Quecksilber

Synonyme

  • Mercurium [lat.], Mercury [engl.]

Übersicht

Pharmakologie

Toxikologie

  • Quecksilber und seine wasserlöslichen Verbindungen sind starke Gifte. So sind bereits 0,2 - 1 g HgCl2 tödlich.
    • Quecksilber reagiert mit SH-Gruppen und Imidazolstrukturen von Enzymen und schädigt Zellmembranen.
  • Relativ ungiftig sind schwerlösliche Verbindungen wie Hg2Cl2 und HgS.

Metallisches Quecksilber

  • Bereits bei Raumtemperatur geht Quecksilber in giftige Quecksilberdämpfe über. Diese werden sehr leicht endobronchial resorbiert (Bioverfügbarkeit > 80 %). Die perorale Bioverfügbarkeit metallischen Quecksilbers ist nur sehr gering.
  • Metallisches Quecksilber wird nicht von der Blut-Hirn-Schranke zurückgehalten, weshalb starke zentralnervöse Symptome auftreten.
  • Die biologische Halbwertszeit im ZNS beträgt etwa 1 - 20 Jahre.

Anorganische Quecksilberverbindungen

  • Anorganische Quecksilberverbindungen zeigen nach peroraler Aufnahme zunächst lokale Giftwirkungen.
  • Die Resorption aus dem Gastrointestinaltrakt ist hoch. Aus den Harnwegen werden ca. 20 % der bereits abfiltrierten Quecksilbermenge wieder resorbiert.
  • Auch über die Haut werden anorganische Quecksilberverbindungen normalerweise gut resorbiert.
  • Typisch für anorganische Quecksilberverbindungen sind irreversible Nierenschäden.
  • Die biologische Halbwertszeit in den Nieren beträgt ca. 60 d.

Organische Quecksilberverbindungen

  • Organische Quecksilberverbindungen werden meist mit Bioverfügbarkeiten von > 90 % aufgenommen.
  • Sie verursachen vor allem schwere Schäden am ZNS. Föten reagieren hierbei etwa 3-4mal empfindlicher auf Hg als Erwachsene.
  • Die biologische Halbwertszeit im ZNS beträgt ca. 1 - 18 Jahre.

Chemie

Allgemeine Eigenschaften

Formelzeichen Hg
Ordnungszahl 80
Isotope [%] 191Hg - künstlich (49 min -> 191Au)
194Hg - künstlich (444 a -> 194Au)
195Hg - künstlich (9,9 h -> 195Au)
196Hg - 0,15
197Hg - künstlich (64,14 h -> 197Au)
198Hg - 9,97
199Hg - 16,87
200Hg - 23,10
201Hg - 13,18
202Hg - 29,86
203Hg - künstlich (46,612 d -> 203Tl)
204Hg - 6,87
206Hg - künstlich (8,1 min -> 206Tl)

Chemische Eigenschaften

Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 2,00 (II)
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2
Oxidationszahlen +2, +1
bevorzugt +2

Physikalische Eigenschaften

Mittlere Atommasse [u] 200,59 ± 2
Dichte [g/cm3] 13,546
Schmelztemperatur [°C] -38,89
Siedetemperatur [°C] 356,58
Härte [Mohs] k.A.
Atomradius [pm] 151
Ionenradius [pm] (bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 110 (2+)
1. Ionisierungsenergie [kJ/mol] (bei 25 °C) 1013

Sonstige Eigenschaften

  • Quecksilber ist ein silberglänzendes, bei Zimmertemperatur flüssiges Metall.
  • Von trockener Luft wird Quecksilber nicht angegriffen, wohl aber von oxidierenden Säuren.
  • Quecksilberverbindungen sind meist farblos.
  • Mit Metallen bildet Quecksilber leicht Legierungen, die Amalgame genannt werden.
  • Quecksilber und seine wasserlöslichen Verbindungen sind starke Gifte.
  • Bereits bei Raumtemperatur geht Quecksilber in giftige Quecksilberdämpfe über.

Geschichtliches

  • Quecksilber wurde bereits um 4000 v.Chr. entdeckt und verwendet.
  • Der Name leitet sich von griechisch-lateinisch hydrargyrum ("flüssiges Silber") ab.

Vorkommen

  • Meist gediegen oder in Form des Minerals Zinnober (HgS).

Verwendung

  • Zur Füllung von Thermometern (nahezu proportionale Wärmeausdehnung zwischen 0 °C und 100 °C)
  • Im Produktionsprozess von Gold und bei der Chloralkalielektrolyse
  • Silberamalgame werden als Zahnfüllung verwendet, stehen dort jedoch aufgrund der Giftigkeit des Quecksilbers in der Kritik und werden zunehmend durch Kunststoffe, Gold oder Keramik ersetzt.

Herstellung

  • Aus Zinnober mit Hilfe von Sauerstoff. Anschließende Reindarstellung durch Destillation.

Analytik

Identität

Arzneibuchmethode A (als Amalgam)

Durchführung (Arzneibuch)
  • Werden 0,1 ml einer Lösung der Substanz auf eine blanke Kupferfolie gebracht, entsteht ein dunkelgrauer Fleck, der beim Reiben blank wird. Wird die trockene Folie in einem Reagenzglas erhitzt, verschwindet der Fleck.
Durchführung (allgemein)
  • 5 - 10 mg Probensubstanz werden zusammen mit 3 Tropfen 5 molarer Salzsäure und 1 Tropfen Natriumchlorat-Lösung (5 mol/L) im Wasserbad erhitzt. 
  • Wenn keine Substanz mehr in Lösung geht wird mit Wasser auf 0,5 ml verdünnt.
  • In etwas dieser Lösung wird ein blanker Kupferdraht gebracht und das Lösemittel abgedampft. 
  • Am Kupferdraht entsteht ein grauer Belag, der nach Polieren blank wird.
Reaktion

Hg2+ + Cu Hg + Cu2+

Bemerkungen
  • Am Kupferdraht können sich bei diesem Versuch verschiedene edlere Metalle abscheiden . 
  • Ist Quecksilber das einzige edlere Metall, so erkennt man es an einem grauen Beschlag, der nach Polieren silberglänzend wird. Sind auch andere edlere Metalle in der Probe vorhanden, so muss das Quecksilber durch vorsichtiges Erwärmen vom Kupferdraht abdestilliert werden und anhand von auskondensierten Quecksilber-Kügelchen nachgewiesen werden.

Arzneibuchmethode B

Durchführung
  • Wird die vorgeschriebene Lösung mit verdünnter Natriumhydroxid-Lösung R bis zur stark alkalischen Reaktion versetzt, entsteht ein sich schnell absetzender, gelber Niederschlag aus Quecksilber(II)-Salzen.

Als Quecksilber(I)-iodid

Reaktionen

  1. Hg22+ + 2 I- Hg2I2

  2. Hg2I2 Hg + HgI2

Bemerkungen
  • Zunächst grünlichgelber Niederschlag aus Hg2I2, der beim Erwärmen leicht zerfällt und dabei schwarz wird.
  • Wird KI im Überschuss zugesetzt so lösen sich sowohl Hg2I2 als auch HgI2.

Als Quecksilber(II)-iodid

Reaktion

Hg2+ + 2 I- HgI2

Bemerkungen
  • Roter Niederschlag aus Quecksilber(II)-iodid, löslich in überschüssiger KI-Lösung.

Atomabsorptionsspektrometrie

Atomemissionsspektrometrie

 

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