Quecksilber

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Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Quecksilber, Hg, 80
Serie Übergangsmetalle
Gruppe, Periode, Block 12, 6, d
Aussehen silbrig weiß
CAS-Nummer 7439-97-6
ATC-Code

D08AK05

Massenanteil an der Erdhülle 0,4 ppm[1]
Atomar [2]
Atommasse 200,592(3)[3] u
Atomradius (berechnet) 150 (171) pm
Kovalenter Radius 132 pm
Van-der-Waals-Radius 155 pm
Elektronenkonfiguration [Xe] 4f14 5d10 6s2
Austrittsarbeit 4,49 eV[4]
1. Ionisierungsenergie 1007,1 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1810 kJ/mol
Physikalisch [2]
Aggregatzustand flüssig
Dichte 13,5459 g/cm3[5] bei 293,15 K
Mohshärte entfällt
Magnetismus diamagnetisch (\chi_{m} = −2,8 · 10−5)[6]
Schmelzpunkt 234,32 K (−38,83 °C)
Siedepunkt 630,2 K[7] (357 °C)
Molares Volumen (fest) 14,09 · 10−6 m3/mol
Verdampfungswärme 58,2 kJ/mol [7]
Schmelzwärme 2,37[8] kJ/mol
Dampfdruck 0,163[5] Pa bei 293 K
Schallgeschwindigkeit 1407 m/s bei 293,15 K
Spezifische Wärmekapazität 140 J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit 1,04 · 106 A/(V · m)
Wärmeleitfähigkeit 8,3 W/(m · K)
Chemisch [2]
Oxidationszustände 1, 2, 4[9]
Oxide (Basizität) Hg2O, HgO (leicht basisch)
Normalpotential 0,8535 V (Hg2+ + 2 e → Hg)
Elektronegativität 2,00 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP
196Hg

0,15 %

Stabil
197Hg

{syn.}

64,14 h ε 0,600 197Au
198Hg

9,97 %

Stabil
199Hg

16,87 %

Stabil
200Hg

23,1 %

Stabil
201Hg

13,18 %

Stabil
202Hg

29,86 %

Stabil
203Hg

{syn.}

46,612 d β 0,462 203Tl
204Hg

6,87 %

Stabil
··· ··· ··· ··· ··· ···
206Hg

in Spuren

8,15 min β 1,308 206Tl
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
  Spin γ in
rad·T−1·s−1
Er(1H) fL bei
B = 4,7 T
in MHz
199Hg 1/2 4,846 · 107 0,001 17,91
201Hg 3/2 -1,789 · 107 0,0002 6,61
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [10]
06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 360D​‐​330​‐​372​‐​410
P: 201​‐​273​‐​309+310​‐​304+340 [5]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [11] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [10]
Sehr giftig Umweltgefährlich
Sehr giftig Umwelt-
gefährlich
(T+) (N)
R- und S-Sätze R: 61​‐​26​‐​48/23​‐​50/53
S: 53​‐​45​‐​60​‐​61
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Quecksilber (griechisch ὑδράργυρος Hydrargyros ,flüssiges Silber‘, davon abgeleitet das lat. Wort hydrargyrum (Hg), Name gegeben von Dioskurides) ist ein chemisches Element mit dem Symbol Hg und der Ordnungszahl 80. Obwohl es eine abgeschlossene d-Schale besitzt, wird es häufig zu den Übergangsmetallen gezählt, im Periodensystem steht es in der 2. Nebengruppe (Gruppe 12) oder Zinkgruppe. Es ist das einzige Metall und neben Brom das einzige Element, das bei Normalbedingungen flüssig ist. Aufgrund seiner hohen Oberflächenspannung benetzt Quecksilber seine inerte Unterlage nicht, sondern bildet wegen seiner starken Kohäsion linsenförmige Tropfen. Es ist wie jedes andere Metall elektrisch leitfähig.

Etymologie

Quecksilbertropfen in Ampulle

Quecksilber bedeutet ursprünglich lebendiges Silber (ahd. quëcsilabar, quëchsilper, mhd. quëcsilber, këcsilber zu germanisch kwikw ,[quick]lebendig‘).[12] Ähnlich ist das lateinische argentum vivum[12] (dt. lebendiges Silber).


Geschichte

Alchemie-Symbol

Quecksilber ist mindestens seit der Antike bekannt. So wird es schon in den Werken von Aristoteles, Theophrastos von Eresos, Plinius dem Älteren und anderen Schriftstellern der Antike erwähnt. Im Altertum wurde es als Heilmittel verwendet (aufgrund seiner Toxizität jedoch mit entsprechend negativen Folgen). Quecksilber wurde damals durch Verreiben von Zinnober mit Essig oder durch Erhitzen von Zinnober über ein Sublimationsverfahren gewonnen. Vitruv war bereits die Legierung des Quecksilbers mit Gold bekannt. Diese wurde zum Feuervergolden von Gegenständen benutzt, wobei das Quecksilber verdampfte. Im 5. Jahrhundert n. Chr. kannte man als Quecksilberverbindung das Sublimat (Quecksilber(II)-chlorid). Paracelsus war der erste Arzt, der Präzipitate und basische Quecksilbersalze herstellte und als Heilmittel verwendete. Ab dem 16. Jahrhundert wurde Quecksilber bedeutungsvoll, weil es zur Gewinnung von Silber aus Silbererzen über Amalgambildung benötigt wurde.

Am Quecksilber wurde vom niederländischen Physiker Heike Kamerlingh Onnes im Jahre 1911 das erste Mal das Phänomen der Supraleitung entdeckt.[13] Unterhalb von 4,2 Kelvin (−268,9 Grad Celsius) verschwindet dabei der elektrische Widerstand vollständig.

Alchemie

In der griechischen Antike symbolisierte das Quecksilber sowohl den Gott Hermes als auch den zugehörigen Planeten. Dies wurde von den Römern und den Alchemisten für den gleichgesetzten Gott Mercurius übernommen. Daher ist im Englischen mercury sowohl die Bezeichnung für das Quecksilber als auch für den Planeten und den Gott. Als alternative Bezeichnung für das Metall wird aber auch „Quicksilver“ verwendet.

Für die mittelalterlichen Alchemisten waren Quecksilber, Schwefel und Salz die drei grundlegenden Elemente. Das Einhorn symbolisierte das Quecksilber.

Vorkommen

Quecksilberperle auf Cinnabarit

Quecksilber kommt in reiner Form in der Natur vor und ist als einzige flüssige Substanz aus Tradition als Mineral von der IMA anerkannt.[14]

Quecksilbervorkommen gibt es unter anderem in Serbien, Italien, China, Algerien, Russland und Spanien. Meist findet man es als Mineral in Form von Zinnober (HgS) in Gebieten mit ehemaliger vulkanischer Aktivität. Seltener kommt Quecksilber auch gediegen vor. Im spanischen Ort Almadén befinden sich die größten Zinnober-Vorkommen der Erde. Die Förderung wurde im Jahr 2003 beendet und die Minen zu touristischen Attraktionen umgearbeitet.[15] Weit seltenere Quecksilberminerale sind Montroydit (HgO), Paraschachnerit, Schachnerit, Eugenit, Luanheit und Moschellandsbergit (alle AgHg). Ein anderes Mineral ist Belendorffit (CuHg).

Quecksilber wird traditionell in Metalltonnen engl. "flask" von 76-pound (34,473 kg) gehandelt und an der Rohstoffbörse in der Einheit "FL" = flask notiert.

