Gold Cadmium  Copernicium Thallium  
 Quecksilber                                    80Hg
 engl. mercury; griech.-lat. hydrargyrum ("flüssiges Silber")
 
Zoom!
Bild vergrößern
Relat. Atommasse   
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
  
    
  
  
  
 
200,59    
80    
-38,89 °C    
356,58 °C    
2, 1    
13,546 g/cm³   
1,9 (Pauling)     
[Xe]4f145d106s2   
Hg-196: 0,15%   
Hg-198: 9,97%   
Hg-199: 16,87%   
Hg-200: 23,10%   
Hg-201: 13,18%   
Hg-202: 29,86%   
Hg-204: 6,87%
 
   
     

Film

23 sek
Diese Anordnung verdeutlicht das Prinzip eines Quecksilber-Neigungsschalters.
    
GHS-Piktogramme 
  Gefahr
Gefahren (H-Sätze)  H 330, 372, 360D, 400, 410 


  
 
CAS-Nummer  
  
7439-97-6



 
 
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Quecksilber ist ein silbrig glänzendes, bei Zimmertemperatur flüssiges Schwermetall. Es dehnt sich beim Erwärmen ungewöhnlich stark aus und besitzt eine große Oberflächenspannung. Es bildet leicht Tröpfchen und benetzt andere Substanzen nicht. Schon bei Zimmertemperatur verdampfen aufgrund des hohen Dampfdrucks immer geringe Mengen Quecksilber. Die Dämpfe sind sehr toxisch, das Einatmen ist gefährlich. Quecksilberdampf sendet beim Anlegen einer Hochspannung intensives UV-Licht aus. Die thermische und die elektrische Leitfähigkeit von flüssigem Quecksilber sind nicht besonders gut. Bei etwa -39°C erstarrt es zu einem festen Metall, das sehr weich und gut dehnbar ist. Aufgrund des sehr niedrigen Schmelzpunktes eignet sich Quecksilber für Temperaturmessgeräte.  
 
 
 Fieberthermometer mit Quecksilber


 
Alter Fieberthermometer mit Quecksilber
Hinweis: Moderne Fieberthermometer enthalten die Gallium-Legierung Galinstan®
 
   
Reines Quecksilber ist an der Luft beständig und überzieht sich nur langsam mit einer dünnen Oxidschicht. Beim Erhitzen reagiert es oberhalb von 300°C zu Quecksilber(II)-oxid, das bei weiterer Zunahme der Temperatur wieder in Quecksilber und Sauerstoff zerfällt:  
  
ab 300 °C:  2 Hg  +  O2 reagiert zu  2 HgO      ΔHR = -182 kJ/mol 
ab 450 °C:  2 HgO reagiert zu  2 Hg  +  O2   
  
Quecksilber wird von Wasser, Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure nicht angegriffen. Konzentrierte Schwefelsäure, Salpetersäure oder Königswasser zersetzen das Schwermetall und bilden die entsprechenden Salze. Mit Salpetersäure bildet sich Quecksilber(II)-nitrat und Stickstoffmonooxid:  
  
3 Hg  +  8 HNO3 reagiert zu  3 Hg(NO3)2  +  2 NO  +  4 H2O   
  
Quecksilber ist ein relativ edles Metall, es steht in der Spannungsreihe zwischen Silber und Palladium, es ist edler als Kupfer und Silber. Aus diesem Grunde fällen alle unedleren Metalle Quecksilber aus den Quecksilbersalz-Lösungen aus. Taucht man ein Kupferblech in eine Quecksilber(II)-chlorid-Lösung, scheidet sich ein silbrig glänzender Quecksilber-Spiegel auf dem Kupferblech ab:  
  
Cu  +  HgCl2 reagiert zu  Hg  +  CuCl2   
  
Mit Chlor reagiert Quecksilber zu Quecksilber(II)-chlorid und mit Schwefel zu Quecksilber(II)-sulfid, das in der Natur im Zinnobererz vorkommt:  
  
Hg  +  Cl2   HgCl2      ΔHR = -224 kJ/mol 
Hg  +  S   HgS      ΔHR = -58 kJ/mol 
  
Mit anderen Metallen vermischt bilden sich Quecksilber-Legierungen, sogenannte Amalgame, die sowohl in einer flüssigen als auch in einer festen oder teigigen Zustandsform vorkommen können. 
   
