ვერცხლისწყალი

ვერცხლისწყალი (ლათ: Hydrargyrum) წარმოადგენს ქიმიურ ელემენტს, რომლის სიმბოლოა Hg, ხოლო ატომური ნომერი - 80. ვერცხლისწყალი ერთადერთი ლითონია, რომელიც ჩვეულებრივ პირობებში თხევადი სახით გვხვდება.

ძველ წყაროებში ვერცხლისწყლის სინონიმად ხშირად იხმარება არაბულიდან ნასესხები სინდიყი.

მარტივი ნივთიერება ვერცხლისწყალი  გარდამავალი ლითონია. წარმოადგენს მძიმე მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის თხევად (ოთახის ტემპერატურა) ლითონს, რომლის ორთქლი ძალიან ტოქსიკურია. ვერცხლისწყალი ერთერთი (სულ ორი ელემენტია) ქიმიური ელემენტია  რომლის მარტივი ნივთიერება ნორმალურ პირობებში იმყოფება თხევად აგრეგატულ მდგომარეობაში (მეორე ელემენტია - ბრომი). ბუნებაში არსებობს როგორც თვითნაბადი ვერცხლისწყალი, ისე ქმნის მთელ რიგ მინერალებს. ყველაზე ხშირად ვერცხლისწყალს ღებულობენ მისი მინერალიდან - კინოვარიდან აღდგენით. გამოიყენება საზომი ხელსაწყოების დასამზადებლად, ვაკუუმის ტუმბოების, დენის წყაროების და მეცნიერებისა და ტექნიკის დარგში.

გავრცელება

ვერცხლისწყალი შედარებით იშვიათი ელემენტია. მას დედამიწის ქერქი შეიცავს საშუალოდ 83 მგ/ტ კონცენტრაციის სახით. თუმცა ვერცხლისწყალი სუსტი  რეაქციისუნარიანობის გამო ნაკლებად უკავშირდება დედამიწის ქერქში მასტან ერთად გავრცელებულ ელემენტებს და ამიტომ  ვერცხლისწყლის მადანი შეიძლება იყოს ძალიან კონცენტრირებული, ვიდრე ჩვეულებრივი ქანები. ყველაზე მდიდარი ვერცხლისწყლის მადანი შეიცავს 2.5 % ვერცხლისწყალს.

ვერცხლისწყლის არსებობის ძირითადი ფორმა ბუნებაში  გაბნეულია და მხოლოდ მისი 0.02 % არის საბადოებში. ამოფრქვეული ქანებში მისი შემცველობა მიახლოებით 100 მგ/ტ ტოლია. დანალექ ქანებში მისი მაქსიმალური კონცენტრაცია  თიხნარ ფენებში შეადგენს 200 მგ/ტ. მსოფლიო ოკეანის წყლები შეიცავს 0.1 მკგ/ლ ვერცხლისწყალს.

ვერცხლისწყლის ძალიან მნიშვნელოვან გეოქიმიურ თავისებურებას წარმოადგენს ის, რომ სხვა ჰალკოფილურ ელემენტებს შორის მას გააჩნია ყველაზე მაღალი იონიზაციის პოტენციალი. ამიტომ ადვილად აღდგება ატომურ ფორმამდე (თვითნაბადი ვერცხლისწყალი).

უმრავლესი სულფიდური მინერალები შეიცავენ ვერცხლისწყალს. მისი განსაკუთრებით მაღალი შემცველობაა ანთიმონიტებში, სფალერიტებში და რეალგარებში. ორ ვალენტიანი ვერცხლისწყლის და კალციუმის, ერთვალენტიანი ვერცხლისწყლის და ბარიუმის იონების რადიუსების სიახლოვე განსაზღვრავს მათ იზომორფიზმს ფლუორიტებში და ბარიტებში. კინოვარში და მეტაცინაბარითში გოგირდი ზოგჯერ ჩაინაცვლება სელენით ან ტელურით. ცნობილია ძალიან იშვიათი ვერცხლისწყლის სელენიდი — ტიმანიტი (HgSe) და ონოფრიტი (ტიმანიტის და სფალერიტის ნარევი).

