsables de aproximadamente la mitad de las emisiones atmosféricas de mercurio. La mitad generada por humanos se puede dividir en los siguientes porcentajes estimados: [95] [96] [97]
- El 65% proviene de la combustión estacionaria, de la cual las centrales eléctricas de carbón son la mayor fuente agregada (40% de las emisiones de mercurio de EE. UU. En 1999). Esto incluye plantas de energía alimentadas con gas donde no se ha eliminado el mercurio. Las emisiones de la combustión de carbón son entre uno y dos órdenes de magnitud más altas que las emisiones de la combustión de petróleo, según el país. [95]
- 11% de la producción de oro. Las tres fuentes puntuales más grandes de emisiones de mercurio en los EE. UU. Son las tres minas de oro más grandes. La liberación hidrogeoquímica de mercurio de los relaves de las minas de oro se ha contabilizado como una fuente importante de mercurio atmosférico en el este de Canadá. [98]
- 6,8% de la producción de metales no ferrosos , normalmente fundiciones .
- 6,4% de la producción de cemento .
- 3.0% de eliminación de residuos , incluidos residuos municipales y peligrosos , crematorios e incineración de lodos de depuradora .
- 3,0% de la producción de sosa cáustica .
- 1,4% de la producción de arrabio y acero .
- 1,1% de la producción de mercurio, principalmente para baterías.
- 2,0% de otras fuentes.
Los porcentajes anteriores son estimaciones de las emisiones mundiales de mercurio causadas por el hombre en 2000, excluida la quema de biomasa, una fuente importante en algunas regiones. [95]
La contaminación atmosférica reciente por mercurio en el aire exterior urbano se midió en 0,01–0,02 µg / m 3 . Un estudio de 2001 midió los niveles de mercurio en 12 sitios interiores elegidos para representar una sección transversal de tipos de edificios, ubicaciones y edades en el área de Nueva York. Este estudio encontró concentraciones de mercurio significativamente elevadas con respecto a las concentraciones al aire libre, en un rango de 0,0065 a 0,523 μg / m 3 . El promedio fue de 0.069 μg / m 3 . [99]
Los lagos o embalses artificiales pueden estar contaminados con mercurio debido a la absorción por el agua del mercurio de los árboles y el suelo sumergidos. Por ejemplo, el lago Williston en el norte de la Columbia Británica, creado por la represa del río Peace en 1968, todavía está lo suficientemente contaminado con mercurio que no es aconsejable consumir pescado del lago. [100] [101] Los suelos de permafrost han acumulado mercurio a través de la deposición atmosférica, [102] y el deshielo del permafrost en las regiones criosféricas también es un mecanismo de liberación de mercurio en lagos, ríos y humedales . [103] [104]
El mercurio también entra al medio ambiente a través de la eliminación inadecuada (p. Ej., Vertederos, incineración) de ciertos productos. Los productos que contienen mercurio incluyen: autopartes, baterías , bombillas fluorescentes, productos médicos, termómetros y termostatos. [105] Debido a problemas de salud (ver más abajo), los esfuerzos de reducción del uso de tóxicos están reduciendo o eliminando el mercurio en dichos productos. Por ejemplo, la cantidad de mercurio vendido en termostatos en los Estados Unidos disminuyó de 14,5 toneladas en 2004 a 3,9 toneladas en 2007. [106]
La mayoría de los termómetros ahora usan alcohol pigmentado en lugar de mercurio, y los termómetros de aleación de galinstan también son una opción. Los termómetros de mercurio todavía se usan ocasionalmente en el campo médico porque son más precisos que los termómetros de alcohol, aunque ambos comúnmente están siendo reemplazados por termómetros electrónicos y menos comúnmente por termómetros de galinstan. Los termómetros de mercurio todavía se usan ampliamente para ciertas aplicaciones científicas debido a su mayor precisión y rango de trabajo.
