Kvicksilver(II)-sulfid (HgS) – cinnober: egenskaper, förekomst och användning

Upptäck Kvicksilver(II)-sulfid (cinnober): egenskaper, förekomst, risker och historisk samt modern användning. Fakta om HgS och säkerhet i hantering.

Kvicksilver(II)-sulfid, även känd som cinnober, kvicksilversulfid och kvicksilversulfid, är en kemisk förening. Dess kemiska formel är HgS. Den innehåller kvicksilver- och sulfidjoner. Kvicksilvret befinner sig i oxidationstillstånd +2.

Egenskaper

Kvicksilver(II)-sulfid uppträder i två huvudformer (polymorfer) med olika färg och kristallstruktur:

• Cinnober (α-HgS) – röd till rödviolett, den naturliga och historiskt mest kända formen. Kristalliserar i ett trigonal/hexagonalt system och är tungt och glänsande.
• Metacinnober (β-HgS) – svart eller mörkgrå, kubisk kristallstruktur. Bildas under vissa syntetiska eller högtemperaturförhållanden.

Föreningen är i allmänhet olöslig i vatten och har låg löslighet i organiska lösningsmedel. Vid upphettning sönderfaller HgS och kan frigöra kvicksilverånga och svaveldioxid, varför upphettning är farlig.

Kemiska egenskaper

• Oxidationstillstånd: Hg(II) kombinerat med S2−.
• Stabilitet: relativt stabil som fast mineral vid rumstemperatur, men kan reduceras eller oxideras under kemiska reaktioner.
• Biologisk och miljömässig omvandling: även om HgS är mindre lösligt än andra kvicksilverföreningar kan kvicksilver ändå omvandlas i miljön till mer mobila eller toxiska former, exempelvis metylkvicksilver, genom mikrobiella processer.

Förekomst

Cinnober är det viktigaste mineralet som innehåller kvicksilver och förekommer naturligt i hydrotermala ådror och vulkaniska miljöer. Det finns historiska gruvor och fyndigheter på flera platser i världen, bland annat:

• Almadén (Spanien) – en av världens mest kända och historiskt viktiga kvicksilvergruvor.
• Idrija (Slovenien) – också en stor och historisk fyndighet.
• Huancavelica (Peru) och andra lokala fyndigheter globalt.

Användning

Kvicksilver(II)-sulfid har haft flera användningsområden genom historien och i modern tid, men på grund av kvicksilvrets giftighet har många användningar begränsats eller reglerats.

• Pigment: Den röda formen (cinnober) har historiskt använts som pigment under namnet vermilion i konst, lacker och dekorativa arbeten. Både naturlig cinnober och syntetiskt framställd vermilion har använts.
• Källa till kvicksilver: Naturmineralet har brutits för utvinning av metalliskt kvicksilver historiskt, men sådan hantering kräver strikta säkerhetsrutiner och är idag starkt reglerad.
• Kulturella och konstnärliga användningar: Cinnober har använts i traditionell kinesisk lackkonst och i religiösa och dekorativa sammanhang. Användningen har minskat eller anpassats p.g.a. giftighetsrisker.
• Forskning: HgS används i laboratoriestudier av halvledare, katalys och mineralogi, men sådana studier sker under kontrollerade förhållanden.

Giftighet och säkerhet

Även om HgS är mindre lösligt än många andra kvicksilverföreningar är det fortfarande en kvicksilverförening och betraktas som giftigt. Viktiga punkter:

• Mercury kan akkumuleras i organismer och bioackumuleras i näringskedjor, särskilt i formen metylkvicksilver som är mycket farlig för nervsystemet.
• Uppvärmning eller kemisk reduktion av HgS kan frigöra kvicksilverånga, vilket är särskilt farligt eftersom kvicksilverånga lätt absorberas via lungorna.
• Hantering av material som innehåller HgS ska ske med skyddsutrustning och i välventilerade eller fuktade miljöer enligt lokala regler. Avfall och förorenade material ska hanteras som farligt avfall.
• Många länder har restriktioner och regelverk för användning och utsläpp av kvicksilverföreningar.

Analys och identifiering

För att bestämma och karakterisera HgS används flera analytiska metoder:

• Röntgendiffraktion (XRD) för att bestämma kristallstruktur och identifiera polymorfer.
• Raman- och infraröd spektroskopi för molekylära vibrationer.
• Elektronmikroskopi (SEM/TEM) och EDS för morfologi och elementaranalys.
• XPS och andra ytkemiska tekniker för att studera oxidationsstadier och ytsammansättning.

Miljö och reglering

Kvicksilver och dess föreningar är föremål för internationell uppmärksamhet och reglering (t.ex. Minamata-konventionen) eftersom kvicksilver kan spridas långt i miljön och omvandlas till mycket toxiska former. Åtgärder innefattar begränsningar för användning, säkra avfallshanteringsrutiner och sanering av förorenade områden.

Historia och kultur

Cinnober har använts som ett värdefullt rött pigment i konst, ritualer och dekorativa hantverk i många kulturer. I vissa traditioner tillskrevs pigmentet estetiskt och symboliskt värde. På grund av hälsorisker har modern användning minskat och ersatts av säkrare syntetiska pigment i de flesta praktiska sammanhang.

Sammanfattning

Kvicksilver(II)-sulfid (HgS) är ett viktigt mineral och en kemisk förening med tydliga estetiska och historiska användningar, men dess samband med kvicksilver gör att hantering och användning måste ske med stor försiktighet. Naturens cinnober är känt för sin intensiva röda färg, medan metacinnober är svart och förekommer under andra förhållanden. Miljöeffekter, toxikologi och internationella regler gör att dagens användning är strikt kontrollerad.

Förekomst

Kvicksilver(II)-sulfid finns i mineralen cinnober. Det är det vanligaste kvicksilvermineralet och den vanligaste kvicksilvermalmen. Det är ett ljusrött mineral. Det är mjukt och tungt.

 
Mer cinnober  

Sök med bokstav