Organische Chemie
Organische Stoffgruppen III
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Quecksilber ist eine silberfarbene Flüssigkeit. In diesem Beitrag lernst du alles über die Quecksilber-Vergiftung und andere Eigenschaften. %Hier geht's zum Video!

Was ist Quecksilber?

Das Wort Quecksilber (englisch: quicksilver, mercury; latein: mercurius) stammt vom altgriechischen Hydrargyros ab, was soviel wie flüssiges Silber bedeutet. Der Name passt sehr gut, da Quecksilber eine weiß-silbrige Flüssigkeit ist.

Im Periodensystem findest du Quecksilber unter der Abkürzung Hg. In der Natur kommt das Element meist in Form eines Minerals, das du Zinnober (HgS) nennst, vor.

Generell musst du mit dem chemischen Element sehr vorsichtig umgehen, weil es bereits bei Zimmertemperatur extrem giftige Dämpfe abgibt. Deshalb wird Quecksilber auch nicht mehr in (Fieber-) Thermometern verwendet.

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Quecksilber

Quecksilber Steckbrief

Wir haben dir einige physikalische und chemische Eigenschaften von Quecksilber in einem Steckbrief zusammengefasst:

Quecksilber Steckbrief
Zeichen / Symbol im Periodensystem Hg
Gruppe 12
Periode 6
Ordnungszahl 80
Elementkategorie Übergangsmetalle
Molare Masse 200,592 u
Dichte 13,5459 g/cm3
Vorkommen in der Natur selten elementar; meist in Form des Minerals Zinnober (HgS)
Besonderheiten liegt als einziges Metall bei Raumtemperatur in der Gasphase einatomig vor
Aussehen silber-glänzende Flüssigkeit
Geruch geruchlos
Löslichkeit unlöslich in Wasser
Schmelzpunkt -38,83°C
Siedepunkt 357°C
Elektronegativität 2,00 (Pauling-Skala)
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f14 5d10 6s2
Oxidationszahlen 0, +1, +2, +4

Geschichtliches

Quecksilber wurde schon in Werken von z. B. Aristoteles erwähnt. Es ist also schon mindestens seit der Antike bekannt. 

In der griechischen Antike galt Quecksilber sogar als Symbol für den Gott Hermes und dem zugehörigen Planeten. Das haben später dann die Römer und Alchemisten für den Gott Mercurius übernommen. Deshalb steht im lateinischen Mercurius und im Englischen mercury gleichzeitig für Quecksilber, den Planeten und den Gott.

Quecksilber wurde bis ins 20. Jahrhundert als Heilmittel zum Beispiel gegen Syphilis eingesetzt. Das hatte zum Teil starke Nebenwirkungen, da Quecksilber sehr giftig ist.

Quecksilber Eigenschaften

Im Folgenden wollen wir uns ein paar Eigenschaften sowie das Reaktionsverhalten des Elements ansehen. 

Quecksilber gehört zu den Schwermetallen. Manchmal wird es zu den Edelmetallen (z.B. Gold, Platin) gezählt, allerdings ist es viel reaktiver

Bei Raumtemperatur ist Quecksilber flüssig. Es besitzt eine hohe Oberflächenspannung, wodurch das Element leicht linsenförmige Tröpfchen bildet. Quecksilber benetzt andere Oberflächen also nicht. 

Das Element Hg geht mit vielen Metallen (z.B. Silber) Legierungen  ein, die du Amalgame nennst. Sie werden beispielsweise als Zahnfüllung verwendet.

Quecksilber leitet zwar Strom und Wärme, aber nicht so gut wie andere Metalle (Silber, Kupfer). 

Eine besondere Eigenschaft des Elements ist es, dass es bei Raumtemperatur in der Gasphase einatomig vorliegt. Das ist sonst nur bei den Edelgasen  der Fall.

Quecksilber Reaktionen

An der Luft ist das Element Hg sehr beständig. Erst ab einer Temperatur von 300°C reagiert es mit Sauerstoff zu Quecksilber(II)-oxid (HgO):

    \[\ce{2 Hg + O2 -> 2 HgO}\]

Nimmt die Temperatur weiter auf 450°C zu, zerfällt HgO wieder zu Quecksilber und Sauerstoff.