Históricamente, una de las mayores emisiones se produjo en la planta Colex, una planta de separación de isótopos de litio en Oak Ridge, Tennessee. La planta operó en las décadas de 1950 y 1960. Los registros están incompletos y poco claros, pero las comisiones gubernamentales han estimado que no se contabilizan unos dos millones de libras de mercurio. [107]
Un grave desastre industrial fue el vertido de compuestos de mercurio en la bahía de Minamata , Japón. Se estima que más de 3.000 personas sufrieron diversas deformidades, síntomas graves de intoxicación por mercurio o muerte por lo que se conoció como enfermedad de Minamata . [108] [109]
La planta de tabaco absorbe y acumula fácilmente metales pesados como el mercurio del suelo circundante en sus hojas. Estos se inhalan posteriormente durante el consumo de tabaco . [110] Si bien el mercurio es un componente del humo del tabaco , [111] los estudios no han logrado descubrir una correlación significativa entre el tabaquismo y la absorción de Hg por parte de los seres humanos en comparación con fuentes como la exposición ocupacional, el consumo de pescado y los empastes dentales con amalgama . [112]
Contaminación por sedimentos
Los sedimentos dentro de los grandes estuarios urbanos-industriales actúan como un sumidero importante para la contaminación de fuentes puntuales y difusa por mercurio dentro de las cuencas de captación. [113] Un estudio de 2015 de sedimentos costeros del estuario del Támesis midió el mercurio total en 0,01 a 12,07 mg / kg con una media de 2,10 mg / kg y una mediana de 0,85 mg / kg (n = 351). [113] Se demostró que las concentraciones más altas de mercurio ocurren en y alrededor de la ciudad de Londres en asociación con lodos de grano fino y alto contenido de carbono orgánico total. [113] La fuerte afinidad del mercurio por los sedimentos ricos en carbono también se ha observado en los sedimentos de las marismas del río Mersey, con una media de 2 mg / kg hasta 5 mg / kg. [114] Estas concentraciones son mucho más altas que las que se muestran en los sedimentos de los arroyos de los ríos de marismas saladas de Nueva Jersey y los manglares del sur de China, que presentan concentraciones bajas de mercurio de aproximadamente 0,2 mg / kg. [115] [116]
Exposición ocupacional
Debido a los efectos sobre la salud de la exposición al mercurio, los usos industriales y comerciales están regulados en muchos países. La Organización Mundial de la Salud , OSHA y NIOSH tratan el mercurio como un peligro ocupacional y han establecido límites de exposición ocupacional específicos. Las emisiones ambientales y la eliminación de mercurio están reguladas en los EE. UU. Principalmente por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos .
Pescado
Los pescados y mariscos tienen una tendencia natural a concentrar mercurio en sus cuerpos, a menudo en forma de metilmercurio , un compuesto orgánico de mercurio altamente tóxico. Las especies de pescado que se encuentran en una parte alta de la cadena alimentaria , como el tiburón , el pez espada , la caballa real , el atún rojo , el atún blanco y el blanquillo contienen concentraciones de mercurio más altas que otras. Debido a que el mercurio y el metilmercurio son solubles en grasa, se acumulan principalmente en las vísceras , aunque también se encuentran en todo el tejido muscular. [117] La presencia de mercurio en los músculos de los peces se puede estudiar mediante biopsias musculares no letales . [118] El mercurio presente en los peces presa se acumula en el depredador que los consume. Dado que el pescado es menos eficaz en la depuración que la acumulación de metilmercurio, las concentraciones de metilmercurio en el tejido del pescado aumentan con el tiempo. Por lo tanto, las especies que se encuentran en lo alto de la cadena alimentaria acumulan cargas corporales de mercurio que pueden ser diez veces más altas que las especies que consumen. Este proceso se llama biomagnificación . El envenenamiento por mercurio ocurrió de esta manera en Minamata , Japón , ahora llamada enfermedad de Minamata .
