Quecksilber

Eigenschaften, Verwendungen und Vorkommen

Quecksilber war in Ägypten und wohl auch im Orient schon um 1500 v. Chr. bekannt. Der Name Quecksilber stammt aus der Alchemie des 6. Jahrhunderts, in der das Symbol des Planeten zur Darstellung des Metalls verwendet wurde; das chemische Symbol Hg leitet sich vom lateinischen hydrargyrum, „flüssiges Silber“, ab. Obwohl seine Giftigkeit schon früh erkannt wurde, wurde es hauptsächlich für medizinische Zwecke verwendet.

Quecksilber ist das einzige elementare Metall, das bei Raumtemperatur flüssig ist. (Cäsium schmilzt bei ca. 28,5 °C , Gallium bei ca. 30 °C und Rubidium bei ca. 39 °C.) Quecksilber ist silbrig-weiß, läuft an feuchter Luft langsam an und gefriert bei -38,87 °C zu einem weichen Feststoff wie Zinn oder Blei. Es siedet bei 356,9 °C.

Es legiert sich mit Kupfer, Zinn und Zink zu Amalgamen, also flüssigen Legierungen. Ein Amalgam mit Silber wird als Füllung in der Zahnmedizin verwendet. Quecksilber benetzt Glas nicht und haftet auch nicht daran. Diese Eigenschaft und seine schnelle und gleichmäßige Volumenausdehnung im gesamten Flüssigkeitsbereich machen es in Thermometern nützlich. Barometer und Manometer nutzen seine hohe Dichte und den niedrigen Dampfdruck. Gold und Silber lösen sich leicht in Quecksilber, und in der Vergangenheit wurde diese Eigenschaft bei der Gewinnung dieser Metalle aus ihren Erzen genutzt.

Die gute elektrische Leitfähigkeit von Quecksilber macht es besonders nützlich in abgedichteten elektrischen Schaltern und Relais. Eine elektrische Entladung durch Quecksilberdampf in einer Quarzglasröhre oder einem Quarzglaskolben erzeugt ein bläuliches, an ultraviolettem Licht reiches Leuchten, ein Phänomen, das in Ultraviolett-, Leuchtstoff- und Hochdruck-Quecksilberdampflampen genutzt wird. Der hohe thermische Neutroneneinfangquerschnitt (360 Scheunen) und die gute Wärmeleitfähigkeit von Quecksilber machen es als Abschirmung und Kühlmittel in Kernreaktoren einsetzbar. Viel Quecksilber wird bei der Herstellung von Pharmazeutika und landwirtschaftlichen und industriellen Fungiziden verwendet.

Die Verwendung von Quecksilber bei der Herstellung von Chlor und Natronlauge (Natriumhydroxid) durch Elektrolyse von Sole hängt davon ab, dass Quecksilber, das als negativer Pol oder Kathode verwendet wird, das freigesetzte Natrium auflöst und ein flüssiges Amalgam bildet. Eine interessante Anwendung, wenn auch nicht von großer kommerzieller Bedeutung, ist die Verwendung von Quecksilberdampf anstelle von Dampf in einigen Stromerzeugungsanlagen, da der höhere Siedepunkt von Quecksilber eine größere Effizienz im Wärmekreislauf bietet.

Quecksilber kommt in der Erdkruste im Durchschnitt mit etwa 0,08 Gramm (0,003 Unzen) pro Tonne Gestein vor. Das Haupterz ist das rote Sulfid, Zinnober. Natives Quecksilber kommt in vereinzelten Tropfen und gelegentlich in größeren flüssigen Massen, meist mit Zinnober, in der Nähe von Vulkanen oder heißen Quellen vor. Mehr als zwei Drittel des weltweiten Quecksilberangebots stammen aus China, der Rest kommt aus Kirgisistan und Chile; es ist oft ein Nebenprodukt des Goldabbaus. Zinnober wird im Schacht- oder Tagebau abgebaut und durch Flotation aufbereitet. Die meisten Methoden zur Gewinnung von Quecksilber beruhen auf der Flüchtigkeit des Metalls und der Tatsache, dass Zinnober leicht an der Luft oder durch Kalk zersetzt wird, um das freie Metall zu erhalten. Aufgrund der Toxizität von Quecksilber und der Gefahr einer rigiden Verschmutzungskontrolle wird die Aufmerksamkeit auf sicherere Methoden zur Quecksilberextraktion gerichtet. Diese beruhen im Allgemeinen auf der Tatsache, dass Zinnober leicht in Natriumhypochlorit- oder Sulfidlösungen löslich ist, aus denen das Quecksilber durch Fällung mit Zink oder Aluminium oder durch Elektrolyse gewonnen werden kann. (Zur Behandlung der kommerziellen Produktion von Quecksilber siehe Quecksilberverarbeitung; zu den mineralogischen Eigenschaften siehe Natives Element.)

Extrem seltene natürliche Legierungen von Quecksilber sind ebenfalls gefunden worden: Moschellandsbergit (mit Silber), Potarit (mit Palladium) und Goldamalgam. Quecksilber wird aus Zinnober durch Rösten an der Luft und anschließende Kondensation des Quecksilberdampfes gewonnen. Quecksilber ist giftig. Vergiftungen können durch Einatmen des Dampfes, Verschlucken der löslichen Verbindungen oder Aufnahme von Quecksilber über die Haut entstehen.

Natürliches Quecksilber ist ein Gemisch aus sieben stabilen Isotopen: 196Hg (0,15 Prozent), 198Hg (9,97 Prozent), 199Hg (16,87 Prozent), 200Hg (23,10 Prozent), 201Hg (13,18 Prozent), 202Hg (29,86 Prozent) und 204Hg (6,87 Prozent). Als Wellenlängenstandard und für andere präzise Arbeiten wird isotopenreines Quecksilber, das nur aus Quecksilber-198 besteht, durch Neutronenbeschuss von natürlichem Gold, Gold-197, hergestellt.