جیوه مایع نقره ای و هر آنچه باید در مورد آن بدانید

جیوه یا سیماب فلزی سنگین و نقره‌ ای رنگ است که در دمای اتاق مایع است. جیوه در جدول تناوبی با Hg  نشان داده می شود و عدد اتمی آن ۸۰ است.

با این که جیوه مایع است اما خیس کننده نیست، زیرا دارای ضریب کشش سطحی منفی است ، بدین معنی که در لوله های مویین برخلاف آب به صورت محدب یا برآمده قرار می گیرد و یا به عبارت دیگر این ماده هیچ گاه به درون مواد جذب نشده و برعکس همانند جدا شدن آب از بدن اردک از روی مواد می ریزد .

کیمیاگران نام خدای رومیان Mercury را برای این عنصر در نظر گرفتند. نماد این عنصر یعنی Hg  ، از واژه hydrargyrum  که لاتینی شده کلمه یونانی hydrargyros می ‌باشد، برگرفته شده که ریشه‌های یونانی این واژه مرکب به معنی آب و نقره بود. این فلز یکی از معدود عناصری است که دارای یک نماد کیمیاگری است.

روش ملقمه کاری و استفاده از جیوه نقر ه ای قرنها یکی از متداولترین روش جداسازی طلا آزاد يا طبيعي از خاک و  سنگهاسی طبیعی حاوي طلا و نقره بود و طلا و نقره بدست آمده در این روش در آبکاری طلا و آبکاری نقره نقره بکار گرفته می شد .

 

 

این عنصر سفید رنگ نقره ای و درخشنده ،  ۱۳.۶ مرتبه از آب سنگین تر است که در دمای حدود ۳۹- درجه به صورت جسم محکم و شکننده منجمد می شود و در حدود ۳۵۷ درجه به جوش می آید .

جیوه مایع نقره ای و هر آنچه باید در مورد آن بدانید

اولین جواب اینکه جیوه چیست در کلاس علوم پایه ششم شاید برخورد کرده باشیم این فلز عنصری کمیاب در پوسته زمین است که در کانی‌های محلی  کمیاب  و دیگر مواد معدنی یافت می ‌شود. تقریبـا ۵۰% جیوه مورد نیاز جهان از اسپانیا و ایتالیا و بیش از ۵۰% بقیه از یوگوسلاوی ، روسیه و شمال آمریکا تامین می‌ شود.

این  ماده در گذشته مورد علاقه کیمیاگران بود زیرا یک فلز مایع است و کیمیاگران فکر می‌ کردند شکاف بین حالات مختلف ماده را با آن پر کرده و سرنخی است که برای ساخت طلا از مواد پایه به آن نیاز داشتند.

نیوتن یکی از کیمیاگران مشتاق بود که فکر می‌ کرد به کشف راز کیمیاگری نزدیک است و راه آن استفاده از این فلز است.  کیمیاگران برای نمایش قدرتشان این فلز و اسید نیتریک را باهم ترکیب می کردند که حاصل این واکنش بخاری قرمز در سطح مخلوط بود که کریستال‌های قرمز تولید می کرد.

در واقع تنها یک روش برای تبدیل این فلز به طلا وجود دارد که در دهه ۱۹۶۰ کشف شد. یک فیزیکدان اتم‌ های این عنصر را با نوترون بمباران کرد که این کار باعث می‌ شود یک پروتون در هسته ، یک الکترون جذب کند و خودش به نوترون تبدیل شود با این کار می توان آن را به طلا تبدیل کرد.

اما کیمیاگران مدرن باید بدانند که این فرآیند به شدت ناکارآمد است و برای تولید یک تکه طلا به ارزش یک پنی از جیوه ، به ۱,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰,۰۰۰ سال زمان نیاز دارد.

تاریخ کشف جیوه

این فلز را چینی ها و هندی‌های باستان شناخته بودند و این عنصر در گورهای متعلق به ۱۵۰۰سال قبل از میلاد یافت شده‌ است. تا سال ۵۰۰ قبل از میلاد ، از این عنصر به همراه مواد دیگر برای ساخت آمالگامها استفاده می ‌شد.

