Características del mercurio y principales minerales de mercurio
1. El mercurio (Hg), también conocido como mercurio, es el único metal que es líquido a temperatura ambiente y se condensa en sólido a -38,89°C. La densidad relativa es muy grande, 13,59546 a 0 ℃, 13,54614 a 20 ℃ y 13,35166 a 100 ℃. La presión de vapor es significativa, 0,00019 mm a 0 °C, 0,0013 mm a 20 °C y 0,285 mm a 100 °C. Esta característica hace que el mercurio se evapore continuamente en el aire. Mercurio se expande fuertemente después de calentarse entre 0 y 300 °C, su coeficiente de expansión volumétrica es a=1,8006×10-4 2×10-8, que es muy regular. El punto de ebullición y el punto de fusión del mercurio son muy bajos. El punto de ebullición es 357,25 ℃ y el punto de fusión es -38,7 ℃. El vapor de mercurio es monoatómico y no conduce electricidad a bajas temperaturas. Sin embargo, cuando se genera un arco, es fácilmente conductor y emite espectros de luz verde y ultravioleta. Esta característica hace que el mercurio sea muy valioso en la industria eléctrica. En 1m3 de vapor saturado de mercurio, contiene 14 mg de mercurio a 200°C y 2,4 mg de mercurio a 100°C, por lo que el mercurio tiene propiedades aerófilas. El mercurio es soluble en agua y se pueden disolver 0,02 mg de mercurio en un litro de agua. El mercurio no puede oxidarse con el aire a temperatura ambiente, y sólo calentándolo y hirviéndolo puede formar lentamente óxido de mercurio.
El número atómico de Mercurio es 80 y su peso atómico es 200,59. Hay 15 isótopos conocidos de mercurio (símbolos de masa 191-205). Entre ellos, seis son estables (los símbolos de masa son 196, 198, 200, 201, 202, 204) y el resto son inestables. Los compuestos de mercurio tienen compuestos tanto monovalentes como divalentes. Comúnmente se encuentran en la naturaleza las formas divalentes con alto contenido de mercurio. El mercurio reacciona fácilmente con el azufre para formar sulfuro de mercurio (HgS) y con el cloro para formar cloruro de mercurio (también conocido como cloruro de mercurio, HgCl2) y cloruro de mercurio (también conocido como calomelano, Hg2Cl2). El sulfuro de mercurio se oxida a altas temperaturas y puede generar directamente mercurio y dióxido de azufre. Este es el principio básico del refinado del mercurio mediante fuego. El mercurio es insoluble en ácido sulfúrico y ácido clorhídrico diluidos en frío, pero soluble en ácido nítrico, especialmente en agua regia. Varias soluciones alcalinas generalmente no interactúan con el mercurio. El mercurio puede disolver otros metales para formar aleaciones. Esta aleación se llama amalgama. La gente suele utilizar esta propiedad del mercurio para extraer ciertos metales, como el oro, el talio, etc. A temperatura ambiente, el mercurio no disuelve los metales del grupo del hierro, por lo que el recipiente para el mercurio suele ser una lata de hierro hecha de arrabio o hierro forjado. El mercurio es un elemento cuprófilo y puede interactuar con otros elementos cuprófilos. El mercurio tiene una alta energía potencial de ionización entre los elementos cuprofílicos. Por esta razón, es fácil reducirlo a mercurio natural a partir de varios compuestos. Por lo tanto, los minerales complejos de mercurio que a menudo se encuentran en los depósitos de mercurio no son muy estables, como el cobre en capas de mercurio. Los minerales [3(Cu2Hg)S.Sb2.S3] y el mineral de antimonio tiomercúrico (HgS.2Sb2S3) se convierten fácilmente en compuestos simples de mercurio como el cinabrio. Esta es la razón por la que los minerales de mercurio en los depósitos de mercurio son principalmente minerales de cinabrio. El radio atómico del mercurio es de 0,149 nm y el radio iónico bivalente es de 0,112 nm. Según la ley del isomorfismo, se puede reemplazar con minerales con radios atómicos o iónicos similares a otros elementos y se forma el mismo tipo de red cristalina. da como resultado una mezcla homogénea de mercurio.
2. El elemento Mercurio está ampliamente distribuido, no solo en varias rocas de la corteza terrestre, sino que también se encuentra comúnmente en la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera fuera de la corteza terrestre, pero es diferente de otros elementos. Con algunos elementos, su contenido es pequeño y traza. Según los cálculos de la investigación de rocas, el contenido promedio de mercurio en la corteza terrestre (el valor de Clark) es de aproximadamente 7,7 × 10-6 (calculado en peso). Este número es igual al contenido promedio de mercurio de 0,077 g en una tonelada de superficie terrestre. material de la corteza terrestre, o igual a 0,077 g de mercurio por tonelada de corteza terrestre. Un kilómetro cúbico de roca contiene un promedio de 215,6 toneladas de mercurio. Según los estudios de cálculo, el 99,8% del mercurio de la corteza terrestre se encuentra disperso en diversos tipos de rocas, mientras que sólo el 0,02% del mercurio se concentra y se enriquece en depósitos minerales, lo que ilustra el estado extremadamente disperso del mercurio en la corteza terrestre.