Productos cosméticos
Algunas cremas faciales contienen niveles peligrosos de mercurio. La mayoría contienen mercurio inorgánico comparativamente no tóxico, pero se han encontrado productos que contienen mercurio orgánico altamente tóxico. [119] [120]
Efectos y síntomas del envenenamiento por mercurio
Los efectos tóxicos incluyen daño al cerebro, riñones y pulmones. La intoxicación por mercurio puede provocar varias enfermedades, incluida la acrodinia (enfermedad rosada), el síndrome de Hunter-Russell y la enfermedad de Minamata .
Los síntomas típicamente incluyen deterioro sensorial (visión, audición, habla), sensación alterada y falta de coordinación. El tipo y grado de síntomas que se presentan dependen de la toxina individual, la dosis y el método y la duración de la exposición. Los estudios de casos y controles han demostrado efectos como temblores, deterioro de las habilidades cognitivas y trastornos del sueño en trabajadores con exposición crónica al vapor de mercurio, incluso en concentraciones bajas en el rango de 0,7 a 42 μg / m 3 . [121] [122] Un estudio ha demostrado que la exposición aguda (4 a 8 horas) a niveles calculados de mercurio elemental de 1.1 a 44 mg / m 3 resultó en dolor torácico, disnea , tos, hemoptisis , deterioro de la función pulmonar y evidencia de neumonitis intersticial . [123] Se ha demostrado que la exposición aguda al vapor de mercurio produce efectos profundos en el sistema nervioso central, incluidas reacciones psicóticas caracterizadas por delirio, alucinaciones y tendencia suicida. La exposición ocupacional ha provocado una alteración funcional de amplio alcance, que incluye eretismo , irritabilidad, excitabilidad, timidez excesiva e insomnio. Con la exposición continua, se desarrolla un temblor fino que puede escalar a violentos espasmos musculares. El temblor afecta inicialmente las manos y luego se extiende a los párpados, los labios y la lengua. La exposición prolongada y de bajo nivel se ha asociado con síntomas más sutiles de eretismo, que incluyen fatiga, irritabilidad, pérdida de memoria, sueños vívidos y depresión. [124] [125]
Tratamiento
La investigación sobre el tratamiento del envenenamiento por mercurio es limitada. Los fármacos actualmente disponibles para la intoxicación aguda por mercurio incluyen quelantes N-acetil-D, L- penicilamina (NAP), British Anti-Lewisite (BAL), ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfónico (DMPS) y ácido dimercaptosuccínico (DMSA) . En un pequeño estudio que incluyó a 11 trabajadores de la construcción expuestos al mercurio elemental, los pacientes fueron tratados con DMSA y NAP. [126] La terapia de quelación con ambos fármacos resultó en la movilización de una pequeña fracción del mercurio corporal total estimado. DMSA pudo aumentar la excreción de mercurio en mayor medida que NAP. [127]
Normativas
Internacional
140 países acordaron en el Convenio de Minamata sobre Mercurio por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) para prevenir emisiones. [128] La convención se firmó el 10 de octubre de 2013. [129]
Estados Unidos
En los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental se encarga de regular y manejar la contaminación por mercurio. Varias leyes dan la EPA esta autoridad, incluyendo la Ley de Aire Limpio , la Ley de Agua Limpia , la Ley de Conservación y Recuperación , y la Ley de Agua Potable Segura . Además, la Ley de gestión de baterías recargables y que contienen mercurio , aprobada en 1996, elimina el uso de mercurio en las baterías y prevé la eliminación eficiente y rentable de muchos tipos de baterías usadas. [130] América del Norte contribuyó aproximadamente con el 11% del total mundial de emisiones antropogénicas de mercurio en 1995. [131]
