Higany

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
80 aranyhiganytallium
Cd

Hg

Uub
Általános
Név, vegyjel, rendszám higany, Hg, 80
Elemi sorozat átmenetifémek
Csoport, periódus, mező 12, 6, d
Megjelenés ezüstfehér
Hg Mercury.jpg
Atomtömeg 200,59(2)  g/mol
Elektronszerkezet [Xe] 4f14 5d10 6s²
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 32, 18, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot folyékony
Sűrűség (szobahőm.) (folyadék) 13,534 g/cm³
Hármaspont 234,2 K, 0,000165 Pa
Olvadáspont 234,32 K
(-38,83 °C, -37,89 °F)
Forráspont 629,88 K
(356,73 °C, 674,11 °F)
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus 2,29 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus 59,11 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 27,983 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 315 350 393 449 523 629
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet romboéder
Oxidációs szám 2, 1
(gyengén bázikus oxid)
Elektronegativitás 2,00 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 1007,1 kJ/mol
2.: 1810 kJ/mol
3.: 3300 kJ/mol
Atomsugár 150 pm
Atomsugár (számított) 171 pm
Kovalens sugár 149 pm
Van der Waals-sugár 155 pm
Egyebek
Mágnesség diamágneses
Elektromos ellenállás (25 °C) 961 nΩ·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 8,30 W/(m·K)
Hőtágulási együttható (25 °C) 60,4 µm/(m·K)
Hangsebesség (folyadék, 20 °C) 1451,4 m/s
CAS-szám 7439-97-6
ATC-kód D08AK05
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A higany izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
194Hg mest. 444 y ε 0,040 194Au
195Hg mest. 9,9 h ε 1,510 195Au
196Hg 0,15% Hg stabil 116 neutronnal
197Hg mest. 64,14 h ε 0,600 197Au
198Hg 9,97% Hg stabil 118 neutronnal
199Hg 16,87% Hg stabil 119 neutronnal
200Hg 23,1% Hg stabil 120 neutronnal
201Hg 13,18% Hg stabil 121 neutronnal
202Hg 29,86% Hg stabil 122 neutronnal
203Hg mest. 46,612 d β- 0,492 203Tl
204Hg 6,87% Hg stabil 124 neutronnal
Hivatkozások

A higany a periódusos rendszer egy kémiai eleme. Vegyjele Hg, rendszáma 80. Angolszász elnevezése (INN: mercury) a fém cseppfolyós halmazállapotából adódó mozgékonyságára utalva a római mitológia isteneinek hírvivőjéről kapta a nevét, míg német neve (quecksilber) annyit tesz: "fürge ezüst". Az elem vegyjele a hydrargyrum (latin, folyékony ezüst (Ag)) szóból származik. Elemi állapotban ezüstös, fémszínű, cseppfolyós, vezeti a hőt és az elektromos áramot, könnyen párolog, ezért zárva tárolandó nehézfém.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az alkimisták régen fontos anyagnak tartották az arany (Au) előállításához vezető úton, természetesen ennek nincs kémiai értelemben valóságalapja. Az álom azonban mégis valóra vált, amikor az 1990-es években a higanyatomok átmeneti protonbefogásával, majd az azt követő alfa-bomlás során sikerült egy, a természetben nem előforduló aranyizotópot előállítani. E módszer gyakorlati alkalmazása arany előállítására a rendkívüli energiaigény miatt gazdaságtalan.

Magyar nevének eredete[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A higany magyar neve egészen a 19. századig kéneső volt.

Bejegyzés az 1862-es Czuczor-Fogarasi: A Magyar Nyelv Szótárából:

"KÉNÌSŐ, (2), (kén-ìs-ő vagy ken-es-ő) fn. tt. kénìső-t. Gyöke vagy az ásványt jelentő kén, melyből lett kénìs, és az elavult ige kénìsik, azaz kénes állapotban van, s ebből igenév és főnév kéneső; vagy mint némelyek vélekednek, am. keneső, amivel kenni szoktak, különösen a melyet üvegre kennek, és ez által tükröt készítenek. 1) Szoros ért. vörös szinű ásvány, mely higanyból és kénből van vegyítve. (Cynnabaris). Innen 2) így nevezik magát a tiszta higanyt, azaz természeténél fogva a mi légmérsékletünkben híg, ezüst gyanánt fehérlő, és fényes félérczet is, mely az arany után legsulyosabb, kis nyomás által apró részecskékre oszolva szétfut, nagy tűzben forr s gőzzé válik, de meghűlés után ismét elébbi alakjában megjelenik. (Mercurius). Eleven kéneső, minthogy igen mozgékony." [1]

A higany, vagyis „híg anyag” szót Schuster János alkotta meg. Egy másik mesterségesen alkotott szó az elem megjelölésére a szerdany volt (a szerda szóból, amely Merkúr isten napja), de ez nem terjedt el.[2]

Jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Sűrűsége az ezüstnél (Ag) és az ólomnál (Pb) is nagyobb, 13,6 g/cm³. Rokonságot mutat a nemesfémekkel. Levegőn állandó, a levegő oxigénjével nem reagál; sem híg, sem tömény sósavban nem oldódik. Reakcióképessége alacsony, ezért csak híg salétromsav (HNO3), és forró, tömény kénsav (H2SO4) támadja meg. A higany más fémekkel alkotott hideg ötvözete az amalgám. A folyékony higany nagy mennyiségű ammónium-hidroxidot (NH4OH) is képes elnyelni, a keletkező ammónium-amalgám tejszínhabszerű, felpuffadt, habos szürke massza. Hőtágulási együtthatója közel lineáris, így arányos térfogatváltozással reagál a hőmérsékleti különbségekre. Ez, valamint széles folyadéktartománya (közel 400 °C) alkalmassá teszi hőmérőkben való használatra.