Toxikologie 
Flüssiges Quecksilber wirkt lange nicht so toxisch, wenn es verschluckt wird im Vergleich zur Wirkung beim Einatmen der Dämpfe. Allerdings kann das Quecksilber im Verdauungstrakt teilweise zu löslichen Salzen umgebaut werden, die dann die Nieren schädigen. Bis Ende des 19. Jahrhundert diente Quecksilber zur Behandlung von Syphilis. Das Quecksilber wurde mit Schmalz, Vaseline, Lanolin oder Olivenöl vermischt und als Salbe auf die Haut aufgetragen. Bei Darmverschluss musste ein Patient sogar das flüssige Metall literweise trinken. Allerdings überlebten nicht alle Patienten diese Prozedur. In der Literatur wird auch von Fällen berichtet, bei denen Personen flüssiges Quecksilber tranken oder sich in selbstmörderischer Absicht das flüssige Metall in die Venen spritzten. Der Markgraf von Brandenburg soll im Jahre 1515 in seiner Hochzeitsnacht einen Schluck Quecksilber getrunken haben, ohne dass er Schaden nahm. Eine Krankenschwester überlebte, nachdem sie sich 27 Gramm Quecksilber intravenös gespritzt hatte. Sie starb viele Jahre später an Tuberkulose. Bei der Obduktion fand man in ihrem Körper Quecksilber-Kügelchen, aber daran war sie nicht gestorben. Lit [55]   Bei anderen funktionierte der Selbstmord, sie starben nach einigen Wochen unter großen Qualen. 
  
Der englische König Karl II. hatte eine große Schwäche für die Alchemie. In seinem eigenen Labor versuchte er zusammen mit Gehilfen Gold zu machen. Ab 1684 zeigten sich bei dem König Symptome, die nach heutigem Wissen auf eine Quecksilbervergiftung hinwiesen. Er wurde reizbar und fühlte sich immer häufiger unwohl. Am 6. Februar starb Karl. Man nahm zunächst an, dass er einen Schlaganfall erlitten hatte. Bei der Autopsie ergab sich, dass die äußeren Hirnregionen mit Blut gefüllt waren. Lit [55 E. Holmes untersuchte im Jahr 2003 (in seinem Buch "The Sickly Stuarts") den Fall Karls erneut und kam zum Schluss, dass der König wahrscheinlich beim Destillieren von Quecksilber die Dämpfe in größeren Mengen eingeatmet haben musste. Lit [56 
  
Quecksilberdämpfe können sich bilden, wenn beispielsweise ein alter Fieberthermometer zerbricht und sich die kleinen Kügelchen am Fußboden in Ritzen festsetzen. In einem dokumentierten Fall brachte ein Zehnjähriger 250 Milliliter Quecksilber von der Schule mit nach Hause. Lit [55]  Er spielte damit und goss dann das Metall auf die Möbel und die Teppiche. Nachdem die ganze Familie Vergiftungssymptome entwickelt hatte, diagnostizierte der Arzt Akrodynie. Dabei traten aufgrund einer chronischen Quecksilbervergiftung symmetrische Rötungen auf der Haut auf. Der Schweizer Arzt Dr. Emil Feer beschrieb das Krankheitsbild im Jahr 1923 erstmals ausführlich. Gasförmiges Quecksilber wird von den Lungen besonders leicht aufgenommen. Das Metall passiert die Blut-Gehirn-Schranke und lagert sich im Gehirn ab. Bei einer akuten Vergiftung kann eine Lungenentzündung mit tödlichem Ausgang entstehen. Bei der regelmäßigen Aufnahme der Dämpfe in kleineren Mengen entstehen chronische Krankheitsbilder, die sich in Müdigkeit, Kopf- und Gliederschmerzen, Entzündungen in der Mundschleimhaut und am Zahnfleisch, Bildung von dunklen Säumen am Zahnfleisch, Zittern, Gedächtnisschwäche und massiven Störungen im zentralen Nervensystem manifestieren.

