Mercure (élément) Signification, Article, Explication au sujet de Mercure (élément)

iso	AN	demi-vie	MD	Ed MeV	PD
¹⁹⁴Hg	{syn.}	444 ans	ε	0,040	¹⁹⁴Au
¹⁹⁶Hg	0,15 %	Hg est stable avec 116 neutrons
¹⁹⁸Hg	9,97%	Hg est stable avec 118 neutrons
¹⁹⁹Hg	16,87%	Hg est stable avec 119 neutrons
²⁰⁰Hg	23,1%	Hg est stable avec 120 neutrons
²⁰¹Hg	13,18%	Hg est stable avec 121 neutrons
²⁰²Hg	29,86%	Hg est stable avec 122 neutrons
²⁰⁴Hg	6,87%	Hg est stable avec 124 neutrons

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Présentation

Les alchimistes l'appelaient parfois le « vif-argent » et le représentaient grâce au symbole de la planète Mercure, d'où son nom actuel. Son symbole Hg est quant à lui issu du mot latin hydrargyrum qui signifie « argent liquide ».

On trouve le mercure sous forme naturelle ou oxydée. Ce métal a eu de tout temps de nombreuses utilisations.

Propriétés physiques et chimiques

Sous les conditions normales de température et de pression, c'est le seul métal à l'état liquide. Notons également qu'il s'agit du seul métal dont la température d'ébullition est inférieure à 650 °C. Le point triple du mercure, à -38,8344 °C, est un point fixe de l'échelle internationale des température (ITS-90).

Les vapeurs de mercure sont nocives. On notera que le mercure est le seul élément en dehors des gazs rares à exiter sous forme de vapeur monoatomique Hg⁰. La pression de vapeur saturante P* du mercure est donnée en kilopascals par les formules suivantes :

log P* = 7,149 - 3212,5/T entre 273 et 423 K
log P* = 7,003 - 0,000197(T-273) - 3141.33/T entre 423 et 673 K

Le mercure forme facilement des alliages avec presque tous les métaux communs à l'exception du fer, du nickel et du cobalt. L'alliage est également difficile avec le cuivre, le platine et l'antimoine. Ces alliages sont communément appelés amalgames. Cette propriété du mercure a de nombreux usages.

Oxydation du mercure

L'élément mercure n'est pas oxydé à l'air sec. Cependant, en présence d'humidité, le mercure subit une oxydation. Les oxydes formés sont Hg₂O à température ambiante, HgO entre 573 K (300 °C) et 749 K (476 °C). L'acide chlorhydrique (HCl) et l'acide sulfurique (H₂SO₄) dilué n'attaquent pas le mercure élémentaire. En revanche, l'action de l'acide nitrique (HNO₃) sur le mercure Hg produit HgNO₃. L'eau régale attaque également le mercure : du mercure corrosif HgCl₂ est alors produit.

Mercure et sulfures

Le mercure tend à former des liaisons covalentes avec les composés soufrés. D'ailleurs, les thiols (composés comportant un groupe -SH lié à un atome de [carbone] C) étaient autrefois nommés mercaptans du latin mercurius captans. Cette affinité entre le mercure et les sulfures peut s'expliquer dans le cadre de la théorie HSAB car le méthylmercure par exemple est un acide très doux de même que les composés soufrés sont des bases très douces.

Minerai et métallurgie du mercure

Utilisations passées

Le mercure fut utilisé probablement dès 2700 avant notre ère pour amalgamer l'or, l'argent ou d'autres métaux. Aujourd'hui certains chercheurs d'or utilisent encore le mercure pour amalgamer les paillettes d'or. L'amalgame obtenue est ensuite chauffé vers 400-500 °C, ce qui conduit à l'évaporation du mercure. Ce procédé reste très artisanal et concerne 10 % de la production mondiale d'or. Il pose de graves problèmes de pollution, notamment des rivières en Amazonie.
On a utilisé par le passé un amalgame de mercure et d'étain pour la fabrication de miroirs.
Du fait de la densité élevée de ce métal, Torricelli utilisa du mercure pour la création de son baromètre en 1643.
Grâce à son coefficient de dilatation thermique élevé, le mercure fut, dès le , utilisé pour la fabrication des thermomètres. Cela pose d'ailleurs des problèmes de santé publique : Cf. Thermomètre et tensiomètre à mercure
Le mercure est également utilisé par les chercheurs d'or pour amalgamer les paillettes d'or. L'amalgame est ensuite chauffé vers 400-500 °C, ce qui conduit à l'évaporation du mercure. Ce procédé reste très artisanal et concerne 10 % de la production mondiale d'or. Il pose de graves problèmes de pollution notamment des rivières en Amazonie.
L'amalgame de mercure et d'or est utilisé dans l'artisanat d'art pour réaliser la dorure de différents objets, notamment les bronzes.
L'anglais Howard fut le premier à utiliser, en 1799, le fulminate de mercure (Hg(ONC)₂) comme détonateur. Cet usage a perduré jusqu'à récemment.
Des composés à base de mercure ont été utilisés pour le traitement des semences : Cf.

Utilisations actuelles

Des composés mercuriques servent comme fongicides et bactéricides. Cf.

La synthèse du chlore en Europe passe souvent par l'utilisation de cellules à cathode de mercure.
Les lampes fluorescentes à vapeur de mercure contiennent environ 15 mg de mercure gazeux.
Le mercure est utilisé pour la fabrication des amalgames dentaires couramment appelés plombages (bien que ne contenant pas de plomb).
Certaines piles contiennent du mercure.

Les piles salines et alcalines ont longtemps contenu du mercure à hauteur de 0,6 % pour les piles salines, 0,025% pour les autres. Quant aux piles boutons, elles mettent parfois en jeu les couples Zn²⁺/Zn et Hg²⁺/Hg. La réaction en fonctionnement est :

Zn + HgO + H₂O + 2 KOH --> Hg + [Zn(OH)₄]K₂

On notera que le mercure est initialement sous forme d'oxyde. Pour les piles de « type bouton » répondant à ce modèle, 1/3 du poids de la pile est du mercure ! Dans leur grande majorité cependant, les piles boutons utilisent de l'oxyde d'argent à la place de l'oxyde de mercure ; elles contiennent alors entre 0,5 et 1 % de mercure.

Environ 2500 tonnes de mercure sont émises dans l'atmosphère chaque année par l'activité humaine. La combustion du charbon dans les centrales électriques et les activités minières représentent les principales sources d'émission. On estime que 4000 tonnes supplémentaires sont émises chaque année par recirculation, par les volcans ou par les formations géologiques riches en mercure.

L'activité bactérienne en milieu aquatique convertit une partie du mercure dissout en méthylmercure. Sous cette forme, le mercure est neurotoxique et s'accumule dans la chaîne alimentaire aquatique. La consommation de certaines espèces de poissons prédateurs représente une source d'exposition importante pour l'humain.

Sources

Citons notamment en français :

Données industrielles, économiques, géographiques sur les principaux produits chimiques, métaux et matériaux
Précis de médecine du travail - chapitre « Mercure » - 4e édition
Atlas de la chimie - Hans Breuer
Publications du Centre de Toxicologie du Québec
Articles de la revue Prescrire
Techniques de l'Ingénieur, traité Matériaux métalliques, M 2 395 - « Métallurgie du mercure »

En anglais :

Pesticide Timeline: Organomercury Poisonings

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