金属——汞.doc

汞汞（mercury，Hg），又称水银，在各种金属中，汞的熔点是最低的，只有-38.87，也是唯一在常温下呈液态并易流动的金属，质感犹如果冻。比重13.595，蒸气比重6.9。它的化学符号来源于拉丁文，原意是“液态银”。元素描述是在正常大气压力的常温下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87，沸点356.6，密度13.59克/立方厘米。银白色液体金属。内聚力很强，在空气中稳定。蒸气有剧毒。溶于硝酸和热浓硫酸，但与稀硫酸、盐酸、碱都不起作用。能溶解许多金属。化合价为+1和+2。汞的七种同位素的混合物。具有强烈的亲硫性和亲铜性，即在常态下，很容易与硫和铜的单质化合并生成稳定化合物，因此在实验室通常会用硫单质去处理撒漏的水银，但是实际上硫与汞反应甚慢，所以三氯化铁或者碘-碘化钾是处理汞的更好选择。元素来源自然界中主要有辰砂矿（HgS），也有少量的自然汞。常用辰砂矿加少许碳在空气中加热而制得。元素用途于制造科学测量仪器（如福廷气压计、温度计等）、药物、催化剂、汞蒸气灯、电极、雷汞等。汞的用途较广，在总的用量中，金属汞的占30%，化合物状态的汞约占70%。冶金工业常用汞齐法（汞能溶解其它金属形成汞齐）提取金、银和铊等金属。化学工业用汞作阴极以电解食盐溶液制取烧碱和氯气。汞是制造汞弧整流器、水银真空泵、新型与酒精、浓硝酸溶液混合加热制成的。汞的一些化合物在医药上有消毒、利尿和镇痛作用，汞银合金是良好的牙科材料。在中医学上，汞用作治疗恶疮、疥癣药物的原料。汞可用作精密铸造的铸模和原子反应堆的冷却剂以及镉基轴承合金的组元等。由于其密度非常大，物理学家托里拆利利用汞第一个测出了大气压的准确数值。元素辅助资料：汞在自然界中分布量最小，被认为是稀有金属，但是人们很早就发现了水银。天然的硫化汞又称为朱砂，由于具有鲜红的色泽，因而很早就被人们用作红色颜料。根据殷虚出土的甲骨文上涂有丹砂，可以证明中国在有史以前就使用了天然的硫化汞。特性不溶于水汞导热性能差，而导电性能较佳，通常作为电学测量标准（国际上1欧姆的定义为：273.15K和100kPa时，横截面积为1mm，长度为100.630cm质量为14.4521g的水银柱的电阻时1欧姆）。汞容易与大部分普通金属形成合金，包括金和银，但不包括铁。这些合金统称汞合金(或汞齐)。汞具有恒定的体积膨胀系数，其金属活跃性低于锌和镉，且不能从酸溶液中置换出氢。一般汞化合物的化合价是+1或+2，+3价的汞化物很少有。商业上有关汞的交易，通常以一“烧瓶”（flask）的容量作单位，约重34.5公斤。根据中国古文献记载：在秦始皇死以前，一些王侯在墓葬中也早已使用了灌输水银，例如齐桓公葬在今山东临淄县，其墓中倾水银为池。这就是说，中国在公元前6世纪或更早已经取得大量汞。中国古代还把汞作为外科用药。1973年长沙马王堆汉墓出土的帛书中有五十二药方。抄写年代在秦汉之际，是现已发掘的中国最古医方，可能处于战国时代。其中有四个药方就应用了水银。例如用水银，雄黄混合，治疗疥疮等。东西方的炼金术士们都对水银发生了兴趣。西方的炼金术士们认为水银是一切金属的共同性金属性的化身。他们所认为的金属性是一种组成一切金属的“元素”。中国古代劳动人民把丹砂，也就是硫化汞，在空气中烧得到汞：HgS + O2 Hg + SO2；但是生成的汞容易挥发，不易搜集，而且操作人员会发生汞中毒。中国劳动人民在实践中积累经验，改用密闭方式制汞，有的是密闭在竹筒中，有的是密闭的石榴罐中。根据西方化学史的资料，曾在埃及古墓中发现一小管水银，据历史考证是公元前16前15世纪的产物。