Según las estadísticas, el contenido de mercurio de las rocas básicas y las rocas alcalinas en las rocas volcánicas es mayor que el de las rocas ácidas. El contenido de mercurio en las rocas sedimentarias es mayor que el de las rocas volcánicas. Contenido de mercurio entre el esquisto.
El mercurio también se encuentra en la hidrosfera.
En la hidrosfera, hay dos fuentes principales de mercurio: una ingresa a la hidrosfera desde las rocas después de la erosión; la otra ingresa a la hidrosfera desde la atmósfera junto con el agua de lluvia. Además, también puede provenir de organismos vivos, pero esto es insignificante. El contenido de mercurio en la hidrosfera es extremadamente bajo. Los datos de la investigación son 0,03γ/L. Estos datos se consideran aproximadamente el valor de Clark del mercurio en la hidrosfera. El contenido de mercurio en varios cuerpos de agua es diferente (Tabla 1).
Tabla 1 Contenido de mercurio en el agua de la hidrosfera
Generalmente se cree que el estado de aparición del mercurio en la hidrosfera es de dos formas: una parte es gas disuelto y la otra es mercurio: existe en estado atómico; la otra parte puede existir en forma disociada con diversos compuestos aniónicos.
El mercurio también existe en la atmósfera. Debido a que se evapora fácilmente, a menudo ingresa a la atmósfera en forma de vapor. El vapor de mercurio en la atmósfera proviene de muchas fuentes. Puede evaporarse a partir de depósitos de mercurio (evaporación natural del mercurio), puede evaporarse al fundir minerales de mercurio y otros minerales de sulfuro que contienen mercurio, puede evaporarse al quemar carbón, leña y otros combustibles. más puede evaporarse de la hidrosfera; además, hay vapores de mercurio que ingresan a la atmósfera durante las erupciones volcánicas, vapores de mercurio que ingresan a la atmósfera desde las fuentes termales modernas y muchos otros aspectos. Según las investigaciones, el contenido de mercurio en la atmósfera es de aproximadamente 0,2-1,0 μg/m3. Sin embargo, el contenido de mercurio de los diferentes gases es muy diferente. Por ejemplo, el contenido de mercurio en el gas volcánico es muy alto, seguido por el contenido de mercurio en la atmósfera de los depósitos de mercurio y el contenido de mercurio en la marga de los depósitos de mercurio. Los contenidos son los siguientes:
Gas volcánico 100-9600μg/m3
Gas atmosférico de depósitos de mercurio 30-1600μg/m3
Gas del suelo procedente de depósitos de mercurio 21- 1600μg/m3
El estado en el que se presenta el mercurio en la atmósfera es principalmente en estado microdisperso de átomos.
Además, el mercurio también existe en la biosfera. Según las investigaciones, el mercurio se encuentra comúnmente en animales y plantas, y su contenido generalmente es de 0,2-10γ/100g. A partir del análisis y la investigación, se encontró que entre los animales, los peces de agua dulce y de mar tienen un mayor contenido de mercurio; entre las plantas, las algas tienen un mayor contenido de mercurio. Según las investigaciones, en el cuerpo de los animales el mercurio se acumula principalmente en el hígado y los riñones. Hay una leguminosa que contiene mercurio. El mercurio se concentra principalmente en forma de partículas en las legumbres.
3. Actualmente existen alrededor de 20 tipos conocidos de minerales de mercurio, de los cuales un gran número son sulfuros de mercurio, y el resto son pequeñas cantidades de mercurio natural, seleniuro, telururo, sulfato, haluro y oxidación. etc. El principal sulfuro de mercurio es el cinabrio, y casi exclusivamente cinabrio se utiliza en la industria. La fórmula molecular del cinabrio es HgS, que contiene Hg86.2 y S13.8. Es un mineral pesado de color rojo brillante. Las rayas son de color rojo brillante, dureza 2-2,5, densidad relativa 8,09-8,20, brillo de diamante, translúcidas, quebradizas y no conductoras. Observado al microscopio, es heterogéneo y tiene una reflexión interna de color rojo brillante bajo luz reflejada con polarización cruzada. El índice de refracción es extremadamente alto, Ng=3,272, Nm=2,913. El cristal pertenece al sistema cristalino trigonal, a menudo en forma de romboedro, prisma trigonal y otras formas cristalinas, y también en forma de cristales romboédricos o de placas delgadas del sistema cristalino hexagonal. En general, los buenos cristales no son comunes, pero a menudo se producen buenos monocristales y cristales gemelos intercalados en las regiones oriental de Guizhou y occidental de Hunan de mi país. En los depósitos de mercurio, a veces se produce una pequeña cantidad de cinabrio negro. Su fórmula y composición química son las mismas que las del cinabrio. A menudo se produce en forma de cristales finos y, a menudo, también se produce como polvo terroso o película negra. -Negro con vetas Es de color negro, con una densidad relativa de 7,7-7,8 y una dureza de 2-3. El cristal es un tetraedro o un tetraedro del sistema cristalino equiaxial. Tiene brillo metálico, es opaco, quebradizo. , es incoloro y homogéneo bajo la luz reflejada.