Anorganische und wasserlösliche Quecksilber-Verbindungen wie Quecksilber(II)-oxid oder Quecksilber(II)-chlorid können besonders leicht bei Berührung über die Haut aufgenommen werden. Hier besteht akute Lebensgefahr. Bereits 200 Milligramm dieser Substanzen können tödlich wirken, wenn sie gegessen werden. Der Hauptangriff bei einer akuten Vergiftung durch anorganische Quecksilbersalze erfolgt auf die Nieren. Das als Pigment (Zinnober) verwendete und wasserunlösliche Quecksilbersulfid ist im Gegensatz dazu nicht so toxisch.
 
 
In den 1950iger-Jahren kam es bei Bewohnern der Minimata-Bucht in Japan zu einer Massenvergiftung bei den Anwohnern, weil sie über Jahre hinweg Fische gegessen hatten, die mit organischen Quecksilber-Verbindungen belastet waren. Viele Personen litten an Kopf- und Gliederschmerzen, Lähmungserscheinungen oder Psychosen. Etwa 3000 Menschen starben, 17000 litten an Vergiftungssymptomen. Als Verursacher wurden später die Abwässer einer chemischen Fabrik festgestellt. Mikroorganismen im Wasser bauen die anorganischen Quecksilber-Verbindungen zu organischem Methylquecksilber um. Dieser Stoff reichert sich über die Nahrungskette in den Fischen an. Am meisten betroffen sind die letzten Verwerter der Nahrungskette, die Raubfische und die Menschen. So weisen Thunfische oder Kabeljau (Dorsch) besonders hohe Quecksilberkonzentrationen auf, wenn sie in einem belasteten Gewässer leben. Methylquecksilber kann besonders leicht vom menschlichen Organismus aufgenommen werden, es schädigt weniger die Nieren, greift dafür aber das zentrale Nervensystem massiv an. Es kann auch den Fötus schädigen, da es die Plazentaschranke leicht überwindet. Lit [37 

In die Diskussion geraten sind auch die Amalgamfüllungen in den Zähnen. Eine Studie der Universität Tübingen aus dem Jahr 1996 belegte, dass mit der Zunahme der Zahl der Amalgamfüllungen die Quecksilber-Konzentration im Speichel deutlich ansteigt. Lit [40] Von 18000 untersuchten Testpersonen überschritten demnach 44% den ADI-Grenzwert (Acceptable Daily Intake) der Weltgesundheitsorganisation von 43 Mikrogramm (= 43 Millionstel Gramm) Quecksilber-Aufnahme pro Tag. Dieser Wert berücksichtigt die gesamte Aufnahme an Quecksilber pro Tag aus allen Quellen.  
   
 
Quecksilberbelastung durch Amalgamfüllungen

Amalgamstatistik
 
Je mehr Amalgamfüllungen in den Zähnen vorhanden sind, umso höher ist die Quecksilber-Konzentration im Speichel.
 

Wie viel von dem Quecksilber im Speichel vom menschlichen Körper tatsächlich aufgenommen wird und Schaden anrichtet, ist umstritten. Durch eine elektrochemische Korrosion können im Mund Quecksilber-Ionen aus der Dental-Legierung herausgelöst werden, wenn verschiedene Metalle eingesetzt wurden. Chronische Krankheitsbilder werden in der Literatur beschrieben und einige Patienten berichten von einer Besserung bei fachgemäßer Entfernung des Amalgams. Wie gefährlich Amalgam in den Zähnen wirklich ist, wurde noch nicht abschließend geklärt. Bei kaum einem Thema zur Toxikologie hat es in der Vergangenheit so viele Diskussionen gegeben. Lit [29Das Europäische Parlament beschloss im März 2017 ein Amalgam-Verbot in der EU ab Juli 2018 für Kinder unter 15 Jahre und für schwangere und stillende Frauen. Lit [105]
  
Vorkommen 
Häufigkeit   selten

In kleinen Mengen ist das Element Quecksilber überall auf der Erde verteilt, so auch im Meerwasser oder in den Gasen von Vulkanen. Abbauwürdige Erzvorkommen sind jedoch relativ selten. Das wichtigste Quecksilbererz ist der Cinnabarit (Zinnober). Eine wichtige Lagerstätte, die seit der Antike bekannt ist, liegt bei Almaden in Südspanien. Auf dem Zinnobererz finden sich manchmal kleine Kügelchen elementares Quecksilber. Andere Zinnober-Vorkommen liegen in Monte Amiata/Toskana, in den GUS-Staaten, in China, in den USA, Algerien, Mexiko, Brasilien, Peru, Tschechien, Rumänien und in der Türkei. Der Tiemannit ist ein Quecksilber-Selen-Mineral, das aber so selten ist, dass es als Erz keine Bedeutung hat. Quecksilber kommt in der Natur selten auch in verschiedenen Amalgamlegierungen vor, beispielsweise im Belendorffit (Kupferamalgam), im Eugenit (Silberamalgam) oder im Weishanit (Goldamalgam).
  
 
 
 Zinnober aus Monte Amiata/Toskana

Zinnober
 
 Zinnobererz eignet sich in gemahlener Form als rotes Pigment.
 
 
Geschichte 
Quecksilber gehört zu den im Altertum bekannten Metallen. Eine Gewinnung aus Zinnober wurde 315 vor Christus von Theophrast beschrieben. Arabische Kalifen und Herrscher besaßen als Attraktion in ihren Gärten Quecksilber-Springbrunnen oder Quecksilber-Teiche, in die Gäste ihre Finger tauchen konnten. Einen solchen Teich hatte auch der Kalif von Córdoba. Der Mercury fountain von Alexander Calder ist ein modernes Kunstwerk, das in der Stiftung Joan Miró in Barcelona untergebracht ist. Der Künstler schuf es für die Pariser Weltausstellung 1937. Damals konnten die Besucher Münzen hineinwerfen, die darauf schwammen. Heute ist es hinter einer Sicherheitsverglasung untergebracht. [Lit 71]  Im Foyer des Besucherzentrums der Minen in Almadén befindet sich die Installation Lágrimas de iluvia ("Tränen-Regen") des Künstlers Javier Velasco mit einem farbigen Glasfenster, das sich in einem Quecksilberbecken spiegelt, in dem Luftblasen aufsteigen. Das Becken ist nur wenige Zentimeter tief, es enthält aber vier Tonnen Quecksilber. [Lit 106
    
Amalgame benutzten bereits die Römer. Zosimos von Panopolis war einer der ersten Alchemisten. Er stammte aus Oberägypten und lebte im 3. und 4. Jahrhundert nach Christus in Alexandria. Das Quecksilber beschrieb er als "Körper und flüssiges Silber" aber auch als flüchtigen Geist. Quecksilber verdampft beim Erhitzen und reagiert mit Schwefel zu Quecksilber(II)-sulfid (Zinnober) und mit Kochsalz zu Quecksilber(II)-chlorid (Sublimat). Diese Eigenschaften wiesen dem Quecksilber Flüchtigkeit zu, sein Bestehen als flüssiges Metall verkörperte das Prinzip der Beständigkeit. Insofern verkörperte das Quecksilber in der Alchemie das Prinzip eines "Zwitterstoffes" und wurde dem Planeten Merkur zugeschrieben, wovon die Verwendung des Merkursymbols zeugt (erstes Symbol von links). Die Alchemisten hielten Quecksilber und Zinnober für Vorstufen des sogenannten "Stein der Weisen". Darunter stellte man sich einen magischen Stoff vor, der die Fähigkeit besaß, aus wertlosen Metallen Gold herzustellen.
 