但中国古代劳动人民首先制得了大量水银。水俣病其实就是汞中毒，也就是重金属中毒，最早的记载是在日本，当然了很早以前也是有记载的，日本记载是在1953-1956年间，有一个叫水俣湾的地方的日本人都是耳聋眼瞎外加精神失常，那地方的猫也一个个的向河里跳。汞很易蒸发到空气中引起危害，因为：1在0时已蒸发，气温愈高，蒸发愈快愈多；每增加10蒸发速度约增加1.21.5倍，空气流动时蒸发更多。2汞不溶于水，可通过表面的水封层蒸发到空气中。3粘度小而流动性大，很易碎成小汞珠，无孔不入地留存于工作台、地面等处的缝隙中，既难清除，又使表面面积增加而大量蒸发，形成二次污染源。4地面、工作台、墙壁及天花板等的表面都吸附汞蒸气，有时，汞作业车间移作它用，仍残留有汞危害的问题。工人衣着及皮肤上的污染可带到家庭中引起危害。环境中汞的含量汞在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢，不影响健康。同时，伴随着工业的发展，汞的用途越来越广，生产量急剧增加，从而使大量的汞随着人类活动而进入环境。主要包括：施用含汞农药和含汞污泥肥料；汞矿的开采、冶炼；含汞废水灌溉；城市垃圾、废物焚烧等等。人类活动造成水体汞污染，主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体。据第一财经日报综合报道，专家介绍，汞被联合国环境规划署列为全球性污染物，是除了温室气体外唯一一种对全球范围产生影响的化学物质。自然界汞含量随着自然的演化，环境的各个因素中都可能含有汞，形成汞的天然本底。汞的本底对判断环境中的汞污染程度很有意义。地壳中汞的平均丰度为0.08ppm，土壤中为0.030.3ppm，大气中为0.11.0ppt。汞在大气中呈蒸汽态，因而雨水中也有汞，平均浓度为0.2ppb（1ppb为1ppm的千分之一）。水中汞的本底浓度，内陆地下水为0.1ppb，海水为0.03一2ppb，泉水可达80ppb以上，湖水、河水一般不超过0.1ppb。植物中汞含量不同植物对汞的吸收累积不同，如美国大多数植物含汞量为0.010.20mg/kg，广州市几种植物含汞量为0.034-0.188mg/kg，不同植物差异很大。通常，谷物作物的土壤汞绝大部分（大于95%）积累于根，少部分（小于5%）进入茎与叶，进入籽粒则更少；蔬菜作物，特别是叶菜类，大约有17%在叶中，约8%贮存于茎部，约75%存在于根中。因此，土壤汞通过谷物向人体输送的汞甚微，但通过蔬菜向人体输送的汞可达植物总汞的25%以上。其中，粮食作物中含汞量为稻谷高梁玉米小麦，蔬菜作物则为根菜叶菜果菜。可见，同种植物不同品种之间也有差异。汞中毒汞为银白色的液态金属，常温中即有蒸发。汞是电池、采矿等行业常用的重金属之一，汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体（皮肤完好时短暂接触不会中毒）。汞的毒性是积累的，需要很长时间才能表现出来。食物链对于汞有极强的富集能力，淡水鱼和浮游植物对汞的富集倍数为1000，淡水无脊椎动物为100000，海洋动物为200000。汞中毒（mercurypoisoning）以慢性为多见，主要发生在生产活动中，长期吸入汞蒸气和汞化合物粉尘所致。以精神-神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状，有时还会产生幻觉。大剂量汞蒸气吸入或汞化合物摄入即发生急性汞中毒。对汞过敏者，即使局部涂沫汞油基质制剂，亦可发生中毒。