ზედაპირულ პირობებში კინოვარი და ლითონური ვერცხლისწყალი იხსნებიან წყალში ძლიერი დამჟანგავების არ ყოფნის პირობებშიც კი, მაგრამ მათი არსებობისას ([Fe₂(SO₄)₃], ოზონი, წყალბადის ზეჟანგი) ამ მინერალების ხსნადობა აღწევს ათობით მგ/ლ. განსაკუთრებით კარგად ვერცხლისწყალი იხსნება სულფიდებში, ტუტეებში (მაგალითად, კომპლექსი HgS·nNa₂S. ვერცხლისწყალი ადვილად სორბირებს თიხასთან, რკინის ჰიდროჟანგებთან და მანგანუმთან, თიხნართან და ნახშირთან.

ბუნებაში ცნობილია 20-მდე ვერცხლისწყლის მინერალი, მაგრამ მთავარი სამრეწველო მნიშვნელობა აქვს კინოვარს HgS (86.2 % Hg). იშვიათად მოიპოვებენ თვითნაბად ვერცხლისწყალს, მეტაცინაბარიტი HgS და შვატციტი (17 % Hg). მხოლოდ ერთ გუიტცუკოს (მექსიკა) საბადოში მთავარ მინერალს - მადანს წარმოადგენს ლივინგსტონიტი HgSb₄S₇. ვერცხლისწყლის საბადოების დაჟანგვის ზონებში წარმოიქმნება მეორადი ვერცხლისწყლის მინერალები. მათ პირველ რიგში მიეკუთვნება თვითნაბადი ვერცხლისწყალი, იშვიათად მეტაცინაბარიტი, რომელიც განსხვავდება ასეთივე პირველადი მინერალებისაგან დიდი შემადგენლობის სისუფთავით. შედარებით გავრცელებულია კალომელი Hg₂Cl₂. ტერლიგუას საბადოში (ტექსაქსი) გავრცელებულია სხვა ჰიპერგენული ჰალოიდური ნაერთები - ტერლინგუაიტი Hg₂ClO, ეგლესტონიტი Hg₄Cl.

ცნობილია ვერცხლისწყლის საბადოები ამიერკავკასიაში (დაღესტანში, სომხეთში), ტაჯიკეთში, სლოვენიაში, ყირგიზეთში, უზბეკეთში.

ინდუსტრიულ რევოლუციამდე ატმოსფეროში ვერცხლისწყლის შემცველობა შეადგენდა მიახლოებით 4 ნანოგრამს ლიტრ ყინულზე. ბუნებრივი წყაროები როგორებიცა ვულკანები, შეადგენენ ჰაერში გამონაბოლქვი ყველა ვერცხლისწყლის ნახევარს. მეორე ნახევარზე კი ადამიანია პასუხისმგებელი. ძირითადად ეს ხდება ნახშირის წვისას თბოელექტროსადგურებში - 65 %, ოქრო მოპოვება - 11 %, ფერადი ლითონების გამოდნობა - 6,8 %, ცემენტის წარმოება - 6,4 %, ნაგავის უტილიზაცია - 3 %, სოდის წარმოება - 3 %, თუჯი და ფოლადის წარმოება - 1,4 %, ვერცხლისწყლაი (ძირაითადად ელემენტებისათვის ბატარეები) - 1,1 %, და სხვა - 2 %.

ერთი ყველაზე ძლიერი დაბინძურება ვერცხლისწყლით მოხდა იაპონიის ქალაქში მინამატაში 1956 წელს, რამაც გამოიწვია მიახლოებით 3000-მდე მსხვერპლი, ზოგი დაიღუპა, ზოგი კი ძლიერ დაშავდნენ მინამატას ავადმყოფობით.

ფუნტის მონეტა, რომლის სიმკვრივეც არის ~7.6 გ/სმ³, ტივტივებს ვერცხლისწყლის ზედაპირზე ვერცხლისწყლის მაღალი ზედაპირული დაჭიმულობის ძალის გამო

 ფიზიკური თვისებები

ვერცხლისწყალი - ერთადერთი ლითონია რომელიც ნორმალურ პირობებში თხევად მდგომარეობაშია. გააჩნია დიამაგნიტური თვისებები. ბევრ ლითონთან წარმოქმნის თხევად შენადნობებს - ამალგამებს. არ ამალგამირებს მხოლოდ რკინას, მანგანუმს და ნიკელს.