Mit Wasser (H2O), Salzsäure (HCl) und verdünnter Schwefelsäure (H2SO4) geht das Element keine Reaktion ein. Ist die Schwefelsäure allerdings konzentriert, wird Quecksilber(II)-sulfat (HgSO4) gebildet:

    \[\ce{Hg + 2 H2SO4 -> HgSO4 + 2 H2O + SO2}\]

Auch Salpetersäure (HNO3) kann mit dem Element reagieren. Dabei erhältst du dann Quecksilber(II)-nitrat (Hg(NO3)2), Stickstoffmonoxid (NO) und Wasser (H2O):

    \[\ce{3 Hg + 8 HNO3 -> 3 Hg(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O}\]

Am häufigsten findest du das Element Hg in Form des Minerals Zinnober (HgS). Das ist eine Verbindung aus Quecksilber und Schwefel :

    \[\ce{Hg + S -> HgS}\]

Tauchst du ein Kupferblech in eine Quecksilber(II)-chlorid (HgCl2)-Lösung scheidet sich darauf ein silbrig glänzender Quecksilber-Spiegel ab:

    \[\ce{Cu + HgCl2 -> Hg + CuCl2}\]

Das liegt daran, dass Quecksilber ein edleres Metall als Kupfer ist.

Du kannst das Element auch mit Halogenen reagieren lassen. Mit Chlor (Cl2) beispielsweise reagiert Hg zu Quecksilber(II)-chlorid (HgCl2):

    \[\ce{Hg + Cl2 -> HgCl2}\]

%Welche Reaktionen Chlor noch eingehen kann und woher der Chlorgeruch im Schwimmbad kommt, erfährst du in unserem Video! %Thumbnail Chlor

Quecksilber-Vergiftung

Quecksilber ist giftig. Dabei sind besonders die Dämpfe des Elements gefährlich.

Hast du Quecksilber eingeatmet, können Symptome wie eine Lungenentzündung auftreten. Atmest du die Dämpfe regelmäßig ein, gibt es mehrere Anzeichen, die auf eine Quecksilbervergiftung hindeuten:

  • Müdigkeit
  • Kopfschmerzen
  • Gliederschmerzen
  • Entzündungen der Mundschleimhaut und Zahnfleisch
  • Bildung von dunklen Säumen am Zahnfleisch
  • Zittern
  • Gedächtnisschwäche
  • massive Störungen im Zentralen Nervensystem

Verschluckst du die Flüssigkeit, kann Quecksilber in deinem Verdauungstrakt teilweise zu löslichen Salzen abgebaut werden. Dadurch können deine Nieren geschädigt werden.

Wasserlösliche, anorganische Quecksilber-Verbindungen wie Quecksilber(II)-oxid (HgO) oder Quecksilber(II)-chlorid (HgCl2) können durch die Berührung der Haut leicht in deinen Körper aufgenommen werden. Da bereits 200 Milligramm tödlich wirken, besteht hier akute Lebensgefahr!

Das häufig vorkommende Zinnober (HgS) ist allerdings nicht so toxisch.

Auch wenn wir tierische Produkte zu uns nehmen, die Quecksilber enthalten, können wir es in unseren Körper aufnehmen. In den 1950er Jahren kam es in Japan zu einer Massenvergiftung, weil die Bewohner alle quecksilberhaltige Fische gegessen hatten. Die Fische waren mit Quecksilber vergiftet, weil eine chemische Fabrik ihre Abfälle im Wasser entsorgt hat. Mikroorganismen im Wasser wandeln Quecksilber in Methylquecksilber (CH3Hg+) um. Methylquecksilber kann vom menschlichen Körper leicht aufgenommen werden und schädigt das Zentrale Nervensystem massiv.