Gewinnung und Darstellung

Reines Quecksilber wird gewonnen, indem man das Quecksilbererz Zinnober (HgS) mit Sauerstoff reagieren lässt (Röstverfahren). Die Reaktionsprodukte sind elementares Quecksilber und Schwefeldioxid.

\mathrm{{}HgS\ + O_2 \longrightarrow {}Hg + SO_2}[16]

Eigenschaften

Quecksilber bei Zimmertemperatur

Quecksilber ist ein silberweißes, flüssiges Schwermetall. Es wird manchmal noch zu den Edelmetallen gezählt, ist jedoch viel reaktiver als die klassischen Edelmetalle (zum Beispiel Platin, Gold), die in derselben Periode stehen. Es bildet mit sehr vielen Metallen Legierungen, die sogenannten Amalgame. Quecksilber leitet Strom im Vergleich zu anderen Metallen schlecht. Es ist außer den Edelgasen das einzige Element, das bei Raumtemperatur in der Gasphase einatomig vorliegt.[17]

Quecksilber ist etwa 13,5-mal so dicht wie Wasser, sodass nach dem Archimedischen Prinzip seine Tragfähigkeit auch 13,5-mal so hoch ist; somit schwimmt auch ein Eisenwürfel (Dichte etwa 7,87-mal so hoch wie die von Wasser) in Quecksilber. Kürzlich durchgeführte Monte-Carlo-Simulationen zeigen, dass auch die Dichte des Quecksilbers relativistischen Effekten unterliegt. Nicht-relativistische Berechnungen würden eine Dichte von 16,1 g/cm3 erwarten lassen.[18]

Aggregatzustand

Die Antwort auf die Frage, warum Quecksilber flüssig ist, findet sich in der Betrachtung der Bindung zwischen den Quecksilberatomen. Quecksilber hat eine einmalige Elektronenkonfiguration, die keine stabile Bindung zwischen den einzelnen Atomen zulässt. Die Atome aller anderen bei Raumtemperatur festen Metalle werden durch das sogenannte Elektronengas elektrostatisch zusammengehalten, welches aus delokalisierten Elektronen der äußeren Schale der Atome besteht.

Die Metallbindung elementarer Metalle kommt durch so genannte Bänder zustande, welche sämtliche Elektronen eines Energieniveaus enthalten. Solche Bänder werden benötigt, um das Pauli-Prinzip zu erfüllen. Bei der Metallbindung springen Elektronen vom Valenzband, dem energetisch am höchsten liegenden mit Elektronen vollbesetzte Band, ins Leitungsband, dem nicht komplett aufgefüllten Band, und zurück. Dadurch werden die Metallatome eine Art schwacher Kationen, die durch die negative Ladung der ferneren Elektronen – auch „Elektronengas“ – zusammengehalten werden. Zugleich sind die Elektronen beweglich genug, um als Ladungsträger für elektrischen Strom zu dienen, was die elektrische Leitfähigkeit von Metallen erklärt.

Als Element der 12. Gruppe des PSE besitzen Quecksilberatome komplett gefüllte s- und d-Atomorbitale, was eine sehr stabile und energetisch günstige Konstellation bedeutet. Das Leitungsband ist dadurch leer. Bei den leichteren Homologen Zink und Cadmium, die in derselben Gruppe des PSE wie Quecksilber stehen, jedoch bei Raumtemperatur fest sind, ist der energetische Unterschied zwischen dem Valenzband zum Leitungsband so gering, dass Elektronen problemlos vom Valenz- ins Leitungsband springen können, wodurch eine Metallbindung zustande kommt.

Die Besonderheit bei Quecksilber liegt in den mit 14 Elektronen vollständig gefüllten 4f-Orbitalen, welche bei Zink und Cadmium zwar vorhanden, jedoch nicht besetzt sind. Während Zink und Cadmium jeweils 12 Elektronen in der äußersten Schale haben, hat Quecksilber 26 darin. Aufgrund der Lanthanoidenkontraktion und des relativistischen Effekts kommt es zu einem Massezuwachs und einer weniger effizienten Abschirmung der Kernladung. Erst kürzlich konnte mittels Monte-Carlo-Simulation nachgewiesen werden, dass die Schmelzpunktanomalie des Quecksilbers tatsächlich relativistischen Effekten geschuldet ist. Ohne relativistische Effekte wäre ein Schmelzpunkt zu erwarten, der um 105 K höher liegen würde als der experimentell beobachtete.[18]

Besetzte Orbitale werden so näher an den Kern herangezogen, sowie auch das Valenzband des Quecksilbers. Unbesetzte Orbitale, das Leitungsband, werden nicht näher an den Kern gezogen, was zu einer besonders großen Energiedifferenz zwischen Valenz- und Leitungsband führt, die bei Zink und Cadmium deutlich geringer ist. So können kaum Elektronen das Valenzband verlassen, wodurch die Metallbindung außergewöhnlich schwach ausfällt. Dies erklärt zugleich auch die Flüchtigkeit und die für Metalle untypisch schlechte Leitfähigkeit des Quecksilbers.

Dampfdruck

Temperatur
(°C)
Dampfdruck
(Pa)
Dampfdruck
(Torr)
Einzelnachweis
-38,8344 0,000.165 Tripelpunkt
0,0000 0,046.7 0,000350 [19]
10,0000 0,1030 0,000775 [19]
20,0000 0,2420 0,001820 [19]
30,0000 0,5430 0,004070 [19]
50,0000 2,0000 [20]
75,0000 9,0000 [20]
100,0000 37,0000 [20]
125,0000 129,0000 [20]
126,2 130,0000 1,00000 [21]
150,0000 383,0000 [20]
164,8 670,0000 5,00000 [21]
204,6 2.660,0000 20,00000 [21]
242,0000 8.000,0000 60,00000 [21]
290,7 26.700,0000 200,00000 [21]
323,0000 53.300,0000 400,00000 [21]
357,0000 101.325,0000 760,00000 Siedetemperatur unter Normalbedingungen
1476,9 174.000.000,0000 Kritischer Punkt

Isotope

Von Quecksilber sind insgesamt 34 Isotope und 9 Kernisomere mit Massenzahlen von 175 bis 208 bekannt. 7 dieser Isotope sind stabil (mit den Massen 196, 198, 199, 200, 201, 202 und 204). Von den radioaktiven Isotopen weist nur 194Hg mit 444 Jahren (nach neueren Angaben 520 Jahre[22]) eine relativ lange Halbwertszeit auf. Die anderen Isotope und Kernisomere haben nur Halbwertszeiten zwischen 1,1 Millisekunden und 46,612 Tagen.

Siehe auch: Liste der Quecksilber-Isotope

Verwendung

Thermometer

Die thermische Ausdehnung des Quecksilbers ist zwar sehr gering, aber in weiten Bereichen fast direkt proportional zur Temperatur:

V(\theta) = V_0 \left( 1 + 1{,}82 \cdot 10^{-4} \frac{\theta}{^\circ \mathrm C} +  7{,}8 \cdot 10^{-9} \frac{\theta^2}{^\circ \mathrm C ^2}\right).

Außerdem benetzt Quecksilber Glas nicht und ist visuell gut zu erfassen. Daher eignet es sich zum Einsatz in Flüssigkeitsthermometern und Kontaktthermometern. Als Außenthermometer in sehr kalten Regionen kann es aber auf Grund seines Schmelzpunktes (-38,83°) nur bedingt verwendet werden.