ქიმიური თვისებები

ვერცხლისწყალი  ნაკლებად აქტიური ლითონია.

300 °C-მდე გახურების შემთხვევაში ვერცხლისწყალი შედის რეაქციაში ჟანგბადთან:

2 Hg + O₂ → 2 HgO

წარმოიქმნება  წითელი ფერის  ვერცხლისწყლის (II) ოქსიდი. ეს რეაქცია შექცევადია. ოქსიდის 340 °C -ზე მაღლა გახურებისას ოქსიდი იშლება მარტივ ნივთიერებებად. ვერცხლისწყლის ოქსიდის დაშლის რეაქცია ისტორიულად არის ერთერთი პირველი ხერხი ჟანგბადის მისაღებად.

ვერცხლისწყლისა და გოგირდის გახურებით წარმოიქმნება კინოვარი (ვერცხლისწყლის (II) სულფიდი).

ვერცხლისწყალი არ იხსნება ისეთი მჟავეების ხსნარებში, რომლებსაც არ გააჩნიათ დამჟანგავი თვისებები, მაგრამ იხსნება მეფის არაყში და აზოტმჟავაში, ორვალენტიანი ვერცხლისწყლის მარილების წარმოქმნით. აზოტმჟავაში ჭარბი ვერცხლისწყლის გახსნისას დაბალ ტემპერატურაზე  წარმოიქმნება Hg₂(NO₃)₂.

მე-12 ჯგუფის ელემენტებს შორის მხოლოდ ვერცხლისწყალს უჩნდება 6d¹⁰ ძალიან მდგრადი ელექტრონული გარსის დაშლის შესაძლებლობა, რაც იძლევა ვერცხლისწყლის ნაერთებს +4 დაჟანგულობის რიცხვით. ასე რომ, ნაკლებად ხსნადი Hg₂F₂ და ხსნადი HgF₂ გარდა არსებობს HgF₄, რომელიც მიიღება ვერცხლისწყლის ატომებისა და ნეონისა და ფთორის ნარევის ურთიერთქმედებით 4К -ის პირობებში.

დემერკურიზაცია (ვერცხლისწლისაგან გაუვნებელყოფა)

ფართებისა და ნივთების გაუვნებელყოფას ვერცხლისწყლისა და მისი ორთლისაგან გასუფთავებას  ეწოდება დემერკურიზაცია. ყოფაში ფართოდ გამოიყენება დემერკურიზაცია გოგირდის გამოყენებით. ასე მაგალითად თუ გატყდა თერმომეტრი, საჭიროა გულდასმით შეგროვდეს ვერცხლისწყლის ბურთები მინის ჰერმეტულ ქილაში  (შესაძლებელია სამედიცინო ოყნის გამოყენება), ხოლო ღრიჭოები შევავსოთ გოგირდის ფხვნილით (S). გოგირდი ადვილად შედის ქიმიურ რეაქციაში ვერცხლისწყალთან ოთახის ტემპერატურის პირობებში, წარმოიქმნება ასევე ტოქსიკური თუმცა არააქროლადი შენაერთი კინოვარი - HgS.

დემერკურიზაციზე ასევე იხილეთ სტატია: გ. ხატისაშვილი."დაღვრილი ვერცხლისწყლის შეგროვება და შენახვა ", "ქიმიის უწყებანი", ტომი: 4, გვ. 34-36, 2020

მიღება

ვერცხლისწყალს იღებენ კინოვარის წვით (ვერცხლისწყლის (II) სულფიდი). ეს მეთოდი ძველად გამოიყენებოდა ალქიმიკოსების მიერ. კინოვარის წვის რეაქციის ტოლობა შემდეგია:

HgS + O₂ → Hg + SO₂

გამოყენება

ვერცხლისწყალი და მისი შენაერთები გამოიყენება ტექნიკაში, ქიმიურ მრეწველობაში, მედიცინაში.

