ვერცხლისწყალი

ვერცხლისწყალი (ქიმიური სიმბოლო — Hg) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდის, მეთორმეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეორე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IIბ) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია — 80, ატომური მასა — 200.59, tდნ — (−38.829) °C, tდუღ — 356.73 °C, სიმკვრივე — 13.534 გ/სმ3. მბზინავი, ვერცხლისფერი თხევადი ლითონი. ძველ წყაროებში ვერცხლისწყლის სინონიმად ხშირად იხმარება არაბულიდან ნასესხები სინდიყი. მძიმე მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის თხევად (ოთახის ტემპერატურა) ლითონს, რომლის ორთქლი ძალიან საწამლავია. ვერცხლისწყალი - ერთ-ერთი (სულ ორი ელემენტია) ქიმიური ელემენტია (ერთადერთი ლითონი), რომლის მარტივი ნივთიერება ნორმალურ პირობებში იმყოფება თხევად აგრეგატულ მდგომარეობაში (მეორე ელემენტია — ბრომი).
ბუნებაში არსებობს როგორც თვითნაბადი ვერცხლისწყალი, ისე ქმნის მთელ რიგ მინერალებს. ყველაზე ხშირად ვერცხლისწყალს იღებენ მისი მინერალიდან - კინოვარიდან მისი აღდგენით. გამოიყენება საზომი ხელსაწყოების დასამზადებლად, ვაკუუმის ტუმბოების, შუქის წყაროების და მეცნიერებისა და ტექნიკის დარგში.
ვერცხლისწყლის შენაერთები
ვერცხლისწყალი და მისი შენაერთები გამოიყენება ტექნიკაში, ქიმიურ მრეწველობაში, მედიცინაში.
ყვითელი ვერცხლისწყლის (II) ოქსიდი შედის თვალის მალამოს და კანის სამკურნალო მალამოების შემადგენლობაში.
წითელი ვერცხლისწყლის ოქსიდი (II) გამოიყენება საღებავების დასამზადებლად.
ვერცხლისწყლის ქლორიდი (I), რომელსაც კალომელი ეწოდება, გამოიყენება პიროტექნიკაში, ასევე გამოიყენება როგორც ფუნგიციდი. ზოგ ქვეყანაში კალომელს ხმარობენ როგორც კუჭის ამშლელ საშუალებას.
ვერცხლისწყლის ქლორიდი (II), რომელსაც ეწოდება სულემა, არის ძალიან ტოქსიკური. სულემა გამოიყენება მედიცინაში, როგორც სადეზინფექციო საშუალება, ტექნიკაში ის გამოიყენება ხეების დასამუშავებლად, ზოგიერთი სახის მელანის მისაღებად, ფოლადის დამუშავებაში. სოფლის მეურნეობაში ის გამოიყენება როგორც ფუნგიციდი.
ვერცხლისწყლის ამიდოქლორიდი (ვერცხლისწყლის თეთრი პრეციპიტატი) შედის ზოგიერთი მალამოს შემადგენლობაში. ვეტერინარიაში ის გამოიყენება როგორც კანის პარაზიტული დაავადებების საწინააღმდეგო საშუალება.
ვერცხლისწყლის ნიტრატი (II) გამოიყენება ბეწვეულის დამუშავებაში და ამ ლითონის სხვა შენაერთების მისაღებად. მისი ტოქსიკურობა ისეთივეა, როგორც სულემის. ვერცხლისწყლის ბევრი ორგანული ნაერთი გამოიყენება როგორც პესტიციდი და მცენარეთა თესლების დასამუშავებლად.
ვერცხლისწყალი ბუნებაში
ვერცხლისწყალი შედარებით იშვიათი ელემენტია, დედამიწის ქერქი შეიცავს საშუალოდ 83 მგ/ტ კონცენტრაციას. მაგრამ იმიტომ, რომ ვერცხლისწყალი ქიმიურად სუსტად უკავშირდება იმ ელემენტებს რომლებიც გვხვდება დედამიწის ქერქში, ვერცხლისწყლის მადანი შეიძლება იყოს ძალიან კონცენტრირებული ვიდრე ჩვეულებრივი ქანები. ყველაზე მდიდარი ვერცხლისწყლის მადანი შეიცავს 2,5 % ვერცხლისწყალს.