یونانیان باستان از این فلز سمی در پمادها و رومیان از آن در لوازم آرایشی استفاده می‌ کردند. کیمیاگران تصور می ‌کردند تمامی مواد از این ماده ساخته شده‌ اند.

در قرن ۱۸ و ۱۹ از نیترات جیوه برای کندن موی حیوانات جهت ساختن کلاه‌های نمدی استفاده می‌ کردند. این مسئله موجب بروز آسیب های مغزی در بین کلاهدوزان شد.

مشخصات اولیه‌ ی جیوه

جیوه (Hg) مایعی فلزی با عدد اتمی ۸۰ است. از خواص ظاهری این مایع داشتن رنگ نقره ای و رسانایی ضعیف برای گرما است. اما این عنصر به راحتی می تواند الکتریسیته را هدایت کند. از خواص اولیه این مایع می توان به ثابت بودن انبساط حرارتی حجمی آن اشاره داشت. همچنین جیوه نسبت به روی و کادمیوم واکنش پذیری کمتری داشته و نمی تواند به جای هیدروژن اسیدها قرار گیرد. کلرید جیوه نمکی خورنده بوده و فولمینات جیوه ترکیبی است که به صورت یک چاشنی در مواد منفجره به کار برده می شود. سولفید جیوه به صورت یک رنگدانه در رنگسازی به کار گرفته می شود. عنصر مذکور نسبت به آب ۱۳,۶ مرتبه سنگین تر است.

جیوه کجا یافت می‌شود؟

در کانی های محلی و در مواد معدنی می توان جیوه را که عنصری کمیاب است، یافت. سولفید جیوه فراوان ترین سنگ معدن جیوه به حساب می آید. اسپانیا و ایتالیا دو کشوری هستند که ۵۰ درصد از جیوه مورد نیاز در دنیا را تامین می کنند. باقی جیوه ای که مورد نیاز است از کشورهای روسیه، آمریکا و یوگوسلاوی در جهان تامین می شود. استخراج جیوه با استفاده از گرم کردن در جریان هوا و افزایش غلظت بخار آن است.

چون جیوه با عناصر دیگر در پوسته ی زمین ترکیب نمی شود، سنگ های معدنی که از این عنصر وجود دارد، درصد بالایی از آن را دارا هستند. کانی هایی چون شنگرف، کوردرویت، لیوینگ ستونیت و … به مقدار زیاد دارای جیوه هستند. این سنگ معدن ها را بیشتر می توان در فصل های گرم سال در مناطق آتشفشانی و کمربندهایی از سنگ های با چگالی بالا مشاهده کرد. این سنگ ها به سمت پوسته زمین توسط یک نیروی بزرگی آمده اند.

کاربردهای مهم Hg جیوه

بیشترین کاربرد این ماده در ساخت مواد شیمیایی صنعتی  و لوازم برقی و الکترونیکی است. علاوه بر این‌ها از Hg در دماسنج ها به خصوص برای حرارت های بالا مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

علاوه بر دماسنج ها در فشارسنج ها، پمپ های انتشار و بسیاری وسایل آزمایشگاهی دیگر نیز از این فلز استفاده می‌ گردد. جیوه به صورت گازی نیز در لامپ های بخار و تابلوهای تبلیغاتی استفاده می ‌شود.

از دیگر کاربردهای این فلز می توان به سویچ های جیوه‌ای ، حشره کشها ، آمالگامها/ داروهای دندان ، باتریها، الکترود در برخی انواع الکترولیز و کاتالیزورها اشاره کرد.

از مهمترین نمکهای این فلز می توان به  کلرید جیوه اشاره کرد که بسیار خورنده ، پالایش شده و به ‌شدت سمی است. فولمینات جیوه ترکیب دیگری است که به عنوان یک چاشنی که در مواد انفجاری کاربرد وسیعی دارد. سولفید جیوه نیز در شنگرف وجود دارد که به عنوان رنگدانه مرغوب برای رنگسازی استفاده می ‌شود.

روش ساخت جیوه

یکی از منابع اصلی ساخت جیوه ، ماده معدنی شنگرف یا سینابار است. با گرم کردن این ماده معدنی در هوا، بخاری تولید می ‌شود که می ‌توان آن را جمع آوری و به شکل فلز متراکم کرد. به دلیل ماهیت سمی بخارات این فلز ، این فرآیند باعث آسیب جدی به کارگرانی می ‌شود که قرن‌هاست این کار را انجام می ‌دهند.

شنگرف یک ماده معدنی قرمز رنگ است که اغلب در مناطق آتشفشانی یافت می ‌شود و به دلیل ظاهر جذابش، از هزاره دهم پیش از میلاد جمع آوری می ‌شده است. نقاشی‌ غار‌ها به پودر شنگرف آغشته می‌ شدند و جمجمه‌ها به دلایل ناشناخته با شنگرف پوشیده می ‌شدند.

اگرچه بیشتر فرهنگ‌ ها از این رنگدانه قرمز استفاده می ‌کردند، اما رومی‌ها بیشتر به آن علاقه داشتند و علاوه بر اینکه از آن در نقاشی استفاده می‌ کردند برایشان اهمیت مذهبی هم داشت. اما رومی‌ ها می ‌دانستند که این ماده یک سم کشنده است به همین دلیل فقط بردگان بیچاره و مجرمین در معادن جیوه آن‌ها کار می‌ کردند.

جیوه نقره ای چیست؟

در چین و هند جیوه نقره ای یا صنعتی را از زمان های بسیار قدیم می شناختند و آن را در گورهای مصریان که ۳۵۰۰ سال پیش ساخته شده پیدا کرده اند. جیوه نقره ای در بعضی نقاط به صورت قطره از سنگ های معدنی ترشح می شود . سنگ معدن اصلی این فلز ، سولفید جیوه (HgS) معروف به شنگرف یا سینابار است. این عنصر از حرارت دادن این سولفید آزاد می شود.

جیوه نقره ای اصل

جیوه یک فلز انتقالی است و از دیرباز به عنوان نقره زنده شناخته می شود، زیرا یک مایع نقره ای است. نماد شیمیایی نیز نشان دهنده این خاصیت است. نماد Hg از واژه لاتین hydrargyrum به معنی نقره مایع گرفته شده است. جیوه هزاران سال است که شناخته شده است. در بسیاری از فرهنگ ها، مردم یاد گرفتند که فلز جیوه را از مهمترین سنگ معدنی آن، سینابار، بسازند. هنگامی که سینابر گرم می شود، جیوه به صورت بخار (گاز) آزاد می شود. بخار سرد شده و به صورت جیوه مایع جذب می شود.

برخی از ترکیبات جیوه سمی هستند. به عنوان مثال، کلرید جیوه اغلب برای از بین بردن آفات و گاهی اوقات افراد استفاده می شد. از سوی دیگر برخی از ترکیبات جیوه به عنوان دارو استفاده شده است. به عنوان مثال، کلرید جیوه (کالومل) برای مدت طولانی به عنوان یک درمان برای بثورات پوستی استفاده می شد. در چهل سال گذشته، خطرات جیوه بیشتر شناخته شده است. در نتیجه، استفاده از جیوه در حال حاضر بسیار کم شده است.

جیوه تنها فلز مایع است. در واقع، تنها یک عنصر مایع دیگر وجود دارد که برم است. با اینحال برم یک غیر فلز است. جیوه دو خاصیت فیزیکی دارد که مورد توجه خاص هستند. اول اینکه کشش سطحی بسیار بالایی دارد. کشش سطحی خاصیت مایعات است که باعث می شود مانند پوست پوشیده شده باشند.

جیوه همچنین رسانای بسیار خوبی برای الکتریسیته است. این ویژگی در تعدادی از وسایل کاربردی استفاده می شود. یکی از این دستگاه‌ ها کلید جیوه‌ ای است که چراغ‌ ها را روشن و خاموش می‌کند. برای این منظور مقدار کمی جیوه را می توان در یک کپسول شیشه ای کوچک قرار داد. کپسول را می توان طوری ساخت که به عقب و جلو خم شود تا جیوه از یک سر به سر دیگر جریان می یابد. کلیدهای جیوه ای به راحتی ساخته می شوند و بسیار کارآمد هستند.

اثرات و واکنش جیوه بر مس، طلا و آلومینیوم

اثرات و واکنش جیوه بر مس ، طلا و آلومینیوم به اشکال مختلف در صنایع مورد کاربرد قرار می گیرد. این عنصر تقریبا با همه فلزات معمولی از جمله طلا و نقره آلیاژ می ‌سازد و کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. به هر آلیاژی از جیوه، ملغمه گفته می ‌شود. به عبارت دیگر ملغمه همان ترکیب جیوه- فلز است که می‌ تواند مایع یا جامد باشد.

آهن یک استثناء است برای همین در قدیم برای تجارت این عنصر از ظرف ‌های آهنی استفاده می شد. فلزات دیگری که با این ماده ملغمه نمی ‌سازند عبارتند از تانتال، تنگستن و پلاتین.

هنگامی که این فلز و آلومینیم خالص در تماس با هم قرار گیرند به آسانی با هم ترکیب می ‌شوند و ملغمهٔ آلومینیم – جیوه را می‌سازند. اکسید آلومینیم که پوشش محافظ آلومینیم در برابر اکسید شدگی است در برابر این ملغمه به آسانی از میان می ‌رود.

برای همین حتی مقادیر بسیار کم این عنصر هم برای آلومینیم بسیار خورنده ‌است. به همین دلیل اکثر اوقات اجازه ورود این فلز به داخل هواپیما داده نمی‌ شود.

 

 

توجه 

این عنصر به راحتی با  با طلا تولید آمالگام می ‌کند و برای تهیه طلا از سنگ معدن مورد استفاده قرار می‌ گیرد.

آمالگام یک آلیاژ فلزی متشکل از جیوه، نقره، قلع، مس و کمی روی است ، مخلوط به ‌دست آماده از ترکیب این مواد استحکام مناسبی برای ترمیم دندان دارد. در تولید آمالگام، مس را به آلیاژ تولید شده اضافه می کنند تا استحکام آمالگام افزایش یابد.

جیوه دندانپزشکی آلمانی و روسی برخی از انواع این فلز هستند که برای تهیه آمالگام مورد استفاده قرار می گیرند. همانطور که گفته شد در حال حاضر کشورهای زیادی این فلز را تولید و به اشکال مختلف صادر می کنند. جیوه دندانپزشکی آلمانی و روسی هم نوعی از این فلز است که برای پرکردن دندان مورد استفاده قرار می گیرد.

چگالی جیوه بسیار بالاست (۶/۱۳ g/cm^۳) در واقع آنقدر بالا که اشیایی نظیر توپ ، آجر و قطعات سربی یا آهنی روی آن شناور می شوند. اما طلا اینگونه نیست زیرا طلا با این فلز همانند شکر در چای رفتار می کند . این فلز جذب آهنربا نمی شود و لذا اگر روی فرش یا کف پوش بریزد نمی توان به راحتی آن را برطرف کرد.

افزایش چگالی این عنصر به روش های مختلفی ممکن است و می توان از ترکیب آن با فلزات دیگر به آلیاژهایی با چگالی بالاتر دست یافت.

نکات مهم در مورد Hg جیوه

جیوه عنصری است که در واکنش شیمیایی با اسیدهای زیادی چون اسید سولفوریک شرکت نمی کند. اما توانایی حل کردن اسیدهای اکسید کننده ای چون اسید سولفوریک غلیظ و اسید نیتریک را دارد. در این واکنش، سولفات، نیترات و کلرید جیوه تشکیل می شود. گوگرد حتی در اندازه های کوچک با جیوه وارد واکنش می شود. از این مواد برای جذب بخارهای جیوه در کیت های نشت جیوه استفاده می کنند.

علائم تماس با عنصر جیوه

با این‌که این فلز سنگین در بسیاری از ساختارهایی که روزانه با آن‌ها سر و کار داریم موجود است، اغلب آن را فراموش می ‌کنیم و توجهی به آن نداریم. اما اثرات سمی این فلز سنگین به ‌آسانی از طریق بافت‌های پوستی، تنفسی و گوارشی جذب بدن می ‌شود. این فلز سیستم عصبی مرکزی را مورد تهاجم قرار داده و اثرات زیان ‌آوری برای دهان، لثه و دندان دارد.

ضعف سیستم ایمنی، لرزش، بی‌ خوابی، از دست دادن حافظه، اثرات عصبی و عضلانی، سردرد، اختلال در عملکرد شناختی و حرکتی و نارسایی کلیه‌ها از بارزترین اثرات جیوه بر بدن و به عبارتی عوارض ناشی از مسمومیت با این عنصر است.

توجه 

از دیگر اثرات عنصر مورد بحث در این مقاله بر بدن این است که در عملکرد سلول‌های قرمز خون و اکسیژن تداخل ایجاد می‌ کند و با کمبود اکسیژن، سبب خستگی، کم خونی، بی قراری و ضعف می ‌شود و چون این فلز خطرناک، تمایل خاصی به رسوب در بافت مغز دارد، با بروز افسردگی، اختلالات روانی، اشکال در تمرکز و سردرد نیز مرتبط است.

همچنین این فلز سمی می ‌تواند موجب تشدید بیماری MS شود و اگر جنین از طریق مادر در معرض آن قرار گیرد، عوارضی چون فلج مغزی، عقب‌ افتادگی ذهنی و نقایص مادرزادی را ایجاد خواهد کرد.

این عنصر در هر دو حالت گازی و مایع به ‌شدت سمی است. اگر این فلز سنگین و سمی خورده شود، منجر به ضایعات مغزی و کبدی می ‌شود. به همین علت ، امروزه در دماسنج هایی که فقط به منظور اندازه گیری درجه حرارت آب و هوا ساخته شده‌ اند، از الکل رنگیزه دار استفاده می‌شود؛ نقطه جوش الکل از هر دمای طبیعی در زمین بیشتر است.

ولی هنوز هم در بسیاری از دماسنج های پزشکی به علت دقت بالای جیوه از این عنصر استفاده می ‌گردد، بنابراین هنگام استفاده از این دماسنج ها باید توجه زیادی نمود.

هشدارها برای کارکردن

تماس با مقدار زیاد این فلز و در مدت طولانی باعث آسیب های مغزی و در نهایت منجر به مرگ خواهد شد. هوایی که در دمای اتاق با بخارات این فلز اشباع شده باشد، به رغم نقطه جوش بالا بسیار سمی است ( خطر در دماهای بالاتر افزایش می ‌یابد ) بنابراین برای پیشگیری از اثرات جیوه بر بدن با این عنصر باید در نهایت دقت رفتار شود.

لازم است ظروف این فلز به صورت مطمئن پوشیده شوند تا از سررفتن یا تبخیر آن جلوگیری شود. حرارت دادن این فلز یا ترکیبات آن همیشه باید بوسیله هواکش های مناسب و قوی انجام شود؛ بعضی اکسیدهای آن می‌ توانند به  Hgعنصری تجزیه شوند که سریعا تبخیر شده و ممکن است دیده نشوند.

در هنگام ورود جیوه به بدن چه اقدامی انجام دهیم؟

این عنصر یکی از فلزات سنگین موجود در محیط زیست و مواد غذایی است. باتوجه به این‌ واقعیت که ما در زندگی امروزه خواه‌ناخواه با فلزات سنگین در تماس هستیم و آن‌ها از طرق مختلف و حتی از طریق مواد غذایی مصرفی وارد بدن ما می‌ شوند وجود جیوه در

پزشکان و متخصصان توصیه می ‌کنند که برای پیشگیری از آسیب این فلزات به بدن می ‌توان از برخی راهکارهای طبیعی کمک گرفت.

مصرف لبنیات، کلم بروکلی، ماهی کیلکا و ساردین و سبزیجات یکی از این راهکارهای توصیه‌ شده است. ویتامین E و سلنیوم نیز از جمله موادی هستند که خنثی‌ کننده اثرات جیوه بر بدن محسوب می ‌شوند. مغزهای آجیلی، حبوبات، زرده تخم ‌مرغ، سبزیجات حاوی برگ سبز تیره و گوجه فرنگی نیز حاوی ریزمغذی‌ هایی برای جلوگیری از مسمومیت با این فلز هستند.