ვერცხლისწყლის ყვითელი ოქსიდი (II) შედის თვალის და კანის სამკურნალო მალამოების შემადგენლობაში.

ვერცხლისწყლის წითელი ოქსიდი (II) გამოიყენება საღებავების დასამზადებლად.

ვერცხლისწყალი თერმომეტრის რეზერვუარში

ვერცხლისწყლის (I) ქლორიდი, რომელსაც კალომელი ეწოდება, გამოიყენება პიროტექნიკაში,  ფუნგიციდად. ზოგ ქვეყანაში კალომელს ხმარობენ როგორც კუჭის ამშლელ საშუალებას. ვერცხლისწყლის (II) ქლორიდი, რომელსაც ეწოდება სულემა, არის ძალიან ტოქსიკური. სულემა გამოიყენება მედიცინაში როგორც სადეზინფექციო საშუალება, ტექნიკაში - ხეების დასამუშავებლად, ზოგიერთი სახის მელნის მისაღებად, ფოლადის დამუშავებაში. სოფლის მეურნეობაში ის გამოიყენება როგორც ფუნგიციდი.

ვერცხლისწყლის ამიდოქლორიდი შედის ზოგიერთი მალამოს შემადგენლობაში. ვეტერინარიაში ის გამოიყენება როგორც კანის პარაზიტული დაავადებების საწინააღმდეგო საშუალება.

ვერცხლისწყლის (II) ნიტრატი გამოიყენება ბეწვეულის დამუშავებაში. მისი ტოქსიკურობა ისეთივეა, როგორც სულემის.

ვერცხლისწყლის ბევრი ორგანული ნაერთი გამოიყენება როგორც პესტიციდი და მცენარეთა თესლების დასამუშავებელი საშუალება.

ვერცხლისწყალი ძალიან ტოქსიკურია, ამიტომ ის თითქმის მთლიანად ამოღებულია სამედიცინო პრეპარატებიდან.

XIX საუკუნეში ექიმები ვერცხლისწყლით მკურნალობდნენ ჭრილობებს და ვენერიულ დაავადებებს. ვერცხლისწყლის ნაერთები გამოიყენებოდა როგორც ანტისეპტიკური (სულემა), კუჭის ამშლელი (კალომელი) საშუალებები.

მუქი იასამნისფერი ნათება ულტრაიისფერი სხივების ნათურაში განპირობებულია ვერცხლისწყლის ორთქლის არსებობით

ტიმორესალი გამოიყენება როგორც კონსერვანტი ვაქცინისთვის.

ვერცხლის ამალგამას გამოიყენებენ სტომატოლოგიაში კბილის პლომბების მასალად.

ვერცხლისწყალი გამოიყენება თერმომეტრებში. ვერცხლისწყლის და ტალიუმის შენადნობი კი - დაბალტემპერატურული თერმომეტრებისათვის.

20 საუკუნის შუა ხანებამდე ვერცხლისწყალი ფართოდ გამოიყენებოდა ბარომეტრებში და მანომეტრებში.

ვერცხლისწყლის ვაკუუმის ტუმბოები 19 ს. და 20 საუკუნის დასაწყისში წარმოადგენდნენ  ვაკუუმის ძირითად წყაროებს.

ვერცხლისწყლის ორთქლითაა გაჯერებული ვერცხლისწყლის-კვარცის ნათურები და ლუმინესცენტნური ნათურები.

ვერცხლისწყალი გამოიყენება ზოგიერთ დენის ქიმიური წყაროებში (მაგალითად, ვერცხლისწყალი-თუთიის ელემენტი).

ვერცხლისწყალი გამოიყენება წყალქვეშა ნავებში როგორც ბალასტი და არეგულირებს ზოგიერთი აპარატის დახრასა და დიფერენტს.

ვერცხლისწყალი ადრე შედიოდა ბიოციდური საღებავების შემადგენლობაში, რათა არ მომხდარიყო გემის კორპუსზე ზღვის ორგანიზმების ზრდა. დღეისათვის უკვე აკრძალულია ასეთი ტიპის საღებავების გამოყენება.

ვერცხლისწყლის იოდიდი გამოიყენება როგორც რადიოაქტიური გამოსხივების დეტექტორის ნახევარგამტარი.