Bedingt durch seine starke Toxizität ist der Einsatz heutzutage auf den wissenschaftlichen Bereich beschränkt, es kann teilweise durch gefärbten Alkohol oder Galinstan oder elektronische Thermometer ersetzt werden.

Das erste brauchbare Quecksilberthermometer wurde um 1720 von Daniel Gabriel Fahrenheit entwickelt. In einem Thermometer befinden sich im Schnitt 150 mg Quecksilber. In einem Fieberthermometer kann die Menge bis zu 1 g betragen. Dies entspricht in etwa einem Kügelchen von 5,2 mm Durchmesser.

Seit dem 3. April 2009 ist das Inverkehrbringen von neuen quecksilberhaltigen Fieberthermometern, Barometern und Blutdruckmessgeräten innerhalb der EU verboten; ausgenommen hiervon sind Messgeräte für den wissenschaftlichen oder medizinischen Gebrauch sowie Alt- und Gebrauchtgeräte.[23]

Manometer/Barometer

Manometer mit Quecksilbersäule

Die klassische Bauform eines Manometers („Druckdifferenzmessers“) ist ein U-Rohr, dessen Enden mit den beiden Druckatmosphären über Leitungen verbunden sind. Bis in die heutige Zeit ist Quecksilber als Manometerflüssigkeit weit verbreitet.

Die alte Bauform des Barometers ist ein U-förmiges, aufrecht stehendes Rohr, welches auf einer Seite oben geschlossen ist; damit ist es eine Sonderbauform des Manometers.

Die Quecksilbersäule in der geschlossenen Hälfte sinkt nur soweit ab, bis der Luftdruck und die Gewichtskraft des Quecksilbers sich im Kräftegleichgewicht befinden. Bei Normaldruck (1 Atmosphäre) sind dies 760 mm. Die alte Angabe in der Maßeinheit Torr für den Luftdruck entspricht der Höhe der Quecksilbersäule in Millimetern, 1 mm Quecksilbersäule entsprechen 133,21 Pascal.

Schalter

Alte Quecksilberschalter

Durch seine elektrische Leitfähigkeit und die sehr hohe Oberflächenspannung (0,476 N/m bei 20 °C) ist Quecksilber ideal für die Anwendung als Kontaktwerkstoff in den früher verwendeten Quecksilberschaltern. Wegen der Problematik bei der Entsorgung von Elektronikschrott ist seit dem Jahr 2005 in der EU („RoHS“-Richtlinie) der Einsatz von Quecksilber in Schaltern für die meisten Anwendungsgebiete untersagt. In Spezialanwendungen werden auch heute noch mit Quecksilber benetzte Kontakte verwendet, um besonders geringe Kontaktwiderstände zu erzielen oder das Prellen der Kontakte zu vermeiden (z. B. Hg-Relais).

Quecksilber-Neigungsschalter funktionieren dank Schwerkraft ähnlich der Libelle einer Wasserwaage; ein beweglicher Quecksilbertropfen in einem gebogenen oder geraden Glasrohr öffnet und schließt neigungsabhängig den elektrischen Kontakt zwischen zwei ins Glas eingeschmolzenen Metallstiften. Solche Neigungsschalter finden sich teilweise in alten Treppenlicht-Zeitschaltern, in Thermostaten von Boilern, in Druckschaltern von Hauswasserpumpen und als Rumpelsicherung in Waschmaschinen. In den früher verwendeten Turbowechselrichtern wurde ein Quecksilberstrahl als „Schalter“ benutzt.

Quecksilberdampflampen

Sichtbarer Bereich des Quecksilber-Spektrums. Die violette Linie ist gerade noch mit dem Auge sichtbar. Besonders stark ausgeprägte Linien liegen im (links) anschließenden unsichtbaren UV.
Hg-Gasentladungsröhre

Quecksilber wird in Entladungsgefäßen (Quecksilberdampflampen) von Gasentladungslampen (Leuchtstofflampen, „Energiesparlampen“, Kaltkathodenröhren, Quecksilberdampf-Hochdruck- und -höchstdrucklampen, Höhensonne, Quarzlampe, sog. „Schwarzlichtlampe“) eingesetzt.

Amalgam

Quecksilber bildet mit vielen anderen Metallen spontan Legierungen, die Amalgame genannt werden. Amalgame werden z. B. als Zahnfüllmittel eingesetzt. Da Quecksilber durch Aluminiumamalgambildung die schützende Oxidhaut des Aluminiums zerstört, ist das Mitführen von quecksilberhaltigen Geräten (z. B. Fieberthermometer) in Flugzeugen zwar nicht verboten, aber gemäß der IATA Dangerous Goods Regulations beschränkt (1 Stück / Passagier und zwingend in Schutzhülle – DGR 2.3). Quecksilber ist der Gefahrgutklasse 8 – Ätzende Materialien zugeordnet. Eine ätzende Wirkung besteht in Verbindung mit fast allen Metallen, u. a. Zink, Magnesium und Aluminium, die im Flugzeugbau verwendet werden.

Desinfektions- und Beizmittel

In dem Wunddesinfektionsmittel Mercurochrom war der wirksame Bestandteil ein organisches Quecksilbersalz. Die heute erhältliche Mercuchrom-Jod-Lösung ist eine Povidon-Jod-Lösung. In Merfen, einem weiteren Desinfektionsmittel, war früher Phenylquecksilberborat enthalten. HgCl2 (Sublimat) wurde früher als Desinfektionsmittel in Krankenhäusern verwendet. Thiomersal ist eine organische Quecksilberverbindung, die in sehr geringen Konzentrationen als Bakterizid zur Konservierung von Impfstoffen verwendet wird.

Die konventionelle Landwirtschaft verwendet Quecksilberverbindungen als Beizmittel für Saatgut. Seit 1984 ist dies in Deutschland verboten.

Heilkunde, Pharmazeutika, Kosmetik

Im ausgehenden 19. Jahrhundert hielt man Quecksilber für ein geeignetes Medikament gegen Frauenleiden, weswegen es zum Teil in toxischen Mengen verabreicht wurde. Das Wort hat allerdings nichts mit Quacksalber zu tun, auch wenn der Klang dies nahelegt. (Quacksalber kommt vielmehr aus dem Niederländischen: kwakzalver, wobei kvakken soviel wie „schwatzen“ oder „prahlen“ bedeutet).[24]

Bis zum Anfang des 20. Jahrhunderts war die graue Quecksilbersalbe ein weit verbreitetes Mittel zur Behandlung der Syphilis.[25] Dazu wurde das Quecksilber in der Regel auf die Haut aufgetragen oder gelegentlich sogar inhaliert, wobei es in vielen Fällen zu Vergiftungserscheinungen kam. Syphilis galt als Volksseuche und Anspielungen auf die Symptome der Syphilis sowie der damit einhergehenden Quecksilbervergiftung finden sich in vielen literarischen Werken der damaligen Zeit.