Előfordulása, előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A higany előfordulása és forrása a cinnabarit (higany-szulfid:HgS), amely a korábbi vulkáni tevékenység vonulatai mentén található. Leggyakoribb és legkiterjedtebb lelőhelyek a spanyolországi Almaden környékén vannak, ahol az ércek higanytartalma a 6–7%-ot is elérheti, és ezek kitermelése már az ókori Római Birodalom idején elkezdődött. Az egyéb lelőhelyek – amelyek többnyire kevesebb mint 1% higanyt tartalmaznak – a korábbi Szovjetunió, Algéria, Mexikó, Szlovénia és Olaszország területén találhatók.

Előállítása pörköléssel történik. A legprimitívebb eljárás szerint a cinnabaritot egyszerűen rőzselángon hevítették. Ez tüzelőanyagként és kondenzátorként egyaránt szolgált, miközben a fémes higany a hamuban gyűlt össze. A modern eljárásoknál az ércet először őrlik, majd flotálással dúsítják, amit a folyamatos levegőáramban való pörkölés (600 °C) és a keletkezett gőzök kondenzáltatása követ:

\mathrm{HgS + O_2 \rightarrow Hg + SO_2}\,\!

Lehetséges – különösen a higanyban gazdag ércek esetén –, vasforgáccsal (Fe) vagy égetett mésszel (CaO) is pörkölni:

\mathrm{HgS + Fe \rightarrow Hg + FeS}\,\!
\mathrm{4 \ HgS + 4 \ CaO \rightarrow 4 \ Hg + 3 \ CaS + CaSO_4}\,\!

A forró, folyékony, nyers fémen levegőt fúvatva át a szennyező fémek (Fe, Cu, Zn és Pb) nyomai oxidálódnak és könnyen elválasztható salakot képeznek. Ezt csökkentett nyomáson desztillálva továbbtisztítják. Évente mintegy 4000 tonna higanyt használnak fel, de ennek csak kb. a fele az újonnan bányászott és előállított mennyiség, a többi másodlagos termelésből és tartalékkészletek kiárusításából származik.

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Használatos hőmérőkben, lázmérőkben, barométerekben, vérnyomásmérőkben, higanygőzlámpákban, kapcsolókban. A higany más fémekkel alkotott hideg ötvözete az amalgám; ezüst-, cink- stb. tartalmú fajtáját még ma is alkalmazzák rágófogak tömésére a fogászatban, mivel igen ellenálló, tartós anyag. A kimutatható higany kioldódás miatt e felhasználása ma már fogászati, toxikológiai viták tárgya. Ennek ellenére az USA fogász egyesülete nem ismeri el a káros hatásokat, s továbbra is biztonságos módszerként tünteti fel.[3] A fejlettebb országokban használatát már felváltották más, korszerűbb anyagok. Legfontosabb ipari alkalmazási területe azonban a higanykatódos NaCl-elektrolízisben van, azonban itt is kezd háttérbe szorulni a modernebb membráneljárások elterjedése következtében.

Vegyületei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

lásd még: A higany vegyületei
C2H6Hg dimetil-higany
HgC2N2 higany(II)-cianid
HgC2N2O2 higany-fulminát
HgI2 higany-jodid
Hg2Cl2 higany(I)-klorid, kalomel
HgCl2 higany(II)-klorid, szublimát
Hg2O higany(I)-oxid
HgO higany-oxid
HgSO4 higany(II)-szulfát
HgS higany-szulfid
C20H8Br2HgNa2O6 merbromin

Biológiai és környezeti hatásai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A higanyvegyületek mérgező hatása régóta ismert. A higanysók használata a nemezkalapok gyártása során, valamint a rosszul szellőztetett helyiségekben az ezt követő szárítási folyamatban keletkező por az alkalmazottak között súlyos idegrendszeri elváltozásokat okozott. Maga a fém is toxikus, és fejfájást, remegést, húgyhólyaggyulladást, valamint emlékezetvesztést okozhat. A higany szerves vegyületei is mérgezőek, és veszélyesebbek az elemnél vagy annak szervetlen vegyületeinél, mivel könnyebben felszívódnak. A környezetbe került higanyvegyületek a mikroorganizmusok hatására metileződnek, ami a táplálékláncba kerülve az ember számára is veszélyt jelent. 1952-ben a japán Minamatában 52 ember halt meg, mert a fő táplálékukként szolgáló halak szokatlanul nagy koncentrációban tartalmaztak szerves higanyvegyületeket.

Amennyiben törött hőmérőből, vagy más módon kerül a környezetünkbe higany, az folyamatosan párologni fog, és súlyosan mérgező lesz, amíg teljesen el nem párolog. A kifolyt higanyt ezért gondosan össze kell gyűjteni, a szennyezett környéket kénporral be kell szórni! A higany ilyenkor ártalmatlan higany-szulfiddá alakul át.

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Higany témájú médiaállományokat.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

N.N. Greenwood, A. Earnshaw: Az elemek kémiája, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1999.