ვერცხლისწყალის ფულმინატი (”მგრგვინავი ვერცხლისწყალი”) ისტორიულად გამოიყენება როგორც დეტონატორი.

ვერცხლისწყლის ბრომიდი გამოიყენება წყლის თერმოქიმიური დაშლით წყალბადისა  და ჟანგბადის მისაღებად(ატომურ-წყალბადური ენერგეტიკა).

პერსპექტიულია ვერცხლისწყლის ცეზიუმთან შენადნობში გამოყენება, იონურ ძრავებში მაღალეფექტური მუშა ნაწილად.

ლითონური ვერცხლისწყალი გამოიყენება მთელი რიგი მნიშვნელოვანი შენადნობების მისაღებად.

ადრე სხვადასხვა ლითონების ამალგამები, განსაკუთრებით ვერცხლისა და ოქროს ამალგამა ფართოდ გამოიყენებოდა საიუველირო საქმეში, და ასევე სარკეების წარმოებაში.

ლითონური ვერცხლისწყლის კათოდი გამოიყენება აქტიური ლითონების, ქლორისა და ტუტეების ელექტროლიზურად მიღებისას.

ვერცხლისწყალი გამოიყენება მეორადი ალუმინის გადამუშავებისას და ოქროს მოპოვებისას.

ბიოლოგიური როლი

ლითონური ვერცხლისწყალი და მისი ორთქლი ძალიან მომწამლავია. მას შეუძლია გამოიწვიოს ძლიერი ინტოქსიკაცია. ვერცხლისწყალი და მისი შენაერთები (სულემა, კალომელი, ვერცხლისწყლის ციანიდი) აზიანებს ნერვულ სისტემას, ღვიძლს, თირკმლებს, კუჭ-ნაწლავის ტრაქტს, ჩასუნთქვის შემთხვევაში - სასუნთქ გზებს (ორგანიზმში ყველაზე ხშირად ვერცხლისწყალი სწორედ ჩასუნთქვის გზით ხდება).

საშიშროების კლასის მიხედვით ვერცხლისწყალი მიეკუთვნება პირველ კლასს (ძალიან საშიში ქიმიური ნივთიერება). იგი გარემოს საშიში დამბინძურებელიცაა. განსაკუთრებით საშიშია მისი მოხვედრა წყალში, რადგანაც ფსკერზე არსებული მიკროორგანიზმების მოქმედებით მიმდინარეობს წყალში ხსნადი ტოქსიკური მეთილვერცხლისწყლის წარმოქმნა.

ვერცხლისწყლის ორგანული ნაერთები (მეთილვერცხლისწყალი და სხვა) განსაკუთრებულად ტოქსიკურია ,ვიდრე ვერცხლისწყლის არაორგანული ნაერთები, რაც აიხსნება პირველ რიგში მათი ლიპოფილობით და ორგანიზმის ფერმენტატიული სისტემების ელემენტებთან უფრო ეფექტური ურთიერთქმედების უნარით.

ლითონური ვერცხლისწყლის და მისი ორთქლებით დაბინძურების ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია:

• დასახლებულ პუნქტებში (საშუალო დღეღამური) – 0.0003 მგ/მ³
• საცხოვრებელ სახლებში (საშუალო დღეღამური) – 0.0003 მგ/მ³
• სამუშაო ზონის ჰაერში (მაქს. ერთჯერადი) – 0.01 მგ/მ³
• სამუშაო ზონის ჰაერში (საშუალო დღეღამური) – 0.005 მგ/მ³
• ჩამდინარე წყლებში (არაორგანული ნაერთებისათვის, ორვალენტიანი ვერცხლისწყლზე გადაანგარიშებით) – 0.005 მგ/მლ
• სამეურნეო-სასმელი და კულტურული წყალმოხმარების ობიექტების, წყალსაცავების წყალში - 0.0005 მგ/ლ
• თევზის მეურნეობის წყალსაცავებში - 0.00001 მგ/ლ
• ზღვის წყალში - 0.0001 მგ/ლ
• ნიადაგებში - 2.1 მგ/კგ

მასალა მომზადებულია www.wikipedia.com -ის მიხედვით