Metallisches Quecksilber diente im gleichen Zeitraum zur Behandlung von Darmverschlüssen. Der Patient nahm dazu oral mehrere Kilogramm metallisches Quecksilber auf, um das Hindernis im Darm zu überwinden. Wenn er die Behandlung überlebte, verließ das Metall seinen Körper auf natürlichem Wege ohne weitere Vergiftungserscheinungen.[26]

Quecksilber(I)-chlorid wurde in der Vergangenheit sowohl äußerlich, etwa gegen Hornhautflecken oder Feigwarzen, als auch vielfach innerlich und bis in die 1990er Jahre als Spermizid in Form von Vaginal-Zäpfchen zur Empfängnisverhütung angewandt. Früher hatten fast alle Merfen®-Präparate, auch Lutschtabletten, als Wirkstoff die etwa 1951 als wirksam entdeckte organische Quecksilberverbindung Phenylmercuriborat, während diese heute alle quecksilberfrei sind. Ebenfalls Antiseptisch wirkte Merbromin im nur bis 2003 zugelassenen Mercurochrom®.

Elektrolyse

Quecksilber spielte eine große Rolle bei der Herstellung von Natronlauge und Chlor durch Chlor-Alkali-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren. Während der Elektrolyse wird das reduzierte Natriummetall als Amalgam, einer Natrium-Quecksilber-Legierung, in eine separate Zelle, den Zersetzer, überführt, um die Bildung des explosiven Chlorknallgases und des unerwünschten Natriummonooxochlorates (Natriumhypochlorit) in der Elektrolysezelle zu verhindern. Derzeit wird ein großer Teil der deutschen und europäischen mit dem Amalgamverfahren arbeitenden Einrichtungen auf alternative, quecksilberfreie Prozesse (Membranverfahren) umgestellt, um die Quecksilberemissionen zu senken.

Goldwäsche

Bei einem Verfahren zur Goldgewinnung wird Quecksilber verwendet, um den feinen Goldstaub zu lösen, wodurch Goldamalgam entsteht (siehe Amalgamation). Da Quecksilber schon bei niedrigen Temperaturen flüssig wird, bildet es Legierungen, die besonders leicht schmelzen. Beim Waschen und bei anschließendem Glühen zur Rückgewinnung reinen Goldes gelangt das Quecksilber in die Umgebung. Dies ist der Hauptgrund für die hohe Umweltverschmutzung bei dieser Art der Goldgewinnung (siehe dazu Umweltemissionen, weiter unten).

Früher wurde unter anderem im Harz auf diese Weise auch Silber gewonnen.

Kunst

Im Grabmal des ersten chinesischen Kaisers Qin Shihuangdi soll es Flüsse aus Quecksilber gegeben haben. In der Umgebung hat man wissenschaftlich den Boden untersucht und dabei einen unnatürlich hohen Quecksilbergehalt festgestellt. Dieser allein ist aber noch kein Beleg für die Richtigkeit der Legende.

Der amerikanische Künstler Alexander Calder baute 1937 einen Quecksilber-Springbrunnen zum Gedenken an die Todesopfer des Quecksilberabbaus. Um das Jahr 1000 gab es in den Palästen der Kalifen von Córdoba (Medina az-Zahra), Kairo und Bagdad mit Quecksilber gefüllte Becken, die für das Spiel mit Lichtwirkungen genutzt wurden, außerdem in großen Porphyrmuscheln angelegte Quecksilberteiche (für Kairo sind 50 Ellen im Quadrat, also ca. 26 m × 26 m überliefert).

Im Kunsthandwerk war die Feuervergoldung lange gebräuchlich. Hier wurde wie bei der Goldgewinnung die leichte Amalgambildung und thermische Trennung von Gold und Quecksilber ausgenutzt. Mit dieser Methode ist auch ein Vergolden von Kupferblechen möglich, was zum Beispiel bei den Kuppeln der Isaakskathedrale in Sankt Petersburg im 19. Jahrhundert angewendet wurde.

Sonstige Anwendungen

  • Verwendung findet das Metall in Knopfzellen und Batterien. Mittlerweile gibt es jedoch nur noch einen Produzenten in Taiwan; der Import in die EU ist nicht mehr zulässig.
Quecksilberdampfgleichrichter gibt im Betrieb Licht ab
  • In manchen Ländern werden oder wurden quecksilberorganische Verbindungen zum Beizen von Saatgut verwendet. Dabei kam es im Irak 1971–1972 zu Massenvergiftungen infolge des Verzehrs von Saatgut.
  • In der Astronomie wird Quecksilber zum Bau relativ preisgünstiger Teleskope mit großer Spiegelfläche verwendet (siehe Flüssiger Spiegel): Quecksilber wird in einen tellerförmigen, luftgelagerten Spiegelträger gefüllt, der dann in Rotation versetzt wird. Durch die Drehung verteilt sich das Quecksilber auf der gesamten Spiegelträgerfläche in dünner Schicht und bildet einen nahezu perfekten parabolischen Spiegel. Ein Nachteil dieser Teleskope ist, dass sie nur senkrecht nach oben schauen können (Zenit), da nur dann ein Rotationsparaboloid entsteht. Ohne Rotation des Spiegels wurden Quecksilberspiegel in der Metrologie als Ebenheitsnormal eingesetzt.[27]
  • Die Eigenschaft von Quecksilber, sich wie eine nichtbenetzende Flüssigkeit zu verhalten (Ausnahmen: Amalgambildner wie Kupfer, Silber, Gold, Aluminium), ist Grundlage für die Quecksilberporosimetrie. Hierbei wird Quecksilber unter Druck (0 bis 4000 bar) in Poren unterschiedlicher Größe gedrückt. Über den aufgewendeten Druck und die dabei benötigte Quecksilbermenge können Aussagen über die Beschaffenheit, Form, Verteilung und Größe von Poren und Hohlräumen gemacht werden. Anwendung findet diese Methode unter anderem in der Mineralogie, Pharmazie und den Keramik-Wissenschaften.
  • Früher wurden Quecksilbersalze von Hutmachern, insbesondere zur Herstellung der im 18. Jahrhundert sehr modischen Kastorhüte aus Biberfell verwendet. Der englische Ausdruck “mad as a hatter” („verrückt wie ein Hutmacher“) (siehe auch Hutmachersyndrom) geht vermutlich auf die Anwendung zurück. Er wurde auch durch die Figur des verrückten Hutmachers in Lewis Carrolls Alice im Wunderland populär.
  • Die ersten Atomreaktoren vom Typ schneller Brüter wurden mit Quecksilber gekühlt (z. B. Clementine-Reaktor in Los Alamos/USA 1946–1952[28] und ähnliche Reaktoren in der damaligen Sowjetunion). Wegen großer Korrosionsprobleme und wegen der schwierigen Handhabung des giftigen Quecksilbers wechselte man jedoch bald zu flüssigem Natrium. Während der Reaktor Clementine bis 1970 zurückgebaut wurde, steht das für die russischen vor mehr als 50 Jahren stillgelegten Quecksilber-gekühlten Reaktoren noch aus.
  • Seit einigen Jahren ist bekannt, dass ab ca. 1955 in den USA siedendes Quecksilber im militärischen HERMEX-Projekt zur Abtrennung von waffenfähigem Plutonium aus abgebrannten Reaktorbrennelementen benutzt wurde.[29] Mehr als 1000 Tonnen Plutonium-haltigen Quecksilbers aus diesem stillgelegten HERMEX-Projekt werden im Oak Ridge National Laboratory noch gelagert.
  • Ebenfalls im Oak Ridge National Laboratory wurde 1950–1963 ein umfangreiches Projekt zur Gewinnung von Tritium für Wasserstoffbomben unter Benutzung von ca. 11.000 Tonnen Quecksilber durchgeführt. Dabei gelangten ca. 3 % des Quecksilbers in die Umgebung.[30]
  • Quecksilber findet (bzw. fand vor allem in der Vergangenheit) auch Verwendung als Arbeitsmittel in Diffusionspumpen zur Erzeugung von ölfreiem Hochvakuum.
  • Quecksilberdampf diente zur Entwicklung des Bildes bei der Daguerreotypie, dem ersten praktikablen Fotografie-Verfahren. Das dabei entstehende Foto bestand aus einem Quecksilber-Niederschlag auf einer versilberten Kupferplatte.
  • Quecksilber wird in Hochleistungsspallationsquellen als Target zur Erzeugung von Neutronen benutzt, z. B. SNS/USA oder JSNS/Japan. Dabei werden ca. 20 Tonnen Quecksilber mit einem Protonenstrahl von ca. 1 GeV Teilchenenergie beschossen. Quecksilberatomkerne werden dadurch zertrümmert und es werden pro eingestrahltem Proton ca. 20 Neutronen frei. Die in Lund (Schweden) geplante Europäische Spallationsquelle ESS wird voraussichtlich kein Quecksilber verwenden.