En los depósitos de mercurio generalmente se puede observar una pequeña o muy pequeña cantidad de mercurio natural, debido principalmente a la inestabilidad de los minerales de mercurio. Otros minerales de mercurio son raros o difíciles de ver en los depósitos de mercurio. Las características de algunos de los minerales más importantes son las siguientes:
La fórmula molecular del mineral de mercurio de selenio gris es HgSe, que contiene Hg71,7 y Se28. 3. La mayoría de ellos son bloques densos de color gris y los cristales son tetraedros del sistema cristalino equiaxial. Dureza 2,5, densidad relativa 8,19-8,47, color gris acero o gris plomo claro, vetas casi negras, brillo metálico, opaco, quebradizo.
La mercuricita (selenita mercúrica) tiene la fórmula molecular Hg(S, Se), Hg83.8, S11.5, Se4.7. Es un mineral metálico de color negro grisáceo, a menudo en forma masiva o de grano fino. Dureza 2,5, densidad relativa 7,98-8,1, gris negro claro, vetas negras, brillo metálico, opaco, quebradizo y el cristal es un sistema cristalino equiaxial. Hay muchos depósitos de selenita de mercurio en el depósito de mercurio de Longtang'ao en mi país.
La fórmula molecular del telurito de mercurio es HgTe, Hg61.5, Te38.5. A menudo se presenta en forma de grumos y gránulos negros o grises, dureza 3, densidad relativa 8,63, vetas negras, brillo metálico. y opaco.
La fórmula molecular de la antimonita tiomérica es HgSb4S7, Hg22, Sb53.4, S24.6. Se produce como un grupo de pequeños cristales columnares de color gris plomo brillante, muy similar a la estibina. Dureza 2, densidad relativa 4,81, punto de fusión 1, gris plomo brillante, vetas de color rojo claro, brillo opaco y semimetálico. Quémalo sobre carbón y produce un humo blanco espeso. En la lámina pulida se puede observar una hendidura en una o dos direcciones. Es extremadamente heterogénea bajo polarizadores cruzados y tiene una fuerte reflexión interna de color rojo intenso.
La amalgama mercúrica (pasta mercúrica, amalgama de plata) tiene una fórmula molecular de AgHg o Ag2Hg3 a Ag36Hg. Es un mineral metálico de color blanco plateado, a menudo en forma de dodecaedro del sistema cristalino equiaxial, y también en forma de bloques y costras. La dureza es 3-3,5, la densidad relativa es 13,75-14,1, las vetas también son de color blanco plateado, con un fuerte brillo metálico, opacas y quebradizas. Si lo golpeas con un martillo, emitirá un olor peculiar. Al quemarse con carbón vegetal, el mercurio se evapora y queda plata maleable.
La fórmula molecular del calomelano es Hg2Cl2, Hg84.9, Cl15.1. Es un mineral córneo ligeramente transparente de color gris claro o marrón. A menudo forma una cubierta similar a una concha sobre la superficie de la roca y ocasionalmente forma un cristal en forma de placa o de cono del sistema cristalino tetragonal. La dureza es 1-2, la densidad relativa es 6,4-6,5 y los colores son blanco, gris amarillento claro, blanco amarillento claro, gris claro y marrón. Las rayas son de color blanco amarillento claro o gris, con brillo metálico y transparencia ligera. propiedades opacas y suaves.
La fórmula molecular del cloruro de mercurio es Hg4Cl2O, Hg90.21, Cl7.99, O1.8. Generalmente es un pequeño dodecaedro de un sistema cristalino equiaxial de color amarillo-marrón, y existen más de 20 otros. formas cristalinas. Dureza 2-3, densidad relativa 8,23. Es de color marrón amarillento claro, se vuelve negro cuando se expone a la luz solar y el polvo es de color verde amarillento claro o amarillo claro. Brillo de acero dorado o brillo de resina, transparente, quebradizo. La fórmula molecular del cloruro amarillo es Hg2Cl2O, Hg88,65, Cl7,85, O3,5. Es un cristal columnar del sistema monoclínico y tiene muchas formas cristalinas. La dureza es 2-3, la densidad relativa es 8,73, el color es amarillo azufre y el polvo es amarillo limón. Toma un color verde oliva cuando se expone mucho tiempo al sol. El diamante tiene brillo y es quebradizo. Cuando se coloca en una solución de ácido nítrico, si se agrega una pequeña cantidad de nitrato de plata, se formará un precipitado blanco de cloruro de plata.
La fórmula molecular de la piedra roja anaranjada es HgO, Hg92.87, O7.13. Es un cristal columnar ortorrómbico de color rojo anaranjado con muchas formas cristalinas y puede producirse en una capa aterciopelada. Dureza 1,5-2, densidad relativa 10, brillo de diamante o vidrio. Las vetas son de color rojo anaranjado claro, transparentes y quebradizas.