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Mercurio

Il mercurio è un elemento abbastanza raro in natura e si trova principalmente come solfuro di mercurio HgS detto cinabro.

Proprietà

Ha numero atomico 80 e massa atomica 200.59 a.m.u.

Ha punto di fusione pari a – 38.87 °C pertanto si presenta liquido a temperatura ambiente, mentre la sua temperatura di ebollizione è di 356.58 °C.

E’ un metallo di transizione e la sua configurazione elettronica è [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² e presenta numero di ossidazione +1 e +2. E’ un elemento noto fin dall’antichità e veniva chiamato argento vivo. Il mercurio è tossico ed in particolare il maggior rischio di intossicazione acuta è legato all’inalazione dei suoi vapori.

Il mercurio è estratto per arrostimento del cinabro e successiva condensazione dei vapori secondo la reazione:

HgS + O₂ → Hg + SO₂

Stante la sua volatilità e tossicità deve essere tenuto in recipienti chiusi e manipolato in ambienti aerati. E’ un metallo nobile circa come l’argento e quindi non viene attaccato dagli acidi non ossidanti mentre quelli ossidanti lo trasformano in Hg₂²⁺.

Molti metalli si sciolgono nel mercurio formando amalgami; sodio, potassio, oro e rame sono tra i metalli più solubili. Alcuni amalgami sono soluzioni, altri hanno composizione ben definita come Hg₂Na; alcuni sono liquidi, altri solidi.

Il mercurio era usato nei termometri, ed è tuttora usato in campo elettrico ed elettronico. In campo odontoiatrico viene usato per realizzare otturazioni dentali.

Esistono due tipi di composti del mercurio: quelli mercurosi in cui il mercurio ha numero di ossidazione +1 e quelli mercurici in cui il mercurio ha numero di ossidazione +2.

Composti mercurosi

In tutti i composti mercurosi è presente lo ione dimero Hg₂²⁺, sia in soluzione che allo stato solido. I sali mercurosi, a parte la natura dimera dello ione, somigliano a quelli dell’argento; gli alogenuri sono tanto più insolubili quanto più è grande l’anione.

L’alogenuro più importante è il cloruro di mercurio (I)Hg₂Cl₂ detto calomelano che si ottiene trattando un sale solubile con cloruro. E’ un solido bianco che tende a disproporzionarsi in mercurio metallico e cloruro di mercurio (II). Cloruri solubili e acido cloridrico reagiscono con lo ione Hg₂²⁺ per dare un precipitato di cloruro di mercurio (I) secondo la reazione:

Hg₂²⁺  + 2 Cl^– → Hg₂Cl₂

L’ammoniaca reagisce con Hg₂Cl₂ in una reazione di disproporzione per dare mercurio metallico e aminocloruro mercurico secondo la reazione:

Hg₂Cl_{2 (s)} + 2 NH_3(aq) → Hg_(l)  + HgNH₂Cl_(s) + NH₄Cl_(aq)

Fra i sali solubili è da ricordare il nitrato Hg₂(NO₃)₂  che si ottiene trattando il mercurio con acido nitrico diluito:

6 Hg + 8 HNO₃ → 3 Hg₂(NO₃)₂  + 2 NO + 4 H₂O

Composti mercurici

Il mercurio è scarsamente affine con l’ossigeno: infatti l’ossido di mercurio (II) HgO si forma scaldando all’aria il metallo secondo la reazione:

2 Hg_(s) + O_2(g) → 2 HgO  

e si decompone facilmente al di sopra dei 400 °C. L’ossido si ottiene per decomposizione termica del  nitrato o per alcalinizzazione di soluzioni di sali mercurici secondo la reazione:

Hg²⁺_(aq) + 2 OH^–_(aq) → HgO_(s) + H₂O_(l)

L’ossido di mercurio (II) è insolubile in presenza di un eccesso di base ma solubile in acidi secondo la reazione:

HgO_(s) + 2 H⁺_(aq) → Hg²⁺_(aq) + H₂O_(l)

Trattando soluzioni di sali mercurici con acido solfidrico precipita il solfuro HgS altamente insolubile. Appena precipitato è nero, ma lentamente si trasforma in una forma rossa più stabile ovvero il cinabro. Degli alogenuri solo il fluoruro HgF₂ è un composto ionico solubile e quasi completamente idrolizzato dall’acqua. Gli altri sono composti molecolari sia allo stato solido che liquido che allo stato di vapore. La loro solubilità diminuisce vistosamente dal cloruro allo ioduro.

Fra i sali vanno ricordati il nitrato, il solfato e il perclorato. Danno tutti soluzioni acide per la notevole idrolisi del catione. Il nitrato si ottiene trattando il mercurio con acido nitrico concentrato secondo la reazione:

3 Hg + 8 HNO₃ → 3 Hg(NO₃)₂  + 2 NO + 4 H₂O