ვერცხლისწყლის არსებობის ძირითადი ფორმა ბუნებაში - გაბნეულია და მხოლოდ მისი 0,02 % არის საბადოებში. ამოფრქვეულ ქანებში მისი შემცველობა მიახლოებით 100 მგ/ტ, დანალექ ქანებში მისი მაქსიმალური კონცენტრაცია დადგენილია თიხნარ ფენებში (200 მგ/ტ). მსოფლიო ოკეანის წყლები შეიცავს 0,1 მკგ/ლ ვერცხლისწყალს. ვერცხლისწყლის ძალიან მნიშვნელოვან გეოქიმიურ თავისებურებას წარმოადგენს ის, რომ სხვა ჰალკოფილურ ელემენტებს შორის მას გააჩნია ყველაზე მაღალი იონიზაციის პოტენციალი. ეს განსაზღვრავს მის იმ თვისებას, როგორიცაა მისი აღდგენის უნარი ატომარულ ფორმამდე (თვითნაბადი ვერცხლისწყალი), შედარებითი ქიმიური მდგრადობა ჟანგბადისადმი და მჟავეებისადმი.
უმრავლესი სულფიდური მინერალები შეიცავენ ვერცხლისწყალს. მისი განსაკუთრებით მაღალი შემცველობაა (პროცენტის ათასი და ასი ნაწილი) ანტიმონიტებში, სფალერიტებში და რეალგარებში. ორ ვალენტიანი ვერცხლისწყლის და კალციუმის, ერთვალენტიანი ვერცხლისწყლის და ბარიუმის იონების რადიუსების სიახლოვე განსაზღვრავს მათ იზომორფიზმს ფლუორიტებში და ბარიტებში. კინოვარში და მეტაცინაბარითში გოგირდი ზოგჯერ ჩაინაცვლება სელენით ან ტელურით. ცნობილია ძალიან იშვიათი ვერცხლისწყლის სელენიდი — ტიმანიტი (HgSe) და ონოფრიტი (ტიმანიტის და სფალერიტის ნარევი).
ზედაპირულ პირობებში კინოვარი და ლითონური ვერცხლისწყალი იხსნებიან წყალში ძლიერი დამჟანგავების არ ყოფნის პირობებშიც კი, მაგრამ მათი არსებობისას ([Fe2(SO4)3], ოზონი, წყალბადის ზეჟანგი) ამ მინერალების ხსნადობა აღწევს ათობით მგ/ლ. განსაკუთრებით კარგად ვერცხლისწყალი იხსნება სულფიდებში, ტუტეებში, მაგალითად კომპლექსი HgS • nNa2S. წარმოქმნით, ვერცხლისწყალი ადვილად სორბირებს თიხასთან, რკინის ჰიდროჟანგებთან და მანგანუმთან, თიხნართან და ნახშირთან.
ბუნებაში ცნობილია 20-მდე ვერცხლისწყლის მინერალი, მაგრამ მთავარი სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს კინოვარს HgS (86,2 % Hg). იშვიათად მოიპოვებენ თვითნაბად ვერცხლისწყალს, მეტაცინაბარიტი HgS და შვატციტი (17 % Hg). მხოლოდ ერთ გუიტცუკოს (მექსიკა) საბადოში მთავარ მინერალს - მადანს წარმოადგენს ლივინგსტონიტი HgSb4S7. ვერცხლისწყლის საბადოების დაჟანგვის ზონებში წარმოიქმნება მეორადი ვერცხლისწყლის მინერალები. მათ უპირველეს ყოვლისა მიეკუთვნება თვითნაბადი ვერცხლისწყალი, იშვიათად მეტაცინაბარიტი, რომელიც განსხვავდება ასეთივე პირველადი მინერალებისაგან დიდი შემადგენლობის სიწმინდით. შედარებით გავრცელებულია კალომელი Hg2Cl2. ტერლიგუას საბადოში (ტეხასი) გავრცელებულია სხვა ჰიპერგენული ჰალოიდური ნაერთები — ტერლინგუაიტი Hg2ClO, ეგლესტონიტი Hg4Cl.
საბადოები
ვერცხლისწყალი ითვლება მეტად იშვიათ ლითონად.
ცნობილია ვერცხლისწყლის საბადოები ამიერკავკასიაში (დაღესტანში, სომხეთში), ტაჯიკეთში, სლოვენიაში, ყირგიზეთში, უზბეკეთში.
ვერცხლისწყალი გარემოში
ინდუსტრიულ რევოლუციამდე ატმოსფეროში ვერცხლისწყლის შემცველობა შეადგენდა მიახლოებით 4 ნანოგრამს ლიტრ ყინულზე. ბუნებრივი წყაროები როგორებიცაა ვულკანები, შეადგენენ ჰაერში გამონაბოლქვი ყველა ვერცხლისწყლის ნახევარს. მეორე ნახევარზე კი ადამიანია პასუხისმგებელი. ძირითადად ეს ხდება ნახშირის წვისას თბოელექტროსადგურებში — 65 %, ოქროს მოპოვება — 11 %, ფერადი ლითონების გამოდნობა — 6,8 %, ცემენტის წარმოება — 6,4 %, ნაგავის უტილიზაცია — 3 %, სოდის წარმოება — 3 %, თუჯისა და ფოლადის წარმოება — 1,4 %, ვერცხლისწყალი (ძირითადად ბატარეები) — 1,1 %, და სხვა — 2 %.
ერთი ყველაზე ძლიერი დაბინძურება ვერცხლისწყლით მოხდა იაპონიის ქალაქში მინამატაში 1956 წელს, რამაც გამოიწვია მიახლოებით 3000-მდე მსხვერპლი, ზოგი დაიღუპა, ზოგი კი ძლიერ დაშავდა მინამატას ავადმყოფობით.
მიღება
ვერცხლისწყალს მიიღებენ კინოვალის წვით (ვერცხლისწყლის სულფიდი (II)). ეს მეთოდი ძველად გამოიყენებოდა ალქიმიკოსების მიერ. კინოვარის წვის რეაქციის განტოლება შემდეგია: HgS+O2→Hg+SO2
რუსეთში ცნობილია ვერცხლისწყლის 23 საბადო, სამრეწველო მარაგი შეადგენს 15,6 ათას ტონას (2002 წ.). ევროპის ვერცხლისწყლის მოპოვების უდიდესი ცენტრი XV საუკუნიდან მოყოლებული არის - სლოვენიური ქალაქი ინდრია.
ფიზიკური თვისებები
ვერცხლისწყალი — ერთადერთი ლითონია, რომელიც ნორმალურ პირობებში თხევად მდგომარეობაშია. გააჩნია დიამაგნეტიკის თვისებები.
ბევრ ლითონთან წარმოქმნის თხევად შენადნობებს — ამალგამებს. არ ამალგამირებს მხოლოდ რკინას, მანგანუმს და ნიკელს.
ქიმიური თვისებები
ვერცხლისწყალი — ნაკლებად აქტიური ლითონია (ნახეთ ლითონთა აქტივობის მწკრივი).
300 °C-მდე გახურების შემთხვევაში ვერცხლისწყალი შედის რეაქციაში ჟანგბადთან: 2Hg + O2 → 2HgO
წარმოიქმნება ვერცხლისწყლის (II) ოქსიდი, წითელი ფერის. ეს რეაქცია შექცევადია: ოქსიდის 340 °C-ზე მაღლა გახურებისას, ოქსიდი იშლება მარტივ ნივთიერებებად. ვერცხლისწყლის ოქსიდის დაშლის რეაქცია ისტორიულად არის ერთ-ერთი პირველი ხერხი ჟანგბადის მისაღებად.
ვერცხლისწყლისა და გოგირდის გახურებით წარმოიქმნება კინოვარი (ვერცხლისწყლის სულფიდი(II)).
ვერცხლისწყალი არ იხსნება ისეთი მჟავეების ხსნარებში, რობლებსაც არ გააჩნიათ დამჟანგავი თვისებები, მაგრამ იხსნება მეფის არაყში (царская водка) და აზოტმჟავაში, ორვალენტიანი ვერცხლისწყლის მარილების წარმოქმნით. აზოტმჟავაში ჭარბი ვერცხლისწყლის გახსნისას სიცივეში წარმოიქმნება Hg2(NO3)2.
II ჯგუფის ელემენტებს შორის მხოლოდ ვერცხლისწყალს უჩნდება შესაძლებლობა ძალიან მდგრადი ელექტრონული გარსის დაშლისა 6d10, რაც იძლევა შესაძლებლობას (+4) ვერცხლისწყლის ნაერთების არსებობისა. ასე, რომ ნაკლებად ხსნადი Hg2F2 და ხრწნადი წყლის HgF2 გარდა არსებობს HgF4, რომელიც მიიღება ვერცხლისწყლის ატომებისა და ნეონისა და ფთორის ნარევის ურთიერთქმედებით 4 К ტემპერატურის პირობებში.
გამოყენება
მედიცინა
იმის გამო, რომ ვერცხლისწყალი ძალიან ტოქსიკურია, ის თითქმის მთლიანად ამოღებულია სამედიცინო პრეპარატების დამზადებიდან.
XIX საუკუნეში ექიმები ვერცხლისწყლით მკურნალობდნენ ჭრილობებს და ვენერიულ დაავადებებს. ვერცხლისწყლის ნაერთები გამოიყენებოდა, როგორც ანტისეპტიკი (სულემა), კუჭის ამშლელი (კალომელი).
ტიმორესალი გამოიყენება, როგორც კონსერვანტი ვაქცინისთვის.
ვერცხლის ამალგამას გამოიყენებენ სტომატოლოგიაში კბილის პლომბების მასალად.
ვერცხლისწყალი-203 (T1/2 = 53 წმ) გამოიყენება რადიოფარმაკოლოგიაში.
ტექნიკა
ვერცხლისწყალი გამოიყენება თერმომეტრებში. ვერცხლისწყლის და ტალიუმის შენადნობი გამოიყენება დაბალტემპერატურული თერმომეტრებისათვის.
XX საუკუნის შუა ხანებამდე ვერცხლისწყალი ფართოდ გამოიყენებოდა ბარომეტრებში და მანომეტრებში.
ვერცხლისწყლის ვაკუუმის ტუმბოები XIX და XX საუკუნის დასაწყისში იყვნენ ვაკუუმის ძირითადი წყაროები.
ვერცხლისწყლის ორთქლითაა გაჯერებული ვერცხლისწყლის-კვარცის ნათურები და ლუმინესცენტნური ნათურები.
ვერცხლისწყალი გამოიყენება პოზიციის სენსორებში.
ზოგიერთ დენის ქიმიური წყაროებში (მაგალითად, ვერცხლისწყალი-თუთიის ელემენტი).
ვერცხლისწყალი ასევე ზოგჯერ გამოიყენება როგორც მუშა სხეული მძიმედ დატვირთულ ჰიდროდინამიკურ მზიდებში .
ვერცხლისწყალი გამოიყენება წყალქვეშა ნავებში, როგორც ბალასტი და არეგულირებს ზოგიერთი აპარატის დახრასა და დიფერენტს.
ვერცხლისწყალი ადრე შედიოდა ბიოციდური საღებავების შემადგენლობაში რათა არ მოხდეს გემის კორპუსზე ზღვის ორგანიზმების ზრდა. ახლა უკვე აკრძალულია ასეთი ტიპის საღებავების გამოყენება.
ვერცხლისწყლის იოდიდი გამოიყენება, როგორც რადიოაქტიური გამოსხივების დეტექტორის ნახევარგამტარი.
ვერცხლისწყალის ფულმინატი («Гремучая ртуть») თავიდანვე გამოიყენება როგორც დეტონატორი.
ვერცხლისწყლის ბრომიდი გამოიყენება წყლის თერმოქიმიური დაშლისას წყალბადად და ჟანგბადად (ატომურ-წყალბადური ენერგეტიკა).
პერსპექტიულია ვერცხლისწყლის ცეზიუმთან შენადნობში გამოყენება, იონურ ძრავებში მაღალეფექტიან მუშა ნაწილად.
ვერცხლის ნაერთები გამოიყენება ქალის ქუდების წარმოებაში.
მეტალურგია
ლითონური ვერცხლისწყალი გამოიყენება მთელი რიგი მნიშვნელოვანი შენადნობების მისაღებად.
ადრე სხვადასხვა ლითონების ამალგამები, განსაკუთრებით ვერცხლისა და ოქროს ამალგამა ფართოდ გამოიყენებოდა საიუველირო საქმეში და ასევე სარკეების წარმოებაში.
ლითონური ვერცხლისწყალის კათოდი გამოიყენება აქტიური ლითონების, ქლორისა და ტუტეების ელექტროლიტიკურად მიღებისას.
ვერცხლისწყალი გამოიყენება მეორადი ალუმინის გადამუშავებისას და ოქროს მოპოვებისას (ნახეთ ამალგამაცია).
ვერცხლისწყლის ტოქსიკოლოგია
ლითონური ვერცხლისწყალი და მისი ორთქლები ძალიან საწამლავია, შეუძლიათ გამოიწვიონ ძალიან ძლიერი მოწამლვა. ვერცხლისწყალი და მისი შენაერთები (სულემა, კალომელი, ვერცხლისწყლის ციანიდი) აზიანებს ნერვულ სისტემას, ღვიძლს, თირკმლებს, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტს, ჩასუნქვის შემთხვევაში — სასუნთქ გზებს (ორგანიზმში ყველაზე ხშირად ვერცხლისწყალი სწორედ ჩასუნთქვის გზით ხდება). საშიშროების კლასის მიხედვით ვერცხლისწყალი მიეკუთვნება პირველ კლასს (ძალიან საშიში ქიმიური ნივთიერება). გარემოს საშიში დამბინძურებელი, განსაკუთრებით საშიშია მისი მოხვედრა წყალში, რადგანაც ფსკერზე არსებული მიკროორგანიზმების მოქმედებით მიმდინარეობს წყალში ხსნადი ტოქსიკური მეთილვერცხლისწყლის წარმოქმნა.
ვერცხლისწყლის ორგანული ნაერთები (მეთილვერცხლისწყალი და სხვა) განსაკუთრებულად ტოქსიკურია ვიდრე არაორგანული ნაერთები, უპირველეს ყოვლისა მათი ლიპელფილობის გამო და ორგანიზმის ფერმენტატიული სისტემების ელემენტებთან უფრო ეფექტიანი ურთიერთქმედების უნარის გამო.
დაწვრილებით წაიკითხედ სტატია ვერცხლისწყლით მოწამლვა.
ვერცხლისწყლის კონცენტრაციის ჰიგიენური ნორმირება
ლითონური ვერცხლისწყლის და მისი ორთქლებით დაბინძურების ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია :
ზდკ დასახლებულ პუნქტებში (საშუალო დღე-ღამური) — 0,0003 მგ/მ³
ზდკ საცხოვრებელში (საშუალო დღე-ღამური) — 0,0003 მგ/მ³
სამუშაო ზონის ჰაერის ზდკ (მაქს. ერთჯერადი) — 0,01 მგ/მ³
სამუშაო ზონის ჰაერის ზდკ (საშუალო დღე-ღამური) — 0,005 მგ/მ³
ზდკ გამდინარე წყლების (არაორგანული ნაერთებისათვის, ორვალენტიანი ვერცხლისწყლზე გადაანგარიშებით) — 0,005 მგ/მლ
სამეურნეო-სასმელი და კულტურული წყალმოხმარების ობიექტების, წყალსაცავების წყლის ზდკ — 0,0005 მგ/ლ
თევზის მეურნეობის წყალსაცავების ზდკ — 0,00001 მგ/ლ
ზღვის წყლის ზდკ — 0,0001 მგ/ლ
ნიადაგების ზდკ — 2,1 მგ/კგ
დემერკურიზაცია (ვერცხლისწლისაგან გაუვნებელყოფა)
ფართებისა და ნივთების გაუვნებელყოფას გასუფთავებას ვერცხლისწყლისა და მისი ორთქლებისაგან ეწოდება დემერკურიზაცია. ყოფაში ფართოდ გამოიყენება დემერკურიზაცია გოგირდის გამოყენებით. ასე მაგალითად თუ გატყდა თერმომეტრი, საჭიროა გულდასმით შეგროვდეს ვერცხლისწყლის ბურთები მინის ჰერმეტულ ქილაში, სამედიცინო ოყნის მეშვეობით, ხოლო ღრიჭოები და უსწორმასწორობა შევავსოთ გოგირდის ფხვნილით (S). გოგირდი ადვილად შედის ქიმიურ რეაქციაში ვერცხლისწყალთან ოთახის ტემპერატურის პირობებში, წარმოიქმნება საწამლავი თუმცა არამფრინავი შენაერთი კინოვარი - HgS.
იხილეთ აგრეთვე
ქიმიურ ელემენტთა პერიოდული სისტემა
დემერკურიზაცია
წითელი ვერცხლისწყალი
ავადმყოფობა მინომატა
ვერცხლისწყლით მოწამლვა
ვერცხლისწყლის ნათურა
ბრომი
რესურსები ინტერნეტში
ვერცხლისწყალი Webelements-ზე
ვერცხლისწყალი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
იშვიათი ვერცხლისწყლის მინერალების კრისტალოქიმია
ვერცხლისწყლის და ზოგი ნაკეთობის აღწერა და ფოტოგრაფია, სადაც ის გამოიყენება
ვერცხლისწყალი, ფიზიკო-ქიმიური თვისებები და გამოყენების სფეროები, საიტზე «სამთო ენციკლოპედია»
საბადოები ღია გეოენციკლოპედიაში.
სქოლიო