Quecksilber Verwendung

Trotz der toxischen Wirkung wird Quecksilber in der Industrie verwendet. Wir haben dir einige Beispiele aufgelistet:

  • Thermometer: Früher wurde das Element aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts für Temperaturmessgeräte wie Fieberthermometer genutzt. Seit 2009 dürfen allerdings aufgrund der Toxizität keine Quecksilberthermometer mehr in den Umlauf gebracht werden.
  • Barometer: Mit einem Barometer kannst du den Luftdruck messen. Die meisten der Messgeräte enthalten die silberfarbene Flüssigkeit.
  • Lampen: In Quecksilberdampflampen findest du das Element zusammen mit einer geringen Menge eines Edelgases (z. B. Xenon).
  • Zahnfüllung: Hier wird das chemische Element nicht in reiner Form, sondern als Legierung (Amalgam) verwendet. Beispielsweise um ein Loch in einem Zahn zu füllen.
  • Goldwäsche: Die Quecksilber-Legierungen werden außerdem bei einem Verfahren zur Goldgewinnung genutzt. 
  • Impfstoffe: In manchen Impfstoffen sind Quecksilberverbindungen enthalten. Allerdings in so geringen Konzentrationen, dass sie für uns nicht gefährlich werden. 
  • Kathoden -Material: Ein Großteil des flüssigen Quecksilbers wird in der Chlor-Alkali-Elektrolyse als Kathode genutzt. Das Verfahren wird aber nach und nach durch modernere Verfahren ersetzt.
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Quecksilber Verwendung Beispiele

Quecksilber Vorkommen

In der Natur kommt Quecksilber kaum elementar vor. Am häufigsten findest du es in Form des Minerals Zinnober (HgS). Das Mineral gibt es in Südspanien, der Toskana, China, USA, Algerien, Mexiko, Brasilien, Tschechien, Rumänien und der Türkei.

Aber auch in verschiedenen Legierungen kannst du das Element Hg finden. Dazu zählst du beispielsweise das Kupferamalgam Belendorffit (Cu7Hg6) oder das Silberamalgam Eugenit (Ag11Hg2).

In Gasen von Vulkanen und im Meerwasser ist Quecksilber in geringen Mengen vorhanden. Forscher haben herausgefunden, dass sich der Hg-Gehalt im Atlantik, Pazifik und im arktischen Ozean in den letzten Jahren verdreifacht hat! Deshalb enthält beispielsweise auch der Thunfisch oft Quecksilber. 

Größere Portionen Quecksilber kannst du dagegen in Permafrostböden entdecken. Hier ist etwa doppelt so viel des Elements gespeichert wie in allen anderen Böden, der Atmosphäre und der Ozeane zusammen! Durch die globale Erwärmung kann es passieren, dass die Böden auftauen und Quecksilber frei gesetzt wird. Das könnte gesundheitliche Schäden bei Tieren und Menschen hervorrufen. 

Quecksilber Herstellung

Reines Quecksilber kannst du gewinnen, indem du das Mineral Zinnober (HgS) mit Sauerstoff reagieren lässt. Dabei entsteht auch noch Schwefeldioxid (SO2):

    \[\ce{HgS + O2 -> Hg + SO2}\]

Du kannst das Element Hg aber auch herstellen, wenn du Zinnober mit Calciumoxid (CaO) mischt:

    \[\ce{4 HgS + 4 CaO -> 4 Hg + 3 CaS + CaSO4}\]

Eine dritte Möglichkeit Quecksilber zu produzieren, ist die Reaktion von Zinnober mit Eisen (Fe):

    \[\ce{HgS + Fe -> Hg + FeS}\]

Quecksilber-Verbindungen

Vor allem Quecksilber(I)- und (II)- Verbindungen spielen hier eine Rolle. Wir haben dir ein paar Beispiele aufgelistet:

  • Quecksilber(I)-chlorid: Hg2Cl2 ist ein Mineral, das du auch Kalomel nennst. Es handelt sich um einen farblosen Feststoff, der eher selten in der Natur vorkommt.
  • Quecksilber(II)-chlorid: Die Verbindung HgCl2 wird beispielsweise zur Imprägnierung von Holz und früher auch in Desinfektionsmitteln verwendet.
  • Quecksilber(II)-sulfid / Zinnober: HgS ist ein häufig vorkommendes Mineral. Es besteht aus den Elementen Quecksilber und Schwefel.

%Welche Verbindungen Schwefel noch eingehen kann und welche besondere Eigenschaft es hat, erfährst du in unserem Video! %Thumbnail Schwefel


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