       
 
Im 16. Jahrhundert setzte Paracelsus Salben mit fein verteiltem Quecksilber oder Quecksilberoxid zur Behandlung von Syphilis ein. Auch die chinesische Medizin benutzte Quecksilberpräparate in geringen Dosen gegen Schlaflosigkeit und zur geistigen Beruhigung. Der deutsche Name leitet sich vom althochdeutschen quecksilabar ab, was so viel wie "lebendiges Silber" bedeutet. Das Symbol für Quecksilber führte Berzelius im Jahre 1814 ein.

Im zweiten Weltkrieg wurde das flüssige Metall in erheblichem Umfang für Quecksilberschalter zum Zünden von Bomben benötigt. So konnten die Bomben mit dem Abwurf durch Neigen oder Beschleunigen scharf gemacht werden. Aus diesem Grund war Quecksilber im Krieg ein enorm begehrter Rohstoff. Kurios dabei ist, dass die Minen in Almadén das Metall gleichzeitig an Francos und Hitlers Truppen und auch an die Engländer lieferten.
[Lit 106]
  
Herstellung     
Die Herstellung erfolgt durch das Erhitzen von Zinnobererz in Öfen unter Luftstrom bei Temperaturen über 400°C. Das gasförmige Quecksilber entweicht zusammen mit dem gleichzeitig entstehenden Röstgas Schwefeldioxid:  
  
HgS  +  O2 reagiert zu  Hg  +  SO2   
  
Die Herstellung kann auch mit gebranntem Kalk oder mit Eisenspänen erfolgen:  
  
4 HgS  +  4 CaO reagiert zu  4 Hg  +  3 CaS  +  CaSO4
HgS  +  Fe reagiert zu  FeS  +  Hg   
  
Die Quecksilberdämpfe kondensieren in Kühlrohren und werden in eisernen Behältern gesammelt. Man erhält relativ reines Quecksilber mit mindestens 99,99 Prozent Reinheit. Schwermetall-Verunreinigungen lassen sich mit verdünnter Salpetersäure entfernen. Im Labor reinigt man Quecksilber, indem man es durch fein durchlöchertes Papier oder durch Leder fließen lässt.

Bis zum 15. Jahrhundert erfolgte das Rösten des Zinnobers in tönernen Töpfen bei aufgesetztem Deckel über einem mit Holz gefeuerten Ofen. Das entstehende Quecksilber konnte nach dem Prozess abgegossen werden. Ab dem 16. Jahrhundert wurde der Zinnober in einem hohen Schachtofen je nach Größe und Qualität geschichtet und dann erhitzt. Durch Löcher im Ofen entweichte der Quecksilberdampf und strömte dann durch eine schräg liegende Reihe aneinandergesetzter Keramik-Gefäßen, den Aludeln. Die Aludel waren wassergekühlt, so dass der Quecksilberdampf darin kondensierte. Durch gebohrte Löcher am Boden floss das Quecksilber in eine Rinne und von dort in einen Sammelbehälter. Die Aludel wurde von Zeit zu Zeit demontiert und gereinigt. Die Anlage war nicht dicht, so dass die Quecksilberdämpfe und natürlich auch das Schwefeldioxid freigesetzt wurden. [Lit 106, 107 und 108]


  Aludel im Besucher-Bergwerk Almadén

Aludel
 
Das Quecksilber sammelte sich am tiefsten Punkt in einer Rinne.


Bis zur Abschaffung der Sklaverei in Spanien um 1838 wurden Strafgefangene und Sklaven als Arbeiter eingesetzt. Diese lebten meistens nicht sehr lange. Im 19. Jahrhundert konstruierte man ein aktives Lüftungssystem im Bergwerk. Zuvor verwendete man unter Tage nur eine Durchzugslüftung. Mit Beginn des 20. Jahrhundert erfolgte eine vollständige Modernisierung der Anlage. Die Öfen wurden mit Propangas erhitzt, das Kondensieren der Dämpfe erfolgte in vertikalen Kühlrohren, die aus Chromnickelstahl bestanden.


  Kühlrohre aus Chromnickelstahl in Almadén

Kühlrohre
 
Die vertikalen Kühlrohre sind rechts im Bild zu sehen, sie waren bis 2003 in Betrieb.


Die drei Minen bei Almadén waren vom Altertum bis zum 17. Jahrhundert die bedeutendsten Quecksilber-Minen der Welt. Nach dem allmählichen Erschöpfen der reichhaltigen Vorkommen verlagerte sich die Quecksilbergewinnung in die USA und später auch nach China. Die Stilllegung der Mine in Almadén erfolgte im Jahr 2003. Durch umfangreiche Sanierungsmaßnahmen mit Hilfe der EU entgiftete man die Mine und deckte die ehemalige Abraumhalde ab. Seit 2008 ist Almadén eines der interessantesten Besucher-Bergwerke in Europa.
 

Almadén im Jahr 2017

Almadén
 
Im Vordergrund ist das Besucher-Bergwerk mit den abgedeckten Abraumhalden zu sehen.

Besichtigung des Bergwerks: http://www.parqueminerodealmaden.es

  
Verwendung 
Die Hauptmenge des gewonnenen, flüssigen Quecksilbers dient bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse im Amalgamverfahren als Kathoden-Material. Dieses Verfahren wird jedoch zunehmend durch das modernere Membranverfahren ersetzt. Quecksilberdampflampen bestehen aus einem luftdicht gepumpten Quarzrohr, das eine geringen Menge eines Edelgases und etwas Quecksilber enthält. Beim Anlegen einer Hochspannung entsteht zunächst ein Lichtbogen im Edelgas und gleichzeitig Quecksilberdampf. Hierbei findet eine Gasentladung über den Quecksilberdampf statt, wobei vor allem UV-Licht ausgestrahlt wird. Die Lampen finden in Straßenscheinwerfern, Solarien und UV-Lampen Anwendung.

Amalgame werden zum Herauslösen von Gold und Silber aus edelmetallhaltigen Sanden und für die Herstellung von Füllmaterial für defekte Zähne verwendet. Quecksilber dient auch zur Herstellung anderer Quecksilber-Verbindungen wie Knallquecksilber (Quecksilberfulminat, Initialsprengstoff), Quecksilber(II)-chlorid oder Quecksilber(II)-oxid. Die Verwendung als Füllmaterial für Thermometer, Barometer oder Blutdruckmesser wird heute aufgrund der Giftigkeit des Quecksilbers nur noch im wissenschaftlichen Bereich eingesetzt, wenn sehr genaue und standardisierte Messungen vorgenommen werden müssen. Quecksilber-Spritzmittel auf der Basis von quecksilberorganischen Verbindungen sind in Deutschland seit 1980 verboten.
  
 
 
 Quecksilber-Neigungsschalter

Quecksilberneigungsschalter
 
Momentan ist der Kontakt noch offen.
 
 
Weitere Informationen  
Von der Alchemie zur modernen Chemie  
  
Quecksilber-Verbindungen im Steckbrief
 
 Quecksilber(II)-chlorid  Quecksilberoxid   Quecksilbersulfid    
 
 
Copyright: Thomas Seilnacht
www.seilnacht.com