硫酸水銀(I)

硫酸水銀(I)（英語:Mercury(I) sulfate）は組成式Hg2SO4で表される化合物である。イギリスではmercurous sulphate、アメリカではmercurous sulfateと呼ばれている。硫酸水銀(I)は白-薄い黄色あるいはベージュ色の、粉状の金属化合物である。また硫酸の二つの水素原子をどちらも水銀(I)イオンで置換した化合物である。毒性が強く、吸入したり、消化吸収したり、肌から吸収したりすると死に至る恐れがある。 硫酸水銀(I)の結晶は亜鈴型のHg22+（英語版）とSO42−という2つのイオンからなる。Hg22+は4つの酸素原子に囲まれており、水銀原子と酸素原子の距離は2.23Åから2.93 Åである。一方水銀原子同士の距離はおよそ2.500Åである 研究によって硫酸水銀(I)では水銀付言しが二重に重なり、結合長が2.500Åになるように配置されることがわかっている。重なった水銀原子と単位格子の軸は平行になっている。そうして結晶格子がSO4 - Hg - Hg - SO4 - Hg - Hg - … とつながっていく。Hg - Hg - Oの結合角は165°±1°である。この鎖と単位格子は斜めに交わっている。硫酸水銀の構造はHg原子とO原子の弱い相互作用によって成り立っている。SO4は単一の陰イオンではなく、水銀の配位子として機能している。 硫酸水銀(I)の作り方の一つに、硝酸水銀(I)1当量に硫酸6当量を混ぜる方法がある Hg 2 ( NO 3 ) 2 + H 2 SO 4 ⟶ Hg 2 SO 4 + 2 HNO 3 {\displaystyle {\ce {{Hg2(NO3)2}+ H2SO4 -> {Hg2SO4}+ 2HNO3}}} また、過剰の金属水銀を濃硫酸と反応させても得られる: 2 Hg + 2 H 2 SO 4 ⟶ Hg 2 SO 4 + 2 H 2 O + SO 2 {\displaystyle {\ce {{2Hg}+ 2 H2SO4 -> {Hg2SO4}+ {2H2O}+ SO2}}} 硫酸水銀(I)は化学電池によく用いられる1872年にジョサイア・ラティマー・クラークが硫酸水銀(I)を使った化学電池を開発した。それからジョージ・オーガスタス・ハレット（George Augustus Hulett）によって1911年に製作されたウェストン電池でも使われるようになった。これは硫酸銀などと一緒にすることで100 °C以上の高温でよい電極として機能することがわかったためであるが、高温では分解する。分解は吸熱反応で、335°Cから500°Cの間で起こる。また、硫酸水銀は標準電池を作りやすい。比較的溶解度が小さいため陽極からの拡散が進みにくく、水銀の標準電極電位が十分高いことが理由である [脚注の使い方] ^ Lide, David R. (1998), Handbook of Chemistry and Physics（英語版） (87 ed.), Boca Raton, FL: CRCプレス, pp. 5–19, ISBN 0-8493-0594-2  ^ Intermediate Inorganic ChemistryJ. W. Mellor著、 ロングマン・グリーン・アンド・カンパニー出版、ロンドン、1941年、p.388 ^ http://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB0259783.htm ^ Preparation and Characterization of Dimercury(I)Monofluorophosphate(V), Hg2PO3F: Crystal Structure, Thermal Behavior, Vibrational Spectra, and Solid-State 31P and 19F NMR Spectra by Matthias Weil, Michael Puchberger, and Enrique J. Baran, published by Inorg. Chem. 2004, 43. pages 8330-8335 ^ Dorm, E. 1969. Structural studies on mercury(I) compounds. VI. Crystal structure of mercury(I) sulfate and selenate. Acta Chemica Scandinavica（英語版） (1947-1973) 23:1607–15. ^ Mercurous Sulphate, cadmium sulphate, and the cadmium cell. by Hulett G. A. The physical review.1907. p.19. ^ Influence of Microstucture on the Charge Storage Properties of Chemically Synthesized Manganese Dioxide by Mathieu Toupin, Thiery Brousse, and Daniel Belanger. Chem. Mater. 2002, 14, 3945-3952 ^ Electromotive Force Studies of Cell, CdxHgy | CdSO4,(m) I Hg2SO4, Hg, in Dioxane-Water Media by Somesh Chakrabarti and Sukumar Aditya. Journal of Chemical and Engineering Data（英語版）, Vol.17, No. 1, 1972 ^ Characterization of Lithium Sulfate as an Unsymmetrical-Valence Salt Bridge for the Minimization of Liquid Junction Potentials in Aqueous - Organic Solvent Mixtures by Cristiana L. faverio, Patrizia R. Mussini, and Torquato Mussini. Anal. Chem.（英語版） 1998, 70, 2589-2595 ^ a b GEORGE AUGUSTUS HULETT: FROM LIQUID CRYSTALS TO STANDARD CELL by John T. Stock. Bull. Hist. Chem. VOLUME 25, Number 2, 2000, p.91-98 ^ The Behavior of the Silver—Silver Sulfate and the Mercury—Mercurous Sulfate Electrodes at High Temperatures by M. H. Lietzke and R. W. Stoughton. 米国化学会誌., 1953, 75 (21), pp 5226–5227 DOI: 10.1021/ja01117a024 ^ Sulphates of Mercury and Standard Cells. by Elliott, R. B. and Hulett, G. A. The Journal of Physical Chemistry 36.7 (1932): 2083-2086.