La Ley de Aire Limpio de los Estados Unidos , aprobada en 1990, incluyó al mercurio en una lista de contaminantes tóxicos que deben controlarse en la mayor medida posible. Por lo tanto, las industrias que liberan altas concentraciones de mercurio en el medio ambiente acordaron instalar tecnologías de control máximas alcanzables (MACT). En marzo de 2005, la EPA promulgó un reglamento [132] que agregó las plantas de energía a la lista de fuentes que deberían ser controladas e instituyó un sistema nacional de tope y comercio . Se dio a los estados hasta noviembre de 2006 para imponer controles más estrictos, pero después de una impugnación legal de varios estados, un tribunal federal de apelaciones derogó las regulaciones el 8 de febrero de 2008. Se consideró que la regla no era suficiente para proteger la salud de las personas que vivían cerca del carbón. centrales eléctricas, dados los efectos negativos documentados en el Informe del Estudio de la EPA al Congreso de 1998. [133] Sin embargo, los datos más recientes publicados en 2015 mostraron que después de la introducción de controles más estrictos, el mercurio disminuyó drásticamente, lo que indica que la Ley de Aire Limpio tenía su intención impacto. [134]
La EPA anunció nuevas reglas para las centrales eléctricas de carbón el 22 de diciembre de 2011. [135] Los hornos de cemento que queman desechos peligrosos están sujetos a un estándar más flexible que los incineradores de desechos peligrosos estándar en los Estados Unidos y, como resultado, son una fuente desproporcionada de la contaminación por mercurio. [136]
Unión Europea
En la Unión Europea , la directiva sobre la restricción del uso de ciertas sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos (consulte RoHS ) prohíbe el mercurio en ciertos productos eléctricos y electrónicos y limita la cantidad de mercurio en otros productos a menos de 1000 ppm . [137] Existen restricciones para la concentración de mercurio en los envases (el límite es de 100 ppm para la suma de mercurio, plomo , cromo hexavalente y cadmio ) y baterías (el límite es de 5 ppm). [138] En julio de 2007, la Unión Europea también prohibió el mercurio en dispositivos de medición no eléctricos, como termómetros y barómetros . La prohibición se aplica solo a dispositivos nuevos y contiene exenciones para el sector de la atención médica y un período de gracia de dos años para los fabricantes de barómetros. [139]
Noruega
Noruega promulgó una prohibición total del uso de mercurio en la fabricación e importación / exportación de productos de mercurio a partir del 1 de enero de 2008. [140] En 2002, se descubrió que varios lagos de Noruega tenían un mal estado de contaminación por mercurio, con un exceso de de 1 µg / g de mercurio en su sedimento. [141] En 2008, el Ministro de Desarrollo Ambiental de Noruega, Erik Solheim, dijo: "El mercurio es una de las toxinas ambientales más peligrosas. Existen alternativas satisfactorias al Hg en los productos y, por lo tanto, conviene inducir una prohibición". [142]
Suecia
Los productos que contienen mercurio fueron prohibidos en Suecia en 2009. [143] [144]
Dinamarca
En 2008, Dinamarca también prohibió las amalgamas de mercurio dental [142], excepto para los empastes de la superficie de masticación de los molares en los dientes permanentes (adultos).
Ver también
- Contaminación por mercurio en el océano
- mercurio rojo
- Proceso COLEX (separación isotópica)
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Otras lecturas
- Andrew Scott Johnston, Mercurio y la creación de California: minería, paisaje y raza, 1840–1890. Boulder, CO: University Press of Colorado, 2013.
enlaces externos
- Química en su podcast de elemento (MP3) de la Royal Society of Chemistry 's Mundial de la química : Mercurio
- Mercurio en la tabla periódica de videos (Universidad de Nottingham)
- Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades - Tema sobre el mercurio
- Pautas de consumo de pescado de la EPA
- Hg 80 Mercurio
- Ficha de datos de seguridad del material: mercurio
- Detener la contaminación: mercurio - Oceana
- Consejo de Defensa de los Recursos Naturales (NRDC): Guía de contaminación por mercurio en el pescado - NRDC
- Banco de datos de sustancias peligrosas de la NLM: mercurio
- BBC - Earth News - Mercurio 'convierte' a aves de humedales como ibis en homosexuales
- Patrones cambiantes en el uso, reciclaje y sustitución de materiales del mercurio en los Estados Unidos Servicio geológico de los Estados Unidos
- Datos termodinámicos sobre mercurio líquido.
- . Encyclopædia Britannica (11ª ed.). 1911.