接触汞机会较多的有汞矿开采，汞合金冶炼，金和银提取，汞整流器，以及真空泵、照明灯、仪表、温度计、补牙汞合金、雷汞、颜料、制药、核反应堆冷却剂和防原子辐射材料等的生产工人。有机汞化合物以往主要用作农业杀菌剂，但毒性大，中国已不再生产和使用。实际上受到汞化学形态的影响，人们主要受无机汞（元素汞Hg，二价汞Hg2+等）和有机汞（甲基汞等）的影响。无机汞对身体健康的危害有限，在过去，人们和无机汞接触很多，基本危害有限，对于无机汞，普通人主要通过补牙、服用一些中药、使用高汞含量的化妆品和香皂等接触。此外，还有一些从事专业生产或者使用汞及其化合物的职业人群，如汞矿开采冶炼、氯碱车间、混汞法炼金的金矿、温度计厂、一些金属冶炼车间的工人及牙科医生等。无机汞进入体内的主要途径是呼吸、口腔摄取和皮肤吸收。呼吸是汞蒸气暴露的最重要途径,80%左右的吸入汞蒸气可以透过肺泡进入血液。食物中的无机汞大约有7%通过口腔摄取而被吸收。通过皮肤吸收的汞蒸气是通过呼吸吸收的1%左右,但是使用一些高无机汞含量的美白护肤品也可以造成汞吸收和积累。对于甲机汞，主要影响的是一些长期接触汞作业的人群。比如牙医，其体内的甲基汞含量是不接触者的5倍。其次，因甲基汞化合物主要用作农药杀菌剂，所以主要从事类似职业的人群体内含量较多。甲机汞易被皮肤、呼吸道接触并吸收，积累；同时，大量吸入或误食是导致甲基汞含量增加的主要原因；此外，甲基汞易透过胎盘从母体转移给胎儿。水银是常温下惟一呈液态的金属，含有它的用品一旦被打碎，水银就会蒸发。而且，它的吸附性特别好。水银蒸气易被墙壁和衣物等吸附，成为不断污染空气的源头。虽然少量吸入它不会对身体造成太大的危害，但长期大量吸入，则会造成汞中毒。汞中毒分急性和慢性两种：急性中毒有腹痛、腹泻、血尿等症状；慢性中毒主要表现为口腔发炎、肌肉震颤和精神失常等。在我们的日常生活中，有不少用品与水银有关。比如，各类荧光灯中都含有水银；一些暖水瓶为了减少热辐射，外壁涂有水银；早期的镜子背面涂有水银；电脑显示器等电子产品中也含有一定量的水银；氧化汞还被用作电池的阳极，如果长时间不使用，电池里所含的酸、碱等腐蚀性物质就会破坏外壁，导致汞泄漏提醒大家，如果不小心弄破了以上物品，处理时一定要小心，不要和其他垃圾混在一起倾倒。否则，水银会进入水体、土壤中，通过食物链，最终会危害到人类健康。郝凤桐说，含有水银的用品一旦被打破，水银会形成球体滚落。这时，要先关掉室内所有加热装置，打开窗户通风；然后带上手套，用小铲子把水银收集起来深埋，或在上面撒些硫磺粉末，硫和汞反应能生成不易溶于水的硫化汞，危害会大大降低。由于水银在常温下即可蒸发成气态，很容易被吸入呼吸道，引起中毒，所以，处理散落在地的水银时最好带上口罩。人体汞含量承受能力微量的汞在人体内不致引起危害，可经尿、粪和汗液等途径排出体外。如数量过多，即可损害人体健康。汞和汞盐都是危险的有毒物质，严重的汞盐中毒可以破坏人体内脏的机能，常常表现为呕吐现象，牙床肿胀，发生齿龈炎症，心脏机能衰退（脉搏减弱，体温降低，昏晕），HgCL2的致死剂量为0.3g。汞毒可分为金属汞、无机汞和有机汞三种。金属汞和无机汞损伤肝脏和肾脏，但一般不在身体内长时间停留而形成积累性中毒。有机汞如Hg(CH3)2等不仅毒性高，能伤害大脑，而且比较稳定，在人体内停留的半寿命长达70天之久，所以即使剂量很少也可累积致毒。大多数汞化合物在污泥中微生物的作用下就可转化成Hg(CH3)2。有机汞摄入体内后98%被吸收，不易排出，可随血液分布到各组织器官而逐渐累积（主要是脑组织和肝脏）。汞可以进入人体毛发，普通人发汞含量平均在2.5ug/g