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:
Hg2Cl2 (s) + 2 NH3(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) + O2(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