Thủy ngân là gì? Tính chất vật lý, hóa học và ứng dụng của thủy ngân

Tổng hợp Tính chất vật lý, hóa học và ứng dụng của thủy ngân trong đời sống và tính độc hại của thủy ngân để từ đó có cách phòng tránh nhiễm độc thủy ngân.

1. Thủy ngân là gì?

Thủy ngân là nguyên tố hóa học thuộc nhóm kim loại có số hiệu nguyên tử là 80. Ở điều kiện nhiệt độ thường, thủy ngân tồn tại ở dạng lỏng. Ký hiệu hóa học của thủy ngân là Hg.

Trong tự nhiên, thủy ngân có thể tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau như nguyên tố kim loại, dạng vô cơ (gây hại cho những người làm công việc có nguy cơ tiếp xúc với chất độc) và dạng hữu cơ (con người có thể tiếp xúc với dạng này thông qua đường ăn uống). Tùy từng dạng cụ thể mà mức độc tính và ảnh hưởng của thủy ngân đến sức khỏe con người cũng khác nhau.

Thủy ngân trong tự nhiên có thể bị vi khuẩn tác động và chuyển đổi thành dạng methylmercury. Methylmercury sẽ gây ra hiện tượng tích lũy sinh học trong cơ thể cá và động vật giáp xác khi các sinh vật này có chứa một chất với nồng độ cao môi trường xung quanh.

>>> Tham khảo: Trọng lượng riêng của thủy ngân là bao nhiêu?

2. Tính chất vật lí của thủy ngân

Thủy ngân thường tồn tại dưới dạng chất lỏng kim loại màu bạc, không mùi, di động được, và độc khi nuốt phải, hấp thụ hay hít phải khói. Ở trạng thái rắn: Thủy ngân mềm và dễ uốn và có thể dùng dao cắt được.

- Khối lượng riêng là 13,546 g/cm³.

- Độ hòa tan: Không tan trong nước.

- Điểm sôi: 356,73°C tương ứng với 675° F ở 760mmHg.

- Điểm đóng băng: - 38,83 °C. Khi đóng băng, khối lượng thủy ngân giảm 3,59%. Trong khi đó, mật độ của nó lại tăng từ 13,69 g/cm³ (trạng thái lỏng) lên 14,184 g/cm3 (trạng thái rắn).

- Ở nhiệt độ  °C, hệ số giãn nở thể tích của thủy ngân là 181,59 × 10⁶. Còn ở nhiệt độ 20°C và 100°C, hệ số giãn nở thể tích lần lượt là 181,71 × 10⁶ và 182,50 × 10⁶.

- Mặc dù thủy ngân có tính dẫn nhiệt kém nhưng lại có tính dẫn điện tốt.

>>> Tham khảo: Hóa trị của thủy ngân là?

3. Tính chất hóa học của thủy ngân

- Thủy ngân là kim loại có tính khử yếu.

- Trạng thái oxi hóa phổ biến là +1, +2.

a. Tác dụng với phi kim

Ở điều kiện nhiệt độ cao, Hg tác dụng với một số phi kim (như oxi, halogen,...) riêng lưu huỳnh phản ứng xảy ra trong điều kiện thường (dùng để thu hồi thủy ngân).

Ví dụ: Hg + S   →  HgS

            2Hg + O₂   → 2HgO

            Hg + Cl₂   →  HgCl₂

b. Tác dụng với axit

Hg chỉ tác dụng được với các axit có tính oxi hóa mạnh, đặc.

2Hg + 2H₂SO₄ (đặc, nóng)   →  Hg₂SO₄ + SO₂  + 2H₂O

  Hg + 4HNO₃ (đặc, nóng)   →  Hg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

Hg tan trong nước cường toan

3Hg + 2HNO₃ (đặc) + 6HCl (đặc)   →  3HgCl₂ + 2NO  + 4H₂O

* Lưu ý: Tạo nên hỗn hống (lỏng hoặc rắn) với nhiều kim loại (Na, K, Ca, Ba, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Pb,v.v…), hỗn hống là hợp chất giữa kim loại hoặc hợp  kim.

4. Ứng dụng của thủy ngân

– Ứng dụng chủ yếu của thủy ngân là dùng trong nghiệp sản xuất hóa chất, kỹ thuật điện và điện tử.

– Có trong một số loại nhiệt kế, phong vũ kế thủy ngân, tích điện kế thủy ngân, bơm khuếch tán và nhiều thiết bị phòng thí nghiệm khác.

– Dùng trong máy đo huyết áp chứa thủy ngân (đã bị cấm ở một số nước).

– Thiomersal được sử dụng như một loại chất khử trùng trong vacxin và mực xăm.

– Dùng để làm kín các chi tiết chuyển động của máy khuấy trong kỹ thuật hóa học.

– Dùng trong các điện cực của một số dạng thiết bị điện tử, pin và là chất xúc tác, thành phần của thuốc diệt cỏ (ngừng sử dụng vào năm 1995), thuốc trừ sâu, hỗn hống nha khoa, pha chế thuốc,…

5. Thủy ngân có độc không?

Thủy ngân là chất độc hại gây nguy hiểm tới sức khỏe con người. Theo WHO (tổ chức y tế thế giới) thì chất này là một trong mười nhóm hóa chất độc nhất. Ở dạng kim loại, các hợp chất và muối của Hg rất độc. Khi cơ thể tiếp xúc, hít thở hay nuốt phải các chất trên sẽ gây tổn thương não và gan.

Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học dễ dàng hấp thụ qua da, hệ hô hấp và hệ tiêu hóa con người. Hợp chất hữu cơ của Hg độc hơn hợp chất vô cơ. Hợp chất độc nhất của Hg là metyl thủy ngân, chỉ cần giọt nhỏ rơi vào da có thể gây tử vong.