Kvicksilver

Innehåll- 1. Kvicksilver i korthet - 2. Inte bara termometrar - 2.1 Varför värmemätare? - 2.2 Användning av amalgam - 2.3 Lätt att utvinna - 2.4 Kärt barn... - 2.5 Medicinskt missbruk - 2.6 Miljöproblem och gift - 2.7 Fåglar offer - 2.8 Användning idag

Kvicksilver är ett metalliskt grundämne, vätskeformigt vid rumstemperatur.

1. Kvicksilver i korthet

Kemisk beteckning: HgAtomnummer (ordningsnummer i periodiska systemet): 80Smältpunkt: -38,9 °CKokpunkt: 357 °CDensitet: 13,5 kg/literOxidationstal: (hur många elektroner som kvicksilveratomen lämnar ifrån sig, när den binder till andra atomer): +I, +IINaturlig förekomst: Kvicksilversulfid i mineralet cinnober. Mycket sällsynt på jorden som helhet; genomsnittlig halt i jordskorpan är ca 50 ppb (ett halvt gram i tio ton jordskorpa).

2. Inte bara termometrar

Kvicksilver används i termometrar, det känner man till. Och att det på senare år dykt upp som ett miljöproblem i bl.a. insjöfisk har också många hört. Men kvicksilver är faktiskt intressant och betydelsefullt på en lång rad olika sätt.

Kvicksilver har i nästan 2500 år fascinerat människan med sina speciella egenskaper och har med varierande framgång använts i religiösa ceremonier, för utvinning av ädelmetaller och för behandling av syfilis. I dag har kvicksilver stor teknisk betydelse i kemisk industri, i olika elektriska apparater, mm., och en möjlig användning för framtiden är som bränsle i jonmotorer för mycket långa rymdresor.

Men låt oss börja från grunden, så vi vet vad vi talar om. Kvicksilver är ett grundämne, alltså ett ämne som bara innehåller ett enda slags atomer. Dessutom är det en metall, trots att det är flytande.

I själva verket kan även fast kvicksilver förekomma, men bara vid temperaturer under -39 °C, vilket är kvicksilvers fryspunkt eller smältpunkt, beroende på hur man ser det. Först på 1700-talet, sedan man i Ryssland hade lyckats frysa ämnet med hjälp av en särskild köldblandning, blev man säker på att det verkligen är en metall. När kvicksilvret fryser fungerar det förstås inte längre som temperaturmätare. I termometrar för lägre temperaturer används i stället sprit eller en legering mellan kvicksilver och tallium.

2.1 Varför värmemätare?

Det som gör kvicksilver så användbart för temperaturmätning är att det alltid utvidgar sig lika mycket vid en temperaturökning på en grad. Detta gäller inom hela det temperaturområde som det är en vätska; från smältpunkten på -39° till kokpunkten på + 357°.

Andra vätskor utvidgar sig olika mycket i olika temperaturområden, och vatten får t.o.m. minskad volym, närtemperaturen höjs från 0° till 4°. Kvicksilver utvidgar sigockså ganska mycket för varje grad, vilket möjliggör noggrannaavläsningar. Den höga ytspänningen är också viktig, den göratt kvicksilvret inte häftar vid insidan av glasröret.

Ett annat karakteristikum för kvicksilver är dess högaspecifika vikt eller densitet. En liter kvicksilver vägernästan 14 kg. Det är också en i mycket god elektrisk ledare.För många användningar är det också värdefullt att det ären ädel metall - ungefär jämförbar med silver. Det betyderatt den inte oxideras i luft och inte löses upp av syror.Att den inte som andra ädelmetaller används till smycken ärväl ändå ganska förståeligt.

2.2 Användning av amalgam

Dessutom kan kvicksilver bilda legeringar med de flestaandra metaller, s.k. amalgamer. Legeringar kan många andra metaller bilda, men normalt måste man då smälta dem. Tack vare att kvicksilver är flytande vid rumstemperatur kan legeringar bildas bara genom kontakt med en annan metall.

På samma sätt som vatten löser upp en sockerbit, kan kvicksilver lösa ett stycke fast metall. Det uppkomna amalgamet kan vara fast eller flytande, beroende på vilka andra metaller som ingår och på proportionerna.

Tandamalgam framställs av en finpulveriserad blandning av tenn och silver, som alldeles före användning blandas med kvicksilver. På plats i tanden stelnar snart den degartade massan och olika kemiska reaktioner gör att den långsamt hårdnar ytterligare.

På senare år har man ju uppmärksammat att amalgamfyllningar i vissa fall tycks kunna orsaka olika sjukdomssymptom, s.k. oral galvanism. Detta tillsammans med kostnadsfrågan kommer förmodligen på sikt att leda till att tandamalgamet helt ersätts av nya plastmaterial. De plaster som finns idag är inte tillräckligt hårda och används därför bara på särskilt känsliga patienter.

2.3 Lätt att utvinna

Kvicksilver återfinns i naturen i ett 20-tal olika mineral. Det klart vanligaste och mest utnyttjade är den klarröda cinnobern, som består av kvicksilversulfid, (HgS). Romarna bröt cinnobermalm och utvann kvicksilver redan år 400 f.Kr. Det är alltjämt deras gamla gruvor, dels i Almadén i Spanien, dels i Idria på gränsen mellan Italien och Slovenien, som producerar den största delen av världens kvicksilver.

Förutom cinnober påträffas ibland i malmen små fickor av rent, metalliskt kvicksilver. Utvinningen av metallen ur cinnober är dock relativt enkel. Man rostar malmen vid minst 580 °C så att kvicksilversulfiden förångas. Ångan reagerar med luftens syre, och det bildas dels svaveldioxid, dels kvicksilver i gasform. När gasen svalnar övergår den till flytande kvicksilver. Redan detta kvicksilver är mycket rent, men för speciella ändamål, t.ex. medicinska, kan det renas ytterligare genom destillation.

Romarna använde kvicksilvret för religiösa ceremonier, i medicinska och kosmetiska salvor samt, inte minst, för att utvinna ädelmetaller ur malm. Kvicksilvret löser upp guld och silver och bildar amalgam, och genom destillation skiljer man sedan ädelmetallerna från kvicksilvret, som därefter kan återanvändas.

2.4 Kärt barn...

Romarna övertog ett grekiskt namn på metallen och kallade den hydrargyrum eller "vattensilver", och därav kommer förkortningen Hg som kemisterna använder idag. Under medeltiden använde alkemisterna ett annat latinskt namn, mercurius. Eftersom Merkurius i den romerska mytologin var gudarnas snabbfotade budbärare, tyckte man att beteckningen passade bra på det "lättrörliga" kvicksilvret. Den alkemistiska mystiken sökte också samband mellan himlakropparna och olika ämnen, och Merkurius är den planet som rör sig snabbast.

På många moderna språk heter kvicksilver alltjämt mercury, mercurio, eller något liknande, men ofta finns det även en alternativ, folkligare beteckning som ordagrant betyder "levande silver". Också vårt svenska namn betyder egentligen "levande silver" (jämför med "kvick" i uttrycket "kvickna till").

Alkemisterna sysslade mycket med kvicksilver och var övertygade om att det inte bara dög till att laka ut guld ur malm, utan att man skulle kunna omvandla det självt till guld.

2.5 Medicinskt missbruk

Under korstågen kom europeiska läkare i kontakt med araberna och lärde sig att mot skabb och andra hudåkommor använda s.k. gråsalva. Den bestod av kvicksilver utrört i svinister.

När syfilisen 1493 kom till Europa med Columbi skepp, trodde man först att den var en form av skabb. Följaktligen ordinerades kvicksilversalvor av olika slag. Eftersom hudsymptomen alltid går tillbaka efter en tid, tyckte man sig få bevis för kvicksilvrets effektivitet, och detta blev början till en sorglig felbehandling av syfilispatienter, som kom att pågå i 400 år.

När man så småningom förstod att sjukdomen fanns kvar i kroppen trots att hudbesvären försvann, försökte man tillföra kvicksilvret andra vägar, fr.a. genom inandning av kvicksilverånga.

Kvicksilver har en viss effekt på de sena stadierna av sjukdomen. I de tidigare stadierna har det däremot ingen som helst gynnsam effekt. Olika tecken som tolkades som en förbättring var i själva verket tecken på en kvicksilverförgiftning, som så småningom helt kunde överskugga grundsjukdomen.

Den s.k. "merkurialsjukdom" som den kroniska kvicksilverförgiftningen gav upphov till visade sig genom en otäck metallsmak i munnen, svullet tandkött och lossnande tänder. Nervösa darrningar och irritabilitet var andra förgiftningssymptom.

Man drabbades också av ett kraftig salivflöde på flera liter om dagen. Detta mättes och antecknades noga, eftersom det ansågs vara ett tecken på hur snabbt tillfrisknandet gick. Inflammationen i munhålan gjorde det ofta svårt för patienten att äta, och slutet blev inte sällan att hon svalt ihjäl.

Under 1900-talet har kvicksilvret trängts undan av medel som verkligen har effekt mot syfilis och som nästan helt saknar biverkningar. Först användes föreningar av metallen vismut, därefter arsenikhaltiga preparat, s.k. Salvarsan och slutligen kom det stora genombrottet med penicillinet.

2.6 Miljöproblem och gift

Att kvicksilver är så giftigt, beror till stor del på dess förmåga att bindas starkt till svavelatomer. Svavel ingår nämligen i de flesta av kroppens proteiner, och har där en viktig funktion för att hålla ihop den rätta formen på dem. När kvicksilver kommer och "blandar sig i", får proteinerna fel form, och kan inte längre fungera som de skall.

Det är inte bara det rena ämnet kvicksilver som är giftigt. Även de flesta kemiska föreningar som innehåller kvicksilveratomer har samma effekt. När det gäller metalliskt kvicksilver är det mycket mindre giftigt att svälja detän att andas in ångorna. Om man råkar bita sönder en febertermometer och svälja kvicksilvret är det således helt ofarligt. Men om samma mängd metall hamnar på golvet i ett litet, dåligt ventilerat rum, bildas så mycket kvicksilverångor att man kan bli sjuk.

Kvicksilvrets giftighet har varit känd länge, och ändå har tyvärr många drabbats av den. Plinius d.ä. noterade redan år50 e. Kr. att kommendering till kvicksilvergruvorna oftast var liktydigt med en dödsdom.

Isaac Newton var förmodligen kroniskt kvicksilverförgiftad under några år. Kring år1690 blev han mycket intresserad av alkemi och beskrev i sin anteckningsbok hur han experimenterade med att hetta upp kvicksilver tillsammans med andra ämnen. Därvid utsattes han givetvis för kvicksilverångor, men han hade också vanan att undersöka resultatet genom att smaka.

Under ungefär tre år höll han sig i avskildhet, med både fysiska och psykiska symptom som tyder på kvicksilverförgiftning. Som tur var tappade han intresset för alkemi, och förgiftningen gav inga bestående besvär. Efter några år var han tillbaka i London som en ledande vetenskapsman.

Det bäst kända exemplet på yrkesskador till följd av kvicksilver gäller hattmakare på 1800-talet. Pälsar som skulle användas till hattar doppades först i en lösning av kvicksilvernitrat. När hattmakarna sedan arbetade med skinnen, fick de i sig kvicksilver genom huden.

De drabbades av darrningar och grötigt tal, ett tillstånd som i England var så vanligt att det blev känt under namnet "hattmakarsjuka". I Lewis Carrols bok "Alice i Underlandet" förekommer en "galen hattmakare", och det anses att detta just syftade på ett offer för kvicksilverförgiftning. Numera används inte kvicksilver inom hattillverkning.

På 1950-talet inträffade en stor kvicksilverkatastrof i Japan. Industriellt kvicksilveravfall dumpades i havet i Minamatabukten utanför staden med samma namn. Stora delar av befolkningen hade fisk och skaldjur som huvudsaklig föda, och tusentals svåra förgiftningsfall inträffade.

2.7 Fåglar offer

I Sverige drabbades i början av 1960-talet fågellivet. Man hade börjat behandla utsäde med en kvicksilverförening för att skydda det mot svampangrepp. Men de småfåglar som åt av utsädet blev sjuka och föll lätt offer för rovfåglar. Eftersom kvicksilvret ansamlades i småfåglarnas organ fick rovfåglarna i sig mycket stora doser, och bl.a. uv, hök och kungsörn utrotades nästan helt.

Upphittade självdöda fåglar lämnas ofta till uppstoppning, och konservatorn Hjalmar Fleischer i Uppsala hade då för vana att ta till vara det fågelkött som gick att använda. Följdenblev att både han själv och flera i hans bekantskapskrets drabbades av förgiftningssymptom.

Först efter flera år kom man på att låta analysera köttet från några fåglar och upptäckte de höga kvicksilverhalterna. Fleischer slutade givetvis använda köttet, och efter ytterligare ett par år var alla inblandade helt återställda.

Så sent som 1981 drabbades 1600 argentinska spädbarn av förgiftningssymptom, sedan ett företag hade sålt blöjor som innehöll ett kvicksilverhaltigt desinfektionsmedel.

Själva cinnobermineralet i sig, alltså kvicksilversulfiden, har egna användningsområden. Det har främst använts som färgpigment, eftersom det har en mycket vacker klarröd färg. Färgnyansen heter också cinnober på svenska, men ofta används den franska benämningen vermillon. En nackdel med cinnoberfärg är att den mörknar med tiden, om den utsätts för ljus, något som tyvärr har skadat många äldre konstverk. Nu för tiden används i stället vanligen kadmiumrött.

{På 1700-talet användes cinnober också för att "måla" kvinnor, som smink på läppar och kinder. Den uppnådda skönheten var dock mycket förgänglig. Ett samtida citat berättar: "De som varit dumma nog att nyttja cinnober får vanligen munkräfta, ruttnande tandkött, lossnande tänder, stinkande andedräkt och sura ögon." }

2.8 Användning idag

Vad har då metallen kvicksilver för betydelse i dag? Det enskilda användningsområde, som förbrukar mest kvicksilver är en kemiteknisk process som kallas klor-alkali-elektrolys. Den går ut på att med hjälp av elektricitet sönderdela vanligt koksalt, natriumklorid i klorgas och natrium. En "pöl"av kvicksilver får fungera som den ena elektriska polen och fångar upp den natriummetall som bildas i ett mellansteg.

Slutprodukterna är natronlut, klorgas och vätgas. Det är ämnen som både används i sig själva och som utgör råmaterial för en mängd andra kemitekniska processer. Kvicksilvret förbrukas inte utan kan återanvändas. De egenskaper som gör det så väl lämpat för den här metoden är dels den höga elektriska ledningsförmågan, dels förmågan till amalgamering.

Det andra stora användningsområdet är elektriska batterier, där det är den fasta kvicksilveroxiden (HgO) som används. Fördelen med kvicksilverbatterier är att innehåller mycket energi i förhållande till sin volym. De används därför där det är viktigt med lång livslängd trots små batterier, t.ex. i hörapparater och kommunikationsradio men också i vapenmissiler.

Kvicksilverbåglampor är en typ av mycket kompakta och effektiva lampor. De används inom industrin och för vägbelysning men också som lampor i filmprojektorer. Kvicksilver används även i elektriska komponenter som strömbrytare, likriktare och reläer.

Och till slut: även om du vid det här laget vet känner till att kvicksilver har många andra användningsområdet, så fyller det givetvis fortfarande en viktig funktion i både barometrar, manometrar och termometrar.

Folke A. Nettelblad

Redigera?

Artikeln skriven 2009-01-17 av Learning4sharing

Kategorier för Kvicksilver

(3), Kvicksilver(1), Elektrisk ledare(1), Gifter(1), Amalgam(1)

Intresserad av fler artiklar?

Gåta
Lös
Disney
Tom Petty
Steve Jobs
Elton John
Ivan IV
USA Today
Stalin