Zurückdrängung der Anwendung und Gewinnung

Vom 9. (dem Tag der Apotheke) bis zum 25. Oktober 2007 wurden in einer Aktion von Lebensministerium und Apothekerkammer in Österreich über die Apotheken eine Million Quecksilberfieberthermometer aus Privathaushalten eingesammelt und über Pharmagroßhandel und den Entsorger Saubermacher in ein Untertage-Lager in Deutschland verbracht. Diese Menge entspricht einer Tonne Quecksilber. Als Anreiz gab es für jedes zurückgegebene ein digitales Fieberthermometer (im Wert von ca. 1 €).[31] Die Initiatoren rechneten nur mit 50.000 Thermometern und mussten 200.000 Digitalthermometer nachliefern.[32]

2009 entschied sich Schweden, den Gebrauch von Quecksilber generell zu verbieten. Das Verbot bedeutet, dass der Gebrauch von Amalgam in Zahnfüllungen eingestellt wird und dass quecksilberhaltige Produkte nicht mehr in Schweden vermarktet werden dürfen. Laut dem schwedischen Umweltministerium ist das Verbot „ein starkes Signal für andere Länder und der Beitrag Schwedens zu den Zielen von EU und UN, Gebrauch und Emission von Quecksilber zu reduzieren.“[33] Dem vorausgegangen war 2008 ein Verbot des Gebrauchs von Quecksilber in Norwegen.[34] Zu diesem Thema wurde 2010 auch eine UN-Konferenz in Stockholm abgehalten.[35]

Die „Gemeinschaftsstrategie für Quecksilber“ der EU vom 28. Januar 2005 zielt auf die Reduktion von Emissionen, Angebot und Nachfrage von Quecksilber. Existierende Mengen sollen bewirtschaftet, Menschen vor Exposition geschützt, Verständnis geschaffen und Maßnahmen gefördert werden.[36] Per EU-Richtlinie vom September 2006 wurde der Quecksilbergehalt von Batterien und Akkus mit 0,0005 Gewichtsprozent (Knopfzellen jedoch 2 %) limitiert.[37]

Die EG-Verordnung über das Verbot der Ausfuhr von Quecksilber und bestimmten Verbindungen sowie die sichere Lagerung von Quecksilber vom 22. Oktober 2008 verbietet seit 15. März 2011 den Export von Quecksilber und Quecksilberhaltigem – mit Ausnahmen – aus der EU. Mit demselben Datum ist Quecksilber, das vor allem in der Chloralkali-Industrie durch Verfahrensumstellung außer Funktion gebracht wird, als gefährlicher Abfall zu behandeln und in Hochsicherheitsbereiche unter Tage, wie aufgelassenen Salzbergwerken, einzulagern und zu überwachen.[38] Europa war bisher der Haupterzeuger von Quecksilber weltweit. Das Inventar an Quecksilber vor allem in der in Deutschland konzentrierten Chloralkali-Elektrolyse beträgt rund 1000 t.

Die Weltproduktion von Quecksilber hat seit ihrem Maximum 1970 mit 10.000 t/a bis 1992 um 3.000 t/a abgenommen.[39]

Bereits seit 2001 haben die Vereinten Nationen in Ihrem United Nations Environmental Program Governing Council Quecksilber auf der Liste der regulierten Substanzen der globalen Umweltverschmutzungen gesetzt.[40]

Zehn Jahre nach Anstoß durch Schweiz und Norwegen haben 140 Staaten nach langen Verhandlungen am 19. Januar 2013 in Genf das Minamata-Übereinkommen, das erste bindende Abkommen zur Einschränkung der Gewinnung und zur Eindämmung der Quecksilberemissionen, unterzeichnet. Das Übereinkommen regelt Produktion, Verwendung und Lagerung von Quecksilber und den Umgang mit Hg-haltigen Abfällen; seine Einhaltung wird durch eine beratende Kommission überwacht. Neue Minen dürfen nicht errichtet, bestehende müssen binnen 15 Jahren geschlossen werden, sodass dann Quecksilber nur mehr aus Recycling zur Verfügung steht. Durch den Menschen wurde in den letzten 100 Jahren die Quecksilber-Konzentration in den obersten 100 m der Ozeane verdoppelt, so ein UNO-Bericht.[41]

Verbindungen

Hierbei sind entweder Quecksilber(I)- (auch Diquecksilber(I)-) oder Quecksilber(II)-verbindungen von Bedeutung:

Analytik

Klassische, anorganische Nachweisreaktionen

Amalgamprobe

Amalgamprobe

Quecksilbersalze können mit Hilfe der Amalgamprobe nachgewiesen werden. Die salzsaure Lösung wird auf ein Kupferblech gegeben und es bleibt ein fester, silbriger Amalgamfleck zurück. Silberionen können den Nachweis stören und werden daher als AgCl gefällt.

\mathrm{Hg^{2\operatorname{+}} + Cu \longrightarrow Hg + Cu^{2\operatorname{+}}}

Glührohrprobe

Ein weiterer Nachweis für Quecksilber ist die Glührohrprobe. Dabei wird die zu analysierende Substanz mit etwa der gleichen Menge Natriumcarbonat (Soda) vermengt und im Abzug geglüht. Elementares Quecksilber scheidet sich als metallischer Spiegel an der Reagenzglaswand ab.

Qualitativer Nachweis im Trennungsgang

Im qualitativen Trennungsgang kann Quecksilber sowohl in der HCl-Gruppe als auch in der H2S-Gruppe nachgewiesen werden. Nach Zugabe von HCl bildet sich Kalomel, Hg2Cl2, welches nach Zugabe von Ammoniaklösung zu fein verteiltem Quecksilber und Quecksilber(II)-Amidochlorid reagiert. Nach Einleiten von H2S fällt zweiwertiges Quecksilber in Form von schwarzem Zinnober, HgS, aus und kann mit Hilfe der Amalgamprobe nachgewiesen werden.

Instrumentelle Analytik des Quecksilbers

Für die Spurenanalytik des Quecksilbers und seiner Organoderivate stehen eine Reihe von Methoden zur Verfügung. Allerdings werden in der Literatur laufend neue bzw. verbesserte Verfahren vorgestellt. Ein nicht zu unterschätzendes Problem ist die Probenaufarbeitung.

Atomabsorptionsspektrometrie (AAS)

Unter den verschiedenen Techniken der AAS liefern die Quarzrohr- und die Graphitrohrtechnik die besten Ergebnisse für anorganische und metallorganische Quecksilberverbindungen. Dabei wird eine Quarzküvette elektrisch auf über 900 °C erhitzt und die Probe dabei atomisiert. Anschließend wird die Absorption bei 253,7 nm gemessen. Als Beispiel sei eine Nachweisgrenze für CH3HgCl von 100 µg/L genannt.[42] Eine weitere beliebte Technik zum Nachweis von elementarem Quecksilber oder Quecksilberorganylen ist die Kaltdampferzeugung in Verbindung mit der AAS. Bei sehr geringen Konzentrationen werden die volatilen Analytspezies zunächst unter Bildung von Amalgamen auf Gold- oder Silberoberflächen, welche in einer Graphitküvette platziert wurden, angereichert. Anschließend wird bei 1400 °C atomisiert und die Absorption gemessen. Auf diesem Wege wurde eine Nachweisgrenze von 0,03 ng erreicht.[43][44]

Atomemissionsspektrometrie (AES)

In der AES haben sich das mikrowelleninduzierte Plasma (MIP) und das induktiv gekoppelte Plasma (ICP) zur Atomisierung bewährt. Die Detektion findet auch bei dieser Methode bei 253,65 nm und 247,85 nm statt. Mit Hilfe der MIP-AES wurden absolute Nachweisgrenzen von 4,4 ng/g Probe gefunden. Die ICP-AES weist eine Nachweisgrenze von 20 bis 50 ng/mL auf.[45][46][47]

Massenspektrometrie (MS)

Quecksilber weist insgesamt sieben stabile Isotope unterschiedlicher Häufigkeit auf. Für die Massenspektrometrie sind jedoch häufig nur 201Hg (13,22 %) und 202Hg (29,80 %) relevant. Mit Hilfe der ICP-MS können anorganische Quecksilberverbindungen und Quecksilberorganyle wie Methylquecksilber, CH3Hg, mit Nachweisgrenzen von bis zu 2,6 ng/g bestimmt werden.[45][46]

Neutronenaktivierungsanalyse (NAA)

Die NAA basiert auf der Kernreaktion AHg(n,γ)A+1Hg (Bestrahlung von Quecksilber mit Neutronen). Dadurch entstehen radioaktive Quecksilbernuklide. Die Intensität resultierenden charakteristischen Gammastrahlung wird mit einem hochreinen Germaniumdetektor bestimmt. Sie ist proportional der Anzahl an vorhandenen aktivierten Kernen und es können durch interne Kalibrierung quantitative Aussagen getroffen werden. Häufig wird 197mHg mit einer Halbwertszeit von 2,7 Tagen bei 77,3 keV detektiert.[46]

Voltammetrie

Für die elektrochemische Bestimmung von Hg-Spuren eignet sich am besten die anodische Stripping-Voltammetrie (ASV). Dabei geht der voltammetrischen Messung eine reduktive Anreicherungsperiode auf der Gold-Messelektrode voraus. Es folgt die eigentliche Bestimmung durch Messung des Oxidationsstroms beim Scannen eines Spannungsfensters von 0 V bis 600 mV. Die Höhe des Oxidationspeaks bei 500 mV korreliert mit der Menge an vorhandenem Quecksilber. Es wurden Nachweisgrenzen von 12 pM Quecksilber im Meerwasser nach 2-minütiger Anreicherungszeit erzielt.[48] Daneben kommt die Invers-Voltammetrie an Gold-, Platin- oder Kohleelektroden in Frage.[49]

Automatisierte Analytik

Für die Routineanalytik von Quecksilber gibt es mittlerweile automatisierte Analysatoren. Sie beruhen üblicherweise auf dem Prinzip der thermischen Zersetzung, gefolgt von einer Amalgamierung und anschließender Messung der Atomabsorption (siehe AAS). Mit derartigen Analysengeräten können feste und flüssige Proben innerhalb von wenigen Minuten auf ihren Quecksilbergehalt untersucht werden. Diese kommerziell erhältlichen Geräte sind sehr empfindlich und genügen den Anforderungen von nationalen Qualitäts-sicherungsstandards wie der US-EPA-Methode 7473 und der ASTM-Methode D-6722-01.

Umweltemissionen

Quecksilber-Emissionsquellen weltweit (UN-Schätzung weltweit)[50]
Quecksilber-Luftemissionsquellen Deutschland (Umweltbundesamt)[51]

Quecksilber wird in großen Mengen durch menschliche Aktivitäten freigesetzt. Es wird geschätzt, dass jährlich etwa 2.200 Tonnen als gasförmiges Quecksilber in die Atmosphäre abgegeben werden, zudem noch erhebliche Mengen in Böden und Gewässer.

Bedeutende Emissionsquellen sind:

  • die (kleingewerbliche) Goldgewinnung (Artisanal Small Scale Mining). Nach Schätzungen werden 20 bis 30 Prozent des weltweit geförderten Goldes durch nicht industrielles Schürfen, also von Goldsuchern gewonnen.[52] Würden alle Goldschürfer auf der Welt das umweltschonende Borax-Verfahren anwenden, könnte die Emission von rund 1.000 Tonnen Quecksilber, etwa 30 % der weltweiten Quecksilber-Emissionen vermieden werden.[53]
  • Kohlekraftwerke: Der anhaltende Ausbau von Kohlekraftwerken in China wird dazu führen, dass sich in Zukunft die Kohleverbrennung zum größten Emittenten entwickelt.[54] In Stein- und Braunkohle tritt Quecksilber zwar nur in Spuren auf, die hohe Menge der weltweiten verbrannten Kohle führt aber zu erheblichen Freisetzungsraten. In Deutschland verursachte die Energiewirtschaft mit 6,66 Tonnen im Jahr 2011 rund 70 % der gesamten Quecksilberemissionen (9,49 Tonnen).[51]
  • Zementwerke (durch Quecksilber im Kalkstein und beim Einsatz von Abfall/Klärschlamm als Brennstoff),
  • Nichteisenmetallhütten (durch Quecksilber in Erzen, vor allem bei Gold-, Kupfer, Zink- und Bleigewinnung),
  • Stahlerzeugung (vor allem bei Schrotteinsatz),
  • Herstellung von Chlor, Wasserstoff und Natronlauge (Chlor-Alkali-Elektrolyse mit Amalgamverfahren).

Bei den Quecksilber-Luftemissionen hatte 2011 in Deutschland die Energiewirtschaft aufgrund der Kohlekraftwerke einen Anteil von 70% (6656 kg), die Metallverhüttung 11 % (1116 kg) und die Zement- u.a. Mineralindustrie 7 % (686 kg) der Gesamtemissionen (9490 kg).[51]

Im Mai 2014 zeigte eine im Auftrag der Grünen erstellte Studie, dass die 2011 in den USA für 1100 Kohlekraftwerke beschlossenen Quecksilber-Grenzwerte in Deutschland überwiegend deutlich höher sind, da entsprechend strenge gesetzliche Anforderungen fehlen.[55] Das Umweltbundesamt empfiehlt seit mehreren Jahren die Absenkung des Grenzwertes im Abgas von Kohlekraftwerken auf 3 µg/m3 im Tagesmittel und 1 µg/m3 im Jahresmittel.[56][57] Bei der Umsetzung der europäischen Industrieemissionsrichtlinie haben Bundesregierung und Bundestagsmehrheit Ende Oktober 2012 für Kohlekraftwerke Grenzwerte von 30 µg/m3 im Tagesmittel und (für bestehende Kraftwerke ab 2019) 10 µg/m3 im Jahresmittel beschlossen. Auf der Expertenanhörung im Umweltausschuss des Bundestags am 15. Oktober 2012 war eine Angleichung an die US-amerikanischen Grenzwerte empfohlen worden (im Monatsmittel 1,4 µg/m3 für Steinkohlekraftwerke, 4 µg/m3 für Braunkohlekraftwerke).[58][59]

Die beiden folgenden Tabellen nennen meldepflichtige Betriebe in Deutschland, die jährlich mehr als 100 Kilogramm Quecksilber an die Luft abgeben bzw. mehr als 5 Kilogramm Quecksilber pro Jahr in ein Gewässer einleiten.

Betriebe mit mehr als 100 kg Quecksilber-Luftemissionen pro Jahr in Deutschland in 2010 im Vergleich mit 2012 (PRTR 2010/2012)[60]
Anlagenart Betriebsname Betreiber Quecksilber 2010 (kg) Quecksilber 2012 (kg)
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Lippendorf* Vattenfall 1.160 482
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Jänschwalde** Vattenfall 592 505
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Niederaußem RWE 499 497
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Weisweiler RWE 271 299
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Schwarze Pumpe Vattenfall 243 228
Stahlwerk Peiner Träger Salzgitter AG 229 131
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Schkopau E.ON, EP Energy 227 441
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Boxberg Vattenfall 226 235
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Neurath RWE 181 497
Steinkohle-Kraftwerk Kraftwerk Bremen-Hafen swb AG 156 150
Braunkohle-Kraftwerk Kraftwerk Frimmersdorf RWE 153 119
Steinkohle-Kraftwerk Grosskraftwerk Mannheim RWE, EnBW, MVV Energie 146 137
Chemische Industrie Werk Ludwigshafen BASF 140 97
Müllverbrennung Müllverbrennung Hagen Hagener Entsorgungsbetrieb 140*** < 10
Stahlwerk Werk Kehl Badische Stahlwerke 140 211
Steinkohle-Kraftwerk Kraftwerk Scholven E.ON 135 144
Chemische Industrie Werk Frankfurt am Main Akzo Nobel Industrial Chemicals 131 63,9
Chemische Industrie Werk Lülsdorf Evonik Degussa 111 68,5
Steinkohle-Kraftwerk Kraftwerk Farge GDF Suez 106 109
Chlor-Alkali-Elektrolyse Werk Rüstersiel INEOS Chlor Atlantik 101 77 (Juli 2013 geschlossen)
Summe 5.087 4.501
Deutschland Gesamt 2010[61] 9.412
Anteil an Gesamt 54 %
* mit Klärschlamm-Abfallverbrennung ** mit Ersatzbrennstoff-Abfallverbrennung *** Mess-/Meldefehler. Tatsächlich: < 10 [62]
Kläranlagen mit mehr als 5 Kilogramm Quecksilber-Wasseremissionen pro Jahr in Deutschland in 2010 im Vergleich mit 2012 (PRTR 2010/2012)[60]
Flusseinzugsgebiet Betriebsname Betreiber Quecksilber 2010 (kg) Quecksilber 2012 (kg)
Isar/Donau München I Gut Großlappen Münchner Stadtentwässerung 19,5 7,69
Isar/Donau München II - Gut Marienhof Münchner Stadtentwässerung 11,3 2,45
Weiße Elster/Saale/Elbe Kläranlage Rosenthal Kommunale Wasserwerke Leipzig 10,8 8,1
Spree/Havel/Elbe Klärwerk Waßmannsdorf Berliner Wasserbetriebe 9,8 k.A.
Rur/Maas Zentralkläranlage Düren-Merken Wasserverband Eifel-Rur 8,89 2,12
Elbe Klärwerk Magdeburg/Gerwisch Städtische Werke Magdeburg 8,1 < 1
Weser Kläranlage Minden-Leteln Städtische Betriebe Minden 7,53 5,9
Wupper/Rhein Kläranlage Buchenhofen Wupperverband 7 2
Elbe Klärwerksverbund Köhlbrandhöft/Dradenau Hamburger Stadtentwässerung 6 < 1
Rhein Kläranlage Huckingen Wirtschaftsbetriebe Duisburg 6 < 1
Spree/Havel/Elbe Klärwerk Ruhleben Berliner Wasserbetriebe 5,8 < 1
Summe 101 38

In Norwegen sind quecksilberhaltige Produkte seit 2008,[63] in Schweden seit 2009 verboten.[33]

Aufgrund der bekannten Gefahren durch freigesetztes Quecksilber hat das UN-Umweltprogramm (UNEP) ein internationales Abkommen erarbeitet ("Minamata-Konvention"), das 140 Staaten im Oktober 2013 unterschrieben haben. Ziel ist die weltweite Minderung von Quecksilberemissionen aus Bergbau, Produktionsverfahren, Produkten und Abfällen. Das Abkommen wird erst nach der Ratifizierung durch mindestens 50 Unterzeichnerstaaten verbindlich.[64]

Das amerikanische Blacksmith Institute ermittel seit 2006 die Top 10 der am stärksten verseuchten Orte der Erde. Quecksilber gehört hier häufig zu den Schadstoffen der „nominierten“ Orte.[65]

Der Export von Quecksilber bzw. von Quecksilberhaltigen Stoffen mit einer Konzentration von über 95% Quecksilber in nicht EU-Staaten ist verboten[66].

Gesundheitsschäden durch Quecksilber

Hauptartikel: Quecksilbervergiftung

Quecksilber ist ein giftiges Schwermetall, das bereits bei Zimmertemperatur Dämpfe abgibt. Bei der Aufnahme über den Verdauungstrakt ist reines metallisches Quecksilber vergleichsweise ungefährlich, eingeatmete Dämpfe wirken aber stark toxisch.

Besonders toxisch sind vor allem organische Quecksilberverbindungen, wenn sie mit der Nahrung aufgenommen werden. Sie entstehen in der Nahrungskette durch Biomethylierung zu Methylquecksilber. Vergiftungen durch organische Quecksilberverbindungen wurden weltweit Mitte der 1950er Jahre durch die Berichterstattung über die Minamata-Krankheit bekannt.

Je nach Aufnahme sind sowohl eine akute als auch eine chronische Vergiftung möglich. Als Beispiel kann der Fall des englischen Schiffes Triumph im Jahre 1810 dienen, auf dem sich mehr als 200 Menschen vergifteten, als ein Fass mit Quecksilber auslief. Im Jahr 2007 sind ayurvedische Mittel mit hohen Quecksilbergehalten aufgefallen.[67]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente, S. Hirzel Verlag Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3
  2. Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Quecksilber) entnommen.
  3. CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013
  4. Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005, ISBN 978-3-11-017485-4, S. 361.
  5. a b c Eintrag zu Quecksilber in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 11. Januar 2010 (JavaScript erforderlich).
  6. Weast, Robert C. (ed. in chief): CRC Handbook of Chemistry and Physics. CRC (Chemical Rubber Publishing Company), Boca Raton 1990. Seiten E-129 bis E-145. ISBN 0-8493-0470-9. Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
  7. a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  8. M. Simon, P. Jönk, G. Wühl-Couturier, S. Halbach: Mercury, Mercury Alloys, and Mercury Compounds in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a16_269.pub2
  9. Xuefang Wang, Lester Andrews, Sebastian Riedel, Martin Kaupp: Mercury Is a Transition Metal: The First Experimental Evidence for HgF4. In: Angewandte Chemie. 119, 2007, S. 8523–8527, doi:10.1002/ange.200703710.
  10. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7439-97-6 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  11. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  12. a b Deutsches Wörterbuch, Grimm, Jacob und Wilhelm, Leipzig, Verlag von S. Hirzel, Band 13.
  13. Neue Zürcher Zeitung: Unkonventionelle Supraleiter und ihre Parallelen, 28. September 2005.
  14. IMA/CNMNC List of Mineral Names (englisch, PDF 1,8 MB; S. 184).
  15. Milara, F. J. C.: The mining park of Almadén. In: Urban Research & Practice. 4(2), 2011, S. 215–218, doi:10.1080/17535069.2011.605847.
  16. Werner Schröter, K. -H. Lautenschläger: Chemie für Ausbildung und Praxis, Verlag Harry Deutsch, Thun und Frankfurt am Main (1996) ISBN 3-8171-1484-2 S. 314
  17. Greenwood, Earnshaw, Chemie der Elemente, Weinheim 1988
  18. a b Florent Calvo, Elke Pahl, Michael Wormit, Peter Schwerdtfeger: Evidence for Low-Temperature Melting of Mercury owing to Relativity. Angewandte Chemie International Edition, 2013, 52, online (keine endgültige Seitenangabe). doi:10.1002/anie.201302742
  19. a b c d Measurement of Mercury Vapor Pressure by Means of the Knudsen Pressure Gauge In: Phys. Rev. 20, 259 (1922).
  20. a b c d e CRC Handbook of Chemistry and Physics, 76th Edition, S. 6-77.
  21. a b c d e f CRC Handbook of Chemistry and Physics, 76th Edition, S. 6-110.
  22. matpack.de: 80-Hg-194 (Version vom 18. Januar 2012 im Internet Archive)
  23. Amtsblatt der Europäischen Union: RICHTLINIE 2007/51/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 25. September 2007 zur Änderung der Richtlinie 76/769/EWG des Rates hinsichtlich der Beschränkung des Inverkehrbringens bestimmter quecksilberhaltiger Messinstrumente. 3. Oktober 2007
  24. Etymologie-Duden. Mannheim 1963, S. 541.
  25.  Carl Sigmund (Ritter von Ilanor): Die Einreibungscur mit grauer Quecksilbersalbe bei Syphilisformen. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  26. Fränztl, Enterotomie bei Ileus, in Virchows Archiv, 49/1870, S. 164–192. ISSN 0945-6317 (Print) ISSN 1432-2307 (Online).
  27. Ebenen mit Nanometerhügeln In: PTB-Maßstäbe, 2004, Heft 5, S. 12f.
  28. Merle E. Bunker: Early Reactors From Fermi’s Water Boiler to Novel Power Prototypes. In: Los Alamos Science Report (1983). (PDF; 998 kB)
  29. Solubilities of selected matals in mercury: Hermex Process. (PDF; 5,6 MB)
  30. S. C. Brooks, und G. R. Southworth (2011): History of mercury use and environmental contamination at the Oak Ridge Y-12 Plant. In: Environmental Pollution 159, S. 219–228. doi:10.1016/j.envpol.2010.09.009.
  31. Durchschlagender Erfolg: 1 Million Quecksilber-Thermometer von den KonsumentInnen zurückgegeben – 9. November 2007
  32. Österreich: 1000 kg Quecksilber gesammelt; Fieberthermometer-Sammelaktion beendet, 25. Oktober 2007 im Blog Quecksilber? Nein Danke! der Zero Mercury Campaign des Europäischen Umweltbüros (EEB), umgesetzt (2007 – 2009) vom Deutschen Naturschutzring (DNR)
  33. a b Government bans all use of mercury in Sweden.
  34. Bans mercury in products – regjeringen.no. The Ministry of the Environment. Abgerufen am 15. April 2011.
  35. UN’s Mercury Conference in Stockholm – preparation for a global agreement on Mercury — Nordic cooperation. 7.–11. Juni 2010.
  36. Gemeinschaftsstrategie für Quecksilber, Mitteilung der Kommission vom 28. Januar 2005.
  37. Beseitigung von Altbatterien und -akkumulatoren, Richtlinie 2006/66/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 6. September 2006 über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren und zur Aufhebung der Richtlinie 91/157/EWG.
  38. Infozentrum UmweltWirtschaft: EG-Verordnung über das Verbot der Ausfuhr von Quecksilber, bestimmten -verbindungen und -gemischen sowie die sichere Lagerung von Quecksilber. Verordnung (EG) Nr. 1102/2008 des europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Oktober 2008 über das Verbot der Ausfuhr von metallischem Quecksilber und bestimmten Quecksilberverbindungen und -gemischen und die sichere Lagerung von metallischem Quecksilber (ABl. EU Nr. L 304 vom 14. November 2008, S. 75), auf Website Bayrisches Landesamt für Umwelt, Informationszentrum UmweltWirtschaft, abgerufen am 21. Jänner 2013.
  39. uni-karlsruhe.de: Selen und Quecksilber – Von der Lagerstätte zur Verwendung. (PDF; 458 kB), Geochemie-Seminararbeit von Astrid Rafoth, 2003/04.
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  65. Top Ten Threats 2013.pdf des Blacksmith Institutes
  66. VERORDNUNG (EG) Nr. 1102/2008 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 22. Oktober 2008 über das Verbot der Ausfuhr von metallischem Quecksilber und bestimmten Quecksilberverbindungen und -gemischen und die sichere Lagerung von metallischem Quecksilber (PDF; 84 kB). Amtsblatt der Europäischen Union, L 304/75, 14. November 2008.
  67. Ökotest, Nahrungsergänzung: Gift in Ayurveda-Produkten entdeckt., vom 1. März 2007

Literatur

  • Günther Tölg, Irmgard Lorenz: Quecksilber – ein Problemelement für den Menschen? Chemie in unserer Zeit 11(5), S. 150–156 (1977), ISSN 0009-2851.
  • Klaus Brodersen: Quecksilber – ein giftiges, nützliches und ungewöhnliches Edelmetall. Chemie in unserer Zeit 16(1), S. 23–31 (1982), ISSN 0009-2851.
  • Fritz Schweinsberg: Bedeutung von Quecksilber in der Umweltmedizin – eine Übersicht. Umweltmedizin in Forschung und Praxis 7(5), S. 263–278 (2002).
  • Ebinghaus, Ralf et al.: Mercury Contaminated Sites – Characterization, Risk Assessment and Remediation. Springer Verlag, Berlin 1999, ISBN 3-540-63731-1.
  • Watras, Carl J. and Huckabee, John W.: Mercury Pollution – Integration and Synthesis. Lewis Publishers, Ann Arbor 1994, ISBN 1-56670-066-3.
  • Joachim Strähle, Eberhard Schweda: "Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie" Jander Blasius, S.466, 16. Auflage, S. Hirzel Verlag 2006, ISBN 3-7776-1388-6.
  • B. Lange, Z. J. Vejdelek: Photometrische Analyse. Verlag Chemie, Weinheim, 1980, ISBN 3-527-25853-1.

Historische Quellen

Weblinks

 Commons: Quecksilber